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    中水回用城市景觀研究綜述

    2018-07-12 09:26:06
    大眾文藝 2018年3期
    關(guān)鍵詞:中水凈化用水

    一、概念

    “中水”這一概念是相對于上水(自來水)與下水(排入管道內(nèi)的污水)而言的,指經(jīng)過適當(dāng)處理的廢水達(dá)到一定水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)后可進(jìn)行有益使用的非飲用水。中水可用于工業(yè)企業(yè),如工業(yè)冷卻水、鍋爐水、清潔水、生產(chǎn)加工用水等;也可用于沖廁、洗車、綠化灌溉、景觀娛樂等。中水的回用不僅可以大量減輕對天然地表水和地下水的開發(fā)力度,緩解水資源短缺、生態(tài)和地質(zhì)問題,還能減少廢水的排放量,有效抑制廢水排放對環(huán)境的污染。因此,中水回用的研究具有深遠(yuǎn)的現(xiàn)實意義。

    二、中水回用景觀的現(xiàn)狀與研究

    1.國外中水回用景觀研究進(jìn)展

    目前,中水回用技術(shù)研究在國際上較為成熟,早在19世紀(jì)30年代就在國外廣泛使用,經(jīng)過處理后的中水大多用于城市景觀的觀賞用水。在一些發(fā)達(dá)國家,中水回用研究已經(jīng)發(fā)展得相對完善,國家也出臺了較為全面的政策來支持其研究。

    美國是世界上最先開始實施中水回用的國家之一。1923年,美國舊金山率先建立了第一個將中水回用于景觀用水的大型污水循環(huán)利用工程,將凈化處理過的污水用作公園的湖泊中,在世界范圍內(nèi)產(chǎn)生了很大影響。之后隨著美國回用的中水水量急劇增加,用于城市景觀的案例也越來越多。直到目前,美國已有三百五十多個城市建立了污水再處理工程,中水的利用率與使用范圍都得到了進(jìn)一步提升,極大地緩解用水矛盾,實現(xiàn)了水資源的高效利用。

    澳大利亞位于阿德萊德莫森湖周邊的住宅區(qū)將污水與建筑屋頂?shù)挠晁M(jìn)行收集,經(jīng)過處理后回用與莫森湖水的補給、住宅用水以及景觀用地的灌溉。

    日本地區(qū)地形復(fù)雜、河流短小,淡水資源相對緊缺,這樣不利的自然條件促使中水回用研究在日本得到了很好的發(fā)展。目前,日本使用中水的人口占到總?cè)丝跀?shù)量的65%左右,全國年均利用循環(huán)水總量達(dá)1.5×108m3。東京于1984年出臺了水資源再利用的指導(dǎo)方針,規(guī)定在東京凡建筑面積超過3×104m2,或日用水量達(dá)到100m3的建筑物都要利用循環(huán)水。日本中水回用的范圍非常廣,主要包括家庭水再利用系統(tǒng)、地區(qū)水再利用系統(tǒng)、區(qū)域水再利用系統(tǒng)與工業(yè)水利用系統(tǒng)這四個方面。

    新加坡于2000年在裕廊島工業(yè)園區(qū)建設(shè)了一套城市污水深度處理裝置,中水產(chǎn)水規(guī)模為3萬m3·d-1,處理過后的水主要回用于景觀水與消防水系統(tǒng)。

    南非作為水資源緊缺問題最為嚴(yán)重的國家之一,其對中水處理與回用的研究較為成熟,全國約有22%的水資源屬于再生水。南非設(shè)有專門的污水處理機(jī)構(gòu),將污水進(jìn)行處理后輸送至各個地區(qū)進(jìn)行回用,以滿足其用水需要。

    歐洲各國、沙特阿拉伯、墨西哥等國也積極研究中水回用的方法與形式,取得了一系列成果,為水資源的循環(huán)利用作出貢獻(xiàn)。

    2.國內(nèi)中水回用景觀研究進(jìn)展

    與國外相比較而言,我國的水資源緊缺問題較晚得到重視,因此中水回用起步也較晚。直到20世紀(jì)80年代,我國將城市污水回用課題列入“六五”科技攻關(guān)計劃中,才開始開展對中水回用技術(shù)的相關(guān)研究與開發(fā)。從1986年起,國家將城市污水資源化相繼列入在“七五”“八五”“九五”計劃中,逐步接受與探索中水回用于城市景觀這一課題。

    在國家“七五”攻關(guān)計劃(1986-1990年)中,將水污染防治及城市污水資源化技術(shù)列入課題。天津、北京、大連、太原、西安等多個缺水城市相繼開展對污水再生技術(shù)及工藝的研究,其中,天津制定了《天津市景觀河道水質(zhì)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》,開始嘗試將紀(jì)莊子污水處理廠二級處理出水用于補充景觀河道的景觀環(huán)境再用實踐。

    在國家“八五”攻關(guān)計劃(1991-1995年)中,將污水的資源化與污水回用列入了重大科研課題。其間,北京高碑店污水處理廠、北小河污水處理廠、酒仙橋污水處理廠、石家莊西污水處理廠以及山東泰安市污水處理廠等一些將中水回用于城市景觀用水的示范工程相繼建成投產(chǎn)。這些工程對中水進(jìn)行一定的技術(shù)處理凈化到達(dá)一定標(biāo)準(zhǔn)后,部分出水應(yīng)用于城市景觀、河道的用水。其中,北京北小河污水處理廠將處理能力中20000m3/d的回用水應(yīng)用于綠化、河道的補充用水等;深圳冰河城市污水處理廠將20000m3/d的二級出水進(jìn)行三級處理后回用于公園綠化和景觀用水。

    在“九五”計劃(1996-2000年)中,我國開始研究污水處理與水工業(yè)關(guān)鍵技術(shù)?!笆濉保?001-2005年)期間,中水回用被正式寫入文件,城市污水資源化利用技術(shù)與示范課題研究也全面展開,北京、天津、青島等城市建立起一批將再生水回用于景觀環(huán)境的示范工程,對我國再生水回用于景觀水體的工程實踐起到了示范作用。

    隨后,在“十一五”計劃(2006-2010年)中,中水回用及城鎮(zhèn)污水處理工程被列為國家重點支持的九大工程之一?!笆濉逼陂g,我國進(jìn)一步推進(jìn)污水在景觀中的再生利用,北京、大連等城市逐年加大中水使用量,利用中水改善河流干涸斷流的現(xiàn)象,重建河流景觀。

    如今,城市景觀生態(tài)環(huán)境受到的重視日益增加,國內(nèi)許多城市開始著手整治市內(nèi)因各種維護(hù)不當(dāng)而受到嚴(yán)重污染發(fā)臭的河流與湖泊,但一味利用潔凈水資源來對污染河流引水換水,而不考慮如何更好地維護(hù)凈化水體,只會造成大量可用水資源的浪費,從而引發(fā)了更為惡劣的環(huán)境問題。近年來隨著我國對中水回用的關(guān)注與研究逐步深入,很多城市都開始嘗試并展開將中水投入城市景觀用水的工程項目,循環(huán)利用了水資源,推動了我國中水回用于城市景觀的研究發(fā)展。

    三、中水回用于景觀用水的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)及修復(fù)方法

    1.回用水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)

    回用于城市景觀的中水,主要控制指標(biāo)有pH值、色度、濁度、BOD5、CODcr、溶解氧以及磷、氮等,這些指標(biāo)是從設(shè)備防腐、感觀舒適性、用水安全性以及水質(zhì)保持等方面考慮的,是非常必要的。我國針對回用于景觀水的水體質(zhì)量,先后頒布了若干相關(guān)的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn),其中《城市污水再生利用景觀環(huán)境用水水質(zhì)(GB/T18921 -2002)》是目前對于景觀水體考核評價的標(biāo)準(zhǔn)。因此,現(xiàn)建議中水回用于城市景觀的水質(zhì)指標(biāo)如下:

    (1)基本要求:無漂浮物,無令人不快的嗅和味;(2)pH值:6.0~9.0;(3)色度≤30度;(4)濁度≤10NTU;(5)懸浮性固體≤15mg/L;(6)溶解性固體≤1000mg/L;(7)BOD5≤10mg/L;(8)CODcr≤50mg/L;(9)總磷(以P計)≤1.0mg/L;(10)總氮≤15mg/L;(11)氨氮(以N計)≤5mg/L;(12)余氯≥0.05mg/L;(13)溶解氧≥1.5mg/L;(14)陰離子表面活性劑≤0.5mg/L;(15)糞大腸菌群≤1000個/L

    2.修復(fù)方法

    (1)物理化學(xué)修復(fù)方法

    徑流污染、水污染等水質(zhì)問題在影響水資源可持續(xù)利用的因素中尤為突出,造成了水資源在城市景觀建設(shè)中的大量浪費。對回用于流動性較強的景觀水的中水而言,在設(shè)計的初期可根據(jù)水體的實際情況,設(shè)計相應(yīng)的凈化設(shè)施,如過濾水壩、過濾沙缸等,在水體的自然流動過程中對水體進(jìn)行自然保養(yǎng),起到凈水作用,降低水體的濁度。而對回用于人工水體的中水而言,其流動性往往較差,流速慢、面積小,且大多為封閉狀。這樣的水體自凈能力差,容易受到二次污染,間接影響景觀的視覺效果。因此可進(jìn)行外源性控制,在對水體進(jìn)行物理修復(fù)的同時加入化學(xué)藥劑,以去除水中污染物,實現(xiàn)水質(zhì)的凈化與維護(hù)。

    (2)生物修復(fù)方法

    水生植物對污水有一定的凈化作用,它們能夠通過根部來吸收、過濾水體中的污染物,因此在景觀水體中選擇性地種植水生植物是修復(fù)回用水水質(zhì)的有效方法之一,且這種純生態(tài)的修復(fù)技術(shù)在各種物理化學(xué)技術(shù)中有著獨到的優(yōu)勢。這種修復(fù)技術(shù)的成本較低,基本對自然環(huán)境無不良影響,并且在合理搭配設(shè)計下還能營造出豐富的水生景觀,增強景觀的表現(xiàn)效果,美化環(huán)境。但植物對水體的凈化功能與其他人工技術(shù)相比見效較慢,且會受到季節(jié)及溫度的較大影響。

    四、國內(nèi)中水回用景觀存在的問題及改善建議

    1.存在問題

    (1)公眾意識淡薄

    公眾意識是支持將中水回用于景觀建設(shè)的必要條件。讓公眾在心理上和情感上認(rèn)可中水回用,是水的再利用的保證。在我國的南方地區(qū),尤其是在一些濱海濱江城市,人們感受不到水資源緊缺的隱患,對水資源再利用的意識薄弱,還未形成中水回用的概念。如果公眾對水資源再利用的意識達(dá)不到一定高度,那么即便是在我國北方的缺水地區(qū),中水回用也很難實現(xiàn)。同時,公眾對中水水質(zhì)安全性的不信任也制約著國內(nèi)中水回用于景觀的發(fā)展。

    (2)缺乏政策支持

    將中水回用于城市景觀建設(shè),有益于社會的可持續(xù)發(fā)展,政府應(yīng)該制定相應(yīng)的優(yōu)惠政策,對其給予推進(jìn)與支持。對于將中水回用于景觀建設(shè)的用戶,使用中水應(yīng)比使用自來水更加經(jīng)濟(jì)實惠,這樣才具有吸引力。對于中水生產(chǎn)企業(yè),生產(chǎn)符合要求的中水需要投入額外的成本,政府應(yīng)在建設(shè)和運行過程中給予一定的政策優(yōu)惠。目前,城市中水回用于景觀缺乏政府的鼓勵與支持,亟待相應(yīng)政策的完善與補充。

    (3)中水回用景觀設(shè)計存在缺陷

    中水作為回用水,不管作何種用途,都必須保證在任何情況下絕對滿足城市景觀用水質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)和水質(zhì)要求,保障居民的健康與安全。但就國內(nèi)目前的情況而言,城市景觀的中水回用系統(tǒng)還比較欠缺,使用中水的景觀水體也缺乏相應(yīng)的凈水過濾裝置來保持回用水的水質(zhì),存在著很大的隱患。

    2.改善建議

    (1)加強宣傳,轉(zhuǎn)變觀念

    中水回用在社會可持續(xù)發(fā)展和環(huán)境保護(hù)中都發(fā)揮著積極作用。然而,這并沒有在水資源相對豐富的中國南部地區(qū)得到關(guān)注。城市景觀的中水回用面臨同樣的問題。因此,要使公眾意識到中水回用于景觀的社會、經(jīng)濟(jì)和生態(tài)意義,加強對其的宣傳倡導(dǎo)是非常有必要的。政府需普及中水回用技術(shù)、景觀回用水的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn),并介紹國內(nèi)外中水回用于景觀的成功實例。通過宣傳教育,讓公眾了解中水,愿意接受和信任中水,逐步轉(zhuǎn)變公眾對回用水的不正確觀念。

    (2)制定完善相關(guān)政策

    中水回用于景觀是公眾事業(yè)的一部分,政府應(yīng)該給予適當(dāng)?shù)恼咧С?,特別是在中水回用于景觀的早期實施階段,應(yīng)對投資中水回用、將其用于景觀水的設(shè)計單位給予優(yōu)惠待遇,對再生水回用的設(shè)施建設(shè)進(jìn)行補貼,降低建設(shè)成本。鼓勵采用先進(jìn)成熟、經(jīng)濟(jì)的中水回用技術(shù)和設(shè)備,使生產(chǎn)者和消費者都能從中水回用中受益。指導(dǎo)城市景觀中的中水回用隨著回用水修復(fù)技術(shù)的發(fā)展,逐步走上正軌,并最終發(fā)揮更大的環(huán)境效益。

    (3)增加有利于水體凈化的相關(guān)設(shè)計

    目前,在國內(nèi)大多城市的景觀水體設(shè)計中,都更加偏向于對景觀環(huán)境的美化與改善,而在景觀水體質(zhì)量的維護(hù)與凈化上關(guān)注甚少,較為欠缺。在全球水資源日益短缺的狀況下,中水回用于城市景觀勢必成為一種趨勢,因此景觀設(shè)計師在美化水體形態(tài)的同時,也需要仔細(xì)斟酌如何維持水體質(zhì)量,根據(jù)實際情況設(shè)計出相應(yīng)的凈化裝置,不斷過濾維護(hù)引入的中水水質(zhì),使得城市的景觀水環(huán)境由內(nèi)而外的優(yōu)美怡人,真正地造福于城市居民。

    五、結(jié)語

    隨著人們對城市景觀的要求越來越高,景觀建設(shè)用水量日益增加,水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)也更加嚴(yán)格。使用潔凈水資源來營造城市景觀不僅造成了水資源的大量浪費,還會對社會的可持續(xù)發(fā)展造成不良影響。合理利用中水資源,將進(jìn)行一定技術(shù)處理的、符合景觀用水標(biāo)準(zhǔn)的中水回用于城市景觀建設(shè)中,不僅是未來城市景觀發(fā)展的大勢所趨,還能適當(dāng)緩解水資源短缺的危機(jī),對生態(tài)可持續(xù)發(fā)展產(chǎn)生良好的社會效應(yīng)。因此,我國應(yīng)該重視中水回用景觀這一問題,借鑒國外相關(guān)成功案例,研究出更加有效的中水處理方法,同時探索如何能更加合理地將水體凈化維護(hù)設(shè)施與景觀相結(jié)合進(jìn)行設(shè)計,也將成為中水回用城市景觀的熱點和方向。

    [1]吳霜,陳宇,羅秋滾.中水景觀國外利用現(xiàn)狀及對我國的啟示[J].價值工程,2014(28).

    [2]張林妹,胡彩霞,杜鴻等.中水回用現(xiàn)狀與發(fā)展前景[J].水科學(xué)與工程技術(shù),2008(1):1-3.

    [3]夏騁翔.國外水循環(huán)再利用的實踐和啟示[J].國外水利,中國水利,2007,7:45-48.

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