《中水回用概论》PPT课件.ppt

,中水回用技术及工程（TECHNOLOGY AND ENGINEERING FOR RECLAIMED WATER TREATMENT）,第一章 中水概论,世界水资源状况中国水资源状况先进国家中水利用状况我国中水利用状况中水的基本概念中水的系统组成中水水质监测、控制、标准,水资源基本概念,水资源：指可直接被利用、能不断更新的天然淡水，主要指陆地上的地表水和地下水的浅层部分。水资源危机：由于自然因素或人类活动引发的水资源短缺的危机，并带来系列不利后果。水环境危机：由于水质的改变而引发的危机，给人类的生产和生活带来许多不利影响。,第一章 概论,世界水资源状况中国水资源状况先进国家中水利用状况我国中水利用状况中水的基本概念中水的系统组成中水水质监测、控制、标准,永冻土底冰湖泊淡水土壤水大气水沼泽水河水生物水,全球总储水量近14亿t，便于取用的河水、湖泊水及浅层地下水仅有20万km3,占0.26%。,水体结构组成,世界七个水资源总量丰富国家比较,468700,巴 西Brazil,俄罗斯Russia,加拿大Canada,美 国America,印尼Indonesia,中 国China,印 度India,世 界World,0,30000,60000,120000,90000,人均径流量（立方米/人）RWR per Capita(m3/p),径流总量（亿立方米）TRWR(108m3),全球淡水资源地区分布极不平衡:巴西、俄罗斯、加拿大、美国、印尼、中国、印度7国的淡水资源约占世界淡水资源的60%。,水的自然循环,蒸发505，000,水汽输送10%,地表径流,地表蒸发72，000,降水119，000,地下径流,33,000以洪水的形式入海无法利用,14,000形成稳定径流被人类利用,降水90%,人类参与的水文循环,水的社会循环,世界水资源面临的突出问题：（1）水量短缺严重，供需矛盾尖锐，地区间存在水资源利用矛盾和潜在冲突。,国际水资源管理学会：2050年世界总人口的四分之一或发展中国家人口的三分之一，近14亿人将严重缺水。干旱地区的10亿多人将面临极度缺水，无法满足生活、工业和环境的要求，约3.48亿多人面临严重的经济缺水。2006年3月世界水资源开发报告：全球用水量在20世纪增加了6倍，增速是人口增速的2倍。占世界人口总量40%的80多个国家水资源缺乏，30多个严重缺水，到2025年，随着城市化、工业化和农业集约化进程的加快以及人口剧增，用水量将增加40%，所需供水量将缺少50%以上，世界将面临严重的水资源危机，缺水人口可能超过30亿。,世界水资源面临的突出问题：（2）水源污染严重，“水质型缺水”突出。,联合国调查统计结果：水污染进一步蚕食着大量可供消费的水资源，全球河流稳定流量的40左右已被污染，且水污染仍在加剧。水污染危害人类健康：全球约有11亿人(约占五分之一)无法获得安全饮用水，21亿人缺乏基本卫生设施，每年有2亿人患上与水污染有关的疾病，有220多万人因此死亡，其中近90%是不满5岁的儿童，多数集中在发展中国家。,农业用水量及农业用水中不可复原的水量最高；注重开发农业节水技术。重视提高工业用水技术，降低用水定额，加大节水力度，大幅度提高用水重复利用率。水资源的开发将更加重视经济、环境、与生态的良性协调发展;重视水资源的合理分配与调度。“开源与节流”并重，优先发展污水再生回用。,全球水资源开发利用趋势：,第一章 概论,世界水资源状况中国水资源状况先进国家中水利用状况我国中水利用状况中水的基本概念中水的系统组成中水水质监测、控制、标准,我国的淡水资源总量约2.8万亿t，居世界第六位。总量不小，时空分布不均。地表水资源量约2.6万亿t（2001年，扣除地表水和地下水中不重复部分，仅1140亿t）。人均水资源占有量仅2200t，是世界平均水平的1/4，we位列第88位，被列为13个人均水资源最贫乏的国家之一。目前水资源开发利用率高达19%，接近世界平均水平的3倍（水资源正从不足到严重不足）。我国水资源现状是“局部有所改善，整体仍在恶化”。北方和西北地区属资源性缺水。我国主要以地下水作为供水水源，其中浅层地下水资源量仅0.6万亿t。由于河流干竭、地下水开采过量等原因，水资源就近开发出现了困难，不得不采用远距离调水（南水北调、引栾济津、引江济太等），增加了建设投资，破坏了水环境系统。,我国水资源状况：,Precipitation Distribution,China,Droughty,semiarid,Buffer Zone,humid,Wateriness,Southern Areas,Northern Areas,Yellow River,Haihe River,basins,2003年，人均水资源量黄河流域为361m3/人.年；海滦河流域为311 m3/人.年。,我国水资源浪费严重：全国每年水资源浪费量超100亿t。城市公共供水系统管网漏损率平均达21.5%，仅城市便器水箱漏水年损失达上亿t。我国水资源利用率低：水资源的重复利用率和有效利用率低。我国水资源污染严重：大部分地区严重缺水、水生态系统退化。我国面临水量短缺、水质退化和部门间、地区间水资源冲突等矛盾。目前水资源短缺与粗放低效利用的状态并存，水资源及其安全性已成为我国社会经济发展的瓶颈。,我国水资源危机：,严重缺水区Sever water Stress,缺水区Water stress,供需基本平衡或有余区Balance areas,北京、天津、西安、长春、大连、青岛、唐山和烟台等大中城市已受到水资源短缺的严重威胁。,我国沿海地区缺水严重的城市分区统计表,中国七大水系的水质状况,People are carrying water back home,Northern China,Women are carrying water back home,Northern China,正常年份全国缺水量将近400亿t，受缺水影响最大的是干旱、半干旱地区和高速发展的沿海地区及大中城市。在300多个大中城市中有180个城市缺水；在600多个中等以上城市中，有400余座城市供水不足，有300座城市缺水，136个严重缺水，30个特大城市长期缺水。城市年缺水总量达60亿吨，约150个城市实行限时限量供水，致使工业产值每年减少1200亿元以上。仅“十五”期间，全国农田受旱面积年均达3.85亿亩，平均每年因旱减产粮食350亿kg。全国可利用草原中有90%出现不同程度的退化、沙化，水土流失面积达356万平方公里，占国土面积37.1；有着悠久历史的西夏古城“黑城子”渐渐被沙漠吞噬；位于甘肃河西走廊的亚洲最大的沙漠水库“红崖山水库”全面干涸；“江南水乡”闹水荒，一半湖泊在萎缩(全国湖泊面积比50年前减少了15%)。,我国水资源危机具体表现：,未经处理的黑臭生活污水直接流进了黄河、长江；我国有79的人在饮用有害的污染水，7亿人饮用大肠杆菌超标水，3亿农民喝不上标准饮用水，1.64亿人饮用有机污染严重的水；松花江重大水污染事件、广东北江镉污染事件，在北国和南方相继发生预计到2010、2030、2050年，城市需水量将达到1290、1730、2070亿t/a，缺水近137-318亿t。我国人口高峰出现在2030-2040年前后，全国总用水量达7000-8000亿t（其中工业用水占20%以上，约1500亿t），实际可能利用的水资源量约为8000-9500亿t，需求量基本接近可利用水量。据预测，到2030年我国人口将增加到16亿，人均水资源占有量将降到1700立方米，按照国际标准抵达公认的人均1700立方米缺水警戒线。我国已经迈入水危机初期阶段，局部地区和城市进入中期阶段。“我们面临着比世界其他国家更严重、更紧迫的水危机”（中国建设部副部长仇保兴）,我国水资源危机具体表现：,生活与生产用水量比约1：9（工业与农业用水比约1：3），总用水量5500亿t/a，人均综合用水量达430亿t，万元GDP耗水量达610亿t，约为世界平均水平的倍；产业结构不合理，高耗水量行业集中，生产管理水平低，预计2030年工业用水量将增至1500亿t；人民节水意识差，城市生活用水、家庭用水浪费普遍；对水资源管理缺乏宏观掌控，违反生态规律发展，对水资源掠夺式开发、浪费式应用、混合式管理；已经形成水源型与水质型缺水的复杂形势；平均单方灌溉水粮食产量约为公斤，不足世界先进国家水平的40%，节水灌溉面积占有效灌溉面积的，不足先进国家水平的。,我国水资源危机产生缘由分析：,主要行业单位产品用水量,生活污水年排放量达500亿吨以上；城市污水处理率不足10%，668个城市中仅123个城市有307座污水厂；全国17000多个镇，基本没有污水处理设施；目前，生活污水占城市污水的比率提高至40%以上，至2010年，生活污水年排放量增至560亿吨，城市污水处理率不足20%；工业污染物多、杂、量大、毒性大，难以净化。至2010年，城市污水量每年将达到720亿吨（趋势），城市污水处理率达40%（目标）。,我国水资源危机产生缘由分析：,水资源合理配置，跨区域调水推行计划用水和节约用水做好污水废水的循环利用加强水资源的统一管理,我国水资源开发利用要点：,核心是“开源节流”；朱镕基总理针对“南水北调工程”提出了“三先三后”原则：先节水后调水，先治污后通水，先环保后用水，调水的基础是节水治污；农业节水以提高灌溉水利用效率为核心，加快建设高效输配水工程等农业节水基础设施，推广和普及节水技术；工业节水重点抓好火力发电、石油石化、钢铁、纺织、造纸、化工、食品等高用水行业的节水工作，降低工业企业单位产品取水量；城市节水继续开展“节水型城市”创建工作，加快改造城市供水管网，强制使用节水及计量设备和器具；非常规水源方面，大力开发利用海水、再生水、矿井水、雨水等非常规水源，缓解水资源瓶颈制约，切实可行的途径是中水回用。,我国水资源开发利用重点：,投资优势：城市污水处理（二级）工程投资9001400元/(m3d)，再生处理新增400600元/(m3d)，加上配套管网总计6001000元/(m3d)。形成40亿t水源的投资大约在100亿元左右；而形成同样规模水源的长距离引水则需600亿元左右，海水淡化则需1000亿元左右。成本优势：根据国内外同类经验测算，城市污水厂二级处理出水采用常规混凝-沉淀-过滤-消毒工艺处理，1万/m3规模以上工程吨水成本0.7元，远低于城市水价；按国内外通行惯例，中水价格一般为自来水价格的50-70%；需水方、供水方经济效益显著。,非常规水源利用总体经济分析,（1）跨流域调水,（1）大型水利工程,淮安枢纽,密云水库,京杭运河,中国占水利工程供水总量75%的农业灌溉用水，利用效率平均仅为45%（发达国家平均为70-80%）；工业用水重复利用率仅为30-40%（发达国家平均为75-85%）；在生活用水方面，跑、冒、滴、漏现象严重，城市用水器具和自来水管网的浪费损失率为20%以上 节约用水是解决中国水危机的必由之路,（2）节约用水,分质供水；推广节水型器具,（2）节约用水,节水灌溉,（2）节约用水,城市污废水、雨水经处理后资源化利用，可以提供40%60%的城市供水量，发展潜力巨大；城市污水、雨水资源化利用非常便利，且投资和运行成本均较低，经济效益明显；同时具备减少污染、缓解洪峰、保持生态用水、增加景观和降低城市热岛效应等功能。,（3）污废水及雨水的循环利用,约15%的市政用水可由回用水供给；近50%的生活用水可由回用水供给；约80%工业用水（循环冷却水等）可由回用水供给。,世界银行从事“解决中国水稀缺:从分析到行动”课题研究，发布解决中国的水稀缺:关于水资源管理若干问题的建议：建议中国改革和加强水资源管理的机构设置、法律法规、信息和公众参与，重点放在明晰政府、市场、社会三者各自的作用及其相互关系；提高水资源管理部门的效率，充分利用市场手段，如水权、水价和生态补偿机制；强化水污染控制措施的执行以及对污染突发事件的准备。,（4）水资源统一管理,全国政协委员、水利部副部长胡四一：面对我国严峻的水资源形势，将实行最严格的水资源管理制度。划定水资源管理“红线”，明确水资源开发利用红线，控制用水总量；明确水功能区限制纳污红线，控制排污总量；明确用水效率控制红线，遏制用水浪费；加快“取水许可总量控制指标体系”建设，控制行政区域年度用水总量；实施取水许可、水资源论证和环境影响评价制度。推进水价改革须有利于节约用水、合理配置水资源、促进水资源可持续利用。全国36个大中城市平均供水价格为每立方米3.77元（含污水处理费），水价构成不合理，水价偏低，未反映水资源的稀缺程度和水环境治理成本。著名水利专家王浩：北京合理水价应该是11块4毛2分。,（4）水资源统一管理（NEW两会信息）,中国真正意义上的城市污水、雨水处理回用的研究和应用尚属起步阶段，城市污水的利用率非常低，而雨水基本上没有得到利用。缺乏污水、雨水处理回用的经济适用技术和集成化设备是目前主要的技术障碍。,我国水资源开发存在问题：,在已无新的水源可开发利用的城市和地区中，从市政管网收集来的使用过一次的废水不能作为废物排放，而应作为资源重新利用。目前，双重供水系统在不断地增加，处理后的水回用作景观用水和其他非饮用用水（冲洗厕所、农田灌溉、浇洒绿地、补充地下饮用水水源等）。,中水回用现状：,城市污水中污染物只占0.1%左右，比海水3.5%少得多，经过适当再生处理，可以重复利用，实现良性循环；再生水是城市稳定的淡水资源，减少了对自然水的需求量，削减了对水环境的污染负荷，是维持健康水循环不可缺少的措施，是缺水地区解决水荒的可行之策，是节约和保护水资源的有效途径，有利于环境生态和人类社会的可持续发展；再生水供工农业、市政事业等多目标、多对象的回用在技术上是可行的、经济上是适宜的，必将大大缓解水资源紧张的局面，产生开源、节流和环境保护的综合效益，并对了城市供水安全保障具有重要战略意义。,中水回用意义：水是唯一不可替代也是唯一可以重复利用的资源,城市污水再生利用的总体目标是充分利用城市污水资源、削减水污染负荷、节约用水、促进水的循环利用及提高水的利用效率。城市污水再生利用要遵循以下原则：资源型缺水城市应积极实施以增加水源为主要目标的城市污水再生利用工程，水质型缺水城市应积极实施以削减水污染负荷、提高城市水体水质功能为主要目标的城市污水再生利用工程。,城市污水再生利用的目的与原则：,城市景观环境用水要优先利用再生水；工业用水和城市杂用水要积极利用再生水；再生水集中供水范围之外的具有一定规模的新建住宅小区或公共建筑，提倡综合规划小区再生水系统及合理采用建筑中水；农业用水要充分利用城市污水处理厂的二级出水。国务院有关部门和地方政府应积极制定管理法规和鼓励性政策，切实有效地推动城市污水再生利用工程设施的建设与运营，并建立有效监控监管体系。,中水回用是系统工程，包括污水收集系统、污水处理系统、输配水系统、用水技术和监测系统等。中水回用需达到水质合格、水量合用和经济合算三个指标。,中水回用基本要求：,城市污水量大、集中，就近可得，易于收集，稳定可靠，不受气候等自然条件的影响，是较稳定的供水水源；城市污水厂一般建在城市附近，与跨流域调水、远距离输水相比，可大大节省取水、输水的基建投资和运行费用；污水处理厂因增加深度处理单元而增加的投资少于新建水厂的投资，故可节省部分新建给水处理厂的费用；城市污水处理后回用减少了污水排放量，从而可以减轻对水体的污染，促进生态环境的改善；城市污水回用开辟了第二水源，减少了城市新鲜水的取用量，减轻城市供水不足的压力。,城市污水再生利用的可行性：,废水资源化作为可持续发展重大战略；废水资源化技术作为节水重大专项予以支持；高度重视废水资源化集成技术开发；建立综合性废水资源化示范工程。,中水回用科技与工程支撑：,国家导向且经济实力不断增强，高级氧化、新型吸附、膜分离、高级生化等及其集成技术趋于成熟，国家支持的重大课题包括：耗水量及排污量大的行业（例如发酵、焦化、农药、制药、化肥、电子、采油）废水资源化示范工程建设；大型企业（例钢铁、石化、化工）综合工业废水资源化示范工程建设；工业废水资源化关键与共性技术开发；污废水资源化配套用环境友好型药剂开发。,1985年前的六五期间是起步阶段；1986-2000年的七五、八五、九五（城市污水资源化研究、污水净化与资源化技术研究、污水处理与水工业关键技术研究）是技术储备、示范引导阶段；2001年以十五纲要提出污水再生利用为标志，进入了全面启动阶段。主要研究内容：不同回用对象的水质指标、不同回用用途的废水再生工艺路线和相应单元处理技术、再生水用户的用水技术、不同工程长年运行的经验总结、废水回用的技术经济分析与技术经济政策、污水回用设计规范、工业化应用和规模化推广的工程问题；我国在水环境化学、微生物学、生态及毒理学等基础理论研究方面以及污水处理技术和工艺流程研究和利用方面具有国际同等先进水平，但是在处理设备、系统优化控制及管理水平与国外相比存在较大差距。,中水回用研究进展：分三个阶段,污水再生回用对策,根据我国的实际情况，一些水资源短缺且经济较发达的城市，未来的用水战略中应该将中水回用和污水集中处理回用列为节水的重点。新规划的城市和新建工业基地，在进行规划建设时，应充分考虑污水再生回用设施的建设，从本地区本行业发展的长远利益出发，以经济效益和环境效益为目标，选择适宜的污水再生处理工艺，提出合理的回用措施和回用量。在石油化工、电力、钢铁等我国主要的用水行业使用再生水势在必行。,污水再生回用关键任务：,在水法和水污染防治法的基础上，建立污水再生回用的法律法规体系。建立集中统一的水管理机构，对水资源、供水、排水和水环境污染进行统一规划与管理。建立综合协调、可持续发展的水总体规划，纳入城市总体规划，协调城市水资源、供水、排水、水污染控制、城市防洪、河湖以及工业、农业、水产、航运等规划，做到以供定需、分质供水、优质优用、重复利用，使水资源得到科学有效的利用与保护，使有限的水资源发挥最大的效益，确保污水回用规划的实施。,污水再生回用关键任务：,建立合理的水价格体系，取消国家补贴，大力发展水工业，使供水和排水部门进行企业化经营，促进污水再生回用的实施。提高人们对污水是资源的认识，并从经济上体现低质水低价、高质水高价，使人们在生产和生活中逐渐认识到污水再生回用的必要性。严格控制工业废水排放，抓紧工业污染源治理，搞好工业废水预处理，排入城市下水道的水质必须符合污水排入下水道水质标准，以保证城市污水处理厂的稳定运行。在河道和流域严格实施污染物总量控制。,（1）解决中水回用的情感/心理障碍；（2）研发新型技术净化低污染水，包括膜技术（压力驱动、电力驱动、膜生物反应）、高效吸附、深度氧化、离子交换等；（3）开展毒害及风险评价；,中水回用难点：,大力发展以小区、企业等为对象，因地制宜地利用中水的技术研究。加强城市污水生态处理等经济适用技术的研发。加强城市污水资源化利用标准化、集成化设备研制。完善相关的法律、法规、标准、规范等管理手段。,中水回用重点：,城市供水量的80%排入城市污水管网进入污水厂，深度处理后70%可回用，则城市供水量的50%以上可变成再生水，可有效化解城市水资源危机和世界水资源危机，开发潜力巨大。预计，至2010年，城市污水量每年将达到720亿吨（趋势），预计到2010、2030、2050年，城市缺水近137-318亿t，再生水可应对50年的水危机。,中水回用预期：,1.废水回用的最大动力；2.废水回用的重大效益；3.水源管控的法律法规；4.再生水使用的情感障碍；5.工业生产中的再生水和再循环水；6.工业废水再循环回用对危险性评估需求；7.市政废水再循环利用的诸多障碍；8.供水费用和排水费用的密切相关性。,关于中水回用的思考：,第一章 概论,世界水资源状况中国水资源状况先进国家中水利用状况我国中水利用状况中水的基本概念中水的系统组成中水水质监测、控制、标准,许多发达国家的城市污水资源化利用历史较长，在城市建设中一直作为重点内容来研究和规划，规模较大，经济效益和社会效益明显。20世纪上半叶随着物理、化学和生物等水处理技术进步，迎来了“污水再生利用时代”，美国、日本、以色列、南非、澳大利亚、俄罗斯等污水回用较成功。阿根廷、巴西、智利、秘鲁、科威特、塞浦路斯、突尼斯等国都开始利用再生水，主要用于农业灌溉。再生水用于生活饮用水源在国外已有应用，如南非的温得霍克市和美国堪萨斯州的查纽特等。,国外先进的水资源利用现状,1979年，有357个城市回用污水，回用点536项，涉及农业回用、工业回用、环境回用、娱乐回用等，分别占62%、31.5%、5%、1.5%，回用总量约9.4亿吨/年。美国再生水利用模式的突出特点是集中处理回用、很少直接用于城市生活杂用，再生水利用工程主要分布于水资源短缺、地下水严重超采的西南部和中南部的加利福尼亚、亚利桑那、德克萨斯和佛罗里达等州。美国环保局于1992年提出水回用建议指导书，包括了废水回用各个方面，回用处理工艺、水质要求、监测项目与频率、安全距离和条文说明。,美国-自20世纪70年代初开始大规模建设回用系统,加州南太和湖污水厂和奥伦奇21世纪水厂世界闻名，深度处理流程长、水质好；加利福尼亚州唐特拉斯塔污水厂回用水量达400万吨/年，主要回用于工业用水；洛杉矶将7000万吨/年的城市污水经深度处理后回用于工业；马里兰州伯利恒钢铁厂每年将1.5亿吨污水回用至生产工艺和冷却系统；福罗里达州实施非饮用回用，大规模实行双管供水系统，以自来水价格的40%将再生水回用作城市绿化等市政用水；加利福尼亚州实施灌溉回用；德克萨斯州大规模将再生水实施地下回灌进行间接回用处理；福罗里达州的圣彼得斯堡，1978年开始将再生水回用于7000多户家庭的生活杂用水；圣迭戈市将6000万吨/年的再生水作为饮用水。,美国-自20世纪70年代初开始大规模建设回用系统,创造了中水道系统，建成双管供水系统（dualpipe system）。最突出的特点：分散处理并回用于城市生活杂用的再生水所占的比例很大；独特的工业水道。1996年，建有中水设施2100套，其中工业用水占41%、农业灌溉占8%、环境用水占32%、娱乐和清雪等市政杂用占12%。近年来，对污水厂二级出水提出了脱N除P要求，可回用作河流补充水、城市景观用水、消防用水、浇灌用水、冲洗用水。再生水复活了150条城市河流。,日本-从1962年开始回用,*在日本“六一”还是“节水日”,日本再生水利用典型实例及处理流程,2.日本江崎市工业用水使用城市污水厂再生水,3.东京千代田区某楼使用再生水回用于生活杂用水,4.东京港区某楼使用再生水回用于生活杂用水,5.日本川崎市的“亲水”再生利用于景观水体：,1.日本东京都工业用水使用城市污水厂再生水,20世纪60年代，把回用所有污水列为国家政策：废水如果没有用尽，不可采用海水淡化；城市的每一滴水至少应回用一次；污水收集率、处理率、回用率分别达到90%、80%、65%；1987年，建成210个市政回用工程，回用规模最大为20万m3/d，最小为27m3/d，一般0.5-1万m3/d；100%的生活污水、72%的城市污水实现了回用，回用方式包括小型社区就地回用、大中城市区级回用，可用于农业、工业和饮用水，42%直接回用于灌溉，30%回灌地下和排入河道间接回用，其余用于工业和城市杂用 以色列再生水利用最突出的特点是把再生水作为国家水量平衡的重要组成部分：深度处理后进入地下水库，通过国家总水资源调配网，由国家统一调控使用，主要用于农业灌溉，水资源管理和使用权归国家所有，严格执行水法等一系列法规，国家输水工程调整水资源分布格局，滴灌节水技术造就沙漠农业神话，价格杠杆鼓励节约用水；污水回用、海水淡化开发非常规水源多管齐下的节水措施构成了以色列开源节流、高效用水的系统工程；“不浪费每一滴水”成为以色列家喻户晓的节水标语。,以色列-人均水资源仅300立方米，为我国的1/8,俄罗斯、印度、科威特、西欧、阿根廷、秘鲁、智利、墨西哥、南非和纳米比亚等污水回用很普遍；例如：印度孟买有7座商业楼用中水做空调冷却水的补充水，水量达6万吨/年。,其他,1.意识上：确立城市污水是宝贵的资源；2.管理上：制定相关法律法规；3.技术上：加强技术研究和应用。,国外先进的水资源利用经验,国外典型的中水资源化利用系统,生态建筑中的中水综合利用系统（以日本、英国最为典型）湿地塘/床生态污水处理系统（以美国、德国最为典型）雨水、污水成套化、设备化处理系统（以德国最为典型）,江户东京博物馆,于1993年建造完成，屋顶面积达10,000，采用雨水及中水共用系统，雨水贮槽为2,500m3，中水贮槽为200m3。,生态建筑中的雨水、中水综合利用系统,英国的世纪穹顶,在穹顶上安装了大型中水回用装置，其中穹顶收集的雨水净化后提供300m3/d 的厕所冲洗水。,生态建筑中的雨水、中水综合利用系统,Peggy Notebaert Nature Museum Chicago,Chicago City Hall,Four Seasons Hotel Boston,MA,美国典型的绿色屋面雨水净化利用工程,生态建筑中的雨水、中水综合利用系统,东京都墨田区疫所,下水道污水经三级处理后，回用于冲厕等用途，占杂用水总量的60%；雨水处理后利用约占杂用水总量之30%。,生态建筑中的雨水、中水综合利用系统,日本：惠比寿休闲购物中心,中水为三级处理，设计量达1050m3/d；处理技术采用活性污泥、生物膜、活性炭吸附等技术。,生态建筑中的中水综合利用系统,德国柏林生态小区湿地塘/床,湿地塘/床生态污水处理系统,典型的美国住宅区湿地净化系统,多单元湿地塘/床,湿地塘/床生态污水处理系统,美国生态污水净化器,污水成套化、设备化处理系统,德國住宅中水贮存及控制装置,第一章 概论,世界水资源状况中国水资源状况先进国家中水利用状况我国中水利用状况中水的基本概念中水的系统组成中水水质监测、控制、标准,属于起步探索阶段；主要以城市污水厂出水为对象，缺乏灵活性，实际应用受到限制较大；采用传统技术，投资高、成本高、管理难度高。,我国中水利用现状,我国再生水用途包括：城市、农业、工业、环境娱乐和补充水源水等。城市杂用：绿化用水、冲洗车辆用水、浇洒道路用水、厕所冲洗水、建筑施工和消防用水。需经严格消毒。农业：包括直接灌溉或排至自然水体间接回用两种方式。需水量大，是污水再生利用的主要渠道。工业：冷却水、洗涤冲洗用水及其它工艺低质用水，最适合冶金、电力、石油化工、煤化工等行业。环境娱乐：分为主要接触和次要接触；主要接触如游泳；次要接触如划船、钓鱼和喷泉等。地下水回灌和饮用型回用：地下水回灌用于防止地面沉降、海水及苦咸水入侵及补充地下水储量。再生水用于生活饮用水源我国尚无先例。,我国中水利用现状,国内污水再生利用起步较晚，结合国情以回用于农业、工业和市政为主要目标，采用不同层次的人工与自然净化相结合的污水处理与再生利用系统；国内正逐步推广节约用水和深度处理的新技术、新工艺和新设备，鼓励循环用水、一水多用、废水回用，实现全国城市污水回用率达到25%、污水再生利用率达到10%的近期目标；台湾：回用设施早在20世纪70年代就已建成，目前4座污水厂不同程度地将深度处理后的污水回用于工业生产和厂内用水。,我国中水利用现状,青岛：在1982年起将中水作为市政和其他杂用水；北京：截至2009年，共建成9座污水处理厂，日处理污水能力达250万t，年产8亿t再生水，主要用于农业灌溉、城市河湖补水、工业用水、园林绿化加市政杂用。大连：在1992年春柳河污水厂1万吨/天污水再生设备投产，主要用于热电厂冷却用水；开发区利用再生水进行城市喷洒；天津：大力发展海水淡化和中水回用，凯发集团投资的大港一期以膜技术为核心的海水淡化项目日产10万吨淡水，在中北辰科技园投资建设污水厂及中水回用工程，规模达10万吨；昆明市从1998年开始推广城市再生水利用设施，到2008年年底，已建成再生水设施162座，处理能力达5万吨/天。河北：将投60多亿，建设城市污水回用项目，预计到2010年，城镇污水处理率平均达到65%，再生水利用率达到41.7%；宁夏：以电力、冶金、采掘、化工、造纸等行业为重点，提高工业废水再生利用和回用率，工业用水重复使用率60%以上；,我国城市-已有几十个城市在建污水回用工程,天津开发区污水再生利用工程,建成3万m3/d微滤、1万m3/d反渗透再生水示范工程,2500m3/d微滤膜装置Micro-Filter,反渗透装置 Reverse Osmosis,高碑店污水处理厂中水回用工程,国内最大的城市污水再生利用工程，回用水规模30万m3/d，用于工业冷却水和市政杂用水。,香港湿地公园,昆明市出台了城市再生水利用专项资金补助实施办法，从城市生活污水处理费中提取专项资金，遵循“先利用、后补助”的原则，用于鼓励各单位、住宅小区建设分散式再生水利用设施，对正常使用再生水利用设施的管理单位，由市节水办按季度到现场查抄实际利用水量，并按照实际用水量和每立方米0.07元的标准，每半年给予再生水利用资金补助。江阴市推进废水“升级提标”处理工程，26家企业通过“中水回用”工程实现减排目标。奖励标准为废水深度处理削减1吨COD奖励0.2万元；印染、化工、造纸、制革、电镀企业实施中水回用工程削减1吨COD奖励0.3万元；钢铁企业实施中水回用工程削减1吨COD奖励0.1万元；关停企业（项目）削减1吨COD奖励0.3万元。,我国中水利用管理措施,北京市用水价格：生活4.6元，工商业6.21元，行政事业单位5.80元，洗车业、纯净水业61.68元，洗浴业81.68元。到2012年，污水处理厂全部改造、升级为再生水厂，再生水将成为重要的水资源，通过价格机制提高再生水利用水平，再生水1.00元。,我国中水利用管理措施,中国市政工程东北设计研究院在大连春柳河污水厂实施回用于工业循环冷却的再生水处理流程：清华大学提出城市污水回用于太原化工厂循环冷却的再生水处理流程：中国科学院生态环境研究中心在北京燕山石油化工公司提出石油化工废水回用于冷却的处理流程：,我国中水利用技术工艺,中国市政工程华北设计研究院提出再生水回用于景观水体的工艺流程：我国以石油污水为原水再生处理回注油田地下的处理流程：,我国中水利用技术工艺,第一章 概论,世界水资源状况中国水资源状况先进国家中水利用状况我国中水利用状况中水的基本概念中水的系统组成中水水质监测、控制、标准,中水（Reclaimed Water）：主要是指城市污水或生活污水经处理后达到一定的水质标准、可在一定范围内重复使用的非饮用杂用水，其水质介于上水与下水之间，是水资源有效利用的一种形式。中水是对应给水、排水的内涵而得名,翻译过来的名词有再生水、中水道、回用水、杂用水等,我们称“中水”，是对建筑物、建筑小区的配套设施而言,又称为中水设施。,中水的基本概念,中水水源（raw-water of reclaimed water）：指作为中水水源而未处理的水，建筑中水水源可取生活排水和其他可利用的水源。杂排水（gray water）：民用建筑中除厕排水外的各种排水，污染程度高，有油勾、表面活性剂、生物有机物及泥灰；优质杂排水（superior drinage）：污染程度较低的排水，包括洗手洗脸水、冷却水、锅炉污水、雨水等，不含厨、厕排水，主要污染物为灰尘；综合污水：杂排水和厕排水的混合水，含较高的细菌、BOD、COD，且含有N、P富营养污染物，处理起来较为复杂，一般由市政中水系统进行处理。,中水水源的基本概念,中水系统：指中水的净化处理、集水、供水、计量、检测设施及其他附属设施组合在一起的结合体，是建筑或建筑小区的功能配套设施之一。建筑中水：由于中水系统建立的范围不同又有不同的称谓。建筑物中水：是在一栋或几栋建筑物内建立的中水系统；小区中水：是在小区内建立的中水系统；建筑中水：指建筑物或建筑群的各种排水经处理回用建筑物内的杂用水系统，是建筑物中水和小区中水的总称。,中水系统的基本概念,中水设施（installation of reclaimed water）指中水水源的收集处理系统和中水供水系统，使用及相关的水量、水质处理设备，安全、防护、检测控制等配套构筑物及设备器材。,中水设施的基本概念,第一章 概论,世界水资源状况中国水资源状况先进国家中水利用状况我国中水利用状况中水的基本概念中水的系统组成中水水质监测、控制、标准,城市污水再生利用系统主要有集中型、就地（小区）型和建筑中水系统等三种类型。,中水系统分类,（1）集中型系统（市政中水系统）：通常以城市污水处理厂出水或符合排入城市下水道水质标准的污水为水源，集中二级或深度处理，再生水通过输配管网输送到不同的用水场所或用户管网；主要回用作河流补水、绿化用水及工业冷却水等。,*由城市规划部门规划，市政设计院设计，市政工程部门施工。最优配水距离30km。,回用方式分类：污水厂二级出水有直接回用和间接利用两种形式。直接回用多用于附近农田灌溉，受地域限制，调配运转不方便，仅经过人工强化处理和消毒等措施，未经过一定时间的自然净化，存在潜在生态危害。间接利用从水域整体考虑，从水体上游取水供城市使用，产生的污水经污水厂净化处理后排入水体下游（水的社会循环），再经过河段自然净化可为下游城市和地区利用（水的自然循环），这种方式需从宏观上进行管理，是水资源可持续利用的重要途径。城市污水回用方式有三种：选择性回用系统、分区回用系统、全城回用系统。,（2）就地（就近、小区、分散）型系统（小区中水系统）：是在相对独立或较为分散的居住小区、开发区、度假区或其他公共设施组团中，以杂排水、就近污水厂排水、生活污水等为水源，就地建立再生水处理设施，处理后经完全系统、部分系统或简易系统，就近就地利用；水质要求：不产生卫生上的问题；在利用时不产生故障；没有嗅觉和视觉上的不快感；对管道、设备等不产生腐蚀和堵塞等。,*住宅小区中水处理最小经济规模750t/d。,（3）建筑中水系统：建筑中水系统是在具有一定规模和用水量的大型建筑或建筑群中，通过收集洗衣、洗浴排放的优质杂排水，就地进行再生处理和利用。具有灵活、易于建设、不需长距离输水、运行管理方便等优点，满足洗车、冲厕、绿化等要求；同小区中水系统，由规划部门管理，建筑设计部门设计，建筑工程单位施工，在我国相比市政中水系统更为成熟。,*大型公共建筑中水处理最小经济规模85t/d。,建筑或小区中水系统分类（建筑中水设计规范）：原水分流管系和中水供水管系覆盖全区的完全系统；原水分流管系和中水供水管系为区内部分建筑的部分完全系统；无原水分流管系，只有中水供水管系的半完全系统；只有原水分流管系，无中水供水管系的半完全系统；无原水分流管系，中水专供绿化的土壤渗透系统；回用方式有三种：单循环方式、小区循环方式、地区循环方式。,（4）城市污水再生利用的新模式：为城市污水区域性控制与沟渠水体再生利用的综合模式，包括区域污水处理、纳污沟渠水体人工强化自净、再生水综合利用三个环节。其优势表现如下：采用小型集成化地埋式污水处理系统，占地小且美观实用；利用沟渠水体强化自净减轻城市排水管网的输送压力；设立曝气充氧区、生态净化区、生态稳定区及资源利用区，将应用设施景观化，体现水体修复与资源化利用的综合效能；延长了水的社会循环和使用周期，使其趋于良性；发展了高效简易的污水处理系统，降低了投资和成本；采用分质排水、分质处理、分质利用的方式发挥综合优势。,（5）城市污水再生利用新模式面临的关键科技问题：系统优化理论及管理模式；再生理论和技术；水质指标与环境风险评价；水体修复的生态工程；物理、化学及生物学技术基础及优化模式；水体功能、景观及资源化的综合效益评估。,*融合了环境工程、环境化学、环境生物、园林、生态、市政、水利、管理等多学科。,中水处理系统的水体来源是城市污水，是生活污水、工业废水、受污染的雨水和排入城市排水系统的其他污染水的统称。中水水源应根据水质、水量、排水状况和回用用途及水质要求来选定。建筑中水水源，包括冷凝冷却水、沐浴排放水、盥洗排水、空调冷却水、游泳池排水、