国外城市水污染的治理和防治

　　第三章 国外城市水污染的治理和防治
　　
　　文艺复兴时期，是 “污水再生利用时代”的到来[10].在国际上，美国、日本、以色列等国早已开展污水回用技术的工作。
　　
　　第一节 美国城市水污染的治理和防治
　　
　　一、美国城市水污染概况
　　
　　可以说，美国的城市污水处理率相当之高，并将中水回用技术成功应用于农田果蔬的灌溉、居民住房的冲厕、公园广场绿地的浇灌等方向以来，美国的城市污水回用便已经从试研阶段步入应用生产阶段，中水回用作为一种合法的替代水源，在得到广泛使用的同时，正以不断扩张的数量和规模成为美国城市水资源的重要组成部分。
　　
　　二、美国城市水污染的治理特点和防治
　　
　　集中处理回用、很少直接用于城市生活杂用是美国回水利用模式的突出特点。由于美国市政对管网及污水厂用水水质有着严格标准，因此回水利用工程主要分布于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水资源短缺，地下水严重超采的洲际。
　　
　　由于政府的严加管控，美国的回用水标准各州不一：如用于农田果蔬、工业产业、城市市政等[12].1992 年，美国环保局组织并会同有关地方政府提出的中水回用建议指导书中也记录了中水回用在各个方面所起到的高效作用。其中包括将中水回用于生产工艺处理、并对水资源质量的要求、技术监测频率、安全生产间距和说明，都提供了明确的指导意见[13].中水回用技术在美国的发展历久弥新，值得我们学习和借鉴不只一处，下面再从几个具体安全详加说明。
　　
　　（一）电厂冷却工艺系统
　　
　　作为美国中水回用利用率排行第二的电厂冷却水，水资源就来自于城市污水。该电厂冷却水作为工业供水资源，不仅向拉期维加斯供应充足的电力，还成为西南地区的几个主要发电厂发电的主要能源。
　　
　　（二） 钢厂回用
　　
　　位于马里兰州巴尔的摩海口的伯利衡钢厂使用再生水已有 40 年历史之外。众所周知，钢厂中烧结工序产生的废水含有很高的悬浮物，这些悬浮物对生态环境会造成一定的破坏和污染。在这种情况下所研发而生的城市污水回水利用工艺就会采用不同类型的处理方法使企业的用水量降至最低，从而大大提高了节约用水量。用城市污水厂再生水的处理流程为：
　　
　　（三） 美国 21 世纪水厂
　　
　　在水工业行业中不得不提的便是美国“21 世纪水厂”.因城市污水净化项目在世界范围内得到广泛认可的美国加州橙县水管区（OCWD），至今都作为一门成功案例备受业界人士的推崇。这是美国加州第一个将废水净化提高到饮用水标准的项目。从建设至今，橙县北部和中部大量的地下水都被美国“21 世纪水厂”保护着，同时也提高了该区域供水的可靠性。
　　
　　从文艺复兴时期开始，海水入侵成为美国南加州海岸的一大威胁，为了防止海水入侵，科学家们需要将大量的高品质水回灌于地下。1975 年，美国加州橙县水管区在泉水谷地区建造了一座污水厂，原工艺采用“石灰澄清+反渗透+紫外”工艺，处理能力 6 万 m3/d.2004 年在原工艺所在位置扩建到处理能力为 26 万m3/d,远期达到 50 万 m3/d,采用处理工艺为“微滤+反渗透+紫外+双氧水”,出水泵送到 22 公里之外的回灌井。该厂出水符合或超过所有饮用水标准，甚至不需要与地下水混合。
　　
　　美国 21 世纪水厂处理工艺如下：
　　
　　地下水回灌系统能使橙县北部和中部地区减少对进口水资源的依赖，增强其抗旱能力。此外，地下水回灌系统能够提高橙县地下水水质，节省未来投入的资金。“21 世纪水厂”每年吸引着来自 30 多个国家的 1000 多位政府领导人、大学学生、工程师和水文地质专家参观，成为全球举世闻名的概念水厂。“21 世纪水厂”已经成为地下水回灌的全球标志性工程，该污水厂的战略前瞻性深深地影响了过去几十年全球水回用的实践，并将持续影响下去。
　　
　　（四） 城市绿地浇灌
　　
　　美国加州的农田灌用水需求很大，占回用水量的一半以上，在城镇中的大片绿地、灌溉的树林、修建的广场，都是靠回水系统来加以灌溉，这部分水需求量就已达到近 20%.加州规定的用于粮食作物灌溉的再生处理流程如下。
　　
　　第二节 日本城市水污染的治理和防治
　　
　　一、日本城市水污染概况
　　
　　日本与其他岛国不同之处在于它的面积比较狭小，河流急湍，但支撑着六十年代的日本经济复兴的就是城市污水回用。在日本，各大城县创建并使用至今的“工业用水道”,发同遍及全身的血液一样，成为纵穿全市规划与发展的又一条城市脉搏。
　　
　　早在上世纪五十年代日本人便开始利用回水工艺，到 1978 年，日本人经历了全国性水荒，同时也正是因为在这次水荒的影响下，以东京为首的中水回用管道建设得到了快速的发展。到 1983 年 3 月底，日本全国上下共有中水项目近 480个，总中水回用水量达到约 6.8 万m3/d.到 1993 年年底，日本全国有近千套中水回用设施投入建设与使用，其中东京建设的中水利用设施数量约占全国的2/3,其中，中水使用量为约为 30 万m3/d,利用雨水作为中水回用的基础设施超过全国设施的 1/4,供水量达 500 万m3/d,占日本全国生活用水量的七成。
　　
　　二、日本城市水污染的治理特点和防治
　　
　　日本城市水污染处理的方式是针对日本城市建筑特点设计运用的。由于日本岛国面积狭小，因此城市污水集中处理回用与分散处理回用并存，其特点为：分散处理与集中回收。下面是日本再生水利用的几个实例及其处理流程及日本市政杂用水和景观用水水质标准表（表 4）。
　　
　　（一）日本东京都江东地区工业用水使用城市污水厂再生水的处理流程如下：
　　
　　相较于日本政府在供水设施和水价上有高补贴一点来看，中国政府的处理政策则略显不足。不仅如此，日本政府虽然对供水设施补贴较高[15],但对于水价却没有改变，而中国在此体现的微观经济效益则明显不足，而且中水对我国节水总体质量来说的贡献并不大。由此可见，在日本国民的心中，日本水荒给日本社会留下了非常沉重的影响，因此对于中水设施建设的治理和防治对于公众而言是普遍接受的。相反，我国即便有各别地区因水资源匮乏带来的工作及生活的困扰，可是公众并没有深刻意识到中水建设的重要性，对水资源开发及回水利用认识不强，从而导致了我国中水建设与开发落后于他国。
　　
　　第三节 以色列城市水污染的治理和防治
　　
　　一、以色城市水污染概况
　　
　　再生水对于以色列来说可谓城市水资源的第二至宝，城市总体规划中已早把再生水回水利用作为国家水量平衡的一个重要依据。由于城市回水利用成本开发小，带来的经济效益高，社会贡献大，因此以色列国民清楚地意识到优先利用再生水对以色列国家的重要性。他们将最科学的管理与最先进的设施融入到开发建设中，截至 1987 年，该国已建造了百所市政再生水利用工程，生活污水有效利用率达到 100%,城市污水有效利用率达到 72%.合理利用与分配再生水资源的方法给以色列国家带来了可观的经济收入，除了回灌农田和地下外，将再生水资源用于工业与城市杂用的举措也为以色列水资源提供了有效保障。
　　
　　即使如此，在以色列水资源亦非常短缺，因此对其而言，污水的回用量在国家总供水量中所占的比例非常之高，具体回用量与供水量见表 5.表 6 是以色列灌溉回用水水质标准。
　　
　　二、以色列城市水污染的治理特点和防治
　　
　　以色列的全国工业布局也充分考虑到环境保护和污水再利用这一点，化学工业设置在东部，废水则排入死海。首都特拉给大一带不设置重污染行业，这样的布局使城市污水处理后的出水能够轻而易举地达到农业与其他用途的回用标准，而且处理成本也比较低廉。
　　
　　以色列水务和海水淡化管理局（WDA）主席亚伯拉罕·泰尼表示，目前全球50%的海水淡化市都被以色列公司占有，而所提供的客户遍及中、美、欧等大部分国家和地区。其它部分国家的回水利用见表 7,此外其它国家如阿根廷、巴西等国都相继学习以色列成功经验，并开始利用再生水技术用于农业灌溉等方面。