登陆注册
7456000000007

第7章 拯救水资源,让水循环起来(1)

人类生活和生产都离不开水这一宝贵的自然资源。而可供使用的淡水资源非常有限,再加上水体受到污染,导致可利用的水资源短缺,水荒已成为全球面临的共同危机和全球环境问题。

拯救水资源,在生活中对水循环利用,可缓解水危机。

§§§第一节循环利用水资源

水是生命的摇篮。假如地球上没有水,那么地球母亲就不会孕育出我们人类的子孙万代。同样,人类的日常生活也离不开水。人们每天做饭、洗菜、洗碗、洗衣服等都要用掉大量的水,这些用过之后的废水就是我们要说的生活污水。

生活污水中所含的大量有机物进入水体后,以悬浮或溶解状态存在于污水中,可通过微生物的生物化学作用而分解为简单的无机物质二氧化碳和水,在分解过程中需要消耗水中的溶解氧。水中溶解氧减少,影响鱼类和其他水生生物的生长;水中溶解氧耗尽后,有机物进行厌氧分解,产生硫化氢、氨和硫醇等难闻的气味,使水恶臭,水质进一步恶化。

人喝了被污染的水或吃了被水体污染的食物,就会给健康带来危害。生活污水中含有大量的病原微生物和寄生虫卵等,此类污染物实际上可通过多种途径进入人体,并在体内生存,引发人体疾病。因污染物排入水体后,水生动物、植物就会慢慢对其吸收并在体内有所积累。如果是急性中毒则会使生物很快死亡,很容易引起人们的注意,但是许多情况下水体中的中毒是慢性的,往往不能被人所注意,如果人吃了这些食物,毒物可以在人体内长时间的积累,最终造成人体患病。

随着人口的快速增长和城市化进程的加快,城市生活污水的排放量剧增,而环境基础设施建设又跟不上城市化发展的速度,污水处理能力不足,大量生活污水未经处理直接排入天然水体,致使城市生活污水成为水污染的一个重要来源。1997年,我国市政污水排放量为 189亿立方米,其中化学需氧量含量为 684亿吨。1999年,我国城市生活污水污染负荷首次超过了工业废水污染负荷,我国目前城市生活污水处理率尚未达到10%,我国水污染控制的重点已经从工业污水为主的控制,逐渐转变到以城市生活污水为主的控制。现阶段对城市生活污水的处理方式,主要采用的是集中处理与资源化利用。

1.城市污水集中处理

《水污染防治法》第十九条规定城市污水应当进行集中处理。城市污水处理厂将居民生活污水集中后通过一定的处理工艺,将污水中高浓度的氮、磷等化学物质及部分细菌、病菌等不同程度减少或消除,达到水质净化的目的。处理后的污水直接进入自然水体或再生污水用来灌溉、清洁等。所谓污水集中处理,可以是多级集中处理,有能力的地方,如企事业单位和社区,可以采用小型的污水处理装置及中水系统,处理后的水质低于饮用水而高于污水,可以在原地作为非饮用水循环使用,高一级的集中处理,是通过 1个或数个公用污水管道系统,由大型的污水处理厂统一进行处理,达到国家排放标准后排入地表水系统。

这种污水处理方式要求当地必须具有长远的规划,大量的基础设施投资,专人负责运营维修等。而我国各地长期以来仅强调工矿企业排污的局部治理,忽视了对生活污水配套管网设施的投入和运营,有的地方虽然建了不少集中处理的生活污水处理厂,但是多处于“吃不饱”的状态,又或者干脆改建成工业污水集中处理厂。这其中有很多原因,最主要的原因有四个:一是由于体制的问题,污水处理企业和政府不分家,造成目前的规划和管理滞后于实际的需要;二是污水处理基础建设,投资大、见效慢,缺少适当的投融资机制,资金不到位;三是配套的管网建设滞后,排水管网普及率低,影响运营效果;四是污水处理费收缴制度与污水处理设施有偿使用制度不健全,而污水处理成本高,补偿不足,导致水资源企业盈利困难。

2.资源化利用

城市生活污水具有水量大、水质稳定、来源可靠、开发成本低的优点,是一种潜在的水资源,如果经过治理后再运用到工农业生产中去,可以创造很大的经济效益与社会效益。污水资源化是环保产业中一个大的行业。城市供水采用分质供水方式,可以对城市生活污水进行多层次综合利用。如用化学方法净化水质时,分离的固体物质经过提炼可成为肥料和饲料,用于园林绿化和家畜养殖;深度处理过的污水引入到地面水体,间接再次作为水资源利用;处理过的污水回用还可以作为工业冷却水、绿化、消防、市政杂用、洗车、建筑、农业灌溉、渔业用水。以城市内部相对独立管辖范围和责任主体的一个城市功能区为单位,如居民区、学校、单位等,在单位内部进行污水再生处理,在原地和附近加以利用,又称中水回用。

城市生活污水防治是水环境保护的一个重要组成部分,需要公众的参与,发挥每个公民的作用。除了对人们进行节水宣传教育,最有效的手段是采用经济手段进行引导,促使人们形成好的节水习惯。干净的水是显而易见的资源,污水也是重要的资源,和有价“碳排放权”一样,水资源的环境容量也是有价资源,因此对其经济化有偿利用是必要的。必须要改变过去水资源无价、企业污染治理、居民无偿排污的观念,用“谁污染,谁付费”的原则代替“谁污染,谁治理”,使所有的环境污染外部性内在化。运用多种经济手段,在城市生活污水防治中要运用价格、收费、税收等手段,发挥市场调节作用,引导居民节约用水,补偿污染治理费用,同时也有利于扩大水资源行业的容量,解决水网基础建设的融资问题。

3.废水分类处理

大家都知道水资源的宝贵。但在日常的生产和生活当中都不可避免地会有污水的产生,其实污水经过处理还能再利用。下面就来介绍几种污水的处理方法:

(1)含 N、S及卤素类的有机废液处理。此类废液包含的物质有:吡啶、喹啉、甲基吡啶、氨基酸、酰胺、二甲基甲酰胺、二硫化碳、硫醇、烷基硫、硫脲、硫酰胺、噻吩、二甲亚砜、氯仿、四氯化碳、氯乙烯类、氯苯类,农药、颜料及其中间体,以及酰卤化物和含N、S、卤素的染料……一般情况下,用焚烧法来处理可燃性物质。然而在这之前一定要采取措施除去由燃烧而产生的有害气体。而对于一些难以燃烧而有一部分直接被排出的物质,一定要特别注意。

对于那些难于燃烧的物质及低浓度的废液,可以用其他方法来处理,如溶剂萃取法、吸附法及水解法。然而,对于氨基酸等易被微生物分解的物质,可以通过水的稀释,然后再排放出来。

(2)含有酸、碱、氧化剂、还原剂及无机盐类的有机类废液处理。此类废液包括:硫酸、盐酸、硝酸等酸类和氢氧化钠、碳酸钠、氨等碱类,以及过氧化氢、过氧化物等氧化剂与硫化物、联氨等还原剂的有机类废液。

首先,按照处理无机类废液的方法,中和这些元素。然后,如果有机类物质浓度过大,则用焚烧法处理。能分离出有机层和水层的时候,焚烧有机层,对水层或其浓度低的废液,则使用吸附法、溶剂萃取法或氧化分解法进行处理。然而,对易被微生物分解的物质,首先用水稀释,然后直接排放。

(3)含石油、动植物性油脂的废液处理。此类废液包括:苯、乙烷、二甲苯、甲苯、煤油、轻油、重油、润滑油、切削油、机器油、动植物性油脂及液体和固体脂肪酸等物质的废液。

对其可燃性物质,用焚烧法处理。对其难于燃烧的物质及低浓度的废液,则用溶剂萃取法或吸附法处理。对含机油之类的废液,含有重金属时,要保管好焚烧残渣。

(4)含酚类物质的废液处理。此类废液包含的物质:苯酚、甲酚、萘酚等。

对其浓度大的可燃性物质,可用焚烧法处理。而浓度低的废液,则用吸附法、溶剂萃取法或氧化分解法处理。

下面介绍一些污水处理的方法,根据不同的情况,可以利用下面的方法进行污水处理。

物理处理法:物理处理法是通过物理作用分离、回收废水中不溶解的呈悬浮状态的污染物的废水处理法,可分为重力分离法、离心分离法和筛滤截留法……以热交换原理为基础的处理法也属于物理处理法。

化学处理法:化学处理法是通过化学反应和传质作用来分离、去除废水中呈溶解、胶体状态的污染物或将其转化为无害物质的废水处理法。以传质作用为基础的处理单元有萃取、废水处理汽提、吹脱、吸附、离子交换以及电渗析和反渗透……后两种处理单元又合称为膜分离技术。其中运用传质作用的处理单元既具有化学作用,又有与之相关的物理作用,所以也可从化学处理法中分出来,成为另一类处理方法,称为物理化学法。

生物处理法:生物处理法是通过微生物的代谢作用,使废水中呈溶液、胶体以及微细悬浮状态的有机污染物,转化为稳定、无害的物质的废水处理法。根据微生物的不同,生物处理法可以分为两类:需氧生物处理和厌氧生物处理。如废水生物处理广泛使用的就是需氧生物处理法。按传统分类,需氧生物处理法又分为两类:活性污泥法和生物膜法。活性污泥法本身就是一种处理单元,它的运行方式非常多。属于生物膜法的处理设备有生物滤池、生物转盘、生物接触氧化池以及最近发展起来的生物流化床等。

生物接触氧化法:生物接触氧化法用生物接触氧化法处理废水,也就是用生物接触氧化工艺在生物反应池内填充填料,已经充氧的污水浸没全部填料,并以一定的流速流经填料。在填料上布满生物膜,污水与生物膜广泛接触,在生物膜上微生物的新陈代谢的作用下,污水中有机污染物得到去除,污水得到净化。最后,处理过的废水排入生物接触氧化处理系统与生活污水混合后进行处理,经氯消毒达标后排放。生物接触氧化法是一种介于活性污泥法与生物滤池之间的生物膜法工艺,其特点是在池内设置填料,池底曝气对污水进行充氧,并 触,避免生物接触氧化池中存在污水使池体内污水处于流动状态,以保证 与填料接触不均的缺陷,这种曝气装污水同浸没在污水中的填料充分接 置称为鼓风曝气。

我们可以用一些方法对海水进行再利 目前,海水淡化的主要方法有蒸用,比如海水淡化,利用海水冲厕所 馏法、太阳能法、反渗透法、电渗析等,都可以为我们节省很多淡水资源。 法和冷冻法。

海水淡化设备

蒸馏法:虽然与其他方法相比,蒸馏法比较古老,但随着科学技术的不断发展,蒸馏法仍然被广泛使用。蒸馏淡化过程的实质就是水蒸气的形成过程,就像海水受热蒸发形成云,云在一定条件下遇冷形成雨,但雨是不带咸味的。蒸馏法也有很多分类,如根据设备不同,则大致可以分为低温多效蒸馏法、蒸汽压缩蒸馏法、多级闪急蒸馏法、太阳能法……下面简单介绍一下多级闪蒸。所谓闪蒸,是指一定温度的海水在压力突然降低的条件下,部分海水急骤蒸发的现象。多级闪蒸海水淡化是将经过加热的海水,依次在多个压力逐渐降低的闪蒸室中进行蒸发,将蒸汽冷凝而得到淡水。到目前为止,全球海水淡化装置主要是通过多级闪蒸法来进行,它不仅技术最成熟,而且还有非常高的运行安全性,它主要与火电站联合建设,适合于大型和超大型淡化装置,这种方法在海湾国家使用频率比较高。多级闪蒸不仅技术成熟,而且运行可靠。提高装置单机造水能力,降低单位电力消耗,提高传热效率等是其未来主要发展趋势。

太阳能法:其实在很久之前,人类就开始利用太阳能进行海水淡化,主要方法是利用太阳能进行蒸馏,因此早期的太阳能海水淡化装置往往被称为太阳能蒸馏器。使用被动式太阳能蒸馏系统的是盘式太阳能蒸馏器,由于它结构简单、取材方便,所以多年以来仍然被广泛使用。目前对盘式太阳能蒸馏器的研究主要集中于材料的选取、各种热性能的改善以及将它海水淡化与各类太阳能集热器配合使用上。与传统动力源和热源相比,太阳能具有安全、环保等优点,将太阳能采集与脱盐工艺两个系统结合是一种可持续发展的海水淡化技术。太阳能海水淡化技术由于不消耗常规能源、无污染、所得淡水纯度高等优点而逐渐受到人们的重视。

反渗透法:反渗透法通常又称超过滤法,它是一种膜分离淡化法,从1953年开始被使用。这种方法是利用只允许溶剂透过、不允许溶质透过的半透膜,将海水与淡水分隔开。一般来说,淡水通过半透膜扩散到海水一侧,从而使海水一侧的液面逐渐升高,直至一定的高度才停止,这个过程为渗透。此时,海水一侧高出的水柱静压称为渗透压。如果对海水一侧施加大于海水渗透压的外压,那么海水中的纯水将反渗透到淡水中。反渗透法的最大优点是节能。它的能耗仅为电渗析法的1/2,蒸馏法的 1/40。因此,从 1974年起,美、日等发达国家先后把发展重点转向反渗透法。反渗透海水淡化技术发展很快,成本不断降低,降低反渗透膜的操作压力,提高反渗透系统回收率,廉价高效预处理技术,增强系统抗污染能力等是其主要发展趋势。

同类推荐
  • 高新科技的开发(海洋与科技探索之旅)

    高新科技的开发(海洋与科技探索之旅)

    海洋占地球表面积的71%,我们完成了动物与海洋、植物与海洋、宝藏与海洋、科学与海洋、海洋中的食物链、揭开神秘大洋的面纱等编撰,以进一步帮助广大青年朋友丰富海洋知识,增强海洋意识,树立正确的海洋观念,以期更多的优秀青年立志于投身海洋事业,为国家发展和人类进步做出贡献。与此同时,我们把与我们生活息息相关的高新科技的开发、神奇的新材料、数字化与人类未来、探索机器人的世界等内容也收录其中,以期给青少年全方位的知识与科技体验。
  • 古城失落之谜总集(求知探索系列丛书)

    古城失落之谜总集(求知探索系列丛书)

    《求知探索系列丛书:古城失落之谜总集》本书分为中亚古城失落之谜、孔雀帝国失落之谜、古埃及古城失落之谜等部分。
  • 海洋馆漫游:航海家档案馆

    海洋馆漫游:航海家档案馆

    放眼全球,世界上最发达的国家都是海洋大国,经济最活跃的地区都在沿海地区。在当今国际社会,开发海洋、拓展生存和发展空间,已成为世界沿海各国的发展方向和潮流。海洋是一个富饶而未充分开发的自然资源宝库。海洋自然资源包括海域(海洋空间)资源、海洋生物资源、海洋能源、海洋矿产资源、海洋旅游资源、海水资源等。这一切都等待着我们去发现、去开采。青少年认真学习海洋知识,不仅能为未来开发海洋及早储备知识,还能海洋研究事业做出应有的贡献。
  • 绿色发展(地球一小时)

    绿色发展(地球一小时)

    绿色发展理念来源于三方面: 一是中国古代“天人合一”的智慧,成为现代的天人合一观,即源于自然,顺其自然,益于自然,反哺自然;人类与自然共生、共处、共存、共荣,呵护人类共有的绿色家园; 二是马克思主义自然辩证法,成为现代的唯物辩证法; 三是可持续发展,成为现代工业文明的发展观。
  • 嗨!我最喜欢的常识故事

    嗨!我最喜欢的常识故事

    所谓“常识”,就是普通的知识,或是众所周知的知识、一般的知识、日常知识。常识在我们日常生活和工作中占有重要的位置,一个缺乏常识的人,其生活能力和工作能力往往是底下的。作为小学生,掌握一些常识是有必要的,这不但能提高自身的生活能力,还能进一步丰富自身的文化知识——常识也是一种文化。
热门推荐
  • 肥女反转娱乐圈

    肥女反转娱乐圈

    谁的梦想不是一步一步,一点一点累积下的?谁的梦,指不定就实现了?我叫玲子。是一名初中生。是一个体形偏胖,性格懒惰、不喜欢麻烦、懦弱、胆小、没主见的一个女生。经过朋友的花痴行为知道了EXO,然后就深深地喜欢、迷恋上了。从初中一年级开始喜欢EXO,持续到现在、以后......我的梦想是站在舞台上,让观众听到我的歌声,我的作品。这就是我的梦想!从小时候便有的梦想。我不是很努力,但是只要是我坚持的,就会去努力。说明:此文是真实加想象,希望读者理解!作者微信:jyl520exo有事直接询问。
  • 穿越人潮来爱你

    穿越人潮来爱你

    “卓泽越,你为什么不告诉我,不告诉我田森心脏捐献的事情和你有关。”“汐汐,我以为你已经忘了他,我以为我能给你所有你想要的。。。。。。”“那我呢,我该如何面对你,如果没有你也许田森还能多活几天,哪怕几天,我也能够在醒来之后见到他最后一面。”心就这么突然漏跳了一拍,原来自己做了这么多在汐汐心里,田森还是那样坚不可摧的存在,可是自己呢?感谢阅文书评团提供书评支持
  • 健康食物搭配450例

    健康食物搭配450例

    本书根据中医营养学理论,介绍了各种食材的特性,并结合现代营养学研究成果,将各种食材所含的营养物质以及功效一一列举,组合搭配,并按功效分类。
  • 殖民纪元

    殖民纪元

    地球已被欧夫劳尔统治……人类已沦为“家畜”、劳动工具、任意交易的货物……殖民纪元已开启……人类是就此堕落,还是披荆斩棘,缔造出新的人类不朽篇章?
  • 妖孽轻点爱:异世血妻

    妖孽轻点爱:异世血妻

    一朝穿越,21世纪的精英女杀手化身紫弦星,解封印,闯大陆,耍耍白莲花,砍砍绿茶婊,日子过的好不悠闲。可是,来个人告诉我呐,这些妖孽是怎么回事?
  • 箭落苍穹

    箭落苍穹

    这是一片浩瀚的星空,每一颗繁星就是每一片世界。千万年来,这方宇宙陷入了无限的沉静之中,而如今,丝丝鸿蒙之气却飘落到了这漫无边际的星海之中。终于,一个少年横空出世,且看他如何在这星空中闯出一片天地来
  • 陀罗尼门诸部要目

    陀罗尼门诸部要目

    本书为公版书,为不受著作权法限制的作家、艺术家及其它人士发布的作品,供广大读者阅读交流。
  • 大叔不可以

    大叔不可以

    “苏楚烟,在这个欲望冲刺在每个角落的年代,我想带着你一起看细水长流,慢慢变老!”初夜之后,宋毓斐深情的望着苏楚烟,笑的柔和。“宋毓斐,如果你敢骗我,敢对不起我,敢委屈我……哼,我以异能者的名义引一场诅咒,让你后悔一辈子!”只是那一刻,他们看不到未来发生的一切,更不知晓双方的命运都控制在别人手中。猜忌、误会、背叛、诅咒……面对那个让她背负一切的幕后黑手,当爱已穷途末路,他们该将何去何从?
  • 吴家手记

    吴家手记

    《吴家手记》=真实的恐怖+高智商烧脑+灵魂的救赎
  • 神龙之地

    神龙之地

    "喂,哥们,来看看这本书,叫神龙之地,很牛逼的游戏小说,全4D虚拟真实游戏。""什么?你说不好看?熊孩子,乱说什么实话,来人啊,给我拖出去枪毙十分钟。"