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污水如何再生变废为宝?五大再利用途径助力再生水市场“腾飞”
阅读量:85 发表时间:2022-04-24

一边是大量的城市污水、废水需要净化处理,另一边是高楼大厦的空调机组消耗大量能源制冷供热。

在江苏省南京市南部新城,2座正在建设中的能源中心,却将二者链接在一起,污水经过处理达标后,继续发挥“余热”,为建筑供冷供暖。

记者从近日举行的南部新城可再生能源集中供能合作签约仪式上了解到,这是南京规划建设的首个再生水集中供能项目,将实现对新城核心区240余万平方米的公共建筑进行集中式供冷供热。

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污水再生变废为宝

“再生水”也称中水,是指城市生活污水、工业废水等经适当处理达到一定水质指标,可以满足某种使用要求,代替自来水、地表天然水进行非饮用用途的有益使用水。

过去,这些经过无害化处理的再生水,大多是作为环卫清洁、园林浇灌、景观补水、消防用水和工业用水。其实,花了大力气净化处理后的再生水,潜能远不止这些。

“再生水有个很大的特点,就是夏冷冬热。”远大能源利用管理有限公司节能经理周一鸣告诉科技日报记者,以南京为例,夏季再生水比市政自来水低4—5摄氏度,到了冬季,其平均温度可达11—12摄氏度,也大大高于暴露在寒冷空气中的自来水。

据介绍,该再生水集中供能项目将建设2个能源中心。在能源中心里,夏季使用磁悬浮冷水机组,优先采用再生水制冷,制冷不足时辅以冷却塔使再生水进一步散热;到了冬季,采用水源热泵机组利用城市再生水的余热进行供热。

周一鸣说,通过这种“水空调”,让曾经“有污点”的水变身为有品质的“绿色能源”。相较于传统的分散式供能,使用再生水供能可节省70%的空调配电,80%的空调机房面积。

由于取消了采暖用的燃气锅炉和分散在大楼屋顶的冷却塔,因此极大地提升了建筑品质和新城区环境,节省了用户成本。

从能源中心出来的再生水,还可以用于为城市河道补水、绿化浇灌及道路冲洗,每年可节水2200万吨。同时,相较于常规供能方式,利用再生水供能可年节能1.2万吨标煤,减排二氧化碳2.95万吨。

同时,该再生水集中供能项目还采用了高效的磁悬浮离心制冷机及双工况采暖机组,磁悬浮技术让整个空调系统无需润滑油,比传统空调节能40%。

该再生水集中供能项目完全达产后,将覆盖240万平方米的公共建筑。

扩大利用规模仍存挑战

早在20世纪70年代,再生水供暖技术就在欧洲投入使用。近年来,我国西安、沈阳、长沙、常州等地也相继建设了若干试点工程,但是相比大量的污水处理设施和广阔的制冷采暖需求,目前的再生水供暖设施规模还是很小。

“十四五”规划和2035年远景目标纲要提出,实施国家节水行动,建立水资源刚性约束制度,强化农业节水增效、工业节水减排和城镇节水降损,鼓励再生水利用。

近年来,各地加强污水处理、提升污水处理标准的同时,也在加快再生水利用,扩大其用途和用量。

那么,再生水从水源到能源还有多长的路要走呢?

据专家分析,再生水制冷供热以中水作为主能源,辅助以市政电力,运行后成本较低,但初期投资却比一般供热项目要高,特别是水源热泵等核心设备的价格较高。因此,相关能源企业呼吁国家重视这种绿色低碳技术,对再生水能源利用给予政策性支持。

与传统技术相比,再生水制冷供热技术有着诸多优势,但也受到一定限制。由于该技术需要以再生水为水源,长距离调水不仅提高了建设成本,还会使水温变低,降低热能的有效利用率。因此,能源中心要与污水处理厂比邻而建。

因此,专家建议,建设污水处理厂应注重小型化、分散化,这将更有利于该技术的推广和普及。但是,这也对城镇建设规划的统筹性提出了更高的要求。

“实现碳达峰、碳中和目标,对可再生能源充分利用是一个重点,包括一些新能源的利用,以及污水源、河水源的利用,这样才有可能在局部地区实现低碳甚至是零碳引领。”东南大学能源与环境学院教授陈振乾认为,再生水集中供能等低碳技术的发展具有积极的示范意义。

污水如何变成再生水?

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污水处理是生态文明建设的重要组成部分,每天的生活污水排到了哪里?又脏又臭的污水是如何重获“新生”的?污水处理又是如何为城市水体的生机和活力赋能的?2月11日下午,带着众多疑问,记者来到衡东县大浦污水处理厂。

走进大浦污水处理厂,展现在眼前的是一片绿草如茵,花团锦簇景象,空气中弥漫着泥土和花草的芬芳。污水处理厂被称为城市“人工肾”,它可以消除人们生活中产生的污染物,并为城市发展提供第二水源,它是如何把污水变清,让城市水资源循环利用的呢?

据了解,将黑臭的生活污水处理成清澈的再生水,至少需要7道程序:粗格栅,细格栅,旋流沉砂池,水解池,生化池,活性砂滤池,消毒池,最后出来的才是可以二次使用的再生水。

一般工业废水和生活污水处理工艺采用“一级预处理工艺+二级生化处理+三级深度处理”。截除污水中水中较小悬浮物,生化处理采用高效水解酸化池和CASS工艺,提高污水的可生化性和溶解性有机物比例,均衡水质,CASS工艺可通过调整工作周期及控制反应池的曝气,形成好氧,缺氧,厌氧,交替环境,基质浓度由高到低,强化硝化、反硝化提高脱氮除磷的效果。深度处理采用活性砂滤池和次氯酸钠接触消毒池,保证出水水质稳定达标。

据了解,衡东县大浦污水处理厂位于大浦镇东北,占地面积59.8亩,集中处理衡东经济开发区和大浦镇含重金属生产污水,一般工业废水、生活污水。处理后出水水质达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级标准A标准。

再生水是节约用水的重要组成部分,现阶段,再生水利用已经在我国北方缺水地区得到了一定程度的普及。再生水利用途径主要包括:

1、农、林、牧、渔业利用:农田灌溉,造林育苗,畜牧养殖,水产养殖。

2、城市杂用:城市绿化,冲厕,街道清扫,车辆冲洗,建筑施工,消防。

3、工业回用:冷却用水,洗涤用水,锅炉用水,工艺用水,产品用水。

4、景观娱乐利用:观赏性景观环境用水,娱乐性景观环境用水,湿地环境用水

5、地下水补给:地表散布,渗流区注水。

再生水的重要性

(1)解决水资源短缺问题的需要

深圳市经济发展迅速,淡水资源匮乏。85%的城市用水从境外引水。龙华区用水总量控制在2.65亿m³以内,目前已逼近用水总量控制红线。而“我”不仅能大大缓解区域水资源短缺,还能提高当地的水资源承载能力,是解决地区季节性缺水的有效措施。

(2)提升水环境质量,改善城系水环境状况的需要

观澜河中下游段综合治理通过实施截污治污工程、底泥清淤、雨污分流、水质净化厂扩建提标、生态湿地等一系列工程措施后,流域内的主要内源和外源污染物均可以得到相应的控制。而“我”不仅能增加河道的水流量,提高水体自净能力,还能大大改善观澜河流域支流和干流的水质。