2.1國(guó)外工業(yè)節(jié)水技術(shù)
城市工業(yè)用水在城市用水中占有較大比例,有時(shí)甚至高達(dá)70%。因此工業(yè)節(jié)水對(duì)于城市節(jié)水具有重大意義。國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家城市工業(yè)節(jié)水主要在于循環(huán)水和冷卻水。
2.1.1循環(huán)用水
循環(huán)用水在美國(guó)工業(yè)中得到了廣泛應(yīng)用,據(jù)報(bào)道,加利福尼亞的SanJose在1988和1989年有15個(gè)工業(yè)行業(yè),包括食品工業(yè)、金屬精加工、紙張?jiān)偬幚怼㈦娮庸I(yè)等,采用循環(huán)用水,總節(jié)水量達(dá)56萬(wàn)m3/a,總經(jīng)濟(jì)效益為200萬(wàn)美元。在這些循環(huán)用水工藝中,有些將工藝過(guò)程中的用水回收循環(huán)利用,有些則在排放下水道前經(jīng)預(yù)處理后回收利用。事實(shí)證明,一個(gè)工廠之內(nèi)的循環(huán)用水,允許有較大的水質(zhì)波動(dòng)范圍(回用于不同的生產(chǎn)工序),因此是首先應(yīng)該考慮的節(jié)水措施。
2.1.2冷卻塔回用水
國(guó)外很多公司通過(guò)改進(jìn)冷卻塔給水系統(tǒng)而節(jié)約用水,也有一些大公司如Exel微電子公司、Intel公司等采用臭氧對(duì)空調(diào)用水或其它輕度污染水進(jìn)行處理回用,明顯地減少了廢水排放量。另外,很多工廠通過(guò)改進(jìn)生產(chǎn)工藝和生產(chǎn)設(shè)備達(dá)到節(jié)約生產(chǎn)用水的目的。
2.1.3設(shè)備改進(jìn)
很多工廠通過(guò)改進(jìn)生產(chǎn)工藝的設(shè)備而減少用水量。許多公司采用反滲透生產(chǎn)去離子水時(shí),通過(guò)采用新材料和改變運(yùn)行參數(shù)大大減少了反滲透工藝中的流量。Dyna-Craft公司在電鍍部分安裝空氣刀(AirKnife),將電鍍的廢酸洗液吹回到工藝池中,從而減少了清洗水。
2.1.4用水監(jiān)測(cè)和雇員教育
資料表明,國(guó)外十分重視用水量監(jiān)測(cè),大部分工業(yè)監(jiān)測(cè)設(shè)備較為完善,確保了節(jié)水措施發(fā)揮作用,同時(shí)促進(jìn)降低漏損和杜絕其它浪費(fèi)用水。除此之外,國(guó)外極其重視對(duì)雇員進(jìn)行節(jié)水教育,雇員是節(jié)水運(yùn)動(dòng)的主體,他們節(jié)水意識(shí)的提高對(duì)保證節(jié)水效果是極其重要的。
實(shí)例三:工業(yè)用水節(jié)水––––美國(guó)California的工業(yè)節(jié)水
在美國(guó)California,平均有18%的城市供水進(jìn)入制造業(yè),還有12%的供水進(jìn)入商業(yè)和服務(wù)設(shè)施。由于節(jié)水對(duì)降低生產(chǎn)成本有潛在作用,許多工業(yè)廠家開始加強(qiáng)廠內(nèi)用水管理和減少用水量。1988~1989年間,CaliforniaSanJose城有15家工業(yè)開展了節(jié)水。這些工業(yè)大致可分為四種類型:食品工業(yè)、金屬表面處理、紙張?jiān)偬幚?、及電子制造等。這些公司節(jié)水總量達(dá)1.5億加侖/年,節(jié)水產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益達(dá)200萬(wàn)美元/年。
2.2國(guó)外生活用水節(jié)水及其它節(jié)水技術(shù)
城市生活用水在城市用水中占有較大份額,例如沙特阿拉伯占47%左右,具有較大的節(jié)水潛力,其節(jié)水技術(shù)也研究得最為成熟。目前國(guó)外城市生活用水節(jié)水主要注重以下幾個(gè)方面。
2.2.1城市生活用水監(jiān)測(cè)和用水量估計(jì)
實(shí)行用水量監(jiān)測(cè),是為了了解實(shí)際的用水量和用水方式,進(jìn)而得知供水系統(tǒng)的運(yùn)行狀況,為合理、公正地確定水價(jià)提供依據(jù)。用水量估計(jì)主要是通過(guò)調(diào)查和評(píng)估用水現(xiàn)狀,按照節(jié)水原則合理估計(jì)將來(lái)的生活用水量。
2.2.2采用節(jié)水型家庭衛(wèi)生器具
節(jié)水型衛(wèi)生器具一般是低流量或超低流量的衛(wèi)生器具,研究表明,這種器具節(jié)水效果明顯,用以代替低用水效率的衛(wèi)生器具可平均節(jié)省32%的生活用水。節(jié)水型衛(wèi)生器具包括節(jié)水型便具、節(jié)水型洗滌器具、節(jié)水型淋浴器具等。
2.2.3家庭草坪澆灌節(jié)水技術(shù)
據(jù)統(tǒng)計(jì),美國(guó)大約有50%的擁有草坪的居民過(guò)量澆水,因此具有較大的節(jié)水潛力。該技術(shù)通過(guò)改進(jìn)澆水方式、建立不同季節(jié)的澆水規(guī)定、控制澆水時(shí)間、選擇抗旱草種等達(dá)到節(jié)水目的。1990年美國(guó)曾開發(fā)了一個(gè)試驗(yàn)程序,以降雨量和草坪跟部深度為主要影響因素,控制澆水量,結(jié)果證明該程序是可信的。
2.2.4水價(jià)結(jié)構(gòu)和漏水控制
城市生活用水的水價(jià)結(jié)構(gòu)反映了水的制造成本、銷售效益和其它效益。居民生活用水的水價(jià)是大多數(shù)公司首先關(guān)注的問(wèn)題,因?yàn)槠浞蓊~大且使用群體穩(wěn)定。節(jié)水型水價(jià)的研究在美國(guó)進(jìn)行得很多。國(guó)外研究證明,漏水控制的節(jié)水效果也是相當(dāng)明顯的,英國(guó)北愛爾蘭在未實(shí)行漏水控制之前,每幢建筑物平均漏水量為23-40L/h,在實(shí)行漏水控制后,平均漏水降至8~11L/h。
2.3國(guó)外其它節(jié)水途徑
國(guó)外其它節(jié)水技術(shù)還包括供水廠節(jié)水、供水系統(tǒng)漏水控制、用水審計(jì)、雨水管理、廢水回用、節(jié)水經(jīng)濟(jì)激勵(lì)、立法、公眾宣傳、水資源一體化規(guī)劃等。
供水廠的自用水量一般為5%~10%,主要用于濾池和沉淀池沖洗以及廠區(qū)生活用水,當(dāng)水廠規(guī)模大時(shí),這部分排水量是相當(dāng)大的。DavidA.Comwell等人對(duì)水廠廢水循環(huán)利用的可行性進(jìn)行了研究,結(jié)果表明,通過(guò)適當(dāng)處理,將生產(chǎn)過(guò)程中的廢水回用到某些位置是可行的,但要注意對(duì)TOC的檢測(cè)。
漏水的位置主要在主干管、蓄水池、配水管、連接管、衛(wèi)生器具等,同時(shí)管網(wǎng)壓力也是一個(gè)重要因素,美國(guó)和英國(guó)都有專門培訓(xùn)的技術(shù)人員對(duì)漏水進(jìn)行管理和控制。
1989年,加利福尼亞ConcordConstraCosta的供水管理區(qū)進(jìn)行了用水審計(jì),既包括檢漏等工程措施,也包括使用戶明白自己的用水量和節(jié)水量等綜合性內(nèi)容,該措施的節(jié)水效果估計(jì)為3.8萬(wàn)m3/年。
實(shí)例四:正確選擇水表大小Boston(Massachusetts)節(jié)水實(shí)例
Boston水和廢水委員會(huì)––––BWSC(BostonWaterandSewerCommission)為Boston一百多萬(wàn)人提供水和廢水服務(wù)。Boston是Massachusetts水資源管理局––––MWRA(MassachusettsWaterResourcesAuthority)的最大用戶,其需水量達(dá)到該局總售水量的40%,因此Boston的用水給MWRA帶來(lái)相當(dāng)大的壓力。雖然采取了多種節(jié)水措施,用水量連續(xù)下降,但未計(jì)量用水(Unaccounted-forWater)依然高得驚人。統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明,對(duì)于較老的一些城區(qū),高達(dá)20%~30%的未計(jì)入水量已是相當(dāng)普遍。1990年MWRA組成了一個(gè)“未計(jì)量用水任務(wù)行動(dòng)組”,對(duì)未計(jì)量用水和不正確計(jì)量用水進(jìn)行了綜合性考察,結(jié)果表明,水表的正確計(jì)量范圍、讀表、滑動(dòng)、修復(fù)和更換等對(duì)用水影響甚大,其中最關(guān)鍵的是正確計(jì)量。為此,該行動(dòng)小組專門成立了一個(gè)“水表計(jì)量范圍降低項(xiàng)目組”,通過(guò)減少400多個(gè)1.5英寸以上水表的尺寸,節(jié)水量達(dá)到43萬(wàn)加侖/d。除了降低了未計(jì)量用水外,僅減小水表尺寸便可取得200萬(wàn)美元/年的經(jīng)濟(jì)效益。
3.國(guó)內(nèi)節(jié)水技術(shù)概況
國(guó)內(nèi)的節(jié)水運(yùn)動(dòng)始于八十年代初期,經(jīng)過(guò)近二十年的努力,取得了較大進(jìn)展,城市節(jié)水累計(jì)達(dá)220多億m3。以北京市為例,北京市城市自來(lái)水需水量五十年代平均增長(zhǎng)了28.98%,六十年代為4.29%,七十年代為6.74%,八十年代為3.1%,91至96年為5.8%,數(shù)據(jù)充分說(shuō)明,八十年代開始的節(jié)水措施效果是明顯的。
3.1國(guó)內(nèi)工業(yè)節(jié)水技術(shù)
鑒于大量工業(yè)廢水除少數(shù)污染很嚴(yán)重外,大部分經(jīng)簡(jiǎn)單處理后可重復(fù)使用,因此工業(yè)節(jié)水也是國(guó)內(nèi)城市節(jié)水的重點(diǎn)。1990年我國(guó)城市工業(yè)萬(wàn)元產(chǎn)值取水量為245m3/萬(wàn)元,1996年已降至198m3/萬(wàn)元,北京、天津、大連、青島等城市,工業(yè)萬(wàn)元產(chǎn)值取水量已低于100m3/萬(wàn)元,但還有不少城市高達(dá)數(shù)百立方米,這表明我國(guó)工業(yè)節(jié)水工作盡管已取得了一定成就,但從整體來(lái)看,工業(yè)用水水平還比較低,同發(fā)達(dá)國(guó)家的20~30m3/萬(wàn)元相比差距很大。
在具體節(jié)水技術(shù)上,國(guó)內(nèi)主要注重重復(fù)用水技術(shù),包括冷卻水的循環(huán)節(jié)水、一般循環(huán)水節(jié)水(指循序用水、閉路用水等)和工藝節(jié)水(包括冷卻工藝改革、無(wú)水少水工藝等)等,這些技術(shù)在火電、鋼鐵、石化、化工、印染、造紙等行業(yè)都有成功應(yīng)用的例子。
寶鋼二期工程,按95%的循環(huán)重復(fù)利用率設(shè)計(jì)水廠規(guī)模為20萬(wàn)m3/d,若采用直流供水系統(tǒng),則設(shè)計(jì)規(guī)模需要380~400萬(wàn)m3/d,節(jié)水效果十分明顯。石家莊市在紡織行業(yè)普遍采用溴化鋰制冷空調(diào)用水閉路循環(huán)系統(tǒng),如棉紡二廠投資496萬(wàn)元分兩期建成閉路循環(huán)系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)節(jié)水406萬(wàn)m3/年,水的重復(fù)利用率達(dá)到81.8%,直接經(jīng)濟(jì)效益37萬(wàn)元/年。
蘭州煉油化工廠在煉油工藝中,用混合空氣冷卻代替水冷卻換熱設(shè)備,在常減壓、氣體精餾、丙烷脫瀝青等裝置上都安裝了干濕式聯(lián)合空氣冷卻器,通過(guò)可行性論證,對(duì)其他部分裝置的用水工藝也采取了上述措施,使生產(chǎn)裝置的空氣冷卻設(shè)備占44%,因而在不增加供水設(shè)備的情況下,節(jié)約循環(huán)水量4200m3/h,保證了新建擴(kuò)建裝置的正常生產(chǎn)。
3.2國(guó)內(nèi)生活用水節(jié)水及其它節(jié)水技術(shù)
國(guó)內(nèi)城市生活用水(大生活用水)一般占城市總用水量的30%左右,包括城市居民住宅用水(小生活用水)和公共用水兩部分。但隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,城市生活用水量將迅速增加,因此就節(jié)水而言,也大有潛力可挖。
目前國(guó)內(nèi)主要節(jié)水措施有:
(1)水表安裝與計(jì)量。城市生活用水的經(jīng)驗(yàn)表明,有水表比無(wú)水表用水節(jié)約,而一戶一表用水比一單元裝總表節(jié)水。山西大同7個(gè)大型企業(yè)改包費(fèi)制為計(jì)量收費(fèi)制后,生活用水節(jié)約75.3%,每月節(jié)水87萬(wàn)m3。
(2)采用節(jié)水型器具,包括節(jié)水型便具、節(jié)水型淋浴器具和洗滌器具等,但這些器具要真正做到既方便使用,又具節(jié)水效果,且能普及應(yīng)用尚需時(shí)日。
(3)城市節(jié)水灌溉。隨著人民生活水平的提高,城市綠化面積不斷增加,城市灌溉用水量逐年增長(zhǎng)。目前我國(guó)著重推廣噴灌、微噴灌和滴灌等新技術(shù),比原來(lái)的地面灌節(jié)水30%~50%,同時(shí)節(jié)省了大量勞力。
國(guó)內(nèi)其它節(jié)水技術(shù)和措施還包括中水道技術(shù)、城市污水回用技術(shù)、海水利用、地下水利用與保護(hù)、調(diào)整水價(jià)、開展節(jié)水教育提高節(jié)水意識(shí)等。