【來選量了振泵污水要排放前建無污水管網(wǎng)城市福建泉州經濟技術開發(fā)區(qū)市政公司王曉川摘要為破解城市污水零排放這一難題,該文提出將城市污水轉化為沼氣新能源與水資源,構建無污水管網(wǎng)城市的新設想。關鍵詞:城市污水零排放沼氣分散處理管網(wǎng)1問題的提出議定書》,并積極參與國際社會應對全球氣候變化。為有效控制溫室氣體及污水排放等,我國投幾十年前我國政府就十分重視沼氣的開發(fā)人了巨額資金,污染減排工作取得了積極進展。和利用,早在1982年美國舉辦的世博會上中國館全國設市城市污水處理率已由2005年的52%增就展示了我國當時的農村沼氣。至今沼氣技術已加到2007年的63%,全國七大水系的水質總體比較成熟,并取得了可觀的效果,得到一定程度的保持穩(wěn)定,407個國家監(jiān)控斷面中,劣V類水質斷推廣。然而,在人口密集的城市中污水所產生的面所占比例與2006年相比下降了2.4%。但我沼氣能量巨大,至今尚未獲得開發(fā)與利用,白白地國水環(huán)境安全仍面臨威脅,全國七大水系中,劣V從樓下化糞池及污水管網(wǎng)系統(tǒng)中排入大氣,非常類水質斷面占23.6%,超過五分之一,距離完成可惜!事實上,城市中一座高樓居住的人口相當“十一五”規(guī)劃綱要提出的主要污染物排放達標于農村的一個小村莊,高樓下建一個沼氣池,相當依然有較大的差距減排的達標任務仍十分艱巨,于小村莊家家戶戶建沼氣池所產沼氣的總量,而責任與壓力很大。我國是能源短缺的國家,又是成本卻很低。據(jù)資料統(tǒng)計,我國城鎮(zhèn)人口占全國一個耗能大國,燃煤發(fā)電占全國發(fā)電總量的總人口的近50%,污水既集中,有機物含量也多,78%,溫室氣體排放居世界第二。我國嚴重缺水,而這些污水排入水體既影響水環(huán)境安全,又十分同時污水排放量巨大,年污水排放量達800億t,浪費?！俺鞘?讓生活更美好”是2010年上海世90%的污水未經處理就直接排入江河湖海,水污博會的主題。自古以來,城市地下污水管網(wǎng)系統(tǒng)染又促使水資源短缺進一步加劇,形成惡性循環(huán)的延用,為人類社會文明做出了巨大的貢獻,然已經成為影響我國環(huán)境的主要問題之一。水是國而,隨著城市化的高速擴展,人口高度集中,世界家建設發(fā)展的戰(zhàn)略性資源,現(xiàn)卻成為制約我國經各城市中的污水管網(wǎng)系統(tǒng)縱橫交錯,施工與維護濟社會可持續(xù)發(fā)展的“瓶頸”,應該從根本上破解成本高,已給城市造成巨大的壓力。尤其是它的長效治理污水、提高水資源利用率的難題。展開面積巨大,直接為蚊、蠅、蟑螂、老鼠等害蟲提供繁殖與生存空間,數(shù)以萬計的污水井口不斷冒3城市污水治理現(xiàn)狀及存在問題出夾帶病菌的臭氣,引發(fā)與傳播疾病,直接影響城我國城市現(xiàn)行的污水處理是這樣的:由縱橫市衛(wèi)生環(huán)境。因此,筆者設想移植農村成熟的沼交錯的城市污水管道系統(tǒng)排放岀的污水,通過污氣工程為城市所應用構建無污水管網(wǎng)城市,對污水泵站集中到污水處理廠,經過二級生化處理,通染減排、環(huán)境保護工作可起到事半功倍的作用。過沉淀等物理處理后,進人曝氣池經活性污泥生2責任與壓力物處理,再沉淀后排放。這種污水集中處理方法帶來以下幾個問題我國已簽署《聯(lián)合國氣候框架公約》和《京都①城市生活污水集中處理廠需要縱橫交錯2010年第24卷第6期的城市污水管道系統(tǒng)集中污水泵站等基礎設施,治污選擇。零排放污水分散處理利用系統(tǒng)2是不但投入的資金額巨大,而且這些展開面積巨大種生態(tài)工程方法,其基本原理是將一戶家庭的污水管道設施構成一個永久性的巨大的細菌、幢高樓或一座公廁的污水通過生物發(fā)酵沼氣化病菌繁殖區(qū),是疾病引發(fā)與傳播的源頭,尤其是醫(yī)后,就地分散排放到植物綠化地上,利用土地植物院排放的污水,直接影響城市居民的生活環(huán)境與吸收分解凈化污水。當生活污水由高樓排污管沖身心健康。如至2009年底,福建省泉州市污水管人發(fā)酵罐內時,重力加速度的能量在重力攪拌導道總長1280.8km,比總長1068.6km的武廣流槽的作用下形成旋渦,攪拌罐中的污水。污水高鐵還長。通過連通管依次流入一個至多個發(fā)酵罐中,在②由于沼氣難以收集利用,城市生活污水排定溫度濕度、酸度和缺氧的條件下,經嫌氣性微放所產生的巨大沼氣量從樓下化糞池污水管網(wǎng)生物發(fā)生作用產生可燃氣體3,即沼氣。它上升中排入大氣,一方面使可利用的寶貴清潔能源白到發(fā)酵罐中的污水表面空間,產生的壓力隨沼氣白浪費,另一方面一個甲烷分子的溫室效應是二量的增加而增大,迫使經厭氧發(fā)酵處理后的滅菌、氧化碳的20倍,加劇大氣的污染無臭味、含富營養(yǎng)的沼液,通過水壓限位管流入分③污水集中處理系統(tǒng)的建設運行維護費用散排水系統(tǒng)中的集水罐內,然后通過帶閥門開關較高占地面積大工期長。常見的問題是雨污水的水管,分散排入植物凈水系統(tǒng)中,按需輸送灌溉管錯接雨、污水混流;井蓋丟失,影響安全;管網(wǎng)堵到植物綠化地上,或近郊農田、或作為工廠化農業(yè)塞污水橫流及管網(wǎng)改建等。需要城市規(guī)劃、市政、的蔬菜無土栽培液。交通、衛(wèi)生等眾多單位與部門間的配合、理順。零排放污水分散處理利用系統(tǒng)相當于沼氣池④資金的投入大,與回收不成比例。據(jù)統(tǒng)計+污水窖+排灌管,可從污水中收集利用沼氣能資料南方城市污水處理1m的投資成本為100源和沼液水資源,它能有效利用大自然中生物界200元,運行費用為04~0.6元。建造污水和植物界的巨大能量來生產沼氣凈化污水它幾處理廠,僅縱橫交錯的城市污水管道系統(tǒng)就是城乎不占用土地面積,幾乎不需要城市地下污水管市建設中一個巨額投資項目網(wǎng)系統(tǒng),方便、有效、經濟、實用地將一幢高樓上述因素嚴重影響污水資源化處理再利用的座公廁、一個菜市場、一個畜牧場或一個屠宰場的普及與推廣。當前世界上不少國家為克服缺水的污水就地收集、就地處理、就地利用,并對從污水困難,積極地將城市污水開辟為新水源被稱為中獲取的沼氣、沼液沼渣進行商品化管理,即污中水回用”。如新加坡將污水通過生物、化學、水的零排放構建無污水管網(wǎng)城市。它不但減輕物理綜合處理及采取反滲透水處理技術而重新應缺水城市的用水緊張狀況,而且為城市提供一片用。但也有較明顯的局限性:一是成本高,只能用片生機勃勃的綠化帶連續(xù)不斷的地下補給水新于少部分水補給及國家水資源應急之用;二是涉鮮的空氣、清潔的能源。擴大了城市蓄水涵養(yǎng)區(qū)及重修地下污水管網(wǎng)的新增費用;三是破路施工的綠化面積,促進區(qū)域林草植被的大幅度擴展,有影響交通、市政的地下其它管網(wǎng)設施,如光纜、水利于城市生態(tài)環(huán)境。這樣既緩解了水資源短缺的管等需眾多單位與部門配合理順;四是含富營養(yǎng)矛盾,又能減輕水污染,提高城市空氣質量解決的中水影響近海水域,對富營養(yǎng)成分再處理增加當前棘手的污水排放及管網(wǎng)設施的巨額資金成本。如福建省泉州市政府連續(xù)4年(至2009問題。年)共投入42.12億元治污費用以下附圖說明。綜上所述,現(xiàn)行的治污手段有很大的局限如圖1所示,當生活污水由排污管1沖入發(fā)性——一治標難治本酵罐2時,重力加速度的能量在重力攪拌導流槽4創(chuàng)新治污思路l1的作用下,攪拌發(fā)酵罐2中的污水。污水通過連通管12流入發(fā)酵罐2中,經嫌氣性微生物作用4.1零排放污水分散處理利用系統(tǒng)介紹產生沼氣上升到發(fā)酵罐2中的污水表面空間,壓針對上述的問題必須轉變觀念創(chuàng)新治污思力隨沼氣量的增加而增大,迫使發(fā)酵后的富營養(yǎng)路。目前國內的“零排放污水分散處理利用系沼液,通過水壓限位管7流入集水罐9、水管10,統(tǒng)”已獲國家發(fā)明專利,不妨可作為一種創(chuàng)新的灌溉綠化地14。沼氣罐4起蓄能的作用。利用《城市公用事業(yè)》水一植物-清水的良性循環(huán)系統(tǒng),獲得的是連續(xù)不斷的地下補給水、擴大了蓄水涵養(yǎng)區(qū),促進林草植被的大幅度擴展,減緩沙塵暴及水土流失,控制地面沉降,有利于生態(tài)環(huán)境。如果將全國年排總量達800億t的污水轉換成中水,按水費+污水處理費1元/t計算,每年有800億元的利潤。單沼液,即可填補全國年缺水總量400億t,緩解我國每年因缺水造成糧食減產300億~400億kg的現(xiàn)況“,這是福建省糧食總產量700萬t的5倍!又有肥水供給,滅少化學肥料對環(huán)境的危害,促進可持續(xù)發(fā)展的無公害農業(yè)經濟。我國地下水已超圖1零排放污水分散處理利用系統(tǒng)采面積達18萬平方公里地面沉降已給城市造成十分嚴重的經濟損失。而中水回用,它可減緩及自然生態(tài)系統(tǒng),達到污水零排放資源化處理全控制國土面積達64萬平方公里及70余座城市部利用的目的。地面沉降狀況,經濟與社會效益顯著。該技術破解了治污的難題——即污水處理后③在公共衛(wèi)生方面經厭氧發(fā)酵處理后的污的利用問題,水資源短缺及節(jié)能減排有望得到水是無菌、無臭、無味的沼液,大大減少了病菌的緩解。傳播途徑,有著較大的社會效益和環(huán)保效益4.2零排放污水分散處理利用系統(tǒng)的可行性④在資金投入方面,它不必建設污水處理廠分析及鋪設管網(wǎng),不必動遷民居與征地等。農村沼氣工程已相當成熟,如為城市所用,可⑤該新技術可工廠化成批生產,成本低,有行性強。況且,這只需縣沼氣辦就能實施的沼氣望形成一種新興的產業(yè)鏈—一污水資源和可再生工程,可操作性強。它能應用于農村改廁更可應能源利用的雙重循環(huán)經濟。用于城市公廁及化糞池改造。因為化糞池的容量⑥最大的經濟效益是國際上的碳排放交易大小是依據(jù)建筑設計要求與規(guī)范所確定;將現(xiàn)有和節(jié)能滅排、低碳循環(huán)經濟的化糞池改為沼氣池,利用的是原空間;幾幢高樓目前污水集中處理需用大量的化學劑,中水排放的大量有機物沉積于池底濃度高沼氣產量很難達到無菌、無臭、無味的效果。更難的是中水大比在農村建造百個還經濟;沼氣無需處理可直回用管的鋪設,又要在街道上重新開挖造成多方接為城鎮(zhèn)垃圾發(fā)電廠提供能源。面的影響。經污水處理廠處理過的大量中水,至4.3污水零排放與目前污水集中處理的經濟效今還無法利用,它夾帶的化學劑集中排入水體,局益對比部影響水質。污水集中處理無法從根本上達到循①僅城市收集利用沼氣一項,按每十人每月環(huán)經濟的治污目的。排放污水可產生可燃氣體14.5kg(價值100元),5總結我國城鎮(zhèn)人口6億計算,每年有720億元的利潤空間。如果按全國13億人計算,該利潤空間是上述是筆者大膽探索,為破解城市治污難題1560億元,比2008年福建省財政總收入1516所提,它可平移縣沼氣辦農村改廁的技術與施工億元還多。收集的沼氣量年達26.2億kg,相當隊伍,為城市公廁及化糞池改造所用。如果將城于二氧化碳減排4.524億t(未包括利用沼氣減排改廁與農村改廁同樣納入推廣應用,我國年排燃煤產生的二氧化碳),如果再收集利用畜牧場00億t污水將可轉換為沼氣能源和污水資源,從的污水沼氣該利潤空間保守估計也將超過200根本上解決治污難題。首先可收集的沼氣量年億元。巨大的沼氣量相當于一口用之不竭的油氣達226.2億kg,相當于減排二氧化碳4.524億t;井,是一種寶貴的可再生清潔能源。其次,實現(xiàn)中水回用,可填補全國年缺水總量400②中水回用沼液可就地分散排放到植物綠億t,包括農業(yè)缺水300億t,可緩解我國每年因化地上,利用士地植物吸收分解凈化污水,形成中缺水造成糧食減產30億-401億kg的狀況確010年第24卷第6期來蕢進登南海市桂城水廠的節(jié)能措施壓力預測控制與CFD設計葉輪廣東惠州市自來水總公司張戎,游慶元廣東南海市自來水公司桂城水廠陳超明摘要依據(jù)現(xiàn)有管網(wǎng) SCADA數(shù)據(jù)建立出廠壓力設定曲線,基于此作供水系統(tǒng)仿真,生成泵高效運行曲線參數(shù)為CFD設計制造新葉輪提供依據(jù),制造符合要求后換裝于原泵體內試運行結果表明,千立方米水節(jié)電率達到7.62%;其中不合設計要求的新葉輪重做達到要求后,可實現(xiàn)10%以上的節(jié)電率(仿真目標)。關鍵詞:綜合節(jié)能預測控制仿真CFD設計 SCADA水廠節(jié)能措施主要包括建立出廠壓力預測控制系統(tǒng)依據(jù)實時流量預測設定出廠壓力并滿2應用實例足管網(wǎng)所需壓力水量;因為泵產品(包括采用2007年9月水廠節(jié)能系統(tǒng)試運行。南海市CFD( Computational Fluid Dynamics)設計制造的有兩座水廠向同一管網(wǎng)供水,其中桂城水廠設計高品質泵),并未依據(jù)水廠管網(wǎng)運行特征而設計,的供水量為38×10′m/d,實際最高供水量46在水廠運行效率不高所以需建立描述水廠管網(wǎng)10m3/d,千立方米水電耗為182.3kWh,配水單位運行特征的數(shù)學模型參與仿真生成泵高效運行的水量電耗368kWh/1000m3·m,小于建設部曲線及參數(shù),為CFD設計制造新葉輪提供依據(jù),【994】574號文規(guī)定的40kWh/1000m3·m,水從而提高泵的運行效率。廠管理水平已較高;第二水廠供水量為50×101節(jié)能系統(tǒng)m3/d。供水管網(wǎng)56個測壓點每15min采集一次數(shù)據(jù), SCADA數(shù)據(jù)齊全。水廠節(jié)能系統(tǒng)由3部分組成:①依據(jù) SCADA2.1壓力設定曲線與出廠壓力預測控制模型數(shù)據(jù)仿真生成控制模型和泵高效運行曲線參數(shù)依據(jù)最近12個月管網(wǎng) SCADA數(shù)據(jù),采用混②CFD軟件設計制造新葉輪;③變頻器及控制合遺傳算法建立出廠壓力設定曲線模型(見圖系統(tǒng)。1),描述出廠水量、出廠壓力、管網(wǎng)水頭損失三者十““““““保國家糧食安全;其三,免去城市地下污水管網(wǎng)系晚報,2010-07-20統(tǒng)控制地面沉降,減緩給城市造成的壓力,從而[2】王曉川零排放污水分散處理利用系統(tǒng)[P]中國專達到事半功倍長效治理生態(tài)環(huán)境和節(jié)能減排的目的。更大的意義在于保護地球環(huán)境,促進糧食增3】陳汝深,袁錫斌,徐靜波,沼氣的利用[M]上海:上產,讓人水和諧成為現(xiàn)實,推進水資源利用、低碳科學技術出版社,1978.14經濟和社會可持續(xù)發(fā)展,為神州大地的水更清,地[4]李仰斌貫徹落實科學發(fā)展觀促進節(jié)水灌溉健康發(fā)展[N],經濟日報,2008-12-23更綠,天更藍做出貢獻(收稿日期:2010-11-09)參考文獻[]朱娟娟蘇欣.近海治污取得階段性成效[N].泉州《城市公用事業(yè)》