王凯军:在自然景观中,高品质再生水的成本并不像想象中的那么高。污水处理技术的进步使其成本大幅下降。在这些措施中,污水回用提供了城市绿化和河道景观补水等功能所需的水源。高品质回用主要指的是饮用水,包括间接饮用和直接饮用,以及工业生产过程中的利用,如电子产业工艺过程和锅炉补水应用。随着技术的不断发展,以目前几乎是最严格标准的饮用水回用的新生水处理为例,其价格可能并没有人们想象中的那么高。本文将分享新技术的发展,尤其是膜技术的应用,以期推动大规模、低成本、高品质再生水。
传统处理工艺与传统再生水处理相比,新的目标是通过提高污染物削减来提升区域环境质量,而非单纯提升污染物排放标准。此外,加强管网系统建设维护、实现雨污分流以及更高水平的污水收集可以带来更大的投资回报率和环境效益。
再生 水 回 用 的 标 准 非 常 宽泛,本处“高品质”指的是超越常规IV/III类地表 水 标准,其范畴主要针对饮用(间接或直接)以及工业生产特殊需求(如电子元件加工、锅炉补water 等)。非直接饮用的过程是在处理完成后混合到 水 库 里,再经由 水 库 运送到 饮 用 水 厂 处理 后 饮 用; 直 接 饮 用 过程 是 通过 直 接 与 饮 用 水 池 相 混 合 而 实 现 的 直 接 饮 用 工 艺 过 程。
双膜法——大规模、低成本、高品质再生 水 回 用 的 技术 解 决 方 案
基于规模效应,大规模往往意味着低成本。这一点在海洋淡化中得到了体现,其中基于世界最大海洋淡化厂Sorek的大规模双膜技术被认为是一项黑科技。相对于海洋淡化,污浊液体回用于是一个更方便,更容易实现的一种资源重组方法。近二十年来,无论是海洋淡化还是高品质再生液,都在全球范围内展开了基于RO膜法工艺的大型工程建设,这些工程不仅解决了能源问题,也推动了行业发展。
北控研究院在2012年的项目为北京市膜法百万吨海洋淡化项目进行前期技术准备,为该领域提供了关键支持。此外,该机构还参与了一些海外项目,比如新加坡樟宜二期NEWater部分,他们采用了一种名为"三个中心"设计理念,即膜中心、泵中心和能量回收中心。在樟宜二期NEWater部分,他们成功地降低了电耗至每千克0.75度电,与国内通常使用1-1.5度电/m3形成鲜明对比。这表明,如果中国采纳这种工艺,可以显著降低新生成者的成本,从而使其具有非常竞争力的价格。
双膜法不仅关注于占地面积,还注重节约投资,并且通过减少管线数量及控制元件数量以达到这一目的。在韩国普汉的一个10万吨级别的大型循环试验设施上,我们看到了16英寸大小的大型薄层透析(TFC)片已被广泛使用,这一趋势也得到我们北控团队在新加坡樟宜二期工程上的验证,其中采用16英寸TFC片替代传统8英寸片,使得整个设备更加紧凑有效率提高。而这正是我们提出的“三位一体”概念——即同时优先考虑经济性、可靠性和环境友好性的设计原则,在不同条件下都能保持良好的性能表现,因此它成为了一个值得注意的问题点。
总结来说,对于如何利用高品质再生的能力解决当前面临的人口增长压力、新兴市场需求增加以及气候变化引起的地球资源短缺等挑战,我们需要继续探索各种创新方案。如果能够结合国际先进经验,同时适应当地实际情况,就有望找到一种既经济又实用的解决方案。一旦这样的解决方案得到实施,它将极大地促进全球可持续发展,并确保未来几十年内人类社会仍然能够享受到清洁安全之美好生活。
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