王凯军在自然景观中高品质再生水的成本并非想象中的那么高污水处理车间的技术进步让这一梦想成为了现实

已经非常广泛,主要是处理后的城市生活污水为城市绿化、河道景观补水等水质要求不高的功能提供水源。在这些增加水资源供给的措施中,污水回用在产水成本上具有显著优势,且已经在世界上得到广泛应用。高品质回用主要是指饮用水,包括间接饮用和直接饮用,以及工业生产过程中利用,如电子产业工艺过程、锅炉补water等等。

随着技术的不断发展,以目前几乎是最严格标准的饮用water回用的新生water处理为例,其价格可能并没有人们想象中的那么高。本文向大家分享新技术的发展,尤其是膜技术的应用,我们希望可以推动大规模、低成本的高品质再生water。

从针对一级A提标改造、到准IV类达标,再到饮用级别的大量使用,不断提高的是污染物削减层面的边际效应,加强管网系统建设维护及更好的雨污分流,比进一步提升污染物削减效果具有更大的投资回报率和环境效益。

再生water回用的标准非常宽泛,本处“高品质”指的是从超越常规IV/III类地表water标准至飲(间接或直接)以及工业特殊需求(如電子元件加工、鍋爐補加熱等)方面。非直接飲用的過程是在處理完成後混合到儲存池里,再經由儲存池運送至飲用廠處理後飲;直接飲用的過程則通過直接與儲存池相混合而實現之間接進入人體消化系統。

双膜法——大规模、高效能耗的大型海洋淡化与再生water解决方案

基于规模效应,大规模通常与低成本联系在一起。大型海洋淡化厂Sorek上的双膜工艺被选为《MIT科技评论》2015年度选出的年度十大黑科技之一。相较于海洋淡化,大规模利用二次处理后的城市生活废弃物作为无形资源进行重复利用更加容易且经济性佳。此外,无论是在海洋淡化还是再生water领域,都有一个共同点,那就是基于RO膜法工艺的大型工程日益增多,从10万吨甚至达到百万吨级别。这一趋势反映出市场需求与技术发展之间紧密联系,并将推动全球范围内更多创新产品和服务出现。

北控研究院樟宜二期项目展示了如何通过有效管理设备运行以降低能耗。一旦中国采纳此类工艺、新生的again water价格将能够降至竞争力极强水平,这对于缓解国内地区面临的人口增长带来的压力是一个重要突破。

膜中心概念实现大型、高效能耗的大型工程

北控最初建成了一个5万吨/天的小型海洋淡化厂,当时我深刻体会到了仅需占据长达数百米长厂房,而100万吨则需要如此众多这样的设施。我思考,如果我们能够缩小每个单元组件尺寸,将其扩展到5000吨或者20000吨,那么就可以显著减少占地面积,同时也可节省投资。而韩国普汉的一个10万吨/天新生成站采用了5000吨模块,我看到过16英寸大型膜片已被用于全球最大的一座海洋淡化厂Sorek,这让我意识到膺中心概念并不只是关于占地问题,它同样关乎节约投资,同时管线数量大量减少控制元件数量大量减少,是膺中心核心思想的一种体现。

泵中心概念优先考虑能源利用率

泵机性能差异巨大,大泵效率可达到88%以上90%,而小泵只有80%左右,在长期运营中电费开支差异明显。提出泵中心后,我们设计者开始倡导使用更大的泵来实现更高能源转换比(88%以上),同时确保稳定流量和压力供应,并通过小泵及能量恢复装置适应不同条件下的流量变化。在樟宜二期项目中,一台功率为2兆瓦的大泵负责供给10万千克/天30,000立方米/Newater,每台只消耗0.3度电/m³,与国内一般情况下1-1.5度电/m³形成鲜明对比。

能源恢复中心:涡轮增压机模式

根据联机涡轮、小涡轮交换器原理存在不同的专业产品,为逆渗透领域产生重大影响,但对于低压逆渗透来说效果有限。在樟宜二期首次采用了这种模式,可以获得约10%节能效果,这对于整个系统来说是一项重要创新。

总结来看,即便面对气候条件独特性的挑战,也证明了一种新的方法可以有效地降低操作费用,使得这项技巧成为一种潜力的解决方案。如果我们继续探索这个领域,有望发现更多创新的方法来满足我们的未来需求,同时保持环境友好性,让人类社会走向更加清洁安全健康的地球生活状态。

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