國際回用水的應用實例研究
時間:2008-01-07 來源: 作者:
國際準則
水回用中要求采取有效的措施保護人類健康和環境。采取的措施必須是在經濟技術上可行的。不同國家采用不同的方法滿足回用水條例和準則。方法從高技術/高費用/低風險(例如加州條例的22條)到低技術/低費用/考慮風險(例如WHO準則)有所不同,采用哪種規范由當地的經濟承受力和用水風險性而定。由于采用方法是不一致的,并且還沒有統一的科學方法,就增大了公眾對風險的關注,有時會在回用水項目中一些不必要的較保守的解決方法站了上風。
國際行動小組最近提出了一項建議,要求制定統一的回用水國際準則(Anderson et al
2000)。不管我們住在哪里,使用給定水質的回用水在特定的使用場合所形成的風險是一樣的。因此,制定統一的回用水標準(考慮全球范圍)是可能的,可以從低質/高風險到高質/低風險之間分成幾個漸進的水質檔次。使用回用水帶來的風險由公眾的接觸程度、投加消毒劑的劑量和公眾的反應而定。此風險是應用、應用的方式和當地的客觀條件的函數?扇萑痰膽蔑L險性水平由當地的環境和費用結構進行調節。因此,根據水質/風險性選擇的方法應當以全國或全省環境(使用回用水的當地)為基礎。國際準則必須不僅明確規定該回用水水質給具體用途帶來低風險的情況,而且必須就如何評估和管理風險使之與當地環境可承受的風險相匹配也提供指導。
當用最小的處理系統都有可能造成健康和環境的不利影響的時候,低風險的方法造價將很高。有些情況下,一個控制方法如果對風險性、費用和持續使用的經濟可承擔性作了平衡,那么此方法應該是一個較好的選擇。制定一個分幾步走的靈活的國際準則的優點是單個國家可以通過攀登投資漸進的臺階,當國民經濟的發展使其更能承擔較低風險時再提高回用水水質。在任一時候,單個國家都能使從回用水和難得的資金投入中獲得最大的效益。建立統一的國際回用水準則有如下優點:
·國家和地方當局可以把注意點從制定標準轉換到風險管理方面。
·以制定統一的準則,國際研究和發展努力可朝向更好的目標。
·一個共同的國際準則將會改善公眾對使用回用水的理解和信心。
在Anderson等人(2000)的研究論文中,作者認識到本文提出的國際準則的概念需要進一步的發展,從而能夠據此制定工作文件和征求討論和建議,以便使這一概念得到進一步的發展。
水的分配/分散處理和回用
在過去的150年中,最有益于從個人到整個社區的公眾健康的是引入了給水和排水系統。在澳大利亞,1880~1920年間引進的安全管網供水系統使死亡率下降一半,使傳染疾病病例和嬰兒死亡率都下降了十分之一。
如今有些國家的環境組織正支持一項運動,即考慮節水而返回到單個的家庭供水系統。單個家庭系統具有減少管網的費用的優點。這種家庭系統是解決有大片灌溉面積的農村大用戶的用水分配問題的合適的解決辦法。在市區現行的單個家庭供水系統需要進行大量的技術改進,從而達到公眾健康和環境效益所接受的程度。
回用水廠靠近使用地點能夠減少社區供水系統的管網費用。如果從回用水的運行、可靠性和處理費用方面考慮,社區系統往往優于單個系統。折中的街坊內的處理和使用回用水的系統從長期考慮是對的。澳大利亞為若干個400~800個住戶小區提供回用水服務的計劃正在實施中。
澳大利亞的研究組織CSIRO正著手一項有遠見的計劃,即對管網供水系統、下水道系統和排水系統的基本設計條件進行重新評估。本工作的先期結果表明:通過在街坊范圍重新設計系統和系統單元布置,可以有可觀的降低服務費用的趨勢(Speers 2000)。
社區教育
這里明顯地存在人類同水循環相互作用的社區知識缺陷。這些缺陷包括缺乏幾乎全部的給水和污水系統如何工作的知識。如此就限制了公眾對自身水系統的認識和對公眾健康風險的關心。多數有關水的可利用的信息知識對普通人來說非常專業。由于缺乏專業知識,社區中關于給水和污水工程的咨詢過程經常受到耽擱和受挫。如果社區公眾有相應的專業知識,那么在咨詢之前就會提出有關水的問題而對其進行合理的討論。昆士蘭州目前社區正進行為期兩年的水知識培訓教育以提高社區的水意識(Bovill & Simpson 1998)。
回用水產品和等級
社區教育的必要組成部分是對那些可理解的專業術語的使用。目前世界范圍內正進行激烈的討論關于如何恰當的描述基于水質的回用水等級的術語問題。另一個建議是根據最終用途來描述回用水產品。或許把基于水質和基于最終用途的想法相接合,可形成一個有可行的和可理解的回用水系統。用簡單的和容易理解的術語描述回用水將有助于社區教育,并將提高公眾對回用水的信任。
經濟及可持續性
在澳大利亞的多數沿海地區,發展新的淡水供水系統的費用經常超過$0.40/m3。內陸干旱地區的費用往往要高得多。在納米比亞,溫得和克回用水廠經過最近的擴建之后,水回用的費用是Kavango河引水系統估算費用的30%(Van der Merwe 1996)。
評估回用水工程的經濟及可持續性需要做大量的工作。最近的實例是悉尼水公司于1999年12月所作的回用水戰略,它以$/m3的單位等量衡量回用水工程的年費用,以kWh/
m3當量能量單位衡量溫室氣體的影響。White & Howe(1998)對這種每年折算費用法進行了說明。這種方法的分析結果建議:
·選擇大的工業回用水和城市景觀回用水項目靠近水處理廠比雙網居民系統供水更加經濟。
·間接飲用水回用比許多非飲用水回用更昂貴,但是非飲用水回用可能有較高的溫室氣體影響。
·分散處理及循環系統要作進一步的評估。
·仍可以采用費用較低的節水措施,只要它可以提供10~20年的發展空間。在這段期間內,可以引進先進的水回用措施用并進一步提高這一處理技術。
脫鹽
最近幾年來,反滲透薄膜合成技術的發展極大地降低了海水和苦咸水脫鹽所需的能量和費用。能量修復系統的發展使海水脫鹽的能量需求減少到小于3kWh/
m3。這些薄膜提供了使回用水水質達到飲用水標準甚至更好的機會。有些情形下,脫鹽和深度處理水系統的水的費用少于新建的常規供水水源的水的費用。
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