废水资源化能源化(东莞)课件

废水处理的新目标废水处理的新目标-资源化与能源化资源化与能源化清华大学环境学院清华大学环境学院钱易钱易废水处理的新目标-资源化与能源化清华大学环境学院我国面临我国面临的水危机的水危机是可持续发展的重大制约因素是可持续发展的重大制约因素在生态文明建设中应给予特别关注在生态文明建设中应给予特别关注水太少水太少水太多水太多水太脏水太脏我国面临的水危机是可持续发展的重大制约因素水太少水太多水太脏生态文明建设对城市水工业的要求生态文明建设对城市水工业的要求1.提供充足的水资源提供充足的水资源2.保护清洁的水环境保护清洁的水环境3.保障安全的饮用水保障安全的饮用水4.防治城市洪涝灾害防治城市洪涝灾害生态文明建设对城市水工业的要求提供充足的水资源水资源可持续管理的三大策略水资源可持续管理的三大策略控制需求，节水优先；控制需求，节水优先；源头削减，治污为本；源头削减，治污为本；多渠道开源，特别重视非传统水资多渠道开源，特别重视非传统水资源的利用。源的利用。水资源可持续管理的三大策略控制需求，节水优先；不同用水单位用水量比较不同用水单位用水量比较 不同用水单位用水量比较我国吨钢用水量大大降低我国吨钢用水量大大降低2000年年 25 M3/T2010年年 4 M3/T 唐山钢铁公司唐山钢铁公司 1.8 M3/T 采用的全部是中水采用的全部是中水我国吨钢用水量大大降低2000年 25 M3/T必须在源头控制污染必须在源头控制污染推行清洁生产，改进产品设计，革新生产过程，推行清洁生产，改进产品设计，革新生产过程，加强生产管理，最大限度地减少污染的产生，加强生产管理，最大限度地减少污染的产生，特别是有毒有害污染的产生；特别是有毒有害污染的产生；建设生态工业园区，通过工业共生代谢减少资建设生态工业园区，通过工业共生代谢减少资源消耗，污染排放；源消耗，污染排放；严格控制工业废水排入城市下水道和天然水体；严格控制工业废水排入城市下水道和天然水体；建设生态农业，减少化肥、农药用量，妥善处建设生态农业，减少化肥、农药用量，妥善处理并回收秸秆、畜禽养殖业废物及农村生活废理并回收秸秆、畜禽养殖业废物及农村生活废物、污水。物、污水。必须在源头控制污染推行清洁生产，改进产品设计，革新生产过程，工信部组织各行业进行了工信部组织各行业进行了节能减排技术的筛选和评估节能减排技术的筛选和评估钢铁、石化、有色、汽车、装备制造、轻工、电子钢铁、石化、有色、汽车、装备制造、轻工、电子钢铁、石化、有色、汽车、装备制造、轻工、电子钢铁、石化、有色、汽车、装备制造、轻工、电子信息、纺织、医药、食品、建材等行业信息、纺织、医药、食品、建材等行业信息、纺织、医药、食品、建材等行业信息、纺织、医药、食品、建材等行业;每个行业都筛选出了每个行业都筛选出了每个行业都筛选出了每个行业都筛选出了5010050100项节能减排技术项节能减排技术项节能减排技术项节能减排技术;编制了技术目录编制了技术目录编制了技术目录编制了技术目录,推行指南推行指南推行指南推行指南,政策建议等文件政策建议等文件政策建议等文件政策建议等文件;具有节约能源资源具有节约能源资源具有节约能源资源具有节约能源资源,减少污染排放的重要指导作用；减少污染排放的重要指导作用；减少污染排放的重要指导作用；减少污染排放的重要指导作用；面临的重大任务是推广这些技术，真正起到节能减面临的重大任务是推广这些技术，真正起到节能减面临的重大任务是推广这些技术，真正起到节能减面临的重大任务是推广这些技术，真正起到节能减排的作用；排的作用；排的作用；排的作用；工信部组织各行业进行了节能减排技术的筛选和评估钢铁、石化、生态农业的建设对生态农业的建设对面源污染控制意义重大面源污染控制意义重大推广测土配方施肥技术，采用有机肥，减少化推广测土配方施肥技术，采用有机肥，减少化肥用量；肥用量；采用精准农药使用技术，生态防护技术，用频采用精准农药使用技术，生态防护技术，用频振灯诱杀等技术减少农药用量；振灯诱杀等技术减少农药用量；推广沼气池处理并利用畜禽养殖业污染及农民推广沼气池处理并利用畜禽养殖业污染及农民生活污染；生活污染；采用人工湿地拦截面源污染的排放，改善农村采用人工湿地拦截面源污染的排放，改善农村周围环境。周围环境。生态农业的建设对面源污染控制意义重大推广测土配方施肥技术，开发非传统水资源潜力很大开发非传统水资源潜力很大雨水雨水再生水再生水海水海水空中水空中水开发非传统水资源潜力很大雨水水资源水资源 (可用于农业、工业和城市可用于农业、工业和城市,甚甚至饮用水至饮用水)能源能源 (沼气发电或代替天然气沼气发电或代替天然气)肥源肥源 (氮、磷、钾、镁氮、磷、钾、镁)生态文明建设带来的新理念生态文明建设带来的新理念污水污水(废水废水)是宝贵资源是宝贵资源水资源 (可用于农业、工业和城市,甚至饮用水)生态文明废水回用成败的关键因素废水回用成败的关键因素回用途径的选择回用途径的选择回用途径的选择回用途径的选择:应优先回用于农业及绿地灌溉应优先回用于农业及绿地灌溉应优先回用于农业及绿地灌溉应优先回用于农业及绿地灌溉,可同时可同时可同时可同时利用水及肥分利用水及肥分利用水及肥分利用水及肥分;水质控制与管理：制订不同回用途径的水质标准，进行水质控制与管理：制订不同回用途径的水质标准，进行水质控制与管理：制订不同回用途径的水质标准，进行水质控制与管理：制订不同回用途径的水质标准，进行必要的处理；必要的处理；必要的处理；必要的处理；经济激励政策的保证：包括水价的制订，水源使用优先经济激励政策的保证：包括水价的制订，水源使用优先经济激励政策的保证：包括水价的制订，水源使用优先经济激励政策的保证：包括水价的制订，水源使用优先次序的规定；次序的规定；次序的规定；次序的规定；经济、高效废水再生处理技术的研究开发；经济、高效废水再生处理技术的研究开发；经济、高效废水再生处理技术的研究开发；经济、高效废水再生处理技术的研究开发；水资源管理体制的改革。水资源管理体制的改革。水资源管理体制的改革。水资源管理体制的改革。废水回用成败的关键因素回用途径的选择:应优先回用于农业及绿地应针对处理后出水去向决定污水处理目标应针对处理后出水去向决定污水处理目标再生水可回用于再生水可回用于:农业农业,工业工业,景观景观,补充地下水补充地下水等用途等用途;出水也可排放至水体出水也可排放至水体:河流河流,湖泊湖泊,海湾海湾-；为了解决水资源不足的矛盾为了解决水资源不足的矛盾,应优先考虑再生水应优先考虑再生水回用回用;为了充分利用废水为了充分利用废水(污水污水)中的氮中的氮,磷磷,应优先考虑应优先考虑利用再生水灌溉农田利用再生水灌溉农田；污水排放标准应针对不同的再生水去向确定。污水排放标准应针对不同的再生水去向确定。应针对处理后出水去向决定污水处理目标再生水可回用于:农业,应大力开发节能、降耗新技术应大力开发节能、降耗新技术以及污水产能新技术以及污水产能新技术厌氧消化工艺技术具有广阔的应用前景；厌氧消化工艺技术具有广阔的应用前景；天然生物处理系统具有净化废水、改善生天然生物处理系统具有净化废水、改善生态的作用，在农村应大力采用；态的作用，在农村应大力采用；高效、节能的好氧生物处理工艺技术还应高效、节能的好氧生物处理工艺技术还应大力创新。大力创新。应大力开发节能、降耗新技术以及污水产能新技术厌氧消化工艺技厌氧生物处理的多种功能厌氧生物处理的多种功能厌氧生物处理工艺厌氧生物处理工艺污泥污泥高浓度有机工业废水高浓度有机工业废水生活污水或城市废水生活污水或城市废水含难降解有机物的工业废水含难降解有机物的工业废水沼气能源和肥料沼气能源和肥料有机垃圾有机垃圾厌氧生物处理的多种功能厌氧生物处理工艺污泥高浓度有机工业废水要耗能还是要产能要耗能还是要产能?废水处理需要消耗的能源：废水处理需要消耗的能源：传统的好氧活性污泥法传统的好氧活性污泥法 0.6 KWh/M3 传统的好氧处理加硝化传统的好氧处理加硝化 0.8 KWh/M3 好氧膜生物反应器好氧膜生物反应器 1.0 KWh/M3 好氧生物处理加反渗透好氧生物处理加反渗透 2.5 KWh/M3废水所含的能源废水所含的能源 废水中的有机物废水中的有机物 1.9 KWh/M3 生产废水中所含氮需要的能生产废水中所含氮需要的能0.8 KWh/M3 (美国美国:Perry McCarty)要耗能还是要产能?废水处理需要消耗的能源：采用厌氧生物处理为主的处理工艺采用厌氧生物处理为主的处理工艺可以既回收能源又达到出水水质目标可以既回收能源又达到出水水质目标两阶段两阶段两阶段两阶段AFBR/AFMBRAFBR/AFMBR处理结果：处理结果：处理结果：处理结果：进水进水进水进水COD 500 mg/LCOD 500 mg/L 总总总总 HRT 5.1 HRT 5.1 小时小时小时小时 有机负荷有机负荷有机负荷有机负荷 2.4 kg/M2.4 kg/M3 3-d-d COD COD去除率去除率去除率去除率 98%98%出水出水出水出水 COD 10 mg/LCOD 10 mg/L 出水出水出水出水 TSS 0 mg/LTSS 0 mg/L 总能耗总能耗总能耗总能耗 0.06 KWh/M0.06 KWh/M3 3沼气能源产量沼气能源产量沼气能源产量沼气能源产量 1.35KWh/M1.35KWh/M3 3出水能用于农业灌溉出水能用于农业灌溉出水能用于农业灌溉出水能用于农业灌溉 (美国美国美国美国:Perry:Perry McCarty)McCarty)采用厌氧生物处理为主的处理工艺可以既回收能源又达到出水水质Perry McCarty关于生活污水处理关于生活污水处理的新观点的新观点利用再生水灌溉农田和绿化带是回用废水的利用再生水灌溉农田和绿化带是回用废水的最佳途径最佳途径分散的收集与处理系统有利于废水的回用分散的收集与处理系统有利于废水的回用厌氧生物处理可以回收能源并减少污泥产量厌氧生物处理可以回收能源并减少污泥产量有可能对生活污水实现完全和有效的厌氧生有可能对生活污水实现完全和有效的厌氧生物处理物处理厌氧膜生物反应器可以不需要后处理并产生厌氧膜生物反应器可以不需要后处理并产生高质量的再生水用于农业灌溉。高质量的再生水用于农业灌溉。Perry McCarty关于生活污水处理的新观点利用再生水将污水当作资源的新系统将污水当作资源的新系统Production of struviteAnnamox N removal取自吴唯民取自吴唯民将污水当作资源的新系统Production of struv城市污水处理新系统城市污水处理新系统(荷兰荷兰WageningenWageningen模式模式)居住区居住区工业工业农业农业废水废水厌氧生物处理厌氧生物处理出水出水深度处理深度处理沼气沼气稳定污泥稳定污泥净化水净化水氨氨,磷酸盐磷酸盐,硫酸盐硫酸盐工业回收工业回收农业灌溉农业灌溉用作肥料用作肥料能源利用能源利用再生水回用再生水回用城市污水处理新系统(荷兰Wageningen模式)居住区工业村镇生活污水处理村镇生活污水处理不应照搬城市废水处理厂的模式不应照搬城市废水处理厂的模式l l天然湿地和人工湿地天然湿地和人工湿地l l地下渗滤地下渗滤l l分散式小型污水处理利用装置分散式小型污水处理利用装置村镇生活污水处理不应照搬城市废水处理厂的模式主要利用天然能源、主要利用天然能源、自然界微生物和天然自然界微生物和天然环境条件环境条件同时发生沉淀、过滤、同时发生沉淀、过滤、吸附、生物代谢诸作吸附、生物代谢诸作用用废水土地处理系统废水土地处理系统废水稳定塘系统废水稳定塘系统 天然条件下的废水净化工艺天然条件下的废水净化工艺主要利用天然能源、自然界微生物和天然环境条件天然条件下的废水我国的污泥厌氧消化应用现状我国的污泥厌氧消化应用现状令人担忧令人担忧我国已建城市废水处理厂约有我国已建城市废水处理厂约有95%没有应没有应用厌氧污泥消化用厌氧污泥消化,污泥没有得到充分的利用污泥没有得到充分的利用;污泥送往垃圾填埋场污泥送往垃圾填埋场,因含水量大而不被接因含水量大而不被接受受,未经处理的污泥形成了二次污染未经处理的污泥形成了二次污染;最终的结果是花了钱最终的结果是花了钱,耗了能耗了能,污染负荷没有污染负荷没有减少减少,还白白浪费了能源还白白浪费了能源.我国的污泥厌氧消化应用现状令人担忧我国已建城市废水处理厂约推广应用污泥厌氧消化推广应用污泥厌氧消化面临的障碍面临的障碍成本高成本高?污泥含水率高污泥含水率高?污泥泥沙含量高污泥泥沙含量高?沼气能源利用有困难沼气能源利用有困难?-推广应用污泥厌氧消化面临的障碍成本高?继续扫除障碍继续扫除障碍,大力推广应用厌氧污泥消化大力推广应用厌氧污泥消化应调查分析各种障碍的来源、影响并着力应调查分析各种障碍的来源、影响并着力扫除之扫除之;采用适当的方式对有关人群进行宣传教育采用适当的方式对有关人群进行宣传教育;提出符合中国国情的管理措施、政策建议提出符合中国国情的管理措施、政策建议;研究开发相关的工艺技术研究开发相关的工艺技术,提高污泥厌氧提高污泥厌氧消化的效率和效益消化的效率和效益.继续扫除障碍,大力推广应用厌氧污泥消化应调查分析各种障碍的继续扫除障碍继续扫除障碍,大力推广应用厌氧污泥消化大力推广应用厌氧污泥消化应调查分析各种障碍的来源、影响并着力应调查分析各种障碍的来源、影响并着力扫除之扫除之;采用适当的方式对有关人群进行宣传教育采用适当的方式对有关人群进行宣传教育;提出符合中国国情的管理措施、政策建议提出符合中国国情的管理措施、政策建议;研究开发相关的工艺技术研究开发相关的工艺技术,提高污泥厌氧提高污泥厌氧消化的效率和效益消化的效率和效益.继续扫除障碍,大力推广应用厌氧污泥消化应调查分析各种障碍的控制水污染，控制水污染，实现废水资源化、能源化实现废水资源化、能源化任重道远任重道远千里之行，始于足下千里之行，始于足下要加强对全民特别是决策人物的教育要加强对全民特别是决策人物的教育要有正确的法规、标准、管理策略要有正确的法规、标准、管理策略要严格执法、坚持原则、永不放弃要严格执法、坚持原则、永不放弃要研究开发先进的科学技术要研究开发先进的科学技术控制水污染，实现废水资源化、能源化任重道远千里之行，始于