水的循环利用

水的循环利用:随着全球化化现代工业的的快速发展，人人类正面临着着愈来愈严重重的水资源短短缺、水体恶恶化和环境污污染等方面的的威胁，特别别是一些人口口高度集中的的干旱半干旱旱地区；目前前，水危机也也已成为全球球化的问题。国国内外的研究究和实践表明明，水的循环环利用可以在在一定程度上上缓解水危机机；本文在介介绍什么是水水的循环利用用和如何进行行水循环利用用的基础上，分分析了其潜在在的社会、经经济和环境效效益，并进一一步展望了其其应用前景。关键词：水循循环利用，污污水处理，环环境效益1.前言“没有水，就没没有生命；但但没有干净的的水，就没有有人类的现代代生活”。地球上的的淡水资源是是非常有限的的，只占地球球总水量的5%左右，且多多以冰川、土土壤水、地下下水等难直接接利用水为主主，地表淡水水资源量不到到0.2‰。近几十年年来，随着现现代工业、农农业的快速发发展和人们生生活水平的不不断提高，人人们对淡水资资源的需求量量越来越大，因因此，水资源源的供需矛盾盾也日趋明显显，特别在一一些干旱和半半干旱地区，为为水而引发的的民事纠纷日日渐增多；在在一些干旱季季节，甚至出出现人畜引用用水困难的现现象。有人指指出，现代战战争或许是为为自然矿产能能源的掠夺，如如果人类没有有及时找到有有效的解决水水危机的途径径，可能下个个世纪或几十十年后的未来来战争的起因因将是为水资资源的争抢。国国内外实践表表明，采取水水资源保护、合合理使用、管管理水资源可可在一定程度度上缓解目前前面临的水危危机，水的循循环利用是水水资源保护的的重要措施之之一，该措施施不仅可以满满足环境保护护的需要，而而且可以实现现水资源的可可持续利用和和发展。2.水循环利用用及其过程广义的水循环指指自然界中由由降水、蒸发发和径流过程程构成的水分分循环过程，通通过自然界中中的水循环，地地球上的水资资源已经重复复利用了数百百万年；狭义义的水循环指指将处理后的的废水重新用用于具有商业业、社会和环环境效益的目目的，例如农农业和景区灌灌溉、工业制制造业冷却塔塔运行、厕所所冲洗、地下下水补充等方方面。本文所所指的水循环环为狭义水循循环，最通常常的形式来对对城市废水或或污水的回收收利用。水的的循环和再利利用通常有“有计划的水水循环利用”和“无计划的水水循环利用”之分，“无计划的”水循环的一一个最常见的的例子就是城城市从天然河河流的上游取取水，城市废废水经过处理理后再排入河河流，在河流流下游城市取取水之前，这这些水或许已已经得到了若若干次的重复复使用。“有计划”的水资源再再利用是根据据一定的商业业利益目的，通通过有计划地地修建一些工工程项目和供供水设施达到到水资源的重重复循环和再再次利用。经过处理后达到到适合于不同同工业、农业业用途水质标标准的废水称称为循环水。目目前每年用于于农业灌溉、厕厕所冲洗、工工业冷却和除除尘等方面的的再循环水已已达到数十亿亿加仑。农业业灌溉是用水水大户，在一一些国家和地地区，农业用用水依然来自自于可饮用水水源，因此，将将再循环水用用于农业的目目的在一定程程度上保护了了可饮用的淡淡水资源。拦污栅拦污栅沉沙池初级处理瀑气池二级处理澄清过滤消毒搀气活性泥淤泥生物固体脱水污水重复利用再利用图1水的循环处处理过程水的再循环利用用过程其实是是一个如何将将城市废水处处理、转化为为可利用水的的过程，其流流程如图1所示。这是是一个利用基基本的物理、生生物和化学方方法将污染物物从水体中除除去的简单过过程。在世界界多数地区，废废水通常进行行两级处理，初初级污水处理理是指使用机机械或物理的的处理系统进进行废水处理理，二级处理理指使用生物物、化学过程程进行的水处处理；有时为为满足更高水水质标准的需需要，要在二二级处理的基基础上进行第第三级处理，其其目的主要是是除去残留在在水体中的化化学物质和溶溶解的固体物物质，但由于于第三级处理理费用昂贵，因因此并没有得得到广泛使用用。水的循环处理系系统包括物理理处理系统、生生物处理系统统和化学处理理系统，其功功能如下：（1）物理处理理系统：物理理过程是水重重复利用过程程的第一个环环节，将拦污污栅浸入水中中，污水经过过拦污栅时，将将一些大的固固体物质如树树枝、垃圾袋袋等拦住，这这样不但除去去了这些大的的污染物，而而且具有进一一步保护抽水水泵或旋转式式机械装置的的作用。然后后污水通过初初级澄清器进进入沉沙池，初初级澄清器可可以使水流变变缓，这样一一些泥沙颗粒粒和可沉淀的的有机质在沉沉沙池中沉淀淀、淤积，同同时，一些油油脂类的污染染物可以漂浮浮到水面并通通过机械过滤滤的方式除去去。通过物理理处理过程基基本上可以将将污水中大约约一半的污染染物清除出去去。（2）生物处理理系统：生物物处理过程基基本上可以除除去大部分剩剩余的污染物物，初级处理理后的污水进进入曝气池，在在曝气池中污污水和氧气充充分混合，有有机物质作为为曝气池中微微生物的食品品而消耗，这这样不仅极大大地减少了水水体中生物需需氧量，而且且还可以将不不可沉淀的物物质转化为可可以沉淀的固固体物质。由由于该过程是是一个生物学学过程，因此此，水中的一一些化学物质质或者有损健健康的物质可可能会杀死这这些微生物，从从而影响污水水处理效果。（3）化学处理理系统：化学学处理系统如如加氯池，其其作用主要是是使用氯杀死死从水体中的的一些病原微微生物。为消消除处理后水水体中残留的的氯，通常采采用二氧化硫硫进行中和后后排放河流或或湖泊等水体体中，这样可可以保护这些些水体中的水水生物。由于于使用具有毒毒性的氯气具具有一定的风风险，因此目目前有些污水水处理厂使用用紫外线代替替氯气进行水水体消毒。3.水循环利用用的社会环境境效益对污水进行适当当处理并达到到一定的水质质标准后，这这些水便可以以满足大多数数的用水需求求而进行循环环利用。图2给出了污水水在不同程度度处理后的可可能用途。可以看出，经过过简单物理过过程处理后的的污水中，由由于仍富含污污染物，一般般不使用。经经过生物和化化学过程处理理后的二级处处理污水，则则可以满足大大多数非饮用用水的目的，如如农业作物、景景区、公园、和和高尔夫球场场的灌溉，电电场、石油精精炼厂的冷却却水，此外，还还可以用于造造纸厂，煤矿矿业、染坊、厕厕所、除尘、建建筑、混凝土土搅拌、和人人工湖泊等。经经过三级处理理后的污水，基基本上可以用用于非直接饮饮用水的所有有目的，包括括补补充地表表水库和地下下水层等。一级处理一级处理（物理处理）三级处理，（高级处理，化学凝结、过滤及消毒）

建议不直接使用水的再循环处理及其利用不同级别的污水处理集水系统二级处理，（生物处理及消毒）

非食品作物灌溉

部分景区蓄水

非饮用蓄水层的地下水补给

湿地、野生物栖息地及河流的水补充

工业冷却处理

景区灌溉

厕所冲洗

机动车辆冲洗

食品作物灌溉

娱乐场所蓄水

非直接饮用水源的补给，如可饮用地下水层的补给，水库蓄水补给图2水的再循环环处理及其利利用水的循环利用具具有巨大的社社会经济效益益，不仅在一一定程度上减减少了人们对对淡水资源的的需求，从而而间接地增加加可利用水资资源量；在一一些国家，一一些地下水补补给工程项目目已经成功运运行多年，不不仅提高了水水资源的利用用效率，而且且同时在一定定程度上减少少了水库等地地表水利工程程的建设，而而某些大型水水利工程的建建设常常可对对当地自然环环境产生重大大影响。例如如，在维吉尼尼亚，分期建建设的奥克泉泉水库是凡尔尔凡克斯县的的主要水源，由由于政府自1979年实施了利利用循环水增增加水库储蓄蓄水量项目，后后期工程没有有继续建设就就基本满足了了当地的用水水需求，从而而节约了大量量工程投资；；在加利福尼尼亚圣地亚哥哥，由于实施施了水的再净净化工程，每每年可增加20亿立方米的的重复循环用用水，减轻了了政府面临的的水危机压力力。水的循环及重复复利用还具有有巨大的环境境效益，可以以减少敏感性性生态系统中中水的流失，减减少废水的排排放，防止环环境、保护湿湿地和改善野野生物的栖息息环境等。（1）水的循环环利用可以减减少敏感性生生态系统中的的淡水流失：：大量野生物物和鱼类均依依赖于充足的的水源而生存存、繁衍；农农业、工业的的发展和城镇镇开发均需要要消耗大量的的水资源，而而生态系统对对水则非常敏敏感，可能会会因大量的淡淡水流失而遭遭到破坏。水水的循环利用用可以减轻人人们对生态系系统中的水需需求，从而减减少了生态系系统中的淡水水流失，相对对增加了用于于维持生态系系统健康运行行的环境水量量。例如，在在加利福尼亚亚州，摹那湖湖的水质曾经经因为水电部部门的能源开开发而日益恶恶化，1994年，洛杉矶矶水电部门政政府被勒令停停止从该流域域内取水，同同时建立了水水的循环利用用项目，从而而减轻了流域域的水量流失失，也使得摹摹那湖的生态态得以恢复。（2）水的循环环利用可以减减少向敏感性性水体中的污污水排放：水水的循环利用用不仅增加了了可利用水源源，而且减少少了污水的排排放；例如，旧旧金山圣何塞塞污水处理厂厂1997年花费1.4亿美元建立立的水循环利利用项目，每每天可以提供供2100万加仑的循循环水用于工工业和农业灌灌溉，从而减减少了大量的的废水排放；；若这些废水水不进行处理理直接排放到到南旧金山海海湾，将会对对该地区自然然湿地产生致致命的影响。（3）水的循环环利用可以保保护湿地，改改善野生物的的栖息环境：：湿地不仅是是野生动植物物、鱼类良好好的栖息地，而而且具有改善善水质、滞洪洪的功能。因因为大量水消消耗而濒临干干涸的河流湿湿地可以通过过充分利用循循环水而得以以维持、改善善和恢复。（4）水循环利利用可以减轻轻和防止环境境污染：若将将氮、磷含量量很高的循环环水排放到海海洋、河川、湖湖泊等水体时时，会引起水水体的富营养养化，从而造造成水质恶化化和环境污染染；若将这些些循环水用于于农业灌溉，不不仅减少了自自然水体的污污染，而且可可以增加农田田肥力，提高高农业产量。在在加利福尼亚亚州使用循环环水进行葡萄萄园的浇灌已已经有数年的的历史，并且且将循环水用用于农田灌溉溉的目的具有有增加趋势。（5）此外，利利用循环水对对地下含水层层的补充还可可以有效地防防止沿海地区区海水对地下下水的入侵而而造成的地下下水的含盐量量过高、土壤壤烟碱化等一一系列环境问问题。4.讨论尽管循环水已经经被证明是一一种有效、成成功、而且可可靠的可利用用水源，但广广泛推行水的的循环利用还还存在一些障障碍，主要表表现在以下两两个方面：（1）在习惯上上，人们对污污水有“脏”的感觉，认认为水的循环环利用将会危危及人体健康康，这是在一一些地区人们们拒绝使用循循环水的原因因。（2）由于循环环水不能直接接用于饮用水水的目的，因因此使用循环环水必须建造造与天然淡水水资源分开的的供水管网，这这样与直接利利用地表水或或者抽取使用用地下水相比比，废水再利利用处理及其其供水管网建建设费用相对对较贵；同时时，限于一些些体制上的障障碍及某些部部门之间的局局部利益冲突突，也一定程程度上限制了了循环水的利利用。水质监测和健康康学研究表明明，恰当地进进行水的重复复利用不会对对人体健康产产生不利的影影响。另外，水水的循环利用用是一种可持持续的水资源源开发，从长长远观点来看看，是非常经经济、有效的的。由于降水的区域域分配不均和和人口众多，我我国是一个水水资源缺乏的的国家，特别别是华北和西西北等干旱、半半干旱地区，人人均水资源量量不足800m3/a；近年来，随随着国家西部部大开发战略略的实施，快快速的城镇企企业及社会经经济增长使该该地区的用水水量和排污量量也快速增长长；黄河是华华北和西北地地区的重要水水源，目前，每每年向黄河的的排污量达到到40亿立方米，导导致河流水体体污染严重，自自净能力快速速下降。2000年水利部水水质监测结果果表明，在3163kkm的干流监测测河段，IV级及其以下下水质标准的的河段长度接接近50%。水体污染染和水资源短短缺不仅恶化化了当地生态态环境，而且且已经成为我我国经济快速速发展的瓶颈颈，如何协调调区域经济发发展和环境保保护之间的关关系，已经成成为我国政府府和当地主管管部门急待解解决的问题。充充分进行水的的循环和再利利用应该是我我国未来一段段时间内水资资源管理中的的一项重要措措施。随着水需求的增增加和环境保保护的需要，水水的循环利用用将在水的供供应中扮演越越来越重要的的角色，通过过各部门之间间的协调共同同克服目前面面临的一些障障碍实施水的的循环利用将将非常