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篇1

【關(guān)鍵詞】循環(huán)利用；污水治理；技術(shù)研究

一、城市污水的循環(huán)利用

（一）城市污水循環(huán)利用的原因

污水循環(huán)利用在發(fā)達(dá)國(guó)家已得到廣泛應(yīng)用，而且越來(lái)越多的行業(yè)已經(jīng)開始利用處理后的污水。污水循環(huán)利用越來(lái)越受到重視的原因主要包括：人口增加和用水量的增加對(duì)現(xiàn)有水資源的壓力越來(lái)越大；人們開始意識(shí)到污水循環(huán)利用是一種非常可靠的供水源；成功的污水循環(huán)利用工程越來(lái)越多；供水和污水處理行業(yè)越來(lái)越意識(shí)到污水循環(huán)利用的經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益；蓄水工程（如水壩）的環(huán)境和經(jīng)濟(jì)成本越來(lái)越高；人們逐漸意識(shí)到與過(guò)度用水有關(guān)的環(huán)境影響；趨向于回收成本水價(jià)制度的引入促進(jìn)了污水的循環(huán)利用；為滿足高水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)而進(jìn)行污水處理廠更新改造的成本不斷增加。

（二）城市污水循環(huán)利用的意義

推進(jìn)污水的循環(huán)利用充分體現(xiàn)了科學(xué)發(fā)展觀以人為本的要求，反映了廣大人民群眾的迫切愿望，是推進(jìn)城市化建設(shè)的客觀需要，是實(shí)現(xiàn)水資源合理配置、科學(xué)保護(hù)、循環(huán)利用的重要手段，對(duì)建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會(huì)意義重大，對(duì)我國(guó)經(jīng)濟(jì)又好又快發(fā)展意義重大。

二、城市污水治理技術(shù)研究

選擇城市污水處理工藝的關(guān)鍵在于入口的水質(zhì)水量特性和出水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，但二者恰好也是在中國(guó)當(dāng)前技術(shù)條件下的薄弱方面，特別是存在于城市污水處理的工程設(shè)計(jì)中。所以，要想使污水能夠循環(huán)利用，還需對(duì)污水的處理進(jìn)行進(jìn)一步的技術(shù)研究。

（一）城市污水循環(huán)利用的原則

中國(guó)目前也花費(fèi)巨資建設(shè)了許多城市污水處理廠，但不足的是，再生水經(jīng)過(guò)處理后卻并沒(méi)有充分利用起來(lái)。有的地區(qū)竟然將未經(jīng)處理的污水與處理后的再生水混合起來(lái)并讓其隨意流淌，有的地區(qū)沒(méi)有合理利用再生水，而是將它直接排入大海，這樣嚴(yán)重浪費(fèi)了淡水資源。為此，充分考慮污水的再生利用成為城市污水處理決策中的重點(diǎn)。經(jīng)過(guò)城市污水處理廠處理過(guò)的出水一方面可以用作補(bǔ)充地下水、農(nóng)業(yè)灌溉、市政雜用水、工業(yè)用生產(chǎn)冷卻用水等；另一方面，也可把經(jīng)過(guò)城市污水處理廠處理過(guò)的出水當(dāng)作水文循環(huán)的組成部分，質(zhì)量合乎要求的出水，可以排放到河流水體中，這樣可使河流水體成為原水源來(lái)維持或供下游河流使用，不但具有經(jīng)濟(jì)可行性，而且使河流自凈能力得到發(fā)揮并可使風(fēng)險(xiǎn)減少。

根據(jù)中國(guó)的城市污水處理技術(shù)政策，各類規(guī)模的污水處理設(shè)施應(yīng)以經(jīng)濟(jì)合理和衛(wèi)生安全為原則實(shí)行污水再生利用。使再生水在城市雜用、農(nóng)業(yè)灌溉、生態(tài)恢復(fù)、綠地澆灌和工業(yè)冷卻等方面的利用得以發(fā)展。用水的水量和水質(zhì)，根據(jù)用戶需求和用途以及城市污水再生利用原則進(jìn)行合理確定。污水再生利用的方法可選用混凝、過(guò)濾、消毒或自然凈化等深度處理技術(shù)。因此，水環(huán)境污染嚴(yán)重的地區(qū)和缺水城市，城市污水再生利用工程的積極實(shí)施和低投資性或非投資性的節(jié)水減污工作的完善，成為遠(yuǎn)距離調(diào)水規(guī)劃建設(shè)之前應(yīng)準(zhǔn)備的任務(wù)。

依據(jù)現(xiàn)狀水量及用水需求，以實(shí)際可能的原則和客觀需要并按照遠(yuǎn)期規(guī)劃確定最終規(guī)模為依照，來(lái)確定城市污水再生利用規(guī)劃建設(shè)的實(shí)施規(guī)模。國(guó)情、實(shí)際條件和用戶需求是城市污水再生利用技術(shù)選擇與工程實(shí)施要考慮問(wèn)題，對(duì)于選擇城市污水再生利用的處理程度、再生水質(zhì)、處理流程、規(guī)模、使用用途、輸水方式上，既要經(jīng)濟(jì)合理，又要滿足要求。工業(yè)冷卻、市政雜用、農(nóng)業(yè)灌溉、生態(tài)環(huán)境、景觀水體、生活雜用和補(bǔ)充地表水是目前城市污水再生利用所著重的。

經(jīng)過(guò)全面的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后，再根據(jù)水質(zhì)特性、再生水用途、處理規(guī)模及當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況和要求，確定城市污水再生處理工藝的優(yōu)選。另外，再生處理單位水量投資、再生處理單位水量電耗和成本、占地面積、運(yùn)行性能可靠性、管理維護(hù)難易程度、總體經(jīng)濟(jì)與社會(huì)效益等是工藝選擇的主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。詳細(xì)調(diào)查或測(cè)定再生水水源的現(xiàn)狀、水質(zhì)特性和污染物構(gòu)成，做出合理的分析預(yù)測(cè)是城市污水再生利用工程設(shè)計(jì)的基本原則，還應(yīng)注意工藝設(shè)計(jì)參數(shù)的優(yōu)化和不同的單元工藝組合的采用，以便于再生水水源水質(zhì)和再生處理水水質(zhì)要求的切合實(shí)際且安全可靠的確定。

（二）幾種先進(jìn)的污水處理技術(shù)

1.CCAS連續(xù)循環(huán)曝氣系統(tǒng)

CCAS工藝，即連續(xù)循環(huán)曝氣系統(tǒng)工藝（Continuous Cycle Aeration System），是一種連續(xù)進(jìn)水式SBR曝氣系統(tǒng)。它是在SBR（Sequencing Batch Reactor，序批式處理法）的基礎(chǔ)上通過(guò)改進(jìn)而形成的工藝。1914年前，SBR工藝就研究開發(fā)成功了。但存在很多問(wèn)題，比如人工操作管理太煩瑣、監(jiān)測(cè)手段落后及曝氣器易堵塞等，因此難以推廣應(yīng)用在大型污水處理廠中，而只被普遍認(rèn)為在小規(guī)模污水處理廠適用。進(jìn)入60年代后，有了飛速發(fā)展的自動(dòng)控制技術(shù)和監(jiān)測(cè)技術(shù)，也研制成功了新型不堵塞的微孔曝氣器，創(chuàng)造了廣泛采用間歇式處理法的條件。1968年，在美國(guó)ABJ公司與澳大利亞的新南威爾士大學(xué)合作下， “采用間歇反應(yīng)器體系的連續(xù)進(jìn)水，周期排水，延時(shí)曝氣好氧活性污泥工藝”便問(wèn)世了。1986年，CCAS工藝被美國(guó)國(guó)家環(huán)保局正式承認(rèn)為屬于革新代用技術(shù)（I/A），目前它成為最先進(jìn)的電腦控制的生物除磷、脫氮處理工藝。

2.SPR高濁度污水處理技術(shù)

SPR污水處理系統(tǒng)采用的是化學(xué)方法，在真溶液狀態(tài)下析出溶解狀態(tài)的污染物，具有固相界面的膠?；蛭⑿腋☆w粒便可形成；至于有機(jī)污染物、色度等可采用高效而又經(jīng)濟(jì)的吸附劑將其從污水中分離出來(lái)；然后污水中的各種膠粒和懸浮顆粒在采用了微觀物理吸附法的作用下凝聚成大塊密實(shí)的絮體；再使絮體與水快速分離，由于絮體在自行設(shè)計(jì)的SPR高濁度污水凈化器內(nèi)，所以要依靠旋流和過(guò)濾水力學(xué)等流體力學(xué)原理來(lái)實(shí)現(xiàn)。而且凈化器出水達(dá)到三級(jí)處理的水準(zhǔn)并可實(shí)現(xiàn)回用，那是由于清水經(jīng)過(guò)罐體內(nèi)自我形成的致密的懸浮泥層的過(guò)濾；污泥則高度濃縮在濃縮室內(nèi)，靠壓力定期排出，由于排出的污泥具備了含水率低、脫水性能良好的優(yōu)勢(shì)，因此能夠直接送入機(jī)械脫水裝置。經(jīng)脫水之后的污泥餅還可以制造人行道地磚，使二次污染也得到免除。

3.BIOLAK污水處理技術(shù)

百樂(lè)卡工藝是一種多級(jí)活性污泥污水處理系統(tǒng)，它同時(shí)具有脫氮除磷的功能，是在最初采用天然土池作反應(yīng)池的基礎(chǔ)上經(jīng)過(guò)發(fā)展改進(jìn)而形成的污水處理系統(tǒng)。1972年以來(lái)，經(jīng)多年研究，最終形成了采用土池結(jié)構(gòu)、利用浮在水面的移動(dòng)式曝氣鏈、底部掛有微孔曝氣頭的一種具有一定特色的活性污泥處理系統(tǒng)。此系統(tǒng)由于采用土池而使建設(shè)投資大大減少，由于采用曝氣鏈曝氣系統(tǒng)使氧的轉(zhuǎn)移效率得到進(jìn)一步強(qiáng)化，大大增強(qiáng)了處理效果，并降低了運(yùn)行費(fèi)用。該工藝具有簡(jiǎn)捷的設(shè)計(jì)，管理不復(fù)雜，同時(shí)具有較大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。

結(jié)論

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關(guān)鍵詞 自然循環(huán)；污水處理；技術(shù)；應(yīng)用；原理；

Abstract: With the social development and progress, more and more attention to the natural cycle of sewage treatment technology, the natural cycle of sewage treatment technology is of great significance for real life. This paper describes the natural cycle of the application of the sewage treatment technology and innovation.

Keywords natural cycle; sewage treatment; technology; applications; principle;

中圖分類號(hào)：U664.9+2文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：

引言

生物濾池是以土壤自凈原理為依據(jù)發(fā)展起來(lái)的生物處理技術(shù)。生物接觸氧化法已應(yīng)用多年，并在實(shí)踐中不斷得到總結(jié)提高，特別是濾料的研究和應(yīng)用，穩(wěn)定提高了污水處理的凈化度和出水水質(zhì)。日本自然循環(huán)污水處理技術(shù)是生物濾池技術(shù)的先進(jìn)典型代表，采用自然的凈化原理和自然的凈化材料，應(yīng)用淹沒(méi)式生物濾池工藝對(duì)污水進(jìn)行凈化處理。具有處理效果好，污染物去除率高，運(yùn)行穩(wěn)定，易于操作管理，運(yùn)管費(fèi)用低，抗沖擊負(fù)荷強(qiáng)，氨氮的去除率較高，無(wú)需專門培養(yǎng)菌種，污泥產(chǎn)生量少，占地面積小等特點(diǎn)。

1、自然循環(huán)方式污水處理技術(shù)原理

自然循環(huán)方式污水處理技術(shù)是由日本東京大學(xué)發(fā)明，該技術(shù)的創(chuàng)新點(diǎn)在于模擬土壤和水田對(duì)污水的自然凈化原理，不使用任何化學(xué)藥品，完全利用天然微生物對(duì)污水進(jìn)行非介入凈化處理，以經(jīng)過(guò)加工的落葉，朽木、木炭、石塊等生物相容性高的天然材料作為填充過(guò)濾凈化材料，富集優(yōu)勢(shì)微生物群落，通過(guò)科學(xué)的組合，形成的一套比較新穎的污水處理系統(tǒng)(見圖1).

2、自然循環(huán)方式污水處理系統(tǒng)組成

自然循環(huán)方式水處理工藝根據(jù)上壤和水田處理自然凈化系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本模型(圖2)，包括污泥消解槽、沉淀槽、厭氧生化槽、好氧生化槽、脫磷槽和吸附過(guò)濾槽.每個(gè)反應(yīng)槽分兩格:第一格為下向流，無(wú)填料或充填大孔隙率人工填料，可使污水中的大顆粒污泥沉淀分離并維持一定的生化作用;第二格為上向流，在水流與曝氣的協(xié)同下，發(fā)揮了效能顯著的防止填料堵塞和污水短流的作用.格內(nèi)填充本工藝的特有填料，實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的水處理功能.并設(shè)置有反沖洗系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)反沖洗和排泥功能.

2.1沉淀槽

原水經(jīng)格柵后由分配槽進(jìn)人沉淀槽，污水中約有50 %的駱和20%的COD在沉淀槽內(nèi)以污泥的形式去除

2.2厭氧生化槽

經(jīng)沉淀槽溢流的污水進(jìn)人到厭氧生化槽，該槽內(nèi)填充有塑料接觸濾料，其目的是深度過(guò)濾和水解酸化，進(jìn)一步攔截污水中的懸浮物質(zhì)和毛發(fā)等物，提高污水生化性。

2.3好氧生化槽

好氧生化槽內(nèi)填充有經(jīng)特殊加工的生物木碳填料，底部設(shè)有曝氣系統(tǒng)，生物木碳具有比表面積大，孔隙率高、中大孔發(fā)達(dá)(圖3)，生物親和性強(qiáng)，微生物相豐富(圖4)等優(yōu)點(diǎn)，在溶解氧充足的條件下，污水中有機(jī)物和磷在本槽內(nèi)被吸附、分解，部分有機(jī)氮在生物碳表面的微生物好氧和厭氧微環(huán)境中被同步降解.

2.4脫磷槽

脫磷槽內(nèi)填充有廢鐵屑等脫磷填料，可以起到固定磷的作用，進(jìn)一步去除污水中剩余的磷酸鹽.

2.5吸附過(guò)濾槽

吸附過(guò)濾槽內(nèi)填充有比表面積非常大的闊葉林木炭，具有很好的吸附和脫色除臭作用，使污水得以深度凈化.

2.6污泥消解槽

污泥消解槽的每個(gè)槽均有污泥沉降和收集系統(tǒng)，污泥通過(guò)污泥泵或氣提泵被移送至污泥消解槽進(jìn)行曝氣消解，進(jìn)一步降低污染物，削減污泥量.

具體應(yīng)用時(shí)可根據(jù)實(shí)際情況對(duì)各處理構(gòu)筑物進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整，填充不同生物接觸材料，以實(shí)現(xiàn)不同的功能.系統(tǒng)污水全部以自流形式進(jìn)人各處理槽，不設(shè)提升泵.令該項(xiàng)技術(shù)在有機(jī)物降解、除磷、脫氮和運(yùn)行能耗等方面明顯優(yōu)于傳統(tǒng)生物污水處理技術(shù)，出水經(jīng)消毒處理后可達(dá)GBT 18921一2002所規(guī)定的回用水要求.

3、日本自然循環(huán)污水處理技術(shù)的應(yīng)用

2006年，海埂會(huì)議中心片區(qū)污水處理工程作為云南省環(huán)境保護(hù)廳的示范工程，引進(jìn)日本自然循環(huán)污水處理技術(shù)，經(jīng)消化吸收后進(jìn)行設(shè)計(jì)開發(fā)：

(1)整個(gè)系統(tǒng)采用推流式接觸氧化池，一次提升，節(jié)約電能。

(2)脫氮池采用腐朽木作為填料，補(bǔ)充c源，提高TN的去除率。 ’

(3)除磷池采用鐵屑作為除磷劑，采用廢棄物以自然狀態(tài)有效除磷。

(4)采用專用的不飽和炭，確保污水的凈化度和出水要求。

(5)完全采取自然培養(yǎng)適生菌，不需專門培養(yǎng)菌種，運(yùn)行管理簡(jiǎn)便易行。較適用于水質(zhì)、水量變化大的機(jī)關(guān)、學(xué)校。

(6)由于項(xiàng)目位于滇池度假區(qū)內(nèi)會(huì)議中心，環(huán)境對(duì)噪聲要求高，設(shè)計(jì)采用沉水式鼓風(fēng)機(jī)，有效控制噪聲，減少風(fēng)機(jī)房。

(7)主體設(shè)施置于地下，覆土綠化，以獲得較好的周圍環(huán)境。

(8)出水回用于景觀、綠化、地坪清掃。

4、工程總結(jié)

工程于2008年10月建成投入運(yùn)行，2a來(lái)，多次監(jiān)測(cè)結(jié)果顯示：操作管理簡(jiǎn)便易行，運(yùn)行費(fèi)用低，除磷脫氮效果好。

4．1 出水水質(zhì)

經(jīng)10次跟蹤監(jiān)測(cè)，出水水質(zhì)穩(wěn)定，污染物去除率高，運(yùn)行平穩(wěn)。其監(jiān)測(cè)分析數(shù)據(jù)見表1。

由表Z可以看出NH3一N的去除率較高，而COD由于進(jìn)水濃度較低，去除率也較低，但是此去除率是在較低進(jìn)口濃度下得到的，而在國(guó)外、省外高濃度進(jìn)口條件下，此去除率)95 %，在國(guó)外、省外低濃度進(jìn)口條件下，此去除率,50%，同等水質(zhì)去除率達(dá)到了國(guó)內(nèi)先進(jìn)水平。

4. 2采用鐵屑自然除磷

污水處理采用鐵屑填料，利用鐵氧化為鐵離子自然除磷，減少了強(qiáng)化除磷藥劑的使用，降低了管理、運(yùn)行費(fèi)用，便于管理。

4. 3采用腐朽木作為補(bǔ)充C源

隨著城市用水量的增加，污水C/N越來(lái)越低，對(duì)于低C/N比城市污水，要處理達(dá)標(biāo)排放，需要補(bǔ)充C源。藥劑增加、運(yùn)行成本高。采用價(jià)廉易得的腐朽木作為生物接觸氧化填料，提高了脫氮能力和凈化度，具有良好的處理效果。

4. 4優(yōu)質(zhì)的不飽和炭是確保水質(zhì)凈化度的關(guān)鍵

不飽和炭是專門為凈化處理污水開發(fā)的具有物理吸附/生物分解特殊功能的污水凈化材料。不飽和炭具有多孔性和大小不一的孔徑，非常適合微生物和原生動(dòng)物的生長(zhǎng)繁殖，多氨基葡萄糖復(fù)合體是具有生物活性的物質(zhì)，’經(jīng)過(guò)多氨基葡萄糖復(fù)合體覆蓋在各種木炭表面和內(nèi)部孔徑的表面，更有利于微生物棲息繁殖，提高污水的凈化度。

4. 5自然除臭，對(duì)周圍環(huán)境影響小

系統(tǒng)采用活性炭、木炭、腐朽木等多種多孔吸味材料，大大抑制了臭氣的溢出，可最大限度地消減氣味，降低了對(duì)周圍環(huán)境的影響。

4. 6采用先進(jìn)的沉水式風(fēng)機(jī)，滿足周圍環(huán)境要求

采用沉水式鼓風(fēng)機(jī)，設(shè)置于水下，大大降低了噪聲，滿足了度假區(qū)和會(huì)議中心的環(huán)境要求，減少了建構(gòu)筑物和占地面積;同時(shí)，利用鼓風(fēng)氣體形成空氣泵抽吸各池產(chǎn)生的污泥，減少了動(dòng)力消耗。

4. 7采用推流式接觸氧化池，節(jié)約能源

工程采用推流式接觸氧化池，置于地下，一次提升，節(jié)約能源。地面上覆土綠化，使污水處理站與周圍環(huán)境相協(xié)調(diào)。

5、應(yīng)用前景

示范工程經(jīng)過(guò)2a多的運(yùn)行，達(dá)到了預(yù)期的目標(biāo)，云南省環(huán)保廳給予了驗(yàn)收批復(fù):“示范工程處理工藝消化吸收了國(guó)內(nèi)、外先進(jìn)技術(shù)和設(shè)計(jì)理念，集合了多項(xiàng)污水凈化新技術(shù)和新觀念，各項(xiàng)指標(biāo)優(yōu)越，符合批復(fù)要求，為我省增加了一項(xiàng)小型生活污水處理先進(jìn)技術(shù)，具有較好的推廣應(yīng)用價(jià)值和前景”。

自然循環(huán)污水處理技術(shù)屬淹沒(méi)式生物濾池也稱生物接觸氧化法。對(duì)于出水水質(zhì)要求高、操作環(huán)境差、氣候條件惡劣的地區(qū)應(yīng)用優(yōu)勢(shì)明顯，在低溫、青藏高原地區(qū)較其它工藝技術(shù)更能適應(yīng)。

結(jié)束語(yǔ)

自然循環(huán)方式污水處理技術(shù)的應(yīng)用取得了巨大成功，驗(yàn)證了將該技術(shù)應(yīng)用于中國(guó)的污水處理領(lǐng)域的可行性和優(yōu)越性，和傳統(tǒng)的生化污水處理技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn):

(1)占地面積小.可以完全建在地面以下，系統(tǒng)上面覆蓋草坪，基本可以做到零占地面積，對(duì)于當(dāng)今土地資源極為緊張情況下非常有意義。

(2)運(yùn)行管理方便.可以做到無(wú)人值守，只須每隔1 - 2個(gè)月進(jìn)行一次簡(jiǎn)單反沖洗，每次反沖洗的排泥量大大少于傳統(tǒng)生物污水處理工藝的產(chǎn)泥量，減少了污泥處置費(fèi)用。

(3)填料使用壽命長(zhǎng).該裝置的生物碳凈化材料可長(zhǎng)期連續(xù)使用，裝置投人使用后10a內(nèi)無(wú)需更換.就已投人運(yùn)行裝置觀察，4a來(lái)，未見生物木炭等填料系統(tǒng)出現(xiàn)堵塞。

(4)處理水質(zhì)好.自然循環(huán)技術(shù)致力于低濃度廢水的處理，主要應(yīng)用于中水回用工程，出水水質(zhì)好，穩(wěn)定.達(dá)到景觀水體標(biāo)準(zhǔn)。

(5)運(yùn)行成本低.自然循環(huán)方式污水處理技術(shù)的氧利用率高，只需少量曝氣，產(chǎn)泥少，處理系統(tǒng)采用重力流進(jìn)出水，能耗低，處理單位體積水的成本極其低廉，僅為0.15 - 0.3元/m3。

自然循環(huán)方式污水處理技術(shù)值得借鑒的地方很多，公司擬對(duì)該技術(shù)的實(shí)際工程進(jìn)行長(zhǎng)期觀測(cè)，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，加深對(duì)核心過(guò)濾填料的研究.研制出更廉價(jià)實(shí)用的濾料，優(yōu)化處理工藝，期待該技術(shù)在污水處理行業(yè)得到相應(yīng)的推廣和應(yīng)用。

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篇3

關(guān)鍵詞：注水政策 調(diào)控 研究推廣

扶余西區(qū)部分區(qū)塊自2004年調(diào)整以來(lái)含水上升速度過(guò)快，導(dǎo)致單井產(chǎn)液平面矛盾突出，從單井產(chǎn)液分級(jí)上看，27.3%的井只產(chǎn)出了9%的液量；另外17.8%的井產(chǎn)出了38.7%的液量，平面矛盾十分突出。同時(shí)為了控制油井含水上升速度快，只能是片面的控制層段注水量，結(jié)果導(dǎo)致區(qū)塊壓力水平變低，使得注水方案調(diào)整陷入了兩難境地。為了提高區(qū)塊最終采收率，必須開展區(qū)塊無(wú)效水循環(huán)治理，實(shí)現(xiàn)區(qū)塊長(zhǎng)期高效開發(fā)。

一、無(wú)效水循環(huán)原因分析

扶余油田西區(qū)，已經(jīng)開發(fā)了幾十年，導(dǎo)致區(qū)塊的平面矛盾突出、水驅(qū)不均衡，無(wú)效水循環(huán)明顯；

同時(shí)層內(nèi)矛盾突出、水驅(qū)不均衡，也使無(wú)效水循環(huán)明顯。統(tǒng)計(jì)區(qū)塊內(nèi)34口吸水剖面資料，共計(jì)130個(gè)注水層段，配注層段射開厚度1141.4米，其中層段內(nèi)不吸水厚度占25.7%，弱吸水厚度占12%，強(qiáng)吸水厚度占9.09%。非均勻吸水厚度達(dá)到46.79%。在130個(gè)注水層段中有80個(gè)層段，段內(nèi)存在著吸水矛盾，占統(tǒng)計(jì)層段數(shù)的61.5%。從后期新井取芯資料分析，層內(nèi)剩余油富集，底部水洗嚴(yán)重.剩余油主要分布在油層上部。儲(chǔ)層的正韻律沉積底部，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的注水沖刷后，層內(nèi)出現(xiàn)了大孔道，形成滲流通道，進(jìn)一步加重了層內(nèi)矛盾。

二、無(wú)效水循環(huán)的弊端

1.因油田的長(zhǎng)期開發(fā)，導(dǎo)致油層動(dòng)用后，含水上升速度快，潛力發(fā)揮程度低；

以西29-17.4井為例：2005年10月投產(chǎn)，初期含水較低38.5%，投產(chǎn)后含水持續(xù)上升，10個(gè)月后綜合含水上升到81.8%，上升了43.3%。見圖1

2.大部分井組已處于高含水開發(fā)狀態(tài)，穩(wěn)產(chǎn)水平低。

53.4%的井組已進(jìn)入特高含水開發(fā)期，41.9%已處于高含水開發(fā)期，穩(wěn)產(chǎn)水平低。

三、具體治理措施及效果

1.以動(dòng)靜態(tài)分析認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ)上，實(shí)施了加強(qiáng)注水政策

2008年為了進(jìn)一步提高地層能力，提高油井產(chǎn)能，在動(dòng)靜態(tài)分析認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ)上，實(shí)施了加強(qiáng)注水政策：

強(qiáng)注后基礎(chǔ)井液量上升、油量下降、含水上升、液面上升。見圖2

油藏監(jiān)測(cè)工作量進(jìn)行了壓縮，無(wú)法滿足分層認(rèn)識(shí)需求。

2.以油藏監(jiān)測(cè)資料為依托，實(shí)施水淹層堵水

區(qū)塊內(nèi)含水95%以上的高產(chǎn)液井有57口，結(jié)合監(jiān)測(cè)資料分析，對(duì)出水層位判斷清楚的25口井，其中純堵水井只有12口，堵壓結(jié)合井7口，原層位堵水井6口。

堵水對(duì)控制無(wú)效循環(huán)是有效的，對(duì)改善周圍油井開發(fā)效果是有利的。實(shí)施堵水井在堵水前后對(duì)比，日產(chǎn)液下降81.6噸，平均單井日降液9噸，含水下降3%，產(chǎn)油量保持穩(wěn)定。

堵水后擴(kuò)大了注水波及體積，提高了區(qū)域效果。統(tǒng)計(jì)9口井周圍的24口非措施井，前后對(duì)比日產(chǎn)液上升6.5噸，日產(chǎn)油上升2.32噸，自然不遞減，綜合含水穩(wěn)中有降，提高了區(qū)域開發(fā)效果。

3.針對(duì)注采矛盾單一地區(qū)，重點(diǎn)以堵水、壓裂技術(shù)為主，優(yōu)化產(chǎn)出結(jié)構(gòu)，控制無(wú)效水循環(huán)

針對(duì)注水單方向突進(jìn)地區(qū)，對(duì)高產(chǎn)液、高含水井進(jìn)行堵水，對(duì)低產(chǎn)液、潛力較大方向?qū)嵤毫岩?，控制水?qū)方向。

如23-022.2井注水主要北向驅(qū)，南側(cè)21-021.4不受效，產(chǎn)液低，含水低，井區(qū)潛力發(fā)揮程度低。對(duì)策是堵水23-23.4井的8+9小層，同時(shí)對(duì)21-021.4井8+9小層壓裂引效，最大限度地增加平面水驅(qū)受效方向，西21-021.4井在壓裂引效后效果很好，F(xiàn)78+9層日產(chǎn)油達(dá)到6.1噸。

四、認(rèn)識(shí)

1.要提高堵水效果，擴(kuò)大堵水規(guī)模，必須加大監(jiān)測(cè)力度，提高分層認(rèn)識(shí)，只有以清晰的分層認(rèn)識(shí)為指導(dǎo)，才能把堵水工作推向深入，同時(shí)堵水技術(shù)也是控制無(wú)效水循環(huán)的有效手段；

2.以堵水為重點(diǎn)，以壓裂技術(shù)為主，優(yōu)化產(chǎn)出結(jié)構(gòu)，控制無(wú)效水循環(huán)技術(shù)在綜合治理中也發(fā)揮了重要作用；

3.認(rèn)清地下形勢(shì)，確定矛盾類型，是科學(xué)指導(dǎo)綜合治理方案制定的前提。要抓住主要矛盾，采取多元化的治理對(duì)策，才能提高綜合治理效果；

參考文獻(xiàn)：

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[2]趙文華，王建波，胡東亮，等.紅柳煤礦1122工作面輔運(yùn)巷注漿堵水技術(shù)實(shí)踐[J].中國(guó)煤炭，2011，37（3）：105-107.

篇4

關(guān)鍵詞：水循環(huán)經(jīng)濟(jì)；開發(fā)利用；可持續(xù)發(fā)展；發(fā)展模式

水是重要的自然資源，是人類賴以生存和社會(huì)發(fā)展的必要資源。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，“水危機(jī)”日益顯現(xiàn)，人們對(duì)于水資源的開發(fā)利用研究也經(jīng)歷了由低級(jí)向高級(jí)發(fā)展的過(guò)程。起初人們對(duì)水資源的研究?jī)H僅局限于對(duì)水資源的開發(fā)利用，研究水資源的時(shí)空分布規(guī)律和運(yùn)動(dòng)規(guī)律，即著重于水資源自然屬性的研究。隨著人類的進(jìn)步和社會(huì)的發(fā)展，特別是現(xiàn)代科技革命，使人們對(duì)水資源的研究產(chǎn)生了一個(gè)質(zhì)的飛躍，逐步從水資源自然屬性的研究過(guò)渡到水資源的社會(huì)經(jīng)濟(jì)屬性研究，從社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的角度廣泛開展對(duì)水資源合理開發(fā)利用研究，這些研究領(lǐng)域包括水資源與經(jīng)濟(jì)發(fā)展關(guān)系的研究、水環(huán)境安全的研究、水權(quán)水價(jià)的研究、水資源管理體制的研究等。隨著水資源的日益短缺，以水資源的節(jié)約使用、清潔生產(chǎn)、水循環(huán)利用、污水資源化為核心的水循環(huán)經(jīng)濟(jì)理論與發(fā)展模式的研究逐漸成為當(dāng)今水資源合理開發(fā)利用研究的最新方向。

1水循環(huán)經(jīng)濟(jì)的概念與特征

1.1水循環(huán)經(jīng)濟(jì)的概念

關(guān)于水循環(huán)經(jīng)濟(jì)的概念，到目前為止學(xué)術(shù)界并未明確提出，大多數(shù)是在循環(huán)經(jīng)濟(jì)的概念基礎(chǔ)上，從城市或產(chǎn)業(yè)的角度提出了一些近似的概念。

陳琨[1]從實(shí)施水循環(huán)經(jīng)濟(jì)的模式方面，提出水資源循環(huán)經(jīng)濟(jì)應(yīng)該至少包括兩層內(nèi)涵：一是在用水環(huán)節(jié)，對(duì)于跑、冒、滴、漏、污實(shí)現(xiàn)最小量化，最大限度地實(shí)現(xiàn)水的凈化、回收、循環(huán)利用，達(dá)到或接近水的零排放；二是尊重自然界水的循環(huán)規(guī)律，在區(qū)域范圍內(nèi)，通過(guò)經(jīng)濟(jì)、工程技術(shù)、立法等手段調(diào)整水的時(shí)空合理分布和利用，維護(hù)水的自然循環(huán)系統(tǒng)，使水資源得以永續(xù)利用。張鋇[2]從社會(huì)水循環(huán)的角度，提出了水產(chǎn)業(yè)循環(huán)經(jīng)濟(jì)的概念，他認(rèn)為，水產(chǎn)業(yè)的循環(huán)經(jīng)濟(jì)應(yīng)是一種在對(duì)水資源不斷循環(huán)利用基礎(chǔ)上的經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式，其中污水處理資源化、減量化和無(wú)害化，是水產(chǎn)業(yè)循環(huán)經(jīng)濟(jì)的一條重要原則和標(biāo)志。

正確而又合理的水循環(huán)經(jīng)濟(jì)定義是水循環(huán)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)分析、核算與制定水循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式的基礎(chǔ)。綜上所述，在對(duì)水循環(huán)經(jīng)濟(jì)及其應(yīng)用這一研究過(guò)程中，雖然各位學(xué)者給水循環(huán)經(jīng)濟(jì)所下的定義，規(guī)定的研究對(duì)象、研究范圍等都有所不同，然而隨著社會(huì)的進(jìn)步和研究成果的大量問(wèn)世，彼此間的差異將逐步縮小。本文認(rèn)為，水循環(huán)經(jīng)濟(jì)首先是一種先進(jìn)的水資源經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式，它是建立在社會(huì)水循環(huán)系統(tǒng)分析的基礎(chǔ)上，遵循循環(huán)經(jīng)濟(jì)的思想，按照水資源節(jié)約、水環(huán)境友好的原則，在人們?cè)谏a(chǎn)和生活過(guò)程中，在水資源開發(fā)利用的各個(gè)環(huán)節(jié)，始終貫穿“減量化、再利用、再循環(huán)”的原則，重視采用新技術(shù)、新材料、新工藝，并以完善的制度建設(shè)、管理體制、運(yùn)行機(jī)制和法律體系為保障，提高水的利用效益和效率，最大限度地減輕和降低污染，來(lái)實(shí)現(xiàn)社會(huì)發(fā)展的最終可持續(xù)性。

1.2水循環(huán)經(jīng)濟(jì)的特征

根據(jù)水循環(huán)經(jīng)濟(jì)的定義，通過(guò)傳統(tǒng)水資源利用模式和水循環(huán)經(jīng)濟(jì)模式的對(duì)比分析可以得出，水循環(huán)經(jīng)濟(jì)作為一種先進(jìn)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式具有如下特征。

1.2.1發(fā)展目標(biāo)上追求效率、效益和可持續(xù)的統(tǒng)一性

水循環(huán)經(jīng)濟(jì)模式在發(fā)展目標(biāo)追求水資源利用的效率、效益和可持續(xù)性三者的統(tǒng)一，要求水資源利用模式必須按這三大目標(biāo)進(jìn)行重新構(gòu)建。

（1）效率特征要求水資源利用注重節(jié)水，節(jié)水應(yīng)在不降低人民生活質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展能力的前提下，在先進(jìn)科學(xué)技術(shù)的支撐下，采取綜合措施減少用水過(guò)程中的損失、消耗和污染，提高水的利用效率，高效利用水資源。

（2）效益特征表現(xiàn)在中觀上水資源配置的高效益，要構(gòu)建節(jié)水型經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)和節(jié)水型社會(huì)系統(tǒng)。例如，非農(nóng)產(chǎn)業(yè)的用水效益大大高于農(nóng)業(yè)，低耗水產(chǎn)業(yè)的用水效益高于高耗水產(chǎn)業(yè)，經(jīng)濟(jì)作物的用水效益高于種植業(yè)，這要求通過(guò)結(jié)構(gòu)調(diào)整優(yōu)化配置水資源，將水從低效益用途配置到高效益領(lǐng)域，提高單位水資源消耗的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出。

（3）可持續(xù)性是指水資源利用充分考慮了對(duì)生態(tài)環(huán)境的保護(hù)，不以犧牲生態(tài)環(huán)境為代價(jià)，這是水循環(huán)經(jīng)濟(jì)模式追求的最高目標(biāo)?？沙掷m(xù)性主要體現(xiàn)在宏觀層面，要求區(qū)域發(fā)展與水資源承載能力相適應(yīng)，塑造持續(xù)發(fā)展型社會(huì)；要求一個(gè)流域或地區(qū)量水而行，以水定發(fā)展，打造與當(dāng)?shù)刭Y源稟賦相適應(yīng)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)；要求通過(guò)統(tǒng)籌規(guī)劃、合理布局和精心管理，協(xié)調(diào)好生活、生產(chǎn)和生態(tài)用水的關(guān)系，將農(nóng)業(yè)、工業(yè)的結(jié)構(gòu)布局和城市人口的發(fā)展規(guī)模控制在水資源承載能力范圍之內(nèi)。

1.2.2管理環(huán)節(jié)上追求供水、用水和排水等環(huán)節(jié)的健康循環(huán)

發(fā)展水循環(huán)經(jīng)濟(jì)的最終目的是為人類提供健康的水資源生存環(huán)境，水循環(huán)經(jīng)濟(jì)要求水資源利用的各個(gè)環(huán)節(jié)和途徑都應(yīng)追求健康循環(huán)，且貫穿于整個(gè)水的社會(huì)循環(huán)過(guò)程中。水循環(huán)經(jīng)濟(jì)的健康、良性循環(huán)特征體現(xiàn)在水資源利用的各個(gè)環(huán)節(jié)中，需要貫徹以下三個(gè)基本原則。

（1）輸入端的減量化原則（Reduce）。要求在供水環(huán)節(jié)，減少進(jìn)入生產(chǎn)和消費(fèi)流程的水資源量，即用較少的水資源投入滿足既定的生產(chǎn)或消費(fèi)需求，在經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的源頭就做到節(jié)約水資源和減少污染。在生產(chǎn)中，要求采用清潔生產(chǎn)技術(shù)、節(jié)水技術(shù)和節(jié)水實(shí)踐，從而減少生產(chǎn)過(guò)程中對(duì)水資源的需求量；在生活中，要求人們使用節(jié)水器具和采用節(jié)水實(shí)踐來(lái)減少對(duì)水資源的過(guò)度需求，從而達(dá)到減少?gòu)U水排放的目的。

（2）過(guò)程控制的再利用原則（Reuse）。為了提高水資源的利用效率，要求從上一工序或過(guò)程排出的水資源能夠直接為下一工序或過(guò)程所用，水資源在生產(chǎn)過(guò)程中盡量多次重復(fù)利用。在生產(chǎn)中，要求企業(yè)采用清潔生產(chǎn)和先進(jìn)技術(shù)，以便于排出的水能夠不經(jīng)任何處理就能為另一用途所用；在生活中，鼓勵(lì)人們采取措施將生活水重復(fù)使用后用于沖廁、灌溉等用途。

（3）輸出端的再循環(huán)原則（Recycle）。要求生產(chǎn)和消費(fèi)過(guò)程中的污水重新變成可以利用的資源而不是無(wú)用的廢水。廢水資源化通常有兩種方式：一是水資源循環(huán)利用后形成與原來(lái)相同的產(chǎn)品，二是水資源循環(huán)利用后形成不同的新產(chǎn)品，廢水資源化后形成不同的產(chǎn)品可用于不同的用途。再循環(huán)原則要求水資源相關(guān)者將失去功能的廢水恢復(fù)功能，從而可以再利用，以使水資源整個(gè)流程實(shí)現(xiàn)閉合。

1.2.3利用手段上追求科學(xué)技術(shù)、經(jīng)濟(jì)與行政手段的一體化

先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)是循環(huán)經(jīng)濟(jì)的核心競(jìng)爭(zhēng)力，如果沒(méi)有先進(jìn)技術(shù)的輸入，水循環(huán)經(jīng)濟(jì)所追求的經(jīng)濟(jì)和環(huán)境多目標(biāo)將難以從根本上實(shí)現(xiàn)。水循環(huán)經(jīng)濟(jì)的技術(shù)支持體系由五類構(gòu)成，包括替代技術(shù)、減量化技術(shù)、再利用技術(shù)、污水資源化技術(shù)、系統(tǒng)化技術(shù)等。

有效的經(jīng)濟(jì)政策是水循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要推動(dòng)力和必要保障。水循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式要求應(yīng)充分發(fā)揮市場(chǎng)機(jī)制對(duì)水資源配置的基礎(chǔ)作用，充分利用價(jià)格、稅收和財(cái)政等各種經(jīng)濟(jì)手段，包括建立征收水資源稅制度、上下游生態(tài)補(bǔ)償制度、污水資源化稅收優(yōu)惠制度等，從而實(shí)現(xiàn)符合水循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展要求的3R原則。

法律和法規(guī)作為一種強(qiáng)制手段可以有效地推動(dòng)水循環(huán)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，也是所有發(fā)達(dá)國(guó)家普遍采用的重要手段。從目前法制建設(shè)的需要來(lái)看，我國(guó)在水循環(huán)經(jīng)濟(jì)立法中存在著很多立法空白，極大地影響了水資源循環(huán)利用的順利進(jìn)行，迫切需要制定新的法律法規(guī)來(lái)規(guī)范各種水資源利用的行為，例如：建立《節(jié)水型社會(huì)基本法》、《污水資源化利用管理?xiàng)l例》等法律和制度，是水循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式在管理手段上的重要特點(diǎn)。2水循環(huán)經(jīng)濟(jì)國(guó)內(nèi)外研究進(jìn)展

在水循環(huán)的研究與實(shí)踐應(yīng)用方面，近年來(lái)許多國(guó)家和地區(qū)結(jié)合自己的實(shí)際做了大量的工作。這些國(guó)家和地區(qū)包括：澳大利亞、美國(guó)、加拿大、納米比亞、日本、歐盟成員國(guó)以及西亞、非洲、拉丁美洲等國(guó)家。Asano等[3]認(rèn)為水資源需求的數(shù)量和調(diào)配的范圍隨著人類生活與社會(huì)生產(chǎn)力的發(fā)展而不斷擴(kuò)大，一方面社會(huì)生產(chǎn)力的發(fā)展需要擴(kuò)展水資源的調(diào)配范圍；另一方面社會(huì)生產(chǎn)力的發(fā)展也提高了調(diào)水的經(jīng)濟(jì)和技術(shù)實(shí)力。Metcalf[4]從污水再生的角度系統(tǒng)論述了污水處理、處置和回用的基本原理。Beekman[5]從節(jié)水減污的角度系統(tǒng)論述了水體保護(hù)、循環(huán)利用的基本原理。Lund[6]對(duì)調(diào)水的成本與風(fēng)險(xiǎn)交易以及對(duì)自然、經(jīng)濟(jì)的影響進(jìn)行了分析。Glenn-Marie[7]建立了國(guó)家層面水資源循環(huán)體系和水實(shí)物量核算投入產(chǎn)出表，并用于南部非洲國(guó)家（如納米比亞）的水資源核算，進(jìn)而分析水資源對(duì)各部門經(jīng)濟(jì)的影響，提出產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策。

其中，澳大利亞無(wú)論在水循環(huán)研究方面，還是實(shí)踐方面，都頗為成功。從1977年開始，澳大利亞有關(guān)部門便開始著手再生水項(xiàng)目的可行性研究，為了成功舉辦2000年悉尼奧運(yùn)會(huì)，澳大利亞政府相繼出臺(tái)了《國(guó)家水資源管理戰(zhàn)略框架》和《NSW城市和社區(qū)循環(huán)水利用導(dǎo)則》，并建立了相應(yīng)的循環(huán)水管理機(jī)構(gòu)、管理制度和標(biāo)準(zhǔn)；目前，在澳大利亞大約有500個(gè)污水處理廠，其中有一半從事循環(huán)水的開發(fā)，每年大約有150GL到200GL的廢水被循環(huán)利用。2004年，在澳大利亞國(guó)會(huì)資助下，澳大利亞技術(shù)科學(xué)與工程學(xué)院出版了《澳大利亞的水循環(huán)研究》報(bào)告。這份研究報(bào)告介紹了澳大利亞當(dāng)前水循環(huán)利用情況，主要強(qiáng)調(diào)生活和工業(yè)廢水的處理程度和循環(huán)利用問(wèn)題。報(bào)告討論了一系列問(wèn)題，既有國(guó)際的，又有國(guó)內(nèi)的經(jīng)驗(yàn)，并提出了未來(lái)水循環(huán)利用和管理的24條建議：水循環(huán)的定義、水循環(huán)經(jīng)濟(jì)的必要性、循環(huán)水的水權(quán)問(wèn)題、相關(guān)制度和標(biāo)準(zhǔn)的修訂和建立、循環(huán)水項(xiàng)目的可行性研究、循環(huán)水成本與價(jià)格方案與操作辦法、對(duì)污水處理過(guò)程的技術(shù)創(chuàng)新、循環(huán)水項(xiàng)目的投融資方式、國(guó)家水資源管理機(jī)構(gòu)改革、公眾參與循環(huán)水項(xiàng)目的必要性等[8]。

隨著水資源的日益緊缺，在中國(guó)，許多城市將廢水循環(huán)利用作為滿足日益增長(zhǎng)水資源需求的一項(xiàng)重要的戰(zhàn)略措施，對(duì)于水資源節(jié)約利用、社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)水循環(huán)利用的研究也逐漸開展起來(lái)，但仍處于起步階段，研究深度不夠，成果較少。代表成果主要有：陳志愷[9]的“堅(jiān)持科學(xué)發(fā)展觀建設(shè)節(jié)水防污型社會(huì)研究”，賈紹鳳[10]的“社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)水循環(huán)研究進(jìn)展”和陳琨[1]的“我國(guó)實(shí)施水循環(huán)經(jīng)濟(jì)模式的途徑”等，這些成果對(duì)節(jié)水型社會(huì)的建立、社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)水循環(huán)的研究方向、社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)水循環(huán)的評(píng)價(jià)、水循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式進(jìn)行了研究。在實(shí)踐方面，廢水循環(huán)利用主要在以下幾方面：農(nóng)業(yè)灌溉，同時(shí)改善河流質(zhì)量；作為工業(yè)冷卻水；市政用水，如草地和樹林；酒店和居民區(qū)沖洗廁所；經(jīng)過(guò)處理的廢水再利用于城市景觀綠化；為了更加明確再生水項(xiàng)目執(zhí)行的可行性，許多水資源短缺和污染嚴(yán)重的城市，如北京、天津、太原、大連和青島，已選擇部分地方和工業(yè)園區(qū)作為試點(diǎn)。

綜上所述，隨著水資源危機(jī)逐漸加劇以及人類對(duì)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)的追求，傳統(tǒng)的以“擴(kuò)大水資源供給”為目的的工程水利管理方式以及對(duì)水資源不合理的開發(fā)、利用方式已經(jīng)不能適應(yīng)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略對(duì)水資源合理開發(fā)利用的要求。傳統(tǒng)的單一管理方式逐步向水資源與經(jīng)濟(jì)社會(huì)協(xié)調(diào)利用的循環(huán)經(jīng)濟(jì)方式轉(zhuǎn)變，水資源與社會(huì)經(jīng)濟(jì)之間關(guān)系的研究也逐步由過(guò)去的單一水文學(xué)向多學(xué)科交叉延伸。

3水循環(huán)經(jīng)濟(jì)研究的新理論支柱

關(guān)于水循環(huán)經(jīng)濟(jì)研究的理論基礎(chǔ)呈現(xiàn)出多學(xué)科交叉發(fā)展，可持續(xù)發(fā)展理論、物質(zhì)代謝理論以及產(chǎn)業(yè)生態(tài)學(xué)理論逐步成為該領(lǐng)域研究的主要理論支柱。

3.1可持續(xù)發(fā)展理論

產(chǎn)業(yè)革命以來(lái)，人類活動(dòng)對(duì)自然的兩重性愈加明顯，隨著人口問(wèn)題、資源問(wèn)題、環(huán)境問(wèn)題——即全球問(wèn)題的提出，可持續(xù)發(fā)展成為我國(guó)，也成為全世界二十一世紀(jì)發(fā)展經(jīng)濟(jì)的主題。這就要求要將水資源合理開發(fā)利用提高到人口、經(jīng)濟(jì)、資源和環(huán)境共同協(xié)調(diào)發(fā)展的高度來(lái)認(rèn)識(shí)?？梢?，“可持續(xù)發(fā)展”的思想將推進(jìn)水資源的開發(fā)和管理，并由此構(gòu)成未來(lái)水資源管理的新理論。

首先，可持續(xù)發(fā)展理論要求水資源利用要關(guān)注流域尺度或區(qū)域驚尺度的可持續(xù)發(fā)展。由于水資源與水環(huán)境系統(tǒng)以流域尺度為基本單元，可持續(xù)發(fā)展在協(xié)調(diào)水環(huán)境系統(tǒng)與經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的關(guān)系時(shí)，必須以流域整體思想為指導(dǎo)?；謴?fù)和逐步改善流域水資源環(huán)境系統(tǒng)的功能，是謀求可持續(xù)發(fā)展的必由之路。

其次，可持續(xù)發(fā)展理論要求定量描述并分析水環(huán)境系統(tǒng)與經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的關(guān)系，使得水環(huán)境核算研究成為當(dāng)前水環(huán)境經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域的最前沿課題。水環(huán)境核算包括實(shí)物量核算與價(jià)值量核算，實(shí)物核算是建立在水循環(huán)定量分析的基礎(chǔ)上，用實(shí)物單位描述經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)與水資源的輸入輸出關(guān)系；價(jià)值核算集中在水環(huán)境價(jià)值的內(nèi)涵、類型及量化方法上，水資源價(jià)值核算將為水權(quán)、水價(jià)、排污權(quán)等水環(huán)境保護(hù)市場(chǎng)機(jī)制的形成奠定理論基礎(chǔ)。

最后，可持續(xù)發(fā)展理論要求水資源利用從循環(huán)經(jīng)濟(jì)的角度考慮。循環(huán)經(jīng)濟(jì)作為生態(tài)效率高、經(jīng)濟(jì)效益好、資源消耗低、環(huán)境污染少的經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)模式，在全球范圍受到廣泛的重視，是對(duì)可持續(xù)發(fā)展的重要貢獻(xiàn)。

3.2物質(zhì)代謝理論

人類社會(huì)發(fā)展的實(shí)質(zhì)是物質(zhì)生產(chǎn)和消費(fèi)方式在不同時(shí)期的動(dòng)態(tài)演進(jìn)，也是人類對(duì)自然世界不斷進(jìn)行改造的歷史。早在19世紀(jì)中葉，馬克思就曾注意到城市迅速發(fā)展導(dǎo)致養(yǎng)分循環(huán)代謝斷裂的問(wèn)題（MetabolicRift），并且指出人類社會(huì)與自然界之間存在著相互制約、相互影響的重要生態(tài)關(guān)聯(lián)[11]。但這以后，很少有學(xué)者在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步提出物質(zhì)代謝研究的重要思想或分析方法。

直到20世紀(jì)60年代，Kneese與Ayres以及Leontief等經(jīng)濟(jì)學(xué)家重新意識(shí)到現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)社會(huì)中物質(zhì)代謝過(guò)程的重要性，明確指出應(yīng)當(dāng)盡早開展關(guān)于物質(zhì)流系統(tǒng)的研究，并且基于經(jīng)濟(jì)學(xué)理論和投入產(chǎn)出方法分別提出了物料平衡分析的初步方法，用以解釋經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的生產(chǎn)與消費(fèi)以及外部性問(wèn)題，從而推動(dòng)了物質(zhì)代謝研究開始逐漸應(yīng)用于識(shí)別產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)及其導(dǎo)致的環(huán)境影響。1988年Ayres首次提出物質(zhì)代謝（IndustrialMetabolism，也叫產(chǎn)業(yè)代謝）的概念，并且指出所謂物質(zhì)代謝就是現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)體系運(yùn)用勞動(dòng)力要素將原材料轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品與廢物的一系列物質(zhì)過(guò)程的集合，這標(biāo)志著物質(zhì)代謝研究范疇正式確立并得到廣泛認(rèn)可[12]。

進(jìn)入20世紀(jì)90年代，產(chǎn)業(yè)生態(tài)學(xué)的建立和進(jìn)一步發(fā)展為物質(zhì)代謝理論和成果應(yīng)用提供了切實(shí)的理論依據(jù)，促進(jìn)了現(xiàn)代物質(zhì)代謝分析技術(shù)的發(fā)展與繁榮，使得人們逐漸認(rèn)識(shí)到現(xiàn)有的物質(zhì)生產(chǎn)和消費(fèi)模式，即物質(zhì)社會(huì)代謝的結(jié)構(gòu)與組織形式，是導(dǎo)致人類社會(huì)與自然生態(tài)系統(tǒng)之間尖銳沖突的本質(zhì)根源。由此，以優(yōu)化或重組物質(zhì)代謝過(guò)程為目標(biāo)，從根本上轉(zhuǎn)變現(xiàn)行經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)使之更加符合自然生態(tài)規(guī)律，已成為實(shí)踐可持續(xù)發(fā)展道路的主流方向之一。同樣，水循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式的研究也需要分析生產(chǎn)、消費(fèi)等環(huán)節(jié)的水資源物質(zhì)流代謝過(guò)程，從根本上提出符合水資源節(jié)約、高效的經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式，因此，物質(zhì)代謝理論成為了水循環(huán)經(jīng)濟(jì)研究的基礎(chǔ)理論之一。

3.3產(chǎn)業(yè)生態(tài)學(xué)理論

產(chǎn)業(yè)生態(tài)學(xué)主要以物質(zhì)和能量代謝為主要研究?jī)?nèi)容。其主要采用物質(zhì)利用強(qiáng)度、物質(zhì)生產(chǎn)力、循環(huán)利用率三種指標(biāo)分析社會(huì)經(jīng)濟(jì)的物質(zhì)代謝效率[13]。以生產(chǎn)部門的水資源為例，物質(zhì)利用強(qiáng)度通過(guò)分析部門水資源消耗強(qiáng)度與其相應(yīng)的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出在整個(gè)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)中所占比例，識(shí)別水資源利用效率；物質(zhì)生產(chǎn)力則將水資源投入作為生產(chǎn)力要素之一，采用單位水資源的產(chǎn)品或產(chǎn)值指標(biāo)來(lái)衡量水資源生產(chǎn)力水平。水資源利用強(qiáng)度越低、水資源生產(chǎn)力水平越高，說(shuō)明經(jīng)濟(jì)體系對(duì)于水資源投入的依賴性越小，系統(tǒng)的封閉性越好；水資源循環(huán)利用率則用于表征經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)內(nèi)部產(chǎn)生的“廢水”或“水污染物”的再循環(huán)、再利用程度，循環(huán)利用率越高，說(shuō)明耗散損失進(jìn)入環(huán)境的水污染物越小，經(jīng)濟(jì)活動(dòng)對(duì)水資源、水環(huán)境的壓力就越小，而系統(tǒng)的穩(wěn)定性也越高。

應(yīng)當(dāng)指出，雖然自然生態(tài)系統(tǒng)的構(gòu)成與運(yùn)行模式為重新組織現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)方式與消費(fèi)提供了一個(gè)參照系，但是到目前為止產(chǎn)業(yè)生態(tài)學(xué)并未提出標(biāo)準(zhǔn)的社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式來(lái)保證這一戰(zhàn)略目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，目前關(guān)注的焦點(diǎn)問(wèn)題主要包括：（1）自然生態(tài)系統(tǒng)的資源代謝過(guò)程的組織和協(xié)調(diào)機(jī)理如何？對(duì)于現(xiàn)代社會(huì)的生產(chǎn)和消費(fèi)以及污染物的循環(huán)利用有哪些現(xiàn)實(shí)意義？例如，水資源在社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)中的代謝規(guī)律如何進(jìn)行定量描述？如何提高廢水循環(huán)利用率？（2）自然生態(tài)系統(tǒng)中的物質(zhì)分解和再利用的方式有哪些？它們對(duì)發(fā)現(xiàn)水循環(huán)利用的新途徑有哪些啟示？例如，如何避免經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)中污水回收和再利用過(guò)程本身也可能導(dǎo)致的環(huán)境污染？盡管產(chǎn)業(yè)生態(tài)學(xué)理論尚未發(fā)展完善，但是其提出的一系列理論方法為水資源的社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)分析和循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式制定提供了重要參考價(jià)值，使水資源循環(huán)經(jīng)濟(jì)按照自然生態(tài)系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)、運(yùn)行規(guī)則重構(gòu)社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)成為可能和可行。4水循環(huán)經(jīng)濟(jì)研究新方法與手段

在對(duì)水循環(huán)與經(jīng)濟(jì)發(fā)展關(guān)系研究的方法上，由于水的流動(dòng)與循環(huán)，水環(huán)境系統(tǒng)與水社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)在不同時(shí)空尺度下進(jìn)行能量、物質(zhì)的交換并交互影響，現(xiàn)代水資源與經(jīng)濟(jì)發(fā)展關(guān)系研究必須從系統(tǒng)的角度出發(fā)，研究水環(huán)境系統(tǒng)與水社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的整體行為、演化規(guī)律及其相互作用，從區(qū)域、流域方面加強(qiáng)水資源循環(huán)、定量分析。為此，物質(zhì)流分析技術(shù)（MaterialFlowAnalysis,MFA）與投入產(chǎn)出分析技術(shù)（Inputandoutput,I/O）成為了水循環(huán)經(jīng)濟(jì)研究的主流方法。

4.1物質(zhì)流分析技術(shù)（MFA）

物質(zhì)流分析是根據(jù)工業(yè)代謝和社會(huì)代謝的概念，依自然環(huán)境為經(jīng)濟(jì)社會(huì)系統(tǒng)提供的物質(zhì)輸入，通過(guò)加工、貿(mào)易、使用、回收、廢棄等過(guò)程形成的系統(tǒng)內(nèi)存儲(chǔ)，以及返回到自然環(huán)境中的物質(zhì)輸出等環(huán)節(jié)過(guò)程進(jìn)行各類物質(zhì)統(tǒng)計(jì)。根據(jù)物質(zhì)守恒定律，整個(gè)系統(tǒng)中的輸入量應(yīng)等于輸出量與存儲(chǔ)量之和。物質(zhì)流分析中，主要衡量的是社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)中的物質(zhì)投入、產(chǎn)出和物質(zhì)利用效率，只考慮通過(guò)研究系統(tǒng)邊界的物質(zhì)輸入/輸出流，而對(duì)系統(tǒng)內(nèi)部的物質(zhì)流動(dòng)結(jié)構(gòu)不再細(xì)化反映。物質(zhì)流分析提供了關(guān)于環(huán)境與經(jīng)濟(jì)體系運(yùn)行機(jī)制的整體理解，使得決策者能夠確定關(guān)鍵問(wèn)題所在、選擇優(yōu)先控制目標(biāo)和相應(yīng)政策方案，從而通過(guò)改善整個(gè)經(jīng)濟(jì)體系的物質(zhì)代謝效率來(lái)解決生態(tài)環(huán)境問(wèn)題。因此，物質(zhì)流分析已成為20世紀(jì)90年代以來(lái)環(huán)境管理和政策制訂的重要技術(shù)方法，廣泛為發(fā)達(dá)國(guó)家和國(guó)際組織所采用[14]。

從物質(zhì)流分析和水循環(huán)經(jīng)濟(jì)的相互關(guān)系來(lái)看，物質(zhì)流分析的調(diào)控作用主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

（1）減少水資源供應(yīng)總量。在社會(huì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)中，需水的多少直接決定水資源的供應(yīng)量和對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響程度，水資源消耗的減少意味著水資源供應(yīng)的減少，其對(duì)整個(gè)社會(huì)經(jīng)濟(jì)和環(huán)境的意義是極為重要的。通過(guò)物質(zhì)流分析，可以發(fā)現(xiàn)各部門、各環(huán)節(jié)水資源輸入量的多少，進(jìn)而通過(guò)技術(shù)和管理手段，不斷提高水資源利用率和增加水資源循環(huán)利用量。

（2）提高水資源利用效率。水資源利用效率反映了水資源消耗與經(jīng)濟(jì)發(fā)展之間的關(guān)系，其中生產(chǎn)技術(shù)和工藝是提高水資源利用效率的核心。通過(guò)物質(zhì)流分析，我們可以分析和掌握水資源消耗和產(chǎn)值之間的關(guān)系，并通過(guò)技術(shù)、工藝改造和更新，減少水資源的消耗定額，達(dá)到盡可能少的水資源消耗獲得預(yù)期經(jīng)濟(jì)與環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的目的。

（3）增加水資源重復(fù)利用量。通過(guò)對(duì)生產(chǎn)過(guò)程的水資源利用的物質(zhì)流分析，尋求提高水資源的重復(fù)利用率的途徑，可以增加水資源的循環(huán)使用量，延長(zhǎng)水資源的使用壽命，減少水資源的初始投入，從而最終減少水資源的投入量。企業(yè)內(nèi)部、產(chǎn)業(yè)間的水資源重復(fù)利用，中水回用，雨水和污水資源化利用等都是提高水資源重復(fù)利用的重要內(nèi)容和形式。

（4）減少最終水污染排放量。實(shí)際上，在社會(huì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)中，通過(guò)提高水資源利用率、增加水資源循環(huán)利用量，不但可能減少水資源投入總量（新鮮水量），同時(shí)也可以實(shí)現(xiàn)減少污水排放的目的。因此，在發(fā)展水循環(huán)經(jīng)濟(jì)的過(guò)程中，可以通過(guò)提高水資源利用率和循環(huán)利用率，實(shí)行節(jié)約用水，達(dá)到減少水污染物排放的目的。

4.2投入產(chǎn)出分析技術(shù)（I/O）

投入產(chǎn)出分析起源于美國(guó)經(jīng)濟(jì)學(xué)家瓦西里•列昂惕夫的“投入產(chǎn)出分析”。列昂惕夫1931年開始研究“投入產(chǎn)出分析”，主要用于研究美國(guó)的經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)，1968年聯(lián)合國(guó)把它推薦為國(guó)民經(jīng)濟(jì)核算方法，現(xiàn)已在許多國(guó)家得到推廣和應(yīng)用。我國(guó)于1974年開始編制了部分產(chǎn)品的1973年投入產(chǎn)出表。一些省市和一些大中城市也編制了投入產(chǎn)出表。1988年底完成了國(guó)家1987年的投入產(chǎn)出表的編制工作。同時(shí)，各省、市、自治區(qū)（除、臺(tái)灣外）也都編制了本地區(qū)的1987年投入產(chǎn)出表。這些投入產(chǎn)出表不同程度地為中央和地方各有關(guān)部門應(yīng)用于管理、決策，并取得了顯著成效[15]。

投入產(chǎn)出模型應(yīng)用于資源環(huán)境問(wèn)題的研究開始于20世紀(jì)70年代，Leontief和Ford[16]用投入產(chǎn)出模型研究空氣污染問(wèn)題，Carter和Ireri[17]用地區(qū)間投入產(chǎn)出模型研究加利福利亞和亞利桑那州的水資源調(diào)配問(wèn)題，Thoss和Wiik[18]用投入產(chǎn)出模型研究水資源管理問(wèn)題，Hendricks[19]用投入產(chǎn)出模型研究水資源的供需平衡問(wèn)題，謝梅等人[20]用投入產(chǎn)出模型研究北京的城市水資源系統(tǒng)，陳錫康[21]建立了山西省水資源經(jīng)濟(jì)投入產(chǎn)出模型并研究水資源價(jià)值問(wèn)題。

將水資源和環(huán)境問(wèn)題納入投入產(chǎn)出模型中進(jìn)行研究，為觀察經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的水資源消耗強(qiáng)度和水污染物排放強(qiáng)度（即計(jì)算水資源消耗系數(shù)和水污染物排放系數(shù)）提供了前提，同時(shí)也為進(jìn)一步利用投入產(chǎn)出表的消耗系數(shù)，將水資源消耗和水污染物排放置于國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門的普遍聯(lián)系之中，為水循環(huán)經(jīng)濟(jì)的物質(zhì)流分析和價(jià)值流核算、循環(huán)水價(jià)格的制定等提供了良好的分析工具；此外，可以將投入產(chǎn)出模型與計(jì)量經(jīng)濟(jì)模型相結(jié)合，預(yù)測(cè)社會(huì)經(jīng)濟(jì)各部門未來(lái)水資源消耗量和水污染物產(chǎn)生量、排放量，根據(jù)水循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展目標(biāo)，提出產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的合理化建議，為水資源可持續(xù)發(fā)展經(jīng)濟(jì)模式的探索奠定了基礎(chǔ)。

5水循環(huán)經(jīng)濟(jì)研究的重點(diǎn)問(wèn)題

水循環(huán)經(jīng)濟(jì)研究的目標(biāo)首先是建立科學(xué)的水循環(huán)經(jīng)濟(jì)理論體系；其次是技術(shù)體系適宜，經(jīng)濟(jì)保持適度發(fā)展；第三是選擇合適的水循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式；第四是要建立良好的水循環(huán)經(jīng)濟(jì)管理體制和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行機(jī)制，這也是今后一個(gè)時(shí)期水循環(huán)經(jīng)濟(jì)需研究的重點(diǎn)問(wèn)題。

5.1水循環(huán)經(jīng)濟(jì)理論體系構(gòu)建的研究

水循環(huán)經(jīng)濟(jì)理論體系的構(gòu)建是水循環(huán)經(jīng)濟(jì)走向?qū)嵺`的重要基礎(chǔ)，需要從以下幾個(gè)方面著手：（1）不斷地尋求理論創(chuàng)新，建立起符合社會(huì)經(jīng)濟(jì)規(guī)律的水循環(huán)經(jīng)濟(jì)理論與方法體系，從而更好地指導(dǎo)水循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的實(shí)踐；（2）加強(qiáng)對(duì)水循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式的研究和經(jīng)濟(jì)學(xué)分析，從而不斷提高水循環(huán)經(jīng)濟(jì)模式的運(yùn)行效率，促進(jìn)水循環(huán)經(jīng)濟(jì)模式的推廣；（3）加強(qiáng)對(duì)于流域、區(qū)域、城市和工業(yè)園區(qū)等水循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的長(zhǎng)期分析，探索水循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的內(nèi)在規(guī)律，并逐步試點(diǎn)示范，從而更好地服務(wù)于水循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展戰(zhàn)略與政策的制訂；（4）加強(qiáng)對(duì)于水循環(huán)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的多角度分析，如市場(chǎng)、價(jià)格、技術(shù)、規(guī)劃、法律等，從而不斷充實(shí)和完善水循環(huán)經(jīng)濟(jì)的內(nèi)容體系；（5）加強(qiáng)水循環(huán)經(jīng)濟(jì)與相關(guān)學(xué)科的對(duì)比與借鑒研究，從而不斷推進(jìn)水循環(huán)經(jīng)濟(jì)理論的完善與發(fā)展。5.2水循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式選擇問(wèn)題的研究

水循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式的選擇體現(xiàn)在水循環(huán)體系的各個(gè)環(huán)節(jié)之中，包括供水、生產(chǎn)和生活用水、污水資源化、雨水利用等。其目的很清楚，一是節(jié)水，減少對(duì)自然水資源的索取，二是減少排放，減少對(duì)自然水生態(tài)的擾動(dòng)。水循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式在人類實(shí)踐中早有應(yīng)用，如節(jié)水器具，節(jié)水的綠色建筑，還有各種中水的回用等?？傮w來(lái)看，對(duì)這些模式的研究和分析還不夠深入，沒(méi)有更好地提煉總結(jié)，尤其是從經(jīng)濟(jì)學(xué)角度的分析還有待加強(qiáng)。由于水循環(huán)經(jīng)濟(jì)概念出現(xiàn)的時(shí)間較短，還難以評(píng)價(jià)各種模式實(shí)施的效果，這也都需要加以系統(tǒng)分析[1]。

（1）節(jié)約用水模式研究。長(zhǎng)期以來(lái)我國(guó)農(nóng)業(yè)采用大漫灌的灌溉方式，用水量大，利用率低，浪費(fèi)嚴(yán)重。可見，我國(guó)農(nóng)業(yè)節(jié)水潛力相當(dāng)可觀，應(yīng)大力研究和分析農(nóng)業(yè)節(jié)水模式，通過(guò)節(jié)水灌溉和節(jié)水農(nóng)業(yè)相結(jié)合的辦法實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)節(jié)水。要加強(qiáng)對(duì)工業(yè)行業(yè)節(jié)水的經(jīng)濟(jì)學(xué)研究，通過(guò)產(chǎn)業(yè)布局的調(diào)整和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，達(dá)到水資源節(jié)約利用和水環(huán)境污染控制的目的。在城鎮(zhèn)，要加強(qiáng)水的循環(huán)利用研究，控城鎮(zhèn)生活的用水浪費(fèi)，減少城市給水管網(wǎng)和用水器具漏水損失，充分發(fā)揮節(jié)水的潛力。要研究和分析各種節(jié)水模式的成本和效益，通過(guò)成本和效益的比較，選擇最優(yōu)的節(jié)約用水模式。

（2）清潔生產(chǎn)模式研究。近年來(lái)，世界上大力推廣清潔生產(chǎn)，廣泛采用循環(huán)利用經(jīng)過(guò)處理的工業(yè)廢水。由于采取這一措施，20年來(lái)，日本和德國(guó)的工業(yè)用水的數(shù)量沒(méi)有增加。美國(guó)鋼鐵業(yè)在每噸鋼需要的280t水中，只有14t是注入的新水，其余用的都是循環(huán)水。至2000年，我國(guó)工業(yè)廢水的重復(fù)利用率已經(jīng)達(dá)到70%以上，但與世界先進(jìn)水平的90%～95%相比，還有不少的差距。根據(jù)我國(guó)目前的工業(yè)用水效率預(yù)計(jì)，2020年我國(guó)工業(yè)的年用水量將由現(xiàn)在的1100億m3增加到2000億m3，增加用水量約1倍。這就要求我們必須重視工業(yè)用水過(guò)程的研究，多角度地選擇清潔生產(chǎn)模式，改進(jìn)工藝和流程，進(jìn)一步提高多次重復(fù)循環(huán)用水，提高用水的效率。

（3）污水資源化模式研究。工業(yè)廢水資源化的觀念是對(duì)傳統(tǒng)工業(yè)廢水末端治理的革命，是工業(yè)廢水治理的努力方向；城市生活污水的處理可以考慮變集中處理為分散處理，分散處理的主要場(chǎng)所是居民住宅的屋頂。通過(guò)在城市建立中水系統(tǒng)，將生活、生產(chǎn)污水處理之后再次使用，從而節(jié)約大量的日常用水。經(jīng)處理過(guò)的回用中水，主要可用于沖廁、體育場(chǎng)館、高爾夫球場(chǎng)、澆灌花草樹木、清潔道路、清洗車輛或基建施工、設(shè)備冷卻、工業(yè)用水及其他可接受其水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的用水。我國(guó)90%以上的城市水域遭到污染，城市污水（包括生活污水和工業(yè)廢水）以每年6.5%的速度增加，預(yù)計(jì)到2020年城市污水產(chǎn)生量將達(dá)到600億t以上。因此，污水資源化應(yīng)是我國(guó)21世紀(jì)城市水循環(huán)經(jīng)濟(jì)的著眼點(diǎn)，需要大力研究污水處理技術(shù)水平和污水資源化應(yīng)用的方向。

（4）雨水資源化模式研究。由于自然和歷史的原因，在我國(guó)北方地區(qū)，尤其是西北黃土高原的部分地區(qū)極度缺水。按可利用水資源統(tǒng)計(jì)，當(dāng)?shù)厝司衫盟Y源占用量只有110m3，是全國(guó)可利用水資源占有量720m3的15.3%，是世界人均可利用水資源占有量2970m3的3.7%。目前在我國(guó)的西部地區(qū)有近1000萬(wàn)人的飲用水極度困難。數(shù)百年來(lái)，西部地區(qū)居民積累了豐富的雨水匯集和利用的經(jīng)驗(yàn)，使他們得以在這里生存。面對(duì)發(fā)展的需要，這種傳統(tǒng)的集水方式受到了資金短缺的制約。為此，今后需要大力開展對(duì)西北地區(qū)雨水利用方式、雨水利用投融資方式等方面的研究。

（5）海水淡化模式研究。我國(guó)擁有1萬(wàn)8千多公里的海岸線和300多萬(wàn)平方公里的海洋管轄區(qū)，海水利用和淡化是解決淡水緊缺問(wèn)題的有效途徑。據(jù)測(cè)算，中國(guó)城市的用水中約80%是工業(yè)用水，工業(yè)用水中約80%是工業(yè)冷卻用水。如果能夠用海水替代現(xiàn)有工業(yè)冷卻用淡水總用量的30%，就可以使沿海城市節(jié)約近20%的淡水資源，同時(shí)減少冷卻水對(duì)環(huán)境的污染。我國(guó)的海水淡化起步于20世紀(jì)60年代，目前在技術(shù)上還不夠成熟。今后，需要加強(qiáng)對(duì)海水淡化技術(shù)、海水對(duì)工業(yè)設(shè)備的腐蝕、海水淡化成本與效益、海水淡化產(chǎn)業(yè)化等方面的研究，使海水淡化利用成為我國(guó)解決缺水問(wèn)題的重要選擇之一。

5.3水循環(huán)經(jīng)濟(jì)技術(shù)創(chuàng)新問(wèn)題的研究

“節(jié)流”與“開源”是解決水資源短缺的兩個(gè)主要途徑，在水資源供應(yīng)不斷減少的今天，其核心在于水的循環(huán)利用，即通過(guò)污水資源化、雨水資源化、節(jié)約用水等措施，增加水資源的間接供應(yīng)，盡量減少水的使用量，這樣不僅可以減少無(wú)效需求，減輕供水壓力，還可以相應(yīng)減少污水排放和污水處理的負(fù)擔(dān)，減少對(duì)環(huán)境的污染。為此，循環(huán)用水可以說(shuō)是實(shí)現(xiàn)水資源可持續(xù)利用的重要戰(zhàn)略措施。循環(huán)用水需要采取工程、技術(shù)、經(jīng)濟(jì)和管理等各項(xiàng)綜合措施，特別需要不斷更新的污水處理技術(shù)、節(jié)水技術(shù)與設(shè)備的支持。

技術(shù)創(chuàng)新是為了實(shí)現(xiàn)一定的系統(tǒng)目標(biāo)，考慮系統(tǒng)內(nèi)外客觀因素的制約，對(duì)各種可能得到的技術(shù)手段進(jìn)行分析比較，不斷研究和尋找新的最佳方案。對(duì)水循環(huán)經(jīng)濟(jì)的技術(shù)創(chuàng)新研究，主要是從事技術(shù)科學(xué)的學(xué)者，要將水循環(huán)經(jīng)濟(jì)的理念與思路引入水的供應(yīng)、輸送、使用、排放、處理和回用等過(guò)程中，通過(guò)對(duì)循環(huán)過(guò)程中水資源消耗、水循環(huán)利用、污水處理、水污染排放的分析，提出減量化、再使用、再循環(huán)的工程流程或技術(shù)建議。

例如，在社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)中用水部門與行業(yè)中，各用水部門與行業(yè)都存在節(jié)水技術(shù)與相關(guān)設(shè)備；在污水處理廠，要實(shí)現(xiàn)污水的資源化利用，必須不斷更新處理設(shè)施和技術(shù)，以提高污水的處理水平；同樣，要實(shí)現(xiàn)污水的循環(huán)利用，需要對(duì)飲用水、循環(huán)水的管道系統(tǒng)進(jìn)行技術(shù)改造。從經(jīng)濟(jì)學(xué)的角度，還需要考慮不同技術(shù)項(xiàng)目的成本與效益，如引入新的生產(chǎn)流程與工藝以提高水循環(huán)利用效率所需要的投入及預(yù)期產(chǎn)出。對(duì)于企業(yè)和區(qū)域社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展來(lái)看，還要對(duì)比分析采取水循環(huán)技術(shù)的長(zhǎng)期成本和短期成本，從而確定水循環(huán)技術(shù)的可行性。這些工作，需要根據(jù)各地的水資源條件、經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展?fàn)顩r、科學(xué)技術(shù)水平等因素，對(duì)各類循環(huán)水的技術(shù)和設(shè)備進(jìn)行系統(tǒng)的分類，并提出相關(guān)的技術(shù)識(shí)別評(píng)價(jià)指標(biāo)，以為水循環(huán)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展提供理論指導(dǎo)。

篇5

[關(guān)鍵詞] 水資源 循環(huán)經(jīng)濟(jì) 再利用 意義

1 前言

水是重要的自然資源，是人類賴以生存和社會(huì)發(fā)展的必要資源。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，“水危機(jī)”日益顯現(xiàn)，人們對(duì)于水資源的開發(fā)利用研究也經(jīng)歷了由低級(jí)向高級(jí)發(fā)展的過(guò)程。起初人們對(duì)水資源的研究?jī)H僅局限于對(duì)水資源的開發(fā)利用，研究水資源的時(shí)空分布規(guī)律和運(yùn)動(dòng)規(guī)律，即著重于水資源自然屬性的研究。隨著社會(huì)的發(fā)展，特別是現(xiàn)代科技革命，使人們對(duì)水資源的研究產(chǎn)生了一個(gè)質(zhì)的飛躍，逐步從水資源自然屬性的研究過(guò)渡到水資源社會(huì)經(jīng)濟(jì)屬性的研究，從社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的角度廣泛開展水資源合理開發(fā)利用研究，這些研究領(lǐng)域包括水資源與經(jīng)濟(jì)發(fā)展關(guān)系的研究、水環(huán)境安全的研究、水權(quán)水價(jià)的研究、水資源管理體制的研究等。

2 水循環(huán)經(jīng)濟(jì)的概念與特征

2.1 水循環(huán)經(jīng)濟(jì)的概念

水循環(huán)經(jīng)濟(jì)首先是一種先進(jìn)的水資源經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式，它是建立在社會(huì)水循環(huán)系統(tǒng)分析的基礎(chǔ)上，遵循循環(huán)經(jīng)濟(jì)的思想，按照水資源節(jié)約、水環(huán)境友好的原則，使人們?cè)谏a(chǎn)和生活過(guò)程中，在水資源開發(fā)利用的各個(gè)環(huán)節(jié)，始終貫穿“減量化、再利用、再循環(huán)”的原則，重視采用新技術(shù)、新材料、新工藝，并以完善的制度建設(shè)、管理體制、運(yùn)行機(jī)制和法律體系為保障，提高水的利用效益和效率，最大限度地減輕和降低污染，從而實(shí)現(xiàn)社會(huì)發(fā)展的最終可持續(xù)性。

2.2 水循環(huán)經(jīng)濟(jì)的特征

根據(jù)水循環(huán)經(jīng)濟(jì)的定義，通過(guò)傳統(tǒng)水資源利用模式和水循環(huán)經(jīng)濟(jì)模式的對(duì)比分析可以得出，水循環(huán)經(jīng)濟(jì)作為一種先進(jìn)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式具有如下特征：

2.2.1發(fā)展目標(biāo)上追求效率、效益和可持續(xù)的統(tǒng)一性

水循環(huán)經(jīng)濟(jì)模式在發(fā)展目標(biāo)上追求水資源利用的效率、效益和可持續(xù)性三者的統(tǒng)一，要求水資源利用模式必須按這三大目標(biāo)進(jìn)行重新構(gòu)建。

（1）效率特征要求水資源利用注重節(jié)水，在不降低人民生活質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展能力的前提下，采取綜合措施減少用水過(guò)程中的損失、消耗和污染，高效利用水資源。

（2）效益特征表現(xiàn)在中觀上水資源配置的高效益，要構(gòu)建節(jié)水型經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)和節(jié)水型社會(huì)系統(tǒng)。

（3）可持續(xù)性是指水資源利用充分考慮了對(duì)生態(tài)環(huán)境的保護(hù)，不以犧牲生態(tài)環(huán)境為代價(jià)，這是水循環(huán)經(jīng)濟(jì)模式追求的最高目標(biāo)。

2.2.2管理環(huán)節(jié)上追求供水、用水和排水等環(huán)節(jié)的健康循環(huán)

發(fā)展水循環(huán)經(jīng)濟(jì)的最終目的是為人類提供健康的水資源生存環(huán)境，水循環(huán)經(jīng)濟(jì)要求水資源利用的各個(gè)環(huán)節(jié)和途徑都應(yīng)追求健康循環(huán)，且貫穿于整個(gè)水的社會(huì)循環(huán)過(guò)程中。水循環(huán)經(jīng)濟(jì)需要貫徹以下三個(gè)基本原則：

輸入端的減量化原則（Reduce）。要求在供水環(huán)節(jié)，減少進(jìn)入生產(chǎn)和消費(fèi)流程的水資源量，即用較少的水資源投入滿足既定的生產(chǎn)或消費(fèi)需求，在經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的源頭就做到節(jié)約水資源和減少污染。

過(guò)程控制的再利用原則（Reuse）。為了提高水資源的利用效率，要求從上一工序或過(guò)程排出的水資源能夠直接為下一工序或過(guò)程所用，水資源在生產(chǎn)過(guò)程中盡量多次重復(fù)利用。

輸出端的再循環(huán)原則（Recycle）。要求生產(chǎn)和消費(fèi)過(guò)程中的污水重新變成可以利用的資源而不是無(wú)用的廢水。

2.2.3利用手段上追求科學(xué)技術(shù)、經(jīng)濟(jì)與行政手段的一體化

先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)是循環(huán)經(jīng)濟(jì)的核心競(jìng)爭(zhēng)力，如果沒(méi)有先進(jìn)技術(shù)的輸入，水循環(huán)經(jīng)濟(jì)所追求的經(jīng)濟(jì)和環(huán)境多目標(biāo)將難以從根本上實(shí)現(xiàn)。

有效的經(jīng)濟(jì)政策是水循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要推動(dòng)力和必要保障。水循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式要求應(yīng)充分發(fā)揮市場(chǎng)機(jī)制對(duì)水資源配置的基礎(chǔ)作用，充分利用價(jià)格、稅收和財(cái)政等各種經(jīng)濟(jì)手段，實(shí)現(xiàn)符合水循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展要求的3R原則。

法律和法規(guī)作為一種強(qiáng)制手段可以有效地推動(dòng)水循環(huán)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，也是所有發(fā)達(dá)國(guó)家普遍采用的重要手段，是水循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式在管理手段上的重要特點(diǎn)。

3 水資源再利用模式

水資源再利用模式的選擇體現(xiàn)在水循環(huán)體系的各個(gè)環(huán)節(jié)之中，包括供水、生產(chǎn)和生活用水、污水資源化、雨水利用等。其目的很清楚，一是節(jié)水，減少對(duì)自然水資源的索?。欢菧p少排放，減少對(duì)自然水生態(tài)的擾動(dòng)。水資源再利用模式在人類實(shí)踐中早有應(yīng)用，如節(jié)水器具，節(jié)水的綠色建筑，還有各種中水的回用等?？傮w來(lái)看，對(duì)這些模式的研究和分析還不夠深入，沒(méi)有更好地提煉總結(jié)，尤其是從經(jīng)濟(jì)學(xué)角度的分析還有待加強(qiáng)。

3.1節(jié)約用水模式。長(zhǎng)期以來(lái)我國(guó)農(nóng)業(yè)采用大漫灌的灌溉方式，用水量大，利用率低，浪費(fèi)嚴(yán)重。可見，我國(guó)農(nóng)業(yè)節(jié)水潛力相當(dāng)可觀，應(yīng)大力研究和分析農(nóng)業(yè)節(jié)水模式，通過(guò)節(jié)水灌溉和節(jié)水農(nóng)業(yè)相結(jié)合的辦法實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)節(jié)水。要加強(qiáng)對(duì)工業(yè)行業(yè)節(jié)水的經(jīng)濟(jì)學(xué)研究，通過(guò)產(chǎn)業(yè)布局的調(diào)整和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，達(dá)到水資源節(jié)約利用和水環(huán)境污染控制的目的。在城鎮(zhèn)，要加強(qiáng)水的循環(huán)利用研究，控城鎮(zhèn)生活的用水浪費(fèi)，減少城市給水管網(wǎng)和用水器具漏水損失，充分發(fā)揮節(jié)水的潛力。要研究和分析各種節(jié)水模式的成本和效益，通過(guò)成本和效益的比較，選擇最優(yōu)的節(jié)約用水模式。

3.2清潔生產(chǎn)模式。近年來(lái)，世界上大力推廣清潔生產(chǎn)，廣泛采用循環(huán)利用經(jīng)過(guò)處理的工業(yè)廢水。由于采取這一措施，20年來(lái)，日本和德國(guó)的工業(yè)用水的數(shù)量沒(méi)有增加。美國(guó)鋼鐵業(yè)在每噸鋼需要的280 t水中，只有14 t是注入的新水，其余用的都是循環(huán)水。至2000年，我國(guó)工業(yè)廢水的重復(fù)利用率已經(jīng)達(dá)到70%以上，但與世界先進(jìn)水平的90%～95%相比，還有不少的差距。根據(jù)我國(guó)目前的工業(yè)用水效率預(yù)計(jì)，2020年我國(guó)工業(yè)的年用水量將由現(xiàn)在的1100億m3增加到2000億m3，增加用水量約1倍。這就要求我們必須重視工業(yè)用水過(guò)程的研究，多角度地選擇清潔生產(chǎn)模式，改進(jìn)工藝和流程，進(jìn)一步提高多次重復(fù)循環(huán)用水，提高用水的效率。

3.3污水資源化模式。工業(yè)廢水資源化的觀念是對(duì)傳統(tǒng)工業(yè)廢水末端治理的革命，是工業(yè)廢水治理的努力方向；城市生活污水的處理可以考慮變集中處理為分散處理，分散處理的主要場(chǎng)所是居民住宅的屋頂。通過(guò)在城市建立中水系統(tǒng)，將生活、生產(chǎn)污水處理之后再次使用，從而節(jié)約大量的日常用水。經(jīng)處理過(guò)的回用中水，主要可用于沖廁、體育場(chǎng)館、高爾夫球場(chǎng)、澆灌花草樹木、清潔道路、清洗車輛或基建施工、設(shè)備冷卻、工業(yè)用水及其他可接受其水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的用水。我國(guó)90%以上的城市水域遭到污染，城市污水（包括生活污水和工業(yè)廢水）以每年6.5%的速度增加，預(yù)計(jì)到2020年城市污水產(chǎn)生量將達(dá)到600億t以上。因此，污水資源化應(yīng)是我國(guó)21世紀(jì)城市水循環(huán)經(jīng)濟(jì)的著眼點(diǎn)，需要大力研究污水處理技術(shù)水平和污水資源化應(yīng)用的方向。

3.4雨水資源化模式。由于自然和歷史的原因，在我國(guó)北方地區(qū)，尤其是西北黃土高原的部分地區(qū)極度缺水。按可利用水資源統(tǒng)計(jì)，當(dāng)?shù)厝司衫盟Y源占用量只有110 m3，是全國(guó)人均可利用水資源占有量（720m3）的15.3%，是世界人均可利用水資源占有量（2970m3）的3.7%。目前在我國(guó)的西部地區(qū)有近1000萬(wàn)人的飲用水極度困難。數(shù)百年來(lái)，西部地區(qū)居民積累了豐富的雨水匯集和利用的經(jīng)驗(yàn)，使他們得以在這里生存。面對(duì)發(fā)展的需要，這種傳統(tǒng)的集水方式受到了資金短缺的制約。為此，今后需要大力開展對(duì)西北地區(qū)雨水利用方式、雨水利用投融資方式等方面的研究。

3.5海水淡化模式。我國(guó)擁有1萬(wàn)8000多公里的海岸線和300多萬(wàn)平方公里的海洋管轄區(qū)，海水利用和淡化是解決淡水緊缺問(wèn)題的有效途徑。據(jù)測(cè)算，中國(guó)城市的用水中約80%是工業(yè)用水，工業(yè)用水中約80%是工業(yè)冷卻用水。如果能夠用海水替代現(xiàn)有工業(yè)冷卻用淡水總用量的30%，就可以使沿海城市節(jié)約近20%的淡水資源，同時(shí)減少冷卻水對(duì)環(huán)境的污染。我國(guó)的海水淡化起步于20世紀(jì)60年代，目前在技術(shù)上還不夠成熟。今后，需要加強(qiáng)對(duì)海水淡化技術(shù)、海水對(duì)工業(yè)設(shè)備的腐蝕、海水淡化成本與效益、海水淡化產(chǎn)業(yè)化等方面的研究，使海水淡化利用成為我國(guó)解決缺水問(wèn)題的重要選擇之一。

4 水資源再利用技術(shù)的創(chuàng)新

“節(jié)流”與“開源”是解決水資源短缺的兩個(gè)主要途徑，在水資源供應(yīng)不斷減少的今天，其核心在于水的循環(huán)利用，即通過(guò)污水資源化、雨水資源化、節(jié)約用水等措施，增加水資源的間接供應(yīng)，盡量減少水的使用量，這樣不僅可以減少無(wú)效需求，減輕供水壓力，還可以相應(yīng)減少污水排放和污水處理的負(fù)擔(dān)，減少對(duì)環(huán)境的污染。為此，循環(huán)用水可以說(shuō)是實(shí)現(xiàn)水資源可持續(xù)利用的重要戰(zhàn)略措施。循環(huán)用水需要采取工程、技術(shù)、經(jīng)濟(jì)和管理等各項(xiàng)綜合措施，特別需要不斷更新的污水處理技術(shù)、節(jié)水技術(shù)與設(shè)備的支持。

技術(shù)創(chuàng)新是為了實(shí)現(xiàn)一定的系統(tǒng)目標(biāo)，考慮系統(tǒng)內(nèi)外客觀因素的制約，對(duì)各種可能得到的技術(shù)手段進(jìn)行分析比較，不斷研究和尋找新的最佳方案。對(duì)水循環(huán)經(jīng)濟(jì)的技術(shù)創(chuàng)新研究，主要是從事技術(shù)科學(xué)的學(xué)者，要將水循環(huán)經(jīng)濟(jì)的理念與思路引入水的供應(yīng)、輸送、使用、排放、處理和回用等過(guò)程中，通過(guò)對(duì)循環(huán)過(guò)程中水資源消耗、水循環(huán)利用、污水處理、水污染排放的分析，提出減量化、再使用、再循環(huán)的工程流程或技術(shù)建議。

例如，在社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)中，各用水部門與行業(yè)都存在節(jié)水技術(shù)與相關(guān)設(shè)備；在污水處理廠，要實(shí)現(xiàn)污水的資源化利用，必須不斷更新處理設(shè)施和技術(shù)，以提高污水的處理水平；同樣，要實(shí)現(xiàn)污水的循環(huán)利用，需要對(duì)飲用水、循環(huán)水的管道系統(tǒng)進(jìn)行技術(shù)改造。從經(jīng)濟(jì)學(xué)的角度看，還需要考慮不同技術(shù)項(xiàng)目的成本與效益，如引入新的生產(chǎn)流程與工藝所需要的投入及預(yù)期產(chǎn)出。從企業(yè)和區(qū)域社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展來(lái)看，還要對(duì)比分析采取水循環(huán)技術(shù)的長(zhǎng)期成本和短期成本，從而確定水循環(huán)技術(shù)的可行性。這些工作，需要根據(jù)各地的水資源條件、經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展?fàn)顩r、科學(xué)技術(shù)水平等因素，對(duì)各類循環(huán)水的技術(shù)和設(shè)備進(jìn)行系統(tǒng)的分類，并提出相關(guān)的技術(shù)識(shí)別評(píng)價(jià)指標(biāo)，為水循環(huán)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展提供理論指導(dǎo)。

5 水循環(huán)經(jīng)濟(jì)管理體制及經(jīng)濟(jì)機(jī)制

長(zhǎng)期以來(lái)，我國(guó)實(shí)行水資源分部門管理的體制，水量與水質(zhì)、地表水與地下水等分割管理，水資源的分割管理導(dǎo)致部門職能交叉、政出多門、推萎扯皮、管理效率低下等諸多弊端。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)近年來(lái)的快速發(fā)展，不少地區(qū)的水短缺和水污染等水問(wèn)題日顯嚴(yán)重，傳統(tǒng)的水資源分割管理模式越來(lái)越成為制約水資源可持續(xù)利用的障礙。加強(qiáng)水循環(huán)經(jīng)濟(jì)管理體制和經(jīng)濟(jì)機(jī)制問(wèn)題的研究是實(shí)踐水循環(huán)經(jīng)濟(jì)工作的突破口，更是實(shí)現(xiàn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)的迫切要求。水循環(huán)經(jīng)濟(jì)管理體制和經(jīng)濟(jì)機(jī)制的研究包括循環(huán)水權(quán)制度的研究、循環(huán)水權(quán)交易市場(chǎng)的研究、循環(huán)水價(jià)的研究、水循環(huán)經(jīng)濟(jì)政府財(cái)政和稅收的研究、有關(guān)循環(huán)水的法律法規(guī)的建立和完善研究等。

6 結(jié)論

我國(guó)是一個(gè)水資源嚴(yán)重缺乏的國(guó)家，迫切需要在包括工業(yè)、農(nóng)業(yè)等在內(nèi)的各個(gè)領(lǐng)域引入水與資源可持續(xù)利用的概念與技術(shù)。通過(guò)水循環(huán)與資源的回收，不僅可以節(jié)約水和資源，減少對(duì)環(huán)境的依賴，還可以最大限度地減少?gòu)U水排放，保護(hù)環(huán)境。因此，建立水循環(huán)經(jīng)濟(jì)與水資源再利用體系研究是非常有意義的。

參考文獻(xiàn)：

[1] 王曉昌,張荔,袁寵林,等.水資源利用與保護(hù)[M].北京:高等教育出版社,2008.

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關(guān)鍵詞：水資源，循環(huán)利用，持續(xù)發(fā)展

Abstract: with the global process of urbanization, the shortage of water resources and water pollution becomes more and more serious water recycle can not only reduce the pressure of the big water shortages, is also the most positive to protect the water environment. This paper introduces the concept of water resources recycling, and probes into the way of water cycle and development model.

Key words: the water resources, recycling, sustainable development

中圖分類號(hào)： TV211.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：

水是生命之源水是人類社會(huì)發(fā)展不可缺少的和不可替代的資源,水資源必將成為人類可持續(xù)利用的寶貴資源。1977年聯(lián)合國(guó)水會(huì)議向世界發(fā)出“水不久將成為一個(gè)嚴(yán)重的社會(huì)危機(jī)”的警告，至今水資源危機(jī)仍然是困擾世界許多國(guó)家的重大難題。

我國(guó)是嚴(yán)重缺水國(guó)家，淡水資源總量約為2.7×1012 m3,居世界第6位。但人均年占有淡水資源量約為2500m3,為世界人均水平的1/4，居世界109位。并且，淡水資源時(shí)空分布非常不均勻，大部分降水集中在雨季；南方降水量2000mm,81%水資源集中分布在長(zhǎng)江流域及以南地區(qū)，西北干旱地區(qū)降水量不足50mm,長(zhǎng)江以北地區(qū)人口占全國(guó)的45.3%，耕地占全國(guó)的64.1%，水資源量?jī)H占全國(guó)的19%。水資源時(shí)空不均勻造成了可利用水資源更加緊缺，北方缺水更加嚴(yán)重。

一、水資源循環(huán)概論

水是循環(huán)性資源，亦是可以再生的資源。根據(jù)其客觀規(guī)律和循環(huán)的方式，我們可以把它分為自然循環(huán)與社會(huì)循環(huán)。

1.水的自然循環(huán)有多種, 對(duì)人類最重要的是淡水的自然循環(huán)。水從海洋蒸發(fā), 蒸發(fā)的水氣被氣流輸送到大陸, 然后以雨、雪等降水形式落到地面, 一部分形成地面水, 一部分滲入地下形成地下水, 一部分又重新蒸發(fā)返回大氣。地面水和地下水最終流回海洋, 這就是淡水的自然循環(huán)。

2.水的社會(huì)循環(huán)是指在水的自然循環(huán)中，人類不斷地利用其中的地下徑流或地表徑流滿足生活與生產(chǎn)活動(dòng)之需。循環(huán)系統(tǒng)主要由給水系統(tǒng)、用水系統(tǒng)、排水系統(tǒng)3個(gè)子系統(tǒng)組成。給水系統(tǒng)與排水系統(tǒng)好比是一個(gè)城市或區(qū)域的動(dòng)脈和靜脈，兩者不可偏廢任何一方。給水系統(tǒng)中若過(guò)度取水，河流生態(tài)需水量就不能滿足，或者用后的污、廢水不經(jīng)處理或處理不到位都會(huì)影響自然水循環(huán)。

污、廢水回用可以減少城市由天然水體的取水量, 緩解水資源危機(jī)。可行的污、廢水回用有多方面, 工業(yè)企業(yè)內(nèi)部水的循環(huán)利用和重復(fù)利用是用最廣的一種, 但是我國(guó)在這方面與發(fā)達(dá)國(guó)家尚有不少差距。城市污水回用于工業(yè), 需要進(jìn)行比排入天然水體更復(fù)雜的水處理, 但對(duì)水短缺的地區(qū), 它在許多方案中仍是比較經(jīng)濟(jì)合理的一種, 在國(guó)外已是一種成熟技術(shù), 但在我國(guó)尚處于起步階段, 今后潛力是很大的。將城市污水回用于公用設(shè)施和住宅沖洗廁所、澆灌綠地、景觀用水, 澆灑道路等, 一般稱為中水道技術(shù), 也是很值得推廣的。

二、水資源循環(huán)利用的主要途徑

水資源循環(huán)利用的主要途徑一是采取節(jié)水措施，通過(guò)清潔生產(chǎn)審計(jì)，控制企業(yè)單位產(chǎn)值耗水量。積極宣傳，提高社會(huì)公眾的節(jié)水意識(shí)；二是流域外調(diào)水和適度開采地下水：三是城市污水再生回用，污水經(jīng)過(guò)處理中水回用資源化是國(guó)際公認(rèn)的第二水源，也是水資源可持續(xù)利用的主要途徑，按中水回用的各級(jí)水質(zhì)不同可劃分為初級(jí)、中級(jí)、高級(jí)三類。

1.城市污水經(jīng)一、二級(jí)處理后的出水，即中水的初級(jí)，可用于水質(zhì)要求較低的農(nóng)灌、綠化和建筑施工用水等，經(jīng)濟(jì)技術(shù)簡(jiǎn)單可行。

2.中水的中級(jí)回用

中級(jí)回用是指二級(jí)處理后的出水，經(jīng)除磷、脫氮(A／0或A2／0)法等再經(jīng)過(guò)合理的調(diào)節(jié)、過(guò)濾和消毒，可用于冶煉、發(fā)電、化工等行業(yè)。

3.中水的高級(jí)回用

中水的高級(jí)回用即水質(zhì)達(dá)到國(guó)家雜用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，其出水可用于市政設(shè)施、蔬菜竹產(chǎn)基地、沖廁、路面沖洗等，可取代占自來(lái)水總用量達(dá)30―40％的市政用水。穩(wěn)定地成為城市水源的重要部分。理論上如城鎮(zhèn)的生活污水能得到回用，則生活用水總供水量可以削減45％―50％。

三、水資源循環(huán)利用發(fā)展模式

1.節(jié)約用水模式研究。長(zhǎng)期以來(lái)我國(guó)農(nóng)業(yè)采用大漫灌的灌溉方式，用水量大，利用率低，浪費(fèi)嚴(yán)重?？梢?，我國(guó)農(nóng)業(yè)節(jié)水潛力相當(dāng)可觀，應(yīng)大力研究和分析農(nóng)業(yè)節(jié)水模式，通過(guò)節(jié)水灌溉和節(jié)水農(nóng)業(yè)相結(jié)合的辦法實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)節(jié)水。在城鎮(zhèn)，要加強(qiáng)水的循環(huán)利用研究，控城鎮(zhèn)生活的用水浪費(fèi)，減少城市給水管網(wǎng)和用水器具漏水損失，充分發(fā)揮節(jié)水的潛力。

2.清潔生產(chǎn)模式研究。近年來(lái)，世界上大力推廣清潔生產(chǎn)，廣泛采用循環(huán)利用經(jīng)過(guò)處理的工業(yè)廢水。由于采取這一措施，20年來(lái)，日本和德國(guó)的工業(yè)用水的數(shù)量沒(méi)有增加。美國(guó)鋼鐵業(yè)在每噸鋼需要的280 t水中，只有14 t是注入的新水，其余用的都是循環(huán)水。至2000年，我國(guó)工業(yè)廢水的重復(fù)利用率已經(jīng)達(dá)到70%以上，但與世界先進(jìn)水平的90%～95%相比，還有不少的差距。根據(jù)我國(guó)目前的工業(yè)用水效率預(yù)計(jì)，2020年我國(guó)工業(yè)的年用水量將由現(xiàn)在的1100億m3增加到2000億m3，增加用水量約1倍。這就要求我們必須重視工業(yè)用水過(guò)程的研究，多角度地選擇清潔生產(chǎn)模式，改進(jìn)工藝和流程，進(jìn)一步提高多次重復(fù)循環(huán)用水，提高用水的效率。

3.污水資源化模式研究。工業(yè)廢水資源化的觀念是對(duì)傳統(tǒng)工業(yè)廢水末端治理的革命，是工業(yè)廢水治理的努力方向；城市生活污水的處理可以考慮變集中處理為分散處理，分散處理的主要場(chǎng)所是居民住宅的屋頂。通過(guò)在城市建立中水系統(tǒng)，將生活、生產(chǎn)污水處理之后再次使用，從而節(jié)約大量的日常用水。經(jīng)處理過(guò)的回用中水，主要可用于沖廁、體育場(chǎng)館、高爾夫球場(chǎng)、澆灌花草樹木、清潔道路、清洗車輛或基建施工、設(shè)備冷卻、工業(yè)用水及其他可接受其水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的用水。我國(guó)90%以上的城市水域遭到污染，城市污水（包括生活污水和工業(yè)廢水）以每年6.5%的速度增加，預(yù)計(jì)到2020年城市污水產(chǎn)生量將達(dá)到600億t以上。因此，污水資源化應(yīng)是我國(guó)21世紀(jì)城市水循環(huán)經(jīng)濟(jì)的著眼點(diǎn)，需要大力研究污水處理技術(shù)水平和污水資源化應(yīng)用的方向。

4.雨水資源化模式研究。由于自然和歷史的原因，在我國(guó)北方地區(qū)，尤其是西北黃土高原的部分地區(qū)極度缺水。按可利用水資源統(tǒng)計(jì)，當(dāng)?shù)厝司衫盟Y源占用量只有110 m3，是全國(guó)可利用水資源占有量720 m3的15.3%，是世界人均可利用水資源占有量2970 m3的3.7%。目前在我國(guó)的西部地區(qū)有近1000萬(wàn)人的飲用水極度困難。數(shù)百年來(lái)，西部地區(qū)居民積累了豐富的雨水匯集和利用的經(jīng)驗(yàn)，使他們得以在這里生存。面對(duì)發(fā)展的需要，這種傳統(tǒng)的集水方式受到了資金短缺的制約。為此，今后需要大力開展對(duì)西北地區(qū)雨水利用方面的研究。

5.海水淡化模式研究。海水利用和淡化是解決淡水緊缺問(wèn)題的有效途徑。據(jù)測(cè)算，中國(guó)城市的用水中約80%是工業(yè)用水，工業(yè)用水中約80%是工業(yè)冷卻用水。如果能夠用海水替代現(xiàn)有工業(yè)冷卻用淡水總用量的30%，就可以使沿海城市節(jié)約近20%的淡水資源，同時(shí)減少冷卻水對(duì)環(huán)境的污染。我國(guó)的海水淡化起步于20世紀(jì)60年代，目前在技術(shù)上還不夠成熟。今后，需要加強(qiáng)對(duì)海水淡化技術(shù)、海水對(duì)工業(yè)設(shè)備的腐蝕、海水淡化成本與效益、海水淡化產(chǎn)業(yè)化等方面的研究，使海水淡化利用成為我國(guó)解決缺水問(wèn)題的重要選擇之一。

四、結(jié)語(yǔ)

水資源循環(huán)利用是城市化進(jìn)程加快的必然結(jié)果。積極采取措施，加快城市水資源循環(huán)利用，實(shí)現(xiàn)城市水資源的可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

【1】王小芳，楊玲娟.從我國(guó)水資源的現(xiàn)狀論水污染治理的策略.天津師范學(xué)院學(xué)報(bào).2001，21（5）：41

【2】劉 躍.中國(guó)水資源與可持續(xù)發(fā)展.中國(guó)水資源與可持續(xù)發(fā)展.1998,(5).

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關(guān)鍵詞：定時(shí) 光伏效應(yīng) 太陽(yáng)能水泵

中圖分類號(hào)：TH318 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9416（2012）09-0227-02

1、背景

早在1839年，法國(guó)科學(xué)家貝克雷爾就發(fā)現(xiàn)，光照能使半導(dǎo)體材料的不同部位之間產(chǎn)生電位差，這種現(xiàn)象后來(lái)被稱為“光生伏特效應(yīng)”，簡(jiǎn)稱“光伏效應(yīng)”。1954年，美國(guó)科學(xué)家恰賓和皮爾松在美國(guó)貝爾實(shí)驗(yàn)室首次制成了實(shí)用的單晶硅太陽(yáng)電池，誕生了將太陽(yáng)光能轉(zhuǎn)換為電能的實(shí)用光伏發(fā)電技術(shù)[1]。20世紀(jì)以來(lái)，世界范圍的污染問(wèn)題日益嚴(yán)重，傳統(tǒng)的能源隨著開采越來(lái)越少，這個(gè)時(shí)候，由于新能源（可再生能源）具有清潔無(wú)污染和取之不盡、用之不竭的特點(diǎn)，許多國(guó)家都將目光投向這種新能源形式。要實(shí)現(xiàn)能源的可持續(xù)利用，發(fā)展新能源、提高能源利用效率、減少對(duì)傳統(tǒng)能源的依賴是人類發(fā)展的必然選擇[2]。豐富的太陽(yáng)能是重要的能源，是無(wú)污染、廉價(jià)、人類能夠自由利用的能源。太陽(yáng)能每秒鐘到達(dá)地面的能量高達(dá)80萬(wàn)千瓦，假如把地球表面0.1%的太陽(yáng)能轉(zhuǎn)為電能，轉(zhuǎn)變率5%，每年發(fā)電量可達(dá)5.6×1012千瓦小時(shí)，相當(dāng)于世界上能耗的40倍[3]。

由于太陽(yáng)能的這些獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，20世紀(jì)80年代后，太陽(yáng)能電池的種類不斷增多、應(yīng)用范圍日益廣闊、市場(chǎng)規(guī)模也逐步擴(kuò)大。20世紀(jì)90年代光伏發(fā)電快速發(fā)展。到2008 年全球太陽(yáng)能安裝總量已累計(jì)達(dá)15 GW。美國(guó)為最早制定光伏發(fā)電發(fā)展規(guī)劃的國(guó)家，1997年又提出 百萬(wàn)屋頂計(jì)劃，[4]其他國(guó)家也都有相應(yīng)的太陽(yáng)能利用計(jì)劃。我國(guó)中西部廣大地區(qū)，陽(yáng)光資源豐富，可建設(shè)多個(gè)太陽(yáng)能發(fā)電站，但是充分利用當(dāng)?shù)靥?yáng)能資源的同時(shí)也面臨著一個(gè)問(wèn)題，由于當(dāng)?shù)仡l繁的風(fēng)沙天氣使長(zhǎng)期暴露在外的太陽(yáng)能電池板、集熱管表面積聚了厚厚的灰塵，這不僅僅降低了太陽(yáng)能的利用率，也對(duì)裝置本身的壽命帶來(lái)威脅。于是我們想能否設(shè)計(jì)一套清洗裝置，用本身光伏發(fā)電提供的電力驅(qū)動(dòng)其工作，通過(guò)電路控制部分使其自動(dòng)的對(duì)光伏板，集熱管進(jìn)行清洗，并將污水實(shí)現(xiàn)再循環(huán)利用，以此來(lái)解決上述出現(xiàn)的問(wèn)題。

2、主要研究思路

本課題組考慮到光伏電池有著廣泛的應(yīng)用，并且主要暴露于塵埃中，而塵埃會(huì)破壞地球上的太陽(yáng)能設(shè)備，例如，阿聯(lián)酋的一個(gè)大型10兆瓦太陽(yáng)能發(fā)電廠就因?yàn)樯硥m暴而使電力生產(chǎn)減少了40%，而清洗電池板會(huì)花費(fèi)大量時(shí)間，需要昂貴的自動(dòng)設(shè)備，并且消耗大量水。因此，課題組提出了設(shè)計(jì)一套裝置利用光伏發(fā)電本身帶動(dòng)一微型水泵，進(jìn)行光伏板及太陽(yáng)能熱水管等設(shè)備的定時(shí)清洗裝置。

本設(shè)計(jì)主要目的是解決在系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中定時(shí)控制的問(wèn)題以及水循環(huán)再利用的管路問(wèn)題。思路如下：

（1）定時(shí)控制部分：

作為整套設(shè)備的關(guān)鍵，定時(shí)系統(tǒng)可以采用模擬線路或者單片機(jī)控制兩種方法[5]，根據(jù)實(shí)際情況，本課題組設(shè)計(jì)了一套單片機(jī)控制系統(tǒng)，專門根據(jù)不同地域不同需求設(shè)計(jì)了三套定時(shí)工作模式。

工作模式1：一天清洗一次，每次五分鐘；

工作模式2：三天清洗一次，每次十分鐘；

工作模式3：一周清洗一次，每次十五分鐘；

（2）水循環(huán)系統(tǒng)：由10mm橡膠水管，閥門兩個(gè)，太陽(yáng)能集熱管兩根，軟墊，水箱，自制噴頭兩個(gè)，12V，25W的微型水泵一個(gè)組成。等待時(shí)間到后，單片機(jī)給P1.7端口置高電平，使繼電器閉合，電流導(dǎo)通，從而使水泵正常工作。水泵從水箱抽水，通過(guò)兩個(gè)閥門的開合可分別對(duì)集熱管和電池板沖洗，污水再順著引流裝置回到水箱中繼續(xù)循環(huán)利用。工作時(shí)間到，單片機(jī)P1.7口置低電平，繼電器斷開，水泵停止工作，進(jìn)入下一個(gè)等待時(shí)間。

3、裝置組成及原理

本裝置主要由光伏發(fā)電系統(tǒng)，單片機(jī)電路控制系統(tǒng)，集水清洗系統(tǒng)和污水循環(huán)系統(tǒng)四部分組成。

（1）光伏發(fā)電系統(tǒng)由太陽(yáng)能電池板、充放電控制器和蓄電池組成，電池板利用光伏效應(yīng)將光能轉(zhuǎn)化為電能，并通過(guò)充放電控制器和蓄電池將電能有效地提供給所接負(fù)載使用。

（2）單片機(jī)電路控制系統(tǒng)（如圖1）。

（3）集水清洗系統(tǒng)：10mm橡膠水管，閥門兩個(gè)，太陽(yáng)能集熱管兩根，軟墊，水箱，自制噴頭兩個(gè)，12V25W微型水泵一個(gè)組成

（4）污水循環(huán)系統(tǒng)：水槽，污水收集瓶，活性炭，濾紙，引流管組成?？蓪⑶逑春蟮奈鬯?jīng)過(guò)濾引流到水箱中，實(shí)現(xiàn)循環(huán)利用，不產(chǎn)生污染。

4、設(shè)計(jì)主要功能及特點(diǎn)

由于太陽(yáng)能集熱管和電池板常年暴露在外，表面因此積有大量灰塵，降低了太陽(yáng)能的綜合利用率，本裝置通過(guò)太陽(yáng)能電池板提供的電力驅(qū)動(dòng)水泵和單片機(jī)的工作，利用自制的單片機(jī)定時(shí)控制器實(shí)現(xiàn)水泵對(duì)集熱管和電池板的自動(dòng)定時(shí)清洗，清洗后的污水還可循環(huán)再利用。并可通過(guò)按鍵修改清洗和等待時(shí)間以更好的滿足實(shí)際需要。（下附太陽(yáng)能管清洗前后的節(jié)能數(shù)據(jù)對(duì)比）如表1。

顯然，其相比大型電力水泵有著節(jié)能減排，環(huán)保無(wú)污染，無(wú)需人為操作，操作簡(jiǎn)單，經(jīng)濟(jì)適用，有效提高太陽(yáng)能的利用率，減少資源的浪費(fèi)等種種優(yōu)點(diǎn)。并且項(xiàng)目研制的整套裝置體積小，投入低，在全國(guó)范圍內(nèi)都有很大的實(shí)用價(jià)值。

5、設(shè)計(jì)所存在的不足

基于現(xiàn)階段實(shí)驗(yàn)條件所限，我們沒(méi)能很好的設(shè)計(jì)一套更為快速、集約的凈水系統(tǒng)，目前使用的僅僅是簡(jiǎn)單的活性炭?jī)羲绞剑欠窨刹捎酶玫膬羲Ｊ?？此外，太?yáng)能光伏發(fā)電技術(shù)有很大的優(yōu)越性，但其發(fā)電效率受到環(huán)境因素很大的影響如碰上陰雨天氣，其輸出功率會(huì)大受影響[6]，也可以考慮另接一其它能源供應(yīng)系統(tǒng)，在陰雨天時(shí)替換使用。這些在日后都有很大的改良空間，也是課題組進(jìn)一步研究的目標(biāo)。

參考文獻(xiàn)

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[4]孟懿.太陽(yáng)能光伏發(fā)電的發(fā)展.東北電力技術(shù)，2010年，第11期.

篇8

[關(guān)鍵詞]田間排水溝 尾水濕地 生態(tài)河道 水循環(huán) 零排放

中圖分類號(hào)：U284.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2015）46-0326-02

昆山地處太湖流域，境內(nèi)土地肥沃，氣候溫和，雨量充沛，河道縱橫交錯(cuò)，湖蕩眾多。作為典型的蘇南平原河網(wǎng)地區(qū)，昆山自古就蘊(yùn)育了發(fā)達(dá)的農(nóng)耕和漁業(yè)文化。其中，以錦溪大米為代表的生態(tài)農(nóng)業(yè)和巴城陽(yáng)澄湖大閘蟹為特色的水產(chǎn)養(yǎng)殖，已經(jīng)成為昆山現(xiàn)代農(nóng)業(yè)、養(yǎng)殖業(yè)的響亮名片。隨著區(qū)域內(nèi)工業(yè)廢水和城鎮(zhèn)生活污水得到有效控制，農(nóng)業(yè)面源污染已經(jīng)取代點(diǎn)源成為水環(huán)境污染的最重要來(lái)源，據(jù)研究顯示，即使在點(diǎn)源污染全面控制之后，江河、湖泊、海洋的水質(zhì)達(dá)標(biāo)率也僅為65%、42%和78%[1]。楊林章等在對(duì)上海淀山湖、安徽巢湖、云南洱海等湖泊的調(diào)查表明，農(nóng)業(yè)面源污染對(duì)水環(huán)境污染的貢獻(xiàn)率已經(jīng)全面超過(guò)點(diǎn)源污染，成為水環(huán)境污染控制的重要內(nèi)容[2]。

1. 昆山農(nóng)業(yè)面源污染現(xiàn)狀

昆山農(nóng)業(yè)面源污染主要由水稻種植和水產(chǎn)養(yǎng)殖尾水造成，由于昆山市本地水資源充沛，水稻種植方式傳統(tǒng)，灌排方式較為粗放，以及規(guī)模龐大的水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)，造成農(nóng)業(yè)及養(yǎng)殖尾水直接排入就近河湖的現(xiàn)象十分突出，不斷透支區(qū)域水環(huán)境容量，對(duì)全市水環(huán)境質(zhì)量造成了較大影響。根據(jù)2013年昆山市水功能區(qū)斷面監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)顯示，全年監(jiān)測(cè)未達(dá)標(biāo)次數(shù)中，超標(biāo)因子中含有氨氮的占比高達(dá)82%，特別是作為水稻主產(chǎn)區(qū)的昆南和水產(chǎn)養(yǎng)殖集中區(qū)的昆北，這一比例更是接近100%?？紤]到全市污水管網(wǎng)在城區(qū)、鎮(zhèn)區(qū)和鄉(xiāng)村覆蓋率已達(dá)96%，90%和100%（截止2013年底），截污已逐步完善，因此基本可以推斷超標(biāo)的氨氮大部分來(lái)源于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的復(fù)合肥使用和水產(chǎn)養(yǎng)殖的飼料投放。

2. 應(yīng)對(duì)措施及存在的問(wèn)題

近年來(lái)，為控制全市農(nóng)村面源污染，提高區(qū)域水環(huán)境質(zhì)量，昆山市通過(guò)建設(shè)農(nóng)村污水收集處理設(shè)施，推廣商品有機(jī)肥使用和大宗農(nóng)藥補(bǔ)貼，有效減少了N、P投放總量。通過(guò)利用稻田高效水肥，節(jié)水灌溉和減污技術(shù)，結(jié)合灌區(qū)更新改造、河湖生態(tài)修復(fù)工程以及人工濕地構(gòu)建，系統(tǒng)控制了農(nóng)業(yè)面源污染擴(kuò)散。2007-2013 年期間，累計(jì)改造生態(tài)灌區(qū)275 個(gè)，改造面積6.5 萬(wàn)畝，構(gòu)建各類濕地50 余處，改造生態(tài)排水骨干河道31.3 Km。累計(jì)節(jié)約灌溉用水4326.2萬(wàn)m3，減少氮肥使用量2669.2噸，并大幅削減了稻田排水及其氮磷輸出量，其中TN 和TP 輸出量分別減少1472 噸和420.8噸。

雖然現(xiàn)有的節(jié)水灌溉控污減排工程模式實(shí)現(xiàn)了N、P等污染物的削減，但處理之后的尾水實(shí)際進(jìn)入自然水體的污染物總量仍然較大。根據(jù)2011―2013年度昆山市水功能區(qū)監(jiān)測(cè)年報(bào)數(shù)據(jù)顯示，三年內(nèi)氨氮的超標(biāo)率分別為：55.3%、52.7%、44.1%，超標(biāo)率雖有逐年降低趨勢(shì)，但仍處于較高比例。究其原因，一是現(xiàn)有的節(jié)水控污工程模式采取的都是單向模式，利用的是從“生態(tài)排水溝凈化―人工濕地處理―生態(tài)河道排放”的單向處理方式，并未實(shí)現(xiàn)灌區(qū)內(nèi)部的水循環(huán)處理，導(dǎo)致仍有大量污染物外排；二是區(qū)域內(nèi)農(nóng)業(yè)尾水污染物總量早已超出水環(huán)境承載力，雖實(shí)現(xiàn)了總量的削減，但仍然無(wú)法完全將其控制在區(qū)域水環(huán)境承載力范圍內(nèi)，因此對(duì)整體的水環(huán)境質(zhì)量的提升貢獻(xiàn)有限。

3. 水循環(huán)零排放模式探討

昆山是太湖流域典型的低洼圩田平原，對(duì)圩區(qū)和灌區(qū)的劃分十分清晰，灌排水利工程設(shè)施相對(duì)完備，為灌區(qū)的水循環(huán)生態(tài)處理提供了有利條件。針對(duì)全市圩內(nèi)低田（半高田）封閉和圩外高田開放兩種類型的灌區(qū)，本文提出利用昆山發(fā)達(dá)的河湖水系以及數(shù)量眾多的溝渠塘堰，構(gòu)建兩種生態(tài)處理水循環(huán)運(yùn)轉(zhuǎn)模式，通過(guò)灌溉站的微動(dòng)力驅(qū)動(dòng)，持續(xù)削減區(qū)域內(nèi)農(nóng)業(yè)和養(yǎng)殖業(yè)尾水中的N、P等污染物，并利用凈化處理后的水作為灌溉用水和養(yǎng)殖補(bǔ)水，實(shí)現(xiàn)水資源和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的循環(huán)利用，并為區(qū)域內(nèi)污染物零排放的實(shí)現(xiàn)提供可能。

3.1 圩內(nèi)低田（半高田）封閉型灌區(qū)水循環(huán)模式構(gòu)建

圩內(nèi)低田（半高田）封閉型灌區(qū)地處低洼地帶，為保障區(qū)域防洪排澇安全和正常農(nóng)業(yè)耕作，全年排澇站的進(jìn)水閘門和出水閘門基本處于關(guān)閉狀態(tài)，為水循環(huán)創(chuàng)造了先天優(yōu)勢(shì)，通過(guò)構(gòu)建“灌溉站―農(nóng)田―田間排水溝―尾水小型濕地―圩內(nèi)生態(tài)河道―灌溉站”的水循環(huán)系統(tǒng)（圖1），使灌溉用水通過(guò)農(nóng)田作物吸收，田間排水溝自然吸收，尾水小型濕地二級(jí)凈化，最后排入封閉圩區(qū)內(nèi)的生態(tài)河道進(jìn)行深度處理，河道各處的灌溉站利用凈化后的尾水循環(huán)灌溉農(nóng)田，實(shí)現(xiàn)水資源和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的循環(huán)利用和污染物零排放。

“田間排水溝+尾水小型濕地+圩內(nèi)生態(tài)河道”組成的凈化系統(tǒng)具有節(jié)水、防污雙重功能，對(duì)灌區(qū)水循環(huán)系統(tǒng)十分必要。系統(tǒng)通過(guò)構(gòu)建三級(jí)凈化，分層次消減以N、P為代表的農(nóng)田面源污染：第一級(jí)凈化――田間排水溝的節(jié)水減污作用，由于滲漏與地表排出的水量減少，隨水流出的污染物量減少，大約可削減N、P15%～25%；第二級(jí)凈化――尾水濕地，通過(guò)水生動(dòng)植物、微生物的轉(zhuǎn)化和生物吸收等作用，可削減N、P約40%～60%。第三級(jí)凈化――圩內(nèi)生態(tài)河道，也可將其視為另一種帶狀形式的濕地，可削減N、P約15%～25%。通過(guò)三級(jí)凈化的處理，N、P污染物總量可減少70%以上[3]。

3.2 圩外高田開放灌區(qū)水循環(huán)模式構(gòu)建

圩外高田開放灌區(qū)由于地勢(shì)較高，區(qū)域內(nèi)防洪排澇壓力較小，為保障水系暢通，排澇站的進(jìn)水閘門和出水閘門一般保持開啟狀態(tài)。相比圩內(nèi)封閉型灌區(qū)，開放型灌區(qū)構(gòu)建水循環(huán)系統(tǒng)的難度要大，因此，本文提出在排水支溝末端設(shè)置防污型溢流閘門，將尾水濕地出水引入灌區(qū)內(nèi)改造之后的溝渠塘堰，將其作為尾水濕地出水的“蓄水池”和“凈化池”，替代封閉型灌區(qū)內(nèi)圩內(nèi)生態(tài)河道的功能，形成封閉水環(huán)境，從而構(gòu)建了“灌溉站--農(nóng)田―生態(tài)排水溝―尾水濕地―溝塘濕地―灌溉站”的水循環(huán)處理模式（圖2）。通過(guò)人工生態(tài)改造，使溝渠塘堰變?yōu)閮艋芰?qiáng)、蓄水容量大的溝塘濕地，同時(shí)，利用灌區(qū)各個(gè)位置，不同方位的溝渠塘堰，可以搭配改造成多種形式、多樣水生植物優(yōu)勢(shì)種的溝塘濕地，有條件的灌區(qū)還可把各個(gè)溝塘濕地疏通連接起來(lái)，形成生物多樣豐富的區(qū)域性人工濕地，進(jìn)一步增強(qiáng)蓄水調(diào)節(jié)和生態(tài)凈化功能。

“田間排水溝+尾水小型濕地+溝塘濕地”組成的凈化系統(tǒng)同樣具有節(jié)水、防污雙重功能，系統(tǒng)通過(guò)構(gòu)建三級(jí)凈化，對(duì) N、P污染物總量的削減效果明顯。另外，在溝塘濕地構(gòu)建時(shí)可以考慮結(jié)合當(dāng)?shù)厮a(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)，通過(guò)引入周圍水產(chǎn)養(yǎng)殖尾水，豐富水體中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)種類，為水生動(dòng)植物形成一個(gè)完整的食物鏈，也為農(nóng)業(yè)尾水和養(yǎng)殖尾水治理提供一個(gè)完整的經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)。

3.3 灌溉站水動(dòng)力循環(huán)

封閉灌區(qū)和開放灌區(qū)內(nèi)的水循環(huán)驅(qū)動(dòng)都依賴于灌溉站的動(dòng)力輸出，利用水泵沿水流方向輸出動(dòng)力，形成水動(dòng)力循環(huán)，持續(xù)對(duì)灌區(qū)內(nèi)的污染物進(jìn)行凈化處理。水循環(huán)方式分為兩種，分別針對(duì)灌溉期和非灌溉期。其中，在農(nóng)田灌水期間的路徑為：“灌溉站――農(nóng)田――田間排水溝――尾水濕地――圩內(nèi)生態(tài)河道（或溝塘濕地）――灌溉站”，在非灌溉期間為：“灌溉站――尾水濕地――圩內(nèi)生態(tài)河道（或溝塘濕地）――灌溉站”。這就要求灌溉站除了具體日常直接向農(nóng)田灌水的功能外，還需具備向尾水濕地排水的能力，這也是保持整個(gè)系統(tǒng)持續(xù)運(yùn)行，高效發(fā)揮生態(tài)凈化功能的必備條件。

為了探究灌溉站輸出動(dòng)力、循環(huán)周期與凈化效率的最適比，根據(jù)昆山市水利局聯(lián)合河海大學(xué)在花橋天福灌區(qū)開展的《高效節(jié)水灌溉關(guān)鍵技術(shù)研究與應(yīng)用示范》研究得知，農(nóng)田排水在田間排水溝、尾水濕地和圩內(nèi)生態(tài)河道的最適水力停留時(shí)間為分別為田間施肥后的第4、第5和第6天，三者對(duì)TN的降解率能夠達(dá)到83.7%、77.2%、86.1%。因此可以推斷，封閉型灌區(qū)內(nèi)水循環(huán)周期大致在15天左右，在灌溉站輸出動(dòng)力時(shí)，保持尾水在15天內(nèi)完成一個(gè)周期的運(yùn)轉(zhuǎn)，理論上能夠發(fā)揮出整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)最高的凈化效率。另外，在開放型灌區(qū)內(nèi)，因溝塘濕地存在構(gòu)建形式和改造數(shù)量的差異，最佳水循環(huán)周期需根據(jù)實(shí)際情況具體分析。

4.組合模式各單元環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)

4.1 田間排水溝

昆山地區(qū)一般為小型灌區(qū)，田間排水溝尺寸較小，寬度較窄，排澇降漬為其首要功能，因此不宜人為種植各類植物，可在格賓網(wǎng)、三維植被網(wǎng)或蜂窩狀水泥板基礎(chǔ)上保持原生態(tài)面貌，有選擇性地在溝中水體污染嚴(yán)重地段或溝渠系統(tǒng)末端擺放攔截箱以加強(qiáng)溝渠系統(tǒng)的去處功能[4]。在部分排水降漬要求較低的灌區(qū)，可適當(dāng)考慮低密度栽種酸模、莎草等體積小、凈水效率高、土保持能力強(qiáng)的植物。

4.2 尾水小型濕地

尾水小型濕地是指對(duì)圍繞灌區(qū)四周的排水支溝進(jìn)行適當(dāng)拓寬和生態(tài)改造，使其成為具備抗污染沖擊負(fù)荷的封閉式小型人工濕地。經(jīng)改造后的尾水小型濕地作為承納尾水的第一個(gè)蓄水池和凈化池，是田間排水溝與生態(tài)河道或溝塘濕地之間的一個(gè)緩沖帶，既可以利用農(nóng)田尾水在其中相對(duì)較長(zhǎng)的水力停留時(shí)間，通過(guò)植物吸收和濕地內(nèi)部微生物作用，消減農(nóng)田面源污染，同時(shí)，又能夠在降雨時(shí)吸納短時(shí)激增的農(nóng)田面源徑流，減輕了下級(jí)凈化系統(tǒng)的抗污染負(fù)荷壓力，提高了系統(tǒng)整體運(yùn)行的穩(wěn)定性和可靠性。由于小型尾水濕地仍然要承擔(dān)排澇降漬的功能，在有限的空間中同樣應(yīng)布置體積小、密度適中、抗污能力強(qiáng)、耐受性高的水生植物。

4.3 圩內(nèi)生態(tài)河道

具有減污功能的圩內(nèi)生態(tài)河道主要包括生態(tài)護(hù)岸及護(hù)底工程，生態(tài)護(hù)岸、護(hù)底可采取網(wǎng)墊植被復(fù)合型、水生植物護(hù)岸等技術(shù)，護(hù)底可采用植物型防滲砌塊等[5]。昆山的圩內(nèi)生態(tài)河道總長(zhǎng)約2800公里，普遍在河岸上栽種香樟、柳樹等，常水位以上堤設(shè)置草皮（高羊毛草或結(jié)縷草）覆蓋，河道中選擇蘆葦、再力花、菖蒲等。要注意的是圩內(nèi)生態(tài)河道首先應(yīng)具備的特征是其水利工程屬性，也要滿足排滯排澇及水流的不沖不淤要求[3]，在降雨時(shí)還應(yīng)具有行洪的作用，因此圩內(nèi)生態(tài)河道的挺水植物種植面積要適中，平衡生態(tài)需要和行洪要求。

5. 結(jié)語(yǔ)

針對(duì)圩內(nèi)低田（半高田）封閉和圩外高田開放灌區(qū)的特征，構(gòu)建的兩種典型水循環(huán)生態(tài)運(yùn)行模式，通過(guò)對(duì)田間排水溝、圩內(nèi)河道以及溝渠塘堰的生態(tài)改造，加以灌溉站的水動(dòng)力驅(qū)動(dòng)循環(huán)，持續(xù)性的消減農(nóng)業(yè)面源污染，為區(qū)域零排放的實(shí)現(xiàn)提供可能。圩內(nèi)低田（半高田）封閉灌區(qū)在實(shí)現(xiàn)區(qū)域水動(dòng)力循環(huán)和污染物零排放上條件更為優(yōu)越，可行性更高；圩外高田開放灌區(qū)在溝渠塘堰較多的灌區(qū)同樣具備區(qū)域內(nèi)污染物零排放的可行性，但針對(duì)部分條件受限灌區(qū)，可利用周圍具備改造條件的灌區(qū)，在規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)統(tǒng)籌考慮。

灌區(qū)各級(jí)濕地的規(guī)劃和布置還應(yīng)充分考慮濕地面積與其所承受排水的農(nóng)田面積比，太大則占用過(guò)多農(nóng)田，太小則又對(duì)N、P等污染物沒(méi)有去除效果或去除效果不明顯。特別是尾水小型濕地，在不具備拓寬改造條件時(shí)，應(yīng)首先保證其作為生態(tài)型支溝的排澇降漬功能。

昆山境內(nèi)境內(nèi)溝渠塘堰星羅棋布，加以眾多改造完成的景觀濕地，如在在生態(tài)灌區(qū)設(shè)計(jì)時(shí)，一并將其納入生態(tài)水循環(huán)體系，不僅節(jié)約了土地占用面積，而且可以充分發(fā)揮現(xiàn)有景觀濕地的生態(tài)功能。

參考文獻(xiàn)

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篇9

【關(guān)鍵詞】化工生產(chǎn) 節(jié)能 環(huán)保 減排近年來(lái)，我國(guó)化工行業(yè)中，由于高耗能、高污染產(chǎn)品產(chǎn)能增長(zhǎng)過(guò)快，致使行業(yè)產(chǎn)能過(guò)剩。我國(guó)的一項(xiàng)基本國(guó)策就是節(jié)能減排，要實(shí)現(xiàn)我國(guó)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展，就必須要求化工行業(yè)重視節(jié)能與環(huán)保，這是實(shí)現(xiàn)我國(guó)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的必然選擇?；どa(chǎn)行業(yè)由于耗能高，污染高，對(duì)節(jié)能與環(huán)保問(wèn)題應(yīng)更加重視，不但要?jiǎng)?chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益，而且要?jiǎng)?chuàng)造環(huán)境效益。采取多種措施，最大限度的提高能源利用效率，減少能耗，促進(jìn)節(jié)能與環(huán)保。目前，化工生產(chǎn)中采取的節(jié)能環(huán)保措施，主要有以下六個(gè)方面。

1 提高水資源的重復(fù)利用率

在化工生產(chǎn)過(guò)程中，用水量、排水量都較多，廢水污染防治任務(wù)也很重，提高化工生產(chǎn)過(guò)程中水資源重復(fù)利用率，實(shí)施循環(huán)經(jīng)濟(jì)非常重要。首先是間接冷卻水循環(huán)利用?；どa(chǎn)中間接冷卻水用量大，不含任何污染物質(zhì)，可全部回收循環(huán)利用。建設(shè)大批間冷廢水冷卻循環(huán)回用裝置，使生產(chǎn)間接冷卻水全部回用。間接冷卻水循環(huán)利用，可極大減少新鮮水用量。其次是工藝廢水多級(jí)串聯(lián)利用。多級(jí)串連利用水，減少了新鮮水用量和廢水排放量。工藝廢水的循環(huán)利用是廢水及污染物減排的主要途徑。生產(chǎn)用水采用閉路循環(huán)，無(wú)生產(chǎn)性廢水排放。加工處理過(guò)程中產(chǎn)生的廢水，主要來(lái)源于包裝車間等操作場(chǎng)所地面沖洗水，以及生活污水、蒸汽站排污及水質(zhì)軟化廢水等，上述廢水經(jīng)污水和中水處理站處理后大部分回收利用，少量排放管道排到污水處理廠。

2 提倡能源的綜合利用

化工生產(chǎn)企業(yè)使用的能源，種類繁多，品質(zhì)好壞不等。化工生產(chǎn)的工藝過(guò)程中，不但有吸熱過(guò)程，而且有放熱過(guò)程，因此，把化工生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的可燃性氣體的反應(yīng)熱，以及其他多種余能有效地組合起來(lái)，以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)能量的高效利用?；て髽I(yè)消耗的80%左右總熱能，最終是以低位熱能放出。所以，提高化工能源利用率的關(guān)鍵，就是對(duì)低位熱能實(shí)現(xiàn)有效利用。對(duì)甲醇精制過(guò)程中，精餾塔塔釜排出的廢水，進(jìn)入水處理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)循環(huán)利用。由于塔釜廢水有很大的熱量，在寒冷的冬季，可將之輸入居民供暖系統(tǒng)，把工業(yè)廢水的熱量，用到居民的取暖上來(lái)，這樣，不但對(duì)化工生產(chǎn)的熱量進(jìn)行了充分的利用，而且在很大程度上，使冬季供暖的壓力得到了緩解，實(shí)現(xiàn)了一舉倆得。

3 資源回收再利用

資源回收再利用，是指將化工生產(chǎn)的廢棄物，經(jīng)修復(fù)、翻新、再制造后，繼續(xù)作為產(chǎn)品使用，或者將廢棄物的全部或者部分，作為其他產(chǎn)品的部件進(jìn)行使用。在化工企業(yè)中，可以將有微小瑕疵的產(chǎn)品進(jìn)行再利用，或者循環(huán)利用包裝，以減少浪費(fèi)。在產(chǎn)品包裝上，對(duì)于可以回收再利用的包裝，進(jìn)行集中收回，經(jīng)過(guò)一定的清潔和消毒工序，再作為成品包裝重復(fù)利用，不但有效利用了資源，而且增加了經(jīng)濟(jì)效益，并在一定程度上降低了一次性包裝對(duì)環(huán)境的污染。通過(guò)原本是廢棄物的副產(chǎn)物進(jìn)行多途徑、多層次的循環(huán)利用，不但獲得了多種高附加值的產(chǎn)品，而且保護(hù)了環(huán)境。

4 降低動(dòng)力能耗

化工生產(chǎn)的動(dòng)力能耗，主要包括電力和蒸汽消耗，是化工企業(yè)能耗的主要部分。降低動(dòng)力消耗，可以采用電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速技術(shù)。由于目前多數(shù)化工企業(yè)裝置負(fù)荷率較低，采用變頻調(diào)速技術(shù)，是節(jié)能的有效途徑。合理地實(shí)行裝置間的聯(lián)合，對(duì)供熱系統(tǒng)優(yōu)化，在較大范圍內(nèi)進(jìn)行冷、熱物流的優(yōu)化匹配，促進(jìn)實(shí)現(xiàn)能量利用的最優(yōu)化。

5 開發(fā)綠色化工工藝

綠色化工工藝，指的是在化工產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程中，從工藝源頭上就運(yùn)用環(huán)保理念，進(jìn)行生產(chǎn)過(guò)程的優(yōu)化、廢物再利用與資源優(yōu)化，從而降低成本與消耗，減少?gòu)U棄物的排放，減少產(chǎn)品生命周期對(duì)環(huán)境的不良影響。作為一項(xiàng)復(fù)雜的化工系統(tǒng)工程，隨著科技與社會(huì)的進(jìn)步，綠色化工不斷發(fā)展與完善。綠色化工可有效緩解化工行業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與環(huán)境保護(hù)之間尖銳矛盾，實(shí)現(xiàn)我國(guó)化工環(huán)保上新臺(tái)階，也是化工行業(yè)可持續(xù)發(fā)展的必然選擇。6 采用干法熄焦技術(shù)

干法熄焦技術(shù)即傳統(tǒng)浸泡法熄焦改干法熄焦技術(shù)。該技術(shù)改造是繼加氫制氫系統(tǒng)加熱爐廢氣利用、廢水利用、焦化裝置煤氣風(fēng)機(jī)節(jié)電改造、酸性水汽提裝置、精酚處理裝置等大型節(jié)能技術(shù)改造后又一重大舉措。與浸泡法熄焦相比，干法熄焦技術(shù)采用噴霧低水熄焦。該技術(shù)可防止在熄焦過(guò)程中產(chǎn)生大量的含污染物的濕蒸汽排入大氣中，其中含有HCN、H2S、NH3、酚類、粉塵等有害物質(zhì)。其中，干法熄焦后產(chǎn)生煤氣作為鍋爐燃料氣，鍋爐煙氣對(duì)大氣的污染，減少SO2、CO2排放，完全符合環(huán)保要求。而它與傳統(tǒng)浸泡法工藝相比，傳統(tǒng)浸泡法噸焦炭耗水量在0.373噸，采用干熄焦后噸焦耗水約0.19噸；按年產(chǎn)135萬(wàn)噸蘭炭計(jì)算（年運(yùn)行8000小時(shí)）可節(jié)省水資源24.7萬(wàn)噸，每小時(shí)節(jié)約煤氣約30000m3/h，按年運(yùn)行8000小時(shí)計(jì)算可節(jié)約煤氣2.4億m3，折合標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)煤6000噸。該技術(shù)完全取消了明火干燥，大量節(jié)約煤氣，改善了現(xiàn)場(chǎng)操作環(huán)境及操作上的不便，原有的浸濕法熄焦改為蒸汽及霧化水熄焦，大大節(jié)約用水量，也改善了后續(xù)出焦工段篩分系統(tǒng)經(jīng)常粘結(jié)堵網(wǎng)的現(xiàn)狀，并解決了出焦通廊長(zhǎng)期被氣體縈繞，給操作和檢修帶來(lái)的問(wèn)題。

總之，針對(duì)化工行業(yè)一直以來(lái)存在的高污染、高能耗以及資源不能有效利用的問(wèn)題，要采取恰當(dāng)?shù)墓?jié)能與環(huán)保措施，在節(jié)能環(huán)保的同時(shí)取得顯著的經(jīng)濟(jì)效益，從而有力提升化工企業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力。

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篇10

關(guān)鍵詞：灰水沉清；中和；循環(huán)使用；零排放

中圖分類號(hào)：TB495文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1672-3198（2007）12-0294-02

1 鍋爐水膜除塵用水循環(huán)使用中存在的問(wèn)題探究

我司于2003年7月建成擁有一條6000kg/h打葉復(fù)烤生產(chǎn)線，設(shè)置了一臺(tái)10噸的燃煤鏈條組裝鍋爐，配套安裝了一臺(tái)離心式水膜除塵器。它由霧化室內(nèi)膽文丘里、麻石捕集器（主桶）和氣水分離器（副桶）三個(gè)部分組成。水噴淋在除塵器圓筒內(nèi)壁形成水膜，并沿內(nèi)壁向下流動(dòng)。含塵煙氣通過(guò)文丘里管從下部切向進(jìn)入除塵器主桶，呈螺旋式旋轉(zhuǎn)上升，被引風(fēng)機(jī)從主桶頂部抽出。煙氣中的灰塵和細(xì)小的煤顆粒被離心力分離出來(lái)，遇到水膜，就被吸附，向下流動(dòng)至灰斗從水封處溢出最后通過(guò)排水溝進(jìn)入沉灰池。主桶內(nèi)徑1.5M的除塵器，其每小時(shí)的耗水量約在2-3噸。為了節(jié)能，水膜除塵器的用水在籌建設(shè)計(jì)時(shí)就考慮采取循環(huán)使用，建造了兩個(gè)互為備用的五級(jí)灰水沉清池，設(shè)置了污水泵站，安裝了兩臺(tái)一用一備的污水泵。水膜除塵器出來(lái)的灰水經(jīng)過(guò)前四級(jí)池沉清后進(jìn)入第五級(jí)清水池進(jìn)行中和最后通過(guò)化工泵再輸送到水膜除塵器，達(dá)到循環(huán)利用不外排的目的。但在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中由于鍋爐煙氣中含有二氧化硫等有害腐蝕性成分，除塵廢水經(jīng)過(guò)多次的循環(huán)使用后，廢水里的酸性物不斷濃縮聚積，腐蝕性加大，造成了污水循環(huán)系統(tǒng)管路和部件的損壞，甚至連不銹鋼化工泵的殼體、葉輪和軸都會(huì)產(chǎn)生腐蝕損壞。雖有進(jìn)行酸堿中和，但由于池體容積較小和中和反應(yīng)的時(shí)間太短，而無(wú)法較大地改善廢水PH值。經(jīng)檢測(cè)該廢水經(jīng)過(guò)循環(huán)使用5天后， PH值可以達(dá)到2.8。同時(shí)因?yàn)閳?chǎng)地限制，灰水沉清池整體較短，廢水通過(guò)時(shí)間偏短造成其中夾帶的顆粒物無(wú)法完全沉淀，還導(dǎo)致污水循環(huán)管路、設(shè)備、設(shè)施的沖刷磨損和噴嘴堵塞。以上原因致使我司的水膜除塵廢水處理循環(huán)設(shè)備經(jīng)常處于癱瘓狀態(tài)，最后導(dǎo)致廢水不得不外排。

2 探索解決辦法

要想實(shí)現(xiàn)水膜除塵用水循環(huán)使用，就要解決幾點(diǎn)難題：①要解決水泵腐蝕、壽命短的問(wèn)題，必須尋找到一種耐腐蝕、耐磨損，使用壽命長(zhǎng)的水泵；②要解決灰水分離問(wèn)題，減少水泵、管路的磨損以及減少水膜除塵噴頭堵塞的機(jī)率，從而提高水膜除塵效果；③要解決循環(huán)水酸度太高，腐蝕水泵、管路及部件設(shè)施的問(wèn)題；④要解決沉灰池清理灰渣時(shí)廢水存放的問(wèn)題；⑤要解決水膜除塵用水反復(fù)循環(huán)使用，吸附飽和濃度增高，除塵效果下降等問(wèn)題。

（1）為此我們從2005年開始進(jìn)行多方市場(chǎng)調(diào)研，對(duì)不同材質(zhì)的水泵都進(jìn)行了試用，結(jié)論如下：

通過(guò)試用比較，我們最終確定采用HTB65-50-160型塑料化工泵，該泵的材料主要采用具有高耐磨損性、自性、耐沖擊性的超高分子量聚乙烯等新一代工程塑料，具有耐腐蝕、耐磨損，使用壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)，而且價(jià)格低廉，能夠很好符合公司的生產(chǎn)工況。

（2）要降低循環(huán)水的酸性，可以采取的方式是加水稀釋或加堿中和。

從以上數(shù)據(jù)可以得知，使用純堿中和，效果較好，但費(fèi)用高，不利于降低生產(chǎn)成本；而采用生石灰，效果可以滿足要求，但有殘留物，容易堵塞水泵、管路及噴嘴，影響使用。因此采用生石灰處理就必須解決殘留物問(wèn)題。

（3）要解決沉灰池清理灰渣時(shí)除塵廢水存放的問(wèn)題，就必須另外設(shè)置一個(gè)蓄水池。同時(shí)要實(shí)現(xiàn)除塵廢水循環(huán)使用，使用成本低的中和劑，就還要解決除塵廢水灰水分離和去除中和殘留物的問(wèn)題。根據(jù)生產(chǎn)特點(diǎn)及試驗(yàn)測(cè)算，沉灰池一般每10天清理一次灰渣，每次需要排出除塵廢水25噸，而廢水必須經(jīng)過(guò)5天以上中和、自然沉淀和濾網(wǎng)過(guò)濾，所含的煤灰量、殘留物才能減少到符合循環(huán)使用的要求。為此我們?cè)O(shè)置了一個(gè)50 m3廢水沉清中和池，用于灰水分離和中和、去除殘留物使用。為了徹底沉清水質(zhì)并起到預(yù)防除塵廢水突然產(chǎn)生量過(guò)大無(wú)法容納問(wèn)題，我們根據(jù)地形特點(diǎn)，設(shè)置了一個(gè)150 m3清水池。主要工作原理如下：

關(guān)閉沉清中和池與清水池之間的隔斷門，該隔斷門背后增設(shè)過(guò)濾網(wǎng)。每5天將一個(gè)沉灰池中的水抽調(diào)25噸到沉清中和池（每10天安排沉灰池清灰一次），并立即往沉清中和池中加入50kg生石灰進(jìn)行中和，采用人工方式攪拌中和，然后讓其靜置3天，第四天開始打開沉清中和池與清水池之間的隔斷門，保留過(guò)濾網(wǎng)不動(dòng)，讓水通過(guò)過(guò)濾網(wǎng)緩慢地流入清水池。然后讓水在清水池靜置1天后即可用水泵（抽水泵周圍2個(gè)平方區(qū)域設(shè)置過(guò)濾網(wǎng)）抽回沉灰池繼續(xù)使用。沉清中和池中的灰渣每?jī)蓚€(gè)月在設(shè)備停機(jī)周保時(shí)間打撈清理一次。

（4）補(bǔ)充新鮮水、抽走部分廢水。通過(guò)分析燃煤鏈條爐排鍋爐的特點(diǎn)，將分層給煤冷卻水及鍋爐排污水引入沉灰池，用以稀釋除塵廢水，這部分新鮮水每天約有2.5噸，可以起到稀釋降低廢水濃度10%的作用。另一方面，我們?yōu)榱吮ＷC原煤燃燒的效果，必須提高原煤的含水量，一般應(yīng)達(dá)到15%左右，以實(shí)際每天消耗原煤20噸，原煤原含水率10%測(cè)算，每天需要給原煤補(bǔ)水1噸（原來(lái)給原煤補(bǔ)水是采用城市直供水，通過(guò)改造現(xiàn)使用除塵廢水），因此通過(guò)每天抽取1噸除塵廢水給原煤加濕，可以進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)降低除塵廢水濃度的目的。

（5）除塵廢水在循環(huán)使用過(guò)程中，由于水膜除塵器脫水效果不可能達(dá)到100%，而且存在水分的自然蒸發(fā)，經(jīng)過(guò)測(cè)算，該部分水每天損失達(dá)到1-2噸。通過(guò)水平衡計(jì)算，每個(gè)沉灰池容水25噸+每天補(bǔ)充新鮮水2.5噸-每天水損失1-2噸-每天原煤補(bǔ)水1噸=25噸，可以得知在除塵廢水循環(huán)使用過(guò)程中，水量總體保持平衡。具體技改工藝圖如下：

3 設(shè)施設(shè)備運(yùn)行效果評(píng)價(jià)

從2005年我們開始探索出解決除塵用水循環(huán)使用的技改工藝后，實(shí)施兩年來(lái)，污水泵運(yùn)行正常，員工操作簡(jiǎn)單，水膜除塵器噴嘴工作正常，沒(méi)有發(fā)生堵塞現(xiàn)象，廢水在循環(huán)過(guò)程中，PH值始終保持在5.5左右，設(shè)施總體運(yùn)行順暢，使用效果良好，達(dá)到節(jié)能減排的技改目的。

4 經(jīng)濟(jì)效益

經(jīng)濟(jì)分析詳見下表：

由上表可以看出，技改后投資當(dāng)年即可收回，次年開始每年運(yùn)行成本約1.5萬(wàn)元，每年可以節(jié)約用水1萬(wàn)噸，節(jié)約總費(fèi)用11萬(wàn)元。

5 社會(huì)效益

通過(guò)技改，我司實(shí)現(xiàn)了鍋爐除塵廢水循環(huán)綜合利用零排放的目的，企業(yè)為環(huán)保事業(yè)的發(fā)展做出了應(yīng)有的努力，取得了良好的社會(huì)效益。

6 結(jié)論

整個(gè)技改工藝實(shí)施后，每年可以節(jié)約用水1萬(wàn)噸，節(jié)約費(fèi)用11萬(wàn)元，同時(shí)實(shí)現(xiàn)除塵廢水零排放，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，也是公司節(jié)能減排工作的重大舉措。該項(xiàng)技改工藝，可以結(jié)合其它生產(chǎn)企業(yè)生產(chǎn)實(shí)際情況推廣應(yīng)用。

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