水是万物之源,生命之本,是社会经济发展的命脉,是不可替代的宝贵自然资源。然而,全球变暖与过度开垦砍伐等诸多人为因素的影响,导致淡水资源急剧减少,缺水已成为世界性的问题,成为制约社会进步和经济发展的瓶颈。1997年1月20日,联合国发出了淡水资源短缺的警报:“缺水问题将严重制约下世纪的经济和社会发展,并可能导致国家间的冲突”。这份题为《对世界淡水资源的全面评估》的报告指出,目前全世界1/5以上的人口,即12亿人面临“中高度到高度缺水的压力”。该报告还预测,到2025年,世界人口将激增到83亿,全世界将有1/3的人口遭受“中高度到高度缺水的压力”。随着工业的发展和人口急剧增长,淡水紧缺问题已引起世界各国的普遍关注,我国面临的淡水紧缺问题尤其严峻。我国水资源居世界第六位,但人均水量仅为世界人均水量的1/4,居109位,加之淡水资源的时空分布不均和我国人口分布不均、社会发展不均,造成部分城市淡水资源严重紧缺。目前全国有300多个城市缺水,日缺水量约1000万立方米以上,50多个城市严重缺水。淡水资源紧缺已严重影响这些地区的人民生活和经济发展,每年造成直接经济损失数千亿元。
日益尖锐的水资源供需矛盾迫切需要解决办法,进一步贯彻落实合理用水、节约用水举措的同时,污水处理、中水回用、再生水等诸多水处理技术应运而生。物与物之间是相互矛盾的,也是环环相扣的,日益严重的水资源问题成为制约社会发展的桎梏,却有形的成就了水处理行业及相关产业链市场的重重商机,也诠释了水处理行业发展的巨大空间。
二 我国水处理行业发展现状
从水处理行业的实际运行角度看,可将其划分为循环水系统治理、水资源综合治理、自来水供应及其他特种水处理三个类别。循环水系统治理行业主要包括中央空调冷却循环水处理、冷冻循环水处理、采暖水处理、集中供暖循环水处理、工业冷却冷冻循环水处理几个细分市场的设备生产和销售。水资源综合治理行业主要包括污水治理、景观环境水体治理、雨洪利用、城市污废水综合利用、普通生产污废水综合利用几个细分市场。自来水供应及其他主要是由自来水供应及其他水处理行业构成。
由于自来水供应及其他这一细分行业对水处理的技术要求较低,各类技术也较为成熟,下文的水处理行业主要研究对象为循环水系统治理和水资源综合治理行业。
2.1 循环水系统治理技术
循环水处理技术归根结底就是在控制水质指标的前提下,保障系统稳定可靠运行、降低处理成本、提高浓缩倍数、节约水资源、杜绝二次污染排放等。目前,循环水系统治理领域的主要技术是物理方法和化学方法。
2.1.1 物理法水处理技术
物理法水处理技术的发展先后经历了强磁处理、高压静电处理、高频电磁处理及射频处理四大阶段。目前,基于强磁处理和高压静电处理技术的产品因使用条件的限制已逐渐失去竞争优势,高频电磁处理及射频处理技术成为主流技术,射频式物理场水处理技术在国内外集中式空调及采暖系统的循环水处理领域得到广泛应用。
2.1.2 化学法水处理技术
循环水化学水处理技术是通过向循环水中投加水质稳定剂等化学产品的形式来解决系统结垢、腐蚀及菌藻滋生等问题。化学法循环水处理技术的发展是随着大型化肥、石油、化工、冶金装置的引进而发展起来的,主要是通过加药设备定时或定期向循环水中投加定量药剂来控制水质的结垢、腐蚀及菌藻滋生等问题。
目前,地表水、地下水及污水回用等动态性补水水质逐渐应用于循环水系统。动态化的补水水质与静态化的循环水水质要求之间就产生了矛盾,物化法水处理技术较好地解决了这一问题。即在物理法静态化处理循环水技术的基础上,辅以动态化化学法处理,解决由于补水水质波动造成的循环水水质不稳定的问题。该方法是循环水系统治理领域未来的发展趋势[2-8]。
2.2 水资源综合治理技术
水资源综合治理领域尚未形成具有全部功能的生产工艺,各种技术方法散见于污水、景观水、雨洪等相关水处理领域。
2.2.1 污水治理技术
目前我国污水处理中应用较多的技术包括氧化沟工艺、SBR法、CASS工艺、接触氧化法、曝气生物滤池工艺(BAF)、MBR法和速分生物处理技术等。选取主要方法描述如下:
(1)CASS工艺
CASS(Cyclic Activated Sludge System)工艺是近年来国际公认的处理生活污水及废水的先进工艺之一。其基本结构是:在序批式活性污泥法(SBR)的基础上,反应池沿池长方向设计为两部分,前部为生物选择区也称预反应区,后部为主反应区,其主反应区后部安装了可升降的自动撇水装置。整个工艺的曝气、沉淀、排水等过程在同一池子内周期循环运行,省去了常规活性污泥法的二沉池和污泥回流系统;同时可连续进水,间断排水。
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