城市污水再生及熱能利用技術(shù)

前言

　　改革開放以來，我國經(jīng)濟(jì)快速增長，各項建設(shè)取得巨大成就，但同時也付出了相當(dāng)大的資源和環(huán)境代價，經(jīng)濟(jì)發(fā)展與環(huán)境保護(hù)的矛盾日趨尖銳。因此在全社會深入開展節(jié)能減排工作，發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)，加快建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會，對貫徹落實科學(xué)發(fā)展觀，轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式，應(yīng)對全球環(huán)境變化，實現(xiàn)我國經(jīng)濟(jì)社會全面協(xié)調(diào)可持續(xù)發(fā)展具有極其重要而深遠(yuǎn)的意義?！　閷崿F(xiàn)中國經(jīng)濟(jì)社會又好又快發(fā)展，調(diào)整經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)增長方式，緩解我國能源、資源和環(huán)境的瓶頸制約，并為中國水體污染控制與治理提供強(qiáng)有力的科技支撐，我國在2006年提出并已開始實施的《國家中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要（2006-2020）》中，首次將水體污染控制與治理列為與大型飛機(jī)、載人航天與探月工程等相并列的16個重大科技專項。根據(jù)這一發(fā)展規(guī)劃綱要要求，按照“自主創(chuàng)新、重點跨越、支撐發(fā)展、引領(lǐng)未來”的環(huán)境科技指導(dǎo)方針，水體污染控制與治理專項從理論創(chuàng)新、體制創(chuàng)新、機(jī)制創(chuàng)新和集成創(chuàng)新出發(fā)，針對解決制約我國社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重大水污染科技瓶頸問題，重點突破工業(yè)污染源控制與治理、農(nóng)業(yè)面源污染控制與治理、城市污水處理與資源化、水體水質(zhì)凈化與生態(tài)修復(fù)、飲用水安全保障以及水環(huán)境監(jiān)控預(yù)警與管理等水污染控制與治理等關(guān)鍵技術(shù)和共性技術(shù)，遵循集中力量解決主要矛盾的原則，選擇典型流域開展水污染控制與水環(huán)境保護(hù)的綜合示范。水專項是新中國成立以來投資最大的水污染治理科技項目，總經(jīng)費概算三百多億元人民幣?！　〕鞘形鬯幚砼c資源化利用，在建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會的進(jìn)程中具有重要位置，也是目前國家實施的水體污染控制與治理專項的重要組成部分之一，需集當(dāng)今各種污水治理技術(shù)之大成。因此，當(dāng)前對城市污水資源化利用的研究與技術(shù)開發(fā)工作，應(yīng)以更加寬廣的視野進(jìn)行觀察、分析和討論，并將城市污水看作是一個潛力巨大的、具有多種用途的資源，在不斷深入研究開發(fā)各種高效節(jié)能污水資源化技術(shù)基礎(chǔ)上，進(jìn)一步從不同角度挖掘和開發(fā)污水資源化過程中所蘊(yùn)藏的潛能。從自然資源利用角度而言，城市污水的再生與資源化利用應(yīng)當(dāng)是全方位的、徹底的，而不是局部的、有限的，否則就是對資源的一種浪費。　　當(dāng)今科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，已使人們認(rèn)識到經(jīng)過一定程度處理的城市污水，除了可以作為水資源的一部分加以利用外，還可以將其作為城市低溫?zé)崮苜Y源加以利用，從而開辟了清潔能源利用的新途徑。作為21世紀(jì)的理想的城市污水資源化技術(shù)，不應(yīng)僅僅滿足于將城市污水只作為水資源方面的補(bǔ)充利用，應(yīng)是集污水再生回用、污泥利用及污水熱能利用三位一體的系統(tǒng)體系，而21世紀(jì)科學(xué)技術(shù)發(fā)展的水平和能力，已為實現(xiàn)這一目標(biāo)提供了可靠技術(shù)保障。　　本書正是基于上述觀點和認(rèn)識，為了適應(yīng)形勢發(fā)展的需要，根據(jù)近年來國內(nèi)外城市污水資源化利用領(lǐng)域所取得的科學(xué)技術(shù)進(jìn)步成果，在我們2003年編著的《城市污水的資源再生及熱能回收利用》基礎(chǔ)上重新進(jìn)行編著而成的。本書主要圍繞城市污水再生利用、污水熱能利用及污水污泥資源化利用技術(shù)而展開，力圖反映國內(nèi)外該領(lǐng)域的最新科研及應(yīng)用成果，以使內(nèi)容更加豐富，系統(tǒng)性更強(qiáng)，既具有較強(qiáng)的理論性和技術(shù)性，又具有一定的實用性。我們希望通過該書的編著，為進(jìn)一步豐富和完善城市污水資源化利用理論與技術(shù)體系，推動我國城市污水資源化利用總體技術(shù)水平的提高做出微薄貢獻(xiàn)。

內(nèi)容概要

本書重點圍繞城市污水再生利用、污水熱能利用及污水污泥資源化利用技術(shù)而展開。全書共分三篇18章，論述了城市污水再生利用的意義、技術(shù)方法、途徑，污水資源回收的物質(zhì)，規(guī)劃評價方法及實際工程分析；詳細(xì)介紹了城市污水熱能回收利用系統(tǒng)的原理、技術(shù)方式、工藝技術(shù)分析、主要影響因素分析、有關(guān)實驗研究方法及國內(nèi)外研究與工程應(yīng)用實例；重點介紹了當(dāng)前城市污水污泥的主要資源化利用途徑、技術(shù)方法及需考慮的工程技術(shù)問題。     本書可供環(huán)境工程、市政工程等領(lǐng)域的工程技術(shù)人員、科研人員參考，也可供高等院校相關(guān)專業(yè)師生參閱。

書籍目錄

第一篇　城市污水的再生回用與資源回收 　第1章　概述　第2章　城市污水再生回用方法與資源回收技術(shù)　第3章　城市污水的再生回用　第4章　污水的資源回收　第5章　城市污水再生利用項目的規(guī)劃與評價第二篇　城市污水熱能的回收利用 　第6章　概述　第7章　熱泵原理與特性　第8章　城市污水熱能回收利用系統(tǒng)原理及方式　第9章　城市原生污水熱能回收技術(shù)分析　第10章　城市污水熱能回收利用系統(tǒng)運(yùn)行狀況分析　第11章　我國城市污水熱能回收利用可行性分析　第12章　污水熱能利用系統(tǒng)實驗研究　第13章　國內(nèi)外污水熱能回收利用實例第三篇　城市污水污泥資源化利用 　第14章　城市污水污泥特性及資源化利用狀況　第15章　城市污水污泥土地利用　第16章　城市污水污泥堆肥　第17章　城市污水污泥在建材方面的利用　第18章　污水污泥兩相厭氧消化及其他資源化利用途徑

章節(jié)摘錄

　　4.2.4 電化學(xué)法　　與物理化學(xué)法相比，水處理的電化學(xué)法可簡化工藝流程，降低投資和生產(chǎn)費用，穩(wěn)定凈化排水中鹽的含量，減少新生成沉淀的數(shù)量。　　應(yīng)用不溶陽極的電化學(xué)浮選法是比較有前景的電化學(xué)法之一。應(yīng)用電化學(xué)浮選的前景與溶液電解時均勻地分散于被處理液體中的分散氣泡（氫氣、氧氣、氯氣）的形成有關(guān)。不僅將污染顆粒，而且將物理吸附在這些顆粒上的個別可溶性雜質(zhì)都除到泡沫層中。電化學(xué)浮選可以有效地除去污水中以懸浮物和乳狀物形式存在的污染物。根據(jù)被處理水的物理化學(xué)性質(zhì)和被提取的污染物的相分散狀態(tài)，為強(qiáng)化電化學(xué)浮選過程和提高污水凈化程度，應(yīng)該預(yù)先中和酸性或堿性成分，并使金屬離子變成難溶性化合物。　　電化學(xué)浮選pH調(diào)節(jié)器用于在pH值為4～10時從污水中回收有色金屬離子。pH調(diào)節(jié)器可同時實現(xiàn)4個不同的功能：使污水的pH達(dá)到需要的值；使氣泡飽和；依靠離子通過離子交換膜遷移使水局部脫鹽；以浮選礦泥的形式去除液體中的分散相。其最重要的作用是降低溶液的pH值，使其達(dá)到金屬氫氧化物最小溶解度所需的pH值?！　‰娀瘜W(xué)法調(diào)節(jié)pH比化學(xué)藥劑調(diào)節(jié)pH有很大的優(yōu)點：不用稀缺的藥劑，可防止殘余酸和堿的陽離子和陰離子污染水；電解的結(jié)果改變了水的許多物理化學(xué)性質(zhì)，保證它的活性。這種水具有較好的脫脂性和生物活性，可以找到非常廣泛的用途。　　設(shè)備采用連續(xù)工作制度，可以從污水中提取金屬離子，如Cu2+、Ni2+、Znz+、Cd2+、Cr2+、Fea+、Al抖、Sn2+等?？梢詥为毜靥崛∷鼈儯部梢栽诔跏紳舛?0～300mg／L時混合提取它們。同時，還可以使80％的凈化水重復(fù)利用在工藝循環(huán)中。在凈化堿性污水和溶液時，80％～85％的堿可再生。水中金屬的殘余濃度為0.5～5.0mg／L，這表明氫氧化物具有一定的溶解性?！　‰娀瘜W(xué)浮選一過濾器可用于廢水的深層次凈化，依靠電化學(xué)浮選和吸附聯(lián)合作用來除去污水中的雜質(zhì)。電化學(xué)浮選可以除去水中的懸浮物和膠體顆粒，而經(jīng)過活性炭的過濾可除去存在于溶液中的雜質(zhì)，如有色金屬離子和有機(jī)物，同時可降低被處理水的色度?！　榱颂岣邇艋潭?，把含有磷酸鹽離子的堿性藥劑的溶液加入到待凈化水中，可導(dǎo)致生成不溶金屬羥基磷酸鹽，它的溶解度比相應(yīng)的金屬氫氧化物低?！　∈褂秒娀瘜W(xué)浮選一過濾器可以使水中有色金屬的濃度降低到0.05～0.1mg／L，水的硬度降到0.05～0.1mg／L，有機(jī)雜質(zhì)含量降到30～50mg 02／L。凈化過的水可以作為設(shè)備冷卻水、循環(huán)水或養(yǎng)魚池水使用?！　∨菽a(chǎn)品是單一的氫氧化物還是它們的混合物與水的成分有關(guān)。在特定的條件下可能形成銅、鉛、鎳等金屬的復(fù)雜的羥基氯化物、羥基硫酸鹽和羥基碳酸鹽。與沉淀池中形成的沉淀不同，浮選礦泥含有較少的水分，為92 9／6～95％，很容易脫水?？梢园雅菽a(chǎn)品溶解在酸性溶液（陽極電解液）中，然后，在不同的電流強(qiáng)度和pH值下分步電解來提取金屬離子，其中分離金屬大大提高了被回收金屬價值。

編輯推薦

　　《城市污水再生及熱能利用技術(shù)》為了適應(yīng)形勢發(fā)展的需要，根據(jù)近年來國內(nèi)外城市污水資源化利用領(lǐng)域所取得的科學(xué)技術(shù)進(jìn)步成果，在編者們2003年編著的《城市污水的資源再生及熱能回收利用》基礎(chǔ)上重新進(jìn)行編著而成的?！冻鞘形鬯偕盁崮芾眉夹g(shù)》主要圍繞城市污水再生利用、污水熱能利用及污水污泥資源化利用技術(shù)而展開，力圖反映國內(nèi)外該領(lǐng)域的最新科研及應(yīng)用成果，以使內(nèi)容更加豐富，系統(tǒng)性更強(qiáng)，既具有較強(qiáng)的理論性和技術(shù)性，又具有一定的實用性。

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