香港利用海水沖廁的實踐
香港供水水源,一是來自占全香港土地總面積1/3的龐大雨水收集系統(tǒng),二是來自廣東省的東深供水工程,供水量達(dá)7.6×108m3/a,占全港淡水需求量的80%以上。全香港現(xiàn)有水塘存水總量為5.86×108m3,其中容積最大的兩個是在海中興建的淡水湖,占存水量的87%。由于淡水來之不易,香港供水曾屢次出現(xiàn)危機(jī),為此于1958年開始籌劃利用海水沖洗廁所的節(jié)水途徑,并取得了成果。
1 海水供應(yīng)系統(tǒng)
像淡水供水系統(tǒng)一樣,在香港另有一個完全獨(dú)立的海水供應(yīng)系統(tǒng),為市區(qū)和新市鎮(zhèn)提供沖廁用水,F(xiàn)在,已有76%的人口采用海水沖廁,海水用量達(dá)1.99×108m3/a。由于廣泛使用海水沖廁,因而節(jié)省了大量淡水。
海水沖廁系統(tǒng)主要由供水站(泵房)、配水管、調(diào)蓄水池等組成,自成一套獨(dú)立的配水管網(wǎng)體系,供水站就近取海水并適當(dāng)處理后供用戶使用,該供水網(wǎng)絡(luò)由37個抽水站、42個配水池及約1050 km長的水管組成。
2 海水處理過程
海水處理從進(jìn)水口開始按以下工序依次進(jìn)行:
① 篩分離。海水先經(jīng)過設(shè)于進(jìn)水口處的不銹鋼格柵,通過12mm2的網(wǎng)孔截留并去除大顆粒雜質(zhì),為保證格柵正常工作,通常一周沖洗一次。
② 曝氣(在取水點水質(zhì)達(dá)標(biāo)的條件下一般不設(shè))。格柵分離懸浮雜質(zhì)后,在溶解氧缺乏的情況下,可能會產(chǎn)生異臭怪味。因此,可在供水站加設(shè)曝氣裝置,進(jìn)行曝氣充氧。香港現(xiàn)在都不設(shè)曝氣裝置。
③ 加氯處理。在供水站根據(jù)水質(zhì)狀況加氯3~6mg/L,以保證管網(wǎng)末梢能有1mg/L的余氯,這樣可避免供水系統(tǒng)中因細(xì)菌和生物繁殖對水質(zhì)造成的不良影響,并可防止因生物繁衍沉積使供水能力降低。以往加氯一般采用液氯,但水廠(站)往往因液氯瓶貯存場地有限,運(yùn)送稍一滯緩即造成加氯處理的中斷。為此,現(xiàn)在采用海水電解分離的方法直接在現(xiàn)場制取次氯酸鈉產(chǎn)生氯氣,這種產(chǎn)氯的方法比以往采用液氯減少了運(yùn)輸瓶罐貯存空間。
3 水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)
像香港這樣大規(guī)模利用海水沖廁尚無先例,因此這方面的用水水質(zhì)尚無國際標(biāo)準(zhǔn),香港水署為海水供應(yīng)系統(tǒng)擬定的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)見表1。
表1 沖廁用水的海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)
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水務(wù)署不斷監(jiān)測現(xiàn)有取水點和沖廁供水系統(tǒng)中的海水水質(zhì),結(jié)果表明,水質(zhì)在整體上符合以上標(biāo)準(zhǔn)。由于海水即使經(jīng)過處理仍具腐蝕性且混濁度偏高,因此,水務(wù)署供應(yīng)的海水不收水費(fèi),但必須預(yù)留水表位,以供定期核查用水量。
在海水利用方面,持續(xù)、充分加氯以保證余氯濃度,對于抑制供水系統(tǒng)內(nèi)海生物等的沉積是很有必要的,但對于一些無蓋水池,因加氯效果較難維持而使藻類繁殖較難抑制,為此采用投加適量的硫酸銅或建成加蓋的水池,并定期去除有機(jī)沉積物以提高這方面處理的效果。
4 供水管網(wǎng)系統(tǒng)
香港規(guī)定所有建筑物都應(yīng)有兩個供水系統(tǒng),一是飲水供應(yīng)系統(tǒng),另一是沖廁水供應(yīng)系統(tǒng),即使暫時沒有海水供應(yīng)的地區(qū)也是如此。有海水供應(yīng)的地區(qū)必須用海水沖廁,但不允許作其他用途,若用淡水沖廁或用沖廁海水作為他用均屬違法。由于海水中的氯化物和硫酸鹽含量甚高,海水沖廁供應(yīng)系統(tǒng)的每個部分(包括調(diào)蓄水池),均需以適用于海水的材料制造。在內(nèi)部供水設(shè)施方面,球墨鑄鐵管及低塑性聚氯乙烯水管(PVC—U)最為常用!稑怯顑(nèi)部供水設(shè)備防銹喉管物料》(一般資料)是香港水務(wù)署推薦采用的各種抗銹蝕喉管物料匯編,供用戶參考。
香港供應(yīng)的海水,一般在系統(tǒng)內(nèi)保持14.7×104 Pa的水壓,不足以為多層大廈的所有用戶提供用水。因此,往往要采用間接供水系統(tǒng)。即使采用的是直接供水系統(tǒng),設(shè)置樓頂水箱仍然是必要的,其目的是減少輸水管直接供水遭受污染的危險。
《水務(wù)設(shè)施條例》是香港管制水務(wù)設(shè)施的法例,而《水務(wù)設(shè)施規(guī)例》是其附屬法例!断愀鬯畡(wù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格》(樓宇內(nèi)水管裝置適用),是一套由香港水務(wù)署根據(jù)水務(wù)設(shè)施條例賦予的權(quán)利而制訂的標(biāo)準(zhǔn)。
5 排水系統(tǒng)
海水沖廁后與使用過的淡水一并進(jìn)入城市污水管網(wǎng),由于污水管網(wǎng)一般采用混凝土管,腐蝕問題未帶來明顯危害,所以渠務(wù)署技術(shù)人員并未專門關(guān)注。
6 污水處理
香港平均淡水用量為250.9×104m3/d,平均海水用量為54.6×104m3/d,海水占污水總量的17.9%,海水鹽分得到較大稀釋。香港的污水處理一般采用傳統(tǒng)的活性污泥法,進(jìn)行二級處理后深海排放。城市污水中海水成分的存在對生物處理系統(tǒng)無特殊影響,但要根據(jù)實際污水水質(zhì)進(jìn)行設(shè)計,確定停留時間、曝氣量、培養(yǎng)生物種群等。污水處理存在的主要問題是海水對污水處理設(shè)施的腐蝕,增加了污水處理廠的維護(hù)費(fèi)用。
7 水費(fèi)
住宅用水:每4個月耗水量1~12m3免費(fèi);13~43m3為4.16港元/m3;44~62m3為6.45港元/m3;超過62m3為9.05港元/m3。
非住宅用水:商業(yè)為4.58港元/m3;建筑為7.11港元/m3;遠(yuǎn)洋船為10.93港元/m3;非遠(yuǎn)洋船為4.58港元/m3。
沖廁用淡水:每4個月耗水量1~30m3免費(fèi);超過30m3為4.58港元/m3。
沖廁用海水:免費(fèi)。
香港的供水收入:水費(fèi)收入不足50%,政府差額津貼+政府為住宅用戶提供免費(fèi)用水津貼+政府征收樓宇用水費(fèi)收入占50%以上。香港供水總支出在50×108港元/a以上,其中從廣東省大量購水約需22億港元。海水供應(yīng)未單獨(dú)核算成本,海水供應(yīng)電費(fèi)支出約為0.32港元/m3。
8 海水水質(zhì)的保護(hù)
用于海水沖廁的水源保護(hù)是不能忽視的。香港過去由于生活污水和工廠廢水隨意排放,污染也曾較為嚴(yán)重,F(xiàn)在根據(jù)防止水污染條例劃分了10個水域,對這些水域排放的水質(zhì)作了嚴(yán)格的限制。在市區(qū)中心地帶,建有24 km長的大型污水管道,而設(shè)于昂船洲的大型污水處理廠已經(jīng)啟用,采用化學(xué)輔助處理方法處理多達(dá)350×104 m3/d的污水,并正在興建一個大型的深海管道污水排放系統(tǒng)。
9 結(jié)論
香港淡水緊缺,利用靠近海域優(yōu)勢在全香港普及海水沖廁以節(jié)約淡水耗量。根據(jù)1998年統(tǒng)計,香港平均耗水總量305.5×104m3/d,其中海水平均耗水量達(dá)54.6×104m3/d。對于海水供水系統(tǒng),保護(hù)海洋環(huán)境、選擇最佳取水點要給予足夠的重視,這樣方可保證有符合標(biāo)準(zhǔn)的沖廁海水水質(zhì),并使海水沖廁得以推廣。
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