地下水环境 2018-05-16
在常规淡水资源受限的情况下，再生水回用于饮用（Potable Water Reuse-PWR）技术可提供安全和可持续的供水。视乎水源的类型，一般来说基于地表水的传统供水的水处理能耗（不包括输水和配水）通常为0.05-0.37kWh/m³，地下水供水则为0.19-0.58 kWh/m³，苦咸水淡化为0.26-2.6 kWh/m³，海水淡化为3.7-4.4kWh/m³。 在某些地区，从外地调水是比较独的特解决方案，其成本主要取决于运输距离和海拔差异，例如美国加州的水道调水工程仅运输的能耗就高达0.79kWh/m³，这还没包括水处理的能耗。
世界各地的许多地区已经有不少再生水回用于饮用的案例。现有解决方案的能耗范围在1.15-2.00kWh/m³之间。尽管与苦咸水/海水淡化相比，这些PWR方案的成本效益已经相对更优，但与传统的饮用水处理相比它们的单位能耗依然显著。
PWR技术已经有50多年的实践历史了，个别一些处理工艺的显著改进和水质监测技术的提高也已经增强了全球饮用水回用实践应用的信心。然而，公众信心的缺乏、监管方面的不确定性，以及高能耗和随后的高运营和维护成本，都阻碍了PWR的进一步普及。另一方面，随着大家对水质要求愈加严格，将有新增的工序来满足新兴的微生物和化学污染物的处理要求，这将进一步增加日后水处理系统的能耗。
在过去，其实已经有些显著的工艺优化提高了能效，主要通过改进活性污泥工艺的曝气系统，以及高压膜过滤和厌氧工艺的能量回收装置。然而，目前再生水厂的设计理念仍然沿袭最初的生物处理和脱氮除磷，然后进行深度处理，而不太关注同步能量回收。市政污水的进水COD 浓度约为250-950mg/L，视乎消耗的COD负荷，不同的计算有不同的结果，但一般来说，它的潜在能量值为1.66-1.93kWh/m³（COD = 430-500mg/L）或高达3.09-3.86kWh/m³（COD = 800-1000mg/L）。 而包含硝化工艺的活性污泥法（CAS）的典型能耗为0.35-0.80 kWh/m³。所以要让PDR不仅是技术可行能够实现水质要求，而且要实现更高的能效，我们需要花功夫去研究能够整合能量回收和资源回收的综合解决方案。
