El reciclaje de recursos hídricos y sus efectos en algunos países
4.3.1 Reciclaje de recursos hídricos y sus efectos en Estados Unidos
4.3.1.1 Regeneración y reutilización de aguas residuales en Estados Unidos
Regeneración y reutilización de aguas urbanas aguas residuales en los Estados Unidos Comience temprano. En la actualidad, la cantidad de aguas residuales urbanas reutilizadas en los Estados Unidos alcanza los 9,37 × 108 m3/d, incluida ① la reutilización para riego 5,81 × 108 m3/d (lo que representa 62), de los cuales el riego agrícola 2,75 × 108 m3/d y el riego paisajístico 0,46 × 108m3/d, y otros 2,6× 108m3/d; ②Reutilización industrial 2,86×108m3/d (que representan 31,6), de los cuales el agua de proceso es 0,91×108m3/d, la reutilización de agua de refrigeración es 1,96×108m3/d y el agua de suministro de calderas. es 0,09×108m3/d; ③recarga de agua subterránea 0,47×108m3/d; ④Otra reutilización (entretenimiento, piscicultura, hábitat de vida silvestre, etc.) 0,13×108m3/d;
Hay 536 sitios de reutilización de agua recuperada en los Estados Unidos, incluidos 238 en California. A continuación se muestran algunos ejemplos de recuperación y reutilización de aguas residuales en los Estados Unidos.
①La Planta de Agua del Siglo XXI en el Condado de Orange, California, recarga el agua subterránea con agua reciclada. Debido a la sobreexplotación del agua subterránea en el Condado de Orange, el nivel del agua subterránea es más bajo que el nivel del mar, lo que hace que el agua de mar continúe fluyendo hacia el interior, provocando que el agua subterránea se degrade y se vuelva no apta para beber. Para prevenir la intrusión de agua de mar causada por la disminución de los niveles de agua subterránea, el Condado de Orange comenzó a investigar sobre la reinyección del efluente del tratamiento terciario en el suelo ya en 1965 para prevenir la intrusión de agua de mar. El Condado de Orange construyó una "Planta de Agua del Siglo XXI" para este propósito, con una capacidad de diseño de 5678m3/d. El agua cruda es el efluente del tratamiento secundario de las aguas residuales urbanas, que luego se somete a sedimentación, filtración y tratamiento con carbón activado antes de ser recargada al agua subterránea. Dado que el total de sólidos disueltos en el agua subterránea recargada se limita a 500 mg/L, parte del agua recuperada se desaliniza mediante ósmosis inversa antes de recargarse en el agua subterránea. El agua purificada de la Planta de Agua del Siglo XXI se inyecta en los cuatro acuíferos a través de 23 pozos tubulares de inyección multipunto y se mezcla con agua de pozo de acuífero profundo en una proporción de 2:1 para evitar la intrusión de agua de mar. Este proyecto demuestra que es factible controlar artificialmente la intrusión de agua de mar; las aguas residuales urbanas pueden cumplir con los estándares de calidad del agua potable después de un tratamiento avanzado y el proyecto ha demostrado ser estable y confiable después de una operación a largo plazo;
②Recuperación y reutilización de aguas residuales en San Petersburgo, Florida. San Petersburgo es uno de los pioneros en la reutilización de aguas residuales urbanas. En 1978 se implementó un sistema dual de distribución de agua para abastecer a los usuarios con dos calidades de agua (potable y no potable), y se comenzó a utilizar agua reciclada para fines no potables. En 1991, la ciudad proporcionó 8×104m3/d de agua reciclada a más de 7.000 hogares y edificios de oficinas, y la utilizó como agua de riego para parques, áreas de juego, campos de golf, agua de refrigeración para sistemas de aire acondicionado y agua contra incendios. . La ciudad cuenta con cuatro plantas de tratamiento de aguas residuales con una capacidad total de tratamiento de 270×103m3/d; adopta un proceso de tratamiento biológico de lodos activados, con tratamiento adicional de coagulación, filtración y desinfección de sales de aluminio y un sistema de suministro de agua de doble tubería** *420 km. largo. El exceso de agua recuperada se inyecta en el acuífero salino a través de 10 pozos profundos. En promedio, alrededor del 60% del agua recuperada se inyecta en pozos profundos en un año. Gracias al uso de agua reciclada se ahorra agua de alta calidad, por lo que, aunque la población de la ciudad ha aumentado en un 10%, el agua potable todavía puede cubrir el suministro.
③La central nuclear de Palo Alto, en Arizona, reutiliza agua recuperada como agua de refrigeración. La central nuclear de Palo Alto es la central nuclear más grande de Estados Unidos. Los tres reactores de la tercera fase se pusieron en funcionamiento en 1982, 1984 y 1986 respectivamente, cada uno con una capacidad de generación de energía de 1270 MW. Además, está prevista la construcción de dos reactores más. La central nuclear está situada en un desierto y sufre una grave sequía, por lo que se utiliza agua reciclada como agua de refrigeración. El agua reciclada proviene del efluente del tratamiento biológico secundario del tratamiento de aguas residuales de las dos ciudades y se transporta a la planta de energía nuclear para un tratamiento adicional para lograr la calidad de agua requerida. La central nuclear adopta un sistema de agua de refrigeración con un suministro de agua de aproximadamente 200×104m3/d.
4.3.1.2 El efecto del reciclaje de recursos hídricos en Estados Unidos
En los últimos 50 años, el uso del agua en Estados Unidos refleja el proceso de cambio del uso del agua en diferentes períodos en un país que ha completado la tarea de industrialización y ha entrado en la posindustrialización (como se muestra en la Figura 4.1). El consumo total de agua de la economía nacional de Estados Unidos fue sólo de unos 250 mil millones de m3 en 1950, siendo la agricultura el mayor usuario de agua.
Desde entonces, el consumo de agua ha seguido creciendo con el desarrollo de la economía estadounidense, alcanzando un máximo en 1980 de alrededor de 610 mil millones de m3. Después de 1980, el consumo de agua disminuyó significativamente y básicamente se estabilizó en alrededor de 550 mil millones de m3. En el año 2000, el uso de agua industrial disminuyó y el consumo total de agua volvió a caer a unos 480 mil millones de m3.
Figura 4.1 Cambios en el consumo de agua en los Estados Unidos de 1950 a 2000
Los 30 años comprendidos entre 1950 y 1980 fueron un período de rápido crecimiento en el consumo económico de agua a nivel nacional en los Estados Unidos. Durante este período, la economía estadounidense se desarrolló rápidamente y estuvo dominada por la metalurgia. Las industrias pesadas lideradas por las industrias químicas y químicas se han desarrollado rápidamente con el desarrollo de estas industrias de alto consumo de agua, de 106,3 mil millones de m3 en 1950 a. 350 mil millones de m3 en 1980. Aunque el uso de agua agrícola también está creciendo rápidamente, la tasa de crecimiento es menor que la industria, la industria se ha convertido en el mayor consumidor de agua. Después de 1980, las industrias emergentes y las industrias de servicios, principalmente la industria electrónica, se convirtieron en las principales industrias que impulsaron el crecimiento económico. La proporción de la industria de servicios en el PIB siguió aumentando. Al mismo tiempo, el progreso tecnológico condujo a un aumento significativo de la eficiencia hídrica. , y el consumo de agua industrial y agrícola aumentó. La continua disminución ha llevado el consumo total de agua a un período de básicamente estabilidad y ligera disminución. Aunque el uso doméstico del agua ha cambiado, debido a su pequeña proporción, el impacto general sobre los cambios en la demanda de agua no es significativo.
4.3.2 El reciclaje de los recursos hídricos en Japón y sus efectos
4.3.2.1 La regeneración y reutilización de aguas residuales en Japón
Japón ha participado en la regeneración de aguas residuales en los últimos 20 años años Se ha llevado a cabo mucha investigación, desarrollo y construcción de ingeniería en términos de tecnología y utilización. En 1986, el volumen de reutilización de aguas residuales urbanas alcanzó 6300×104m3/d, lo que representa el 0,8 del volumen total de tratamiento de aguas residuales urbanas. El agua recuperada se utiliza principalmente para agua recuperada, agua industrial, riego de tierras agrícolas, agua de suministro de ríos, etc. Los diversos usos y sus proporciones son: 40 para sistema de aguas grises, 29 para agua industrial, 15 para agua agrícola y 16 para paisajismo y remoción de nieve. El sistema de alcantarillado gris es un ejemplo típico de reutilización de aguas residuales en Japón. En 1988, el gobierno japonés construyó 844 vías navegables secundarias, de las cuales los edificios de oficinas y escuelas fueron los más grandes. Las escuelas representan el 18,1, los edificios de oficinas el 17,3, los edificios públicos el 9,2 y las fábricas el 8,4. El agua recuperada del canal de agua regenerada se utiliza principalmente para la descarga de inodoros (37%), la descarga de carreteras (16%), el riego de espacios verdes urbanos (15%), el agua de refrigeración (9%), la descarga de automóviles (7%) y otros (paisaje, protección contra incendios, etc.) 16.
4.3.2.2 El efecto del reciclaje de recursos hídricos en Japón
Según los datos de la encuesta estadística del Ministerio de Comercio Internacional, Industria y Tierras y Recursos de Japón, desde 1965, los sectores industriales y El uso de agua doméstica ha crecido rápidamente. El consumo de agua industrial aumentó 1,5 veces en los 10 años comprendidos entre 1965 y 1975, y el consumo de agua doméstico aumentó 1,3 veces. Este fue el período de más rápido crecimiento en el uso del agua en Japón. urbanización, Japón depende de la conservación del agua para frenar el rápido crecimiento. La tasa de reutilización de agua industrial en Japón era de 36 en 1965, aumentó a 67 en 1975 y llegó a 78 en 2000. Los sistemas de suministro de agua urbanos previenen las fugas reemplazando rápidamente las tuberías de agua del grifo envejecidas, aumentan la popularidad de los aparatos que ahorran agua y alientan activamente el uso de fuentes de agua no tradicionales, como las aguas grises y el agua de lluvia. En agricultura, fomentar la construcción de instalaciones de tratamiento de aguas residuales, utilizar aguas residuales purificadas para regar tierras de cultivo, cambiar los métodos de riego tradicionales y promover tecnologías de riego que ahorren agua. Desde la década de 1970, el consumo de agua de Japón se ha mantenido básicamente estable en alrededor de 90 mil millones de m3 (Figura 4.2). El uso de agua agrícola se ha estabilizado, el uso de agua industrial ha disminuido lentamente y el uso de agua doméstica ha aumentado de manera constante. Debido a la falta de recursos en Japón, las industrias de energía y materias primas que consumen grandes cantidades de agua representan una pequeña proporción de la economía nacional, y la industria de procesamiento y manufactura con alto contenido tecnológico no se ha desarrollado. grandes altibajos debido al ajuste de la estructura industrial como en Estados Unidos.
Figura 4.2 Cambios en el consumo de agua en Japón de 1950 a 2000
4.3.3 Reciclaje de recursos hídricos y sus efectos en otros países
La primera voluntad del mundo A La planta de reciclaje que utiliza agua reciclada de aguas residuales municipales directamente como fuente de agua potable está ubicada en Windhoek, la capital de Namibia.
La planta de reciclaje se puso en funcionamiento en 1968. El volumen de producción de agua en la primera etapa fue de 2300 m3/d, y la capacidad normal de procesamiento podría alcanzar los 4500 m3/d, que luego aumentaría a 6200 m3/d. El agua cruda es el efluente de tratamiento biológico secundario de la planta de aguas residuales urbanas. El proceso de tratamiento se muestra en la Figura 4.3.
Figura 4.3 Proceso de tratamiento biológico secundario de una planta de aguas residuales urbanas
La calidad del agua tratada avanzada ha sido estrictamente monitoreada y se ha demostrado que cumple con los estándares emitidos por la Organización Mundial de la Salud (OMS). y la Agencia de Protección Ambiental de EE. UU.
Israel es un país semiárido y el agua reciclada se ha convertido en uno de los recursos hídricos más importantes del país. Se han reutilizado el 100% de las aguas residuales domésticas y el 72% de las municipales. Según datos de 1987, el volumen nacional de aguas residuales era de 2,5×108m3, la capacidad de tratamiento alcanzaba los 2,18×108m3 y la tasa de tratamiento se acercaba al 90%. El agua recuperada se utiliza para riego hasta 1.046×108m3 (lo que representa alrededor de 42), la recarga subterránea es de 0,7×108m3 (lo que representa alrededor de 29) y la descarga de agua de mar es de 0,7×108m3 (lo que representa alrededor de 29). en el depósito de aguas residuales después del tratamiento. Hay 127 depósitos de aguas residuales construidos en todo el país, incluidos 123 depósitos de aguas residuales sobre el suelo y 4 depósitos de aguas residuales subterráneos. Las aguas residuales generalmente se tratan mediante sistemas de estanques de estabilización antes de usarse para riego agrícola. Algunas ciudades utilizan un tratamiento biológico secundario urbano para los efluentes y luego los reutilizan como agua de refrigeración industrial después de un tratamiento físico y químico. Además, las aguas residuales se recargan en las aguas subterráneas después de un tratamiento exhaustivo y luego se bombean al sistema de red de tuberías, o se incorporan al sistema nacional de distribución de agua, se transportan a la región sur o se utilizan en el sistema general de suministro de agua. Incluso lo utiliza como fuente de agua potable. Gracias a las medidas de reutilización de aguas residuales antes mencionadas, Israel ha mejorado enormemente el uso eficaz de los recursos hídricos, aliviando así las limitaciones de la escasez de agua para el desarrollo socioeconómico.
Kuwait utiliza aguas residuales urbanas tratadas terciariamente para riego agrícola. En 1985, al menos 200 granjas en la India utilizaban aguas residuales urbanas para riego, cubriendo una superficie de 23.000 hm2. Arabia Saudita utilizó 90.000 m3/d de agua reciclada en 1975. El consumo de agua previsto para el año 2000 es de 190×104 m3/d, el 10% del cual se tomará de aguas residuales urbanas recicladas después de un tratamiento secundario o incluso un tratamiento terciario.