1、生態工業園區水資源循環利用模式構建賀亮1,王伯鐸1,鄒寧2(1.西北大學環境科學系,陜西西安710127;2.西安地質礦產研究所,陜西西安710054摘要從工業用水現狀和生態工業園區建設的角度出發,探討生態工業園區水資源循環利用的理論和技術,認為水循環利用的基本思路是實現資源化、減量化。通過社會區域、園區企業之間和企業內部3個層面構建水循環的區域載體,利用中水回用、水梯級利用和雨水資源化等技術實現水循環模式的構建,同時以西安某高科技工業園區為例,提出了水循環系統建設的具體途徑和措施。關鍵詞生態工業園區;水循環;中水回用;水梯級利用;雨水資源化中圖分類號X703文獻標識碼A 文章編號0517-6

2、611(200923-11092-03Construction of W a ter Recycli n g Use M odel i n Eco 2i n dustr i a l ParkHE L i ang et a l (Depart ment of Environment Science,Northwest University,Xian,Shaanxi 710127Abstract From the status of industrial water use and eco 2industrial park construction,the theories and methods

3、 of eco 2industrial park water recycling use were exp lored and the basic idea of water recycling use was res ource recovery and reducti on .Thr ough the social area,bet ween enter p rises and enterp rises in the park and enter p rise internal t o build the water cycle,through the technology of recl

4、ai med water reuse,cas 2cade water use and rainwater res ources t o build the water cycle mode,taking a high 2tech industrial parks in Xi an f or examp le,a s pecific ways of the construction of water recycling system and measures was p roposed .Key words Eco 2industrial park;W ater cycle;Reclai m e

5、d water reuse;Cascade water use;Rainwater resources作者簡介賀亮(1984-,男,遼寧鞍山人,碩士研究生,研究方向:環境影響評價與環境規劃。收稿日期2009204222傳統意義的城市水循環模式強調水資源的供給管理,其主要任務是通過建設供水設施,擴大供給能力以滿足不斷增長的用水量需求1,這與我國淡水資源稀缺的現狀極不相稱。對于工業園區的用水問題,國家已做出明確規定,國家鼓勵各類產業園區的企業進行水的分類利用和循環使用,而企業應當積極發展串聯用水系統和循環用水系統,以提高水的重復利用率2。生態工業園區作為以物質循環再生為基礎的工業園區,其定義在于:

6、為了有效地共享資源(信息、物資、水、能源、基礎設施和天然生境而彼此合作且與地方社區合作的產業共同體,尋求能源和原材料消耗的最小化、廢物產生的最小化3。因此,為了實現上述目標,可以利用“減量化、水再使用、水再生利用、水再循環、水資源管理”的水循環經濟模式4,使生態工業園區成為水資源循環系統的有效平臺,增加水資源在社會循環中的停留時間,使水資源得到充分利用,為削減工業用水量、提高用水效率和減少廢水排放量等問題的解決提供解決新的思路。為此,筆者以西安某高科技工業園區為例,探索構建高科技工業園區的水循環利用模式,并將其作為生態工業園區水資源循環利用的一種實踐。1理論與技術與自然生態系統中食物鏈關系相類

7、似,在生態工業園區水系統中,系統各部分之間進行交換和流動的“物質和能量”是水,各種未經處理的自然水源(包括江河湖海以及雨水和自來水廠可分別視為一、二級生產者;按照對水質要求的不同,不同的用戶可分別視為一、二、三級消費者;對廢水進行處理的污水處理廠以及河湖系統的自然消納可分別視為一、二級分解者。1.1水循環利用的區域載體水循環模式的建立以生態工業園為基礎,尋求企業間用水的共生關系,但生態工業園區往往建立在城市社會區域內部,屬于城市系統的一部分,與整個城市存在物質和能量交換。同時,生態工業園區用水以區內企業為主體,企業是用水的源頭和“生態鏈”的節點,因此,應將水循環區域載體分成城市社會區域循環,園

8、區企業間循環和企業內部循環3個層面。1.2水循環利用的基本思路水循環利用的基本思路是資源化和減量化,這可在工業和社會生活2個方面實現。通過清潔生產和集成水系統的建立,實現用水的減量化;通過水資源的梯級利用和中水回用實現用水的資源化,根據區內企業用水性質不同,可將水資源分成超純和極純水、去離子水、飲用水、清洗用水、灌溉用水等,同時采用蒸汽冷凝回用、間接冷卻水循環利用和封閉水循環等技術5,在區內建立中水回用系統和再生水廠,使不同企業分別成為上游生產者和下游消費者。對于高科技工業園區,由于上游企業對水質的要求較高,這種梯級作用更加明顯,因此對水循環的利用更加有效。1.3水循環利用的技術手段主要包括:

9、城市雨水收集利用技術、中水再生回用技術、人工河湖與濕地系統、海水淡化技術、土壤與地下水修復技術、河流湖泊生態修復技術、節水技術和節水器具等。通過對以上技術的綜合運用,使生態工業園區的雨污水實現資源化利用,從而起到保障用水水質、增加水生生態效果等作用。2實例研究西安市某高科技工業園區規劃面積為23.04k m 2,計劃建成以航天科技、電子信息、新能源新材料、創意文化和現代服務等五大產業為主,集航天科技產業、創意產業和休閑康居為一體的航天科技新城。2015年將達到生態工業園區要求。2.1大循環區域水循環網絡系統在整個生態工業園區所在的社會區域內,將水循環系統分成自然生態系統和社會經濟系統2個基本單

10、元。自然生態系統水循環包括人工河湖系統和雨水收集系統,以人工河湖系統為核心,以截污截流、循環、生態修復、自然凈化和自然排放為技術手段進行綜合設計,實現人工河湖水質保障、雨污水資源綜合利用、排洪防澇和景觀效果等多個目標;社會經濟系統包括污水處理系統和再生水廠。人工河湖系統由人工湖、人工河道和人工濕地組成。河責任編輯章煉紅責任校對傅真治安徽農業科學,Journal of Anhui Agri .Sci .2009,37(23:11092-11094湖系統設計總長度18k m,水系總水面面積為32.43h m 2,水系總需水量為3.87×105m 3;人工湖3座,總水面面積8.5h m 2

11、,總需水量為1.65×105m 3,人工河道長度18k m,水面面積7.93h m 2;人工濕地2座,總水面面積16h m 2。水系水源以污水再生水為主,外來水源用作調劑和補充。人工濕地主要用于對污水處理廠出水的深度處理,以及用于對初期雨水收集處理后的深度處理,同時起到景觀效果。雨水收集系統由集流區、輸水系統、截污凈化系統、儲存系統以及配水系統等組成。雨水收集采用蓄水池、人工河湖和生態綠地聯合收集。園區雨水匯水總面積23k m 2,全年雨水資源總量為1052×104m 3,初期雨水蓄水池設計總規模112×104m 3。蓄水池主要收集前期污染較重的雨水徑流;人工河湖

12、系統主要收集中后期較潔凈的雨水徑流;生態綠地主要收集自然降水。雨水截污凈化采用“高效澄清-人工濕地”工藝,通過高效固液分離、多介質過濾及封閉UV 消毒設備等,再經過人工濕地的深度凈化,進而達到水質要求。污水處理系統的建設規模為9.0×104m 3/d,采用常規“AO 工藝+膜生物反應器”為主體配合濕地再生利用技術,使該系統設計的出水指標達C OD 10mg/L,BOD 58mg/L,NH 32N 5mg/L 。工業和城市生活產生的污水經污水處理系統處理后,一部分排入園區污水處理系統進行處理后,可用于工業生態系統的工業用水、工業冷卻水以及城市生活系統的清洗用水等;一部分經由污水處理系統

13、和再生水廠排入人工濕地進行深度處理后可用于補充人工湖景觀用水;初期雨水收集后進入蓄水池,經中心公園濕地凈化后進入人工湖作為景觀用水,并進入綠地進行灌溉;后期雨水水質較好,收集后部分直接進入河湖系統,其余通過雨水管道進入皂河。人工河湖退水采用自然排放的方式排入園區以西的皂河。區域水循環系統模式如圖1 所示。圖1區域水循環系統模式F i g .1The model of regi onal wa ter ci rcul a tory syste m2.2中循環工業生態經濟水循環鏈根據西安市某高科技園區產業集群的特點,按水資源的用途不同分成航天產業、電子信息產業、食品工業、生物技術與制藥、裝備制造業

14、、現代服務業與社會生活等5個相互獨立而共生的社會經濟生態群落,它們之間相互通過用新鮮水、污廢水、再生水流動連接,而每個獨立生態產業鏈系統內的閉合循環箭頭(圖2,表明了同行業內水資源的最大循環使用。構建的水資源循環鏈包括:黑河水庫自來水航天產業、電子信息產業和裝備制造業的重金屬廢水園區污水處理系統資源回收再生加工;黑河水庫自來水生物技術與制藥工業和食品工業的有機廢水園區污水處理系統再生水廠;再生水廠再生水航天產業、電子信息產業和裝備制造業的重金屬廢水園區污水處理系統資源回收再生加工;再生水廠再生水生物技術與制藥工業的有機廢水園區污水處理系統再生水廠;再生水廠再生水現代服務業與社會生活的生活污水園

15、區污水處理系統;園區污水處理系統冷卻水熱電公司。構建的工業生態經濟水循環鏈見圖2。2.3小循環企業原位水處理應用企業內部水循環是從企業自身考慮出發對水資源的有效利用,主要通過清潔生產審核與中水回用措施實現減量化和資源化。工業廢水、廠區生活污水以及小區生活污水作為污水回用系統的原水,進行原位處理后滿足工業用水或生活雜用水要求,在園區內部選擇具有代表性的企業作為清潔生產重點審核對象,通過對企業各用水環節的具體分析,制定實現水量削減以及提高水資源利用效率的清潔生產方案。3水循環系統建設的途徑與措施3.1水循環管理體制的建立包括制定與現行水法相配套的生態工業園區水循環法律制度和相關政策標準,如制定具體

16、的循環水開發利用的稅收、財政和補貼政策,鼓勵公共基礎設施和企業進行內部循環水利用等6;從“水源、供水、用水、排水”4個環節確定供水量和排污量,實現“以供定需”的3901137卷23期賀亮等生態工業園區水資源循環利用模式構建管理模式;同時有針對性的選擇入區企業,并加強園區管委 會對區內水資源管理的執法力度。圖2工業生態經濟水循環鏈F i g .2I ndustr i a l eco 2econo m i c wa ter cycle cha i n3.2水循環經濟運行模式的建立對于進駐生態工業園區的企業,因其用水規模和效益不同,所以必須加強用水定額管理,對每創造萬元產值所需的水量進行限定,以合理配置水資源。同時要促進水價市場和水權市場的建立,制定詳細的飲用水和循環水成本和價格方案,通過市場運行機制,擴大自來水與再生水的價格差異以刺激入區企業使用再生水,這樣既可保障園區企業的用水利益,又可給區內企業帶來經濟效益。3.3水循環技術保障體系的建立生態工業園區應為入區企業在管網鋪設、水重復利用、污水處理、水質監測和信息一體化方面提供技術服務。參考文獻1馬忠玉,蔣洪強.我國水循環經濟若干理論問題及其發展對策J .中國地質大學學報:社會科學版,2006(3:21-27.2全國人民代表大會常務委員