По мере развития сектора охраны окружающей среды были достигнуты значительные успехи в таких областях, как очистка городских сточных вод и управление атмосферными процессами. Однако сохраняются и ключевые проблемы. В этой статье рассматриваются три основные проблемные точки в водной отрасли, освещаются текущие препятствия и перспективы на будущее.
Недостаточная инфраструктура трубопроводной сети
Очистка сточных вод в нашей стране сталкивается с различными проблемами, включая постоянные проблемы с черными и неприятно пахнущими водоемами, несмотря на значительные инвестиции в очистку. Кроме того, низкий уровень сбора сточных вод, недостаточное количество источников углерода в поступающей воде и неэффективная работа очистных сооружений усугубляют проблему.
Ключевые проблемы существующей сети водоотводных труб включают в себя исторические проектные ограничения, не позволяющие справиться с интенсивностью современных осадков. Это приводит к затоплению городов и загрязнению из-за переливов. Кроме того, проблема усугубляется смешанными и неправильными соединениями в системах отвода дождевой и сточной воды. Смешанные соединения в муниципалитетах, жилых районах, коммерческих предприятиях и уличных магазинах приводят к попаданию дождевой воды в канализационные системы или сточных вод в системы отвода дождевой воды, что еще больше усугубляет затопление городов и нарушает углеродный баланс поступающей воды.
Решение проблемы недостаточного охвата трубопроводной сети и низкого качества строительства.
Одной из насущных проблем в Китае является низкий уровень охвата канализационными сетями. В крупных городах этот показатель составляет 60%, в то время как в небольших городах он колеблется от 40% до 60%. Это несоответствие приводит к заметному разрыву между показателями сбора и очистки сточных вод. Несмотря на похвальный показатель очистки городских сточных вод в 98.1%, централизованный сбор бытовых сточных вод остается ниже 70%. В национальной канализационной сети уровень отсутствия очистных сооружений составляет приблизительно 50%, в основном из-за отсутствия бытовых коллекторных труб.
Кроме того, качество строительства трубопроводной сети нашей страны вызывает обеспокоенность, усугубляемую неадекватным управлением и эксплуатацией системы. Дефекты, обрушения и разрывы происходят часто, в результате чего части сети становятся неспособными выполнять свои функции. Это подчеркивает острую необходимость всестороннего улучшения стандартов строительства и методов управления сетью для обеспечения эффективного и надежного сбора и очистки сточных вод по всей стране.
В марте этого года Министерство жилищного строительства и городского развития и Министерство экологии и окружающей среды совместно с тремя другими ведомствами издали директиву, направленную на усиление строительства, эксплуатации и технического обслуживания городских сетей бытовых канализационных труб. Директива предусматривает ликвидацию прямых точек сброса бытовых сточных вод и заглушек в городских застроенных районах с целью достижения централизованного сбора более 73% городских бытовых сточных вод. В уведомлении также подчеркивается острая необходимость ускорения преобразований канализационных сетей, что знаменует начало ускоренного этапа строительства сети.
Между тем, в сети водопроводных трубопроводов сохраняются проблемы, характеризующиеся аппаратными и программными неполадками, такими как старение инфраструктуры, перепады давления, подтекание воды, протечки и другие проблемы управления. Старение водопроводной сети в сочетании с низким качеством строительства и использованием застройщиками некачественных труб приводит к частым прорывам труб. Такие инциденты не только приводят к растрате водных ресурсов, но и создают риски, такие как обрушение дорог, негативно влияют на социально-экономическую сферу и ставят под угрозу общественную безопасность. Решение этих проблем имеет решающее значение для обеспечения эффективной инфраструктуры водоснабжения и защиты благополучия населения.
В настоящее время в Китае средний уровень утечек в водопроводной сети составляет 15%, что приводит к ежегодному объему утечек в 8.3 миллиарда кубометров по всей стране. В ответ на эту проблему Министерство жилищного строительства и городского развития и Национальная комиссия по развитию и реформам совместно издали директиву под названием «Уведомление об усилении контроля за утечками в общественных водопроводных сетях», установив цель снизить уровень утечек в городских общественных водопроводных сетях до 9%. Учитывая острую нехватку воды в нашей стране, минимизация утечек в водопроводных сетях стала важнейшей задачей.
Кроме того, наличие устаревших водопроводных сооружений и ненадлежащее управление приводят к тому, что резервуары и емкости для воды не соответствуют стандартам дезинфекции, что вызывает рост бактерий и загрязнение воды посторонними предметами. Для решения этих проблем и обеспечения безопасности водоснабжения необходимы комплексные меры, такие как модернизация трубопроводной сети, зональный учет, регулирование давления и интеллектуальное развитие. Использование таких технологий, как большие данные и искусственный интеллект, позволяет оперативно обнаруживать новые места утечек, отслеживать и определять местоположение недостающих точек, значительно повышая эффективность работы и упрощая внедрение интеллектуальных решений в сфере водоснабжения.
Компания Wilo (China) Water Pump System Co., Ltd. специализируется на инновационных решениях в области водяных насосов. Их горизонтальный центробежный насос с торцевым всасыванием Wilo-Atmos GIGA-N обеспечивает высокую эффективность работы.
Компания Shanghai Guanlong Valve Energy Saving Equipment Co., Ltd. предлагает современные клапаны регулирования расхода и давления, разработанные для оптимального энергосбережения.
Компания Mei De Group Co., Ltd. специализируется на производстве фитингов из нержавеющей стали с двойным зажимом, обеспечивающих долговечность и надежность в системах водоснабжения и канализации.
Компания Hangzhou Meiyi Automation Technology Co., Ltd. производит электромагнитные расходомеры, такие как LDG-SUP-A100, обеспечивающие точные измерения для различных областей применения.
Компания Tianjin Zhiyi Times Technology Development Co., Ltd. внедряет плавучие суда для мониторинга качества воды, повышая эффективность и точность экологического мониторинга.
Увеличение объёма производимых сточных вод создаёт серьёзную проблему для утилизации осадка. В Китае ежегодно обрабатывается более 60 миллиардов тонн городских сточных вод, а объём образующегося осадка превышает 60 миллионов тонн, который в основном утилизируется путём захоронения на полигонах, сжигания и повторного использования. Однако захоронение на полигонах, составляющее 48% от всех методов утилизации, является наиболее распространённым, несмотря на связанные с ним экологические риски, такие как загрязнение грунтовых вод и истощение земельных ресурсов. В последнее время политика выступает за более устойчивые подходы, направленные на приоритетное использование обработки осадка наряду с управлением водными ресурсами, с акцентом на безвредную утилизацию и рациональное использование ресурсов для снижения зависимости от полигонов в период «четырнадцатой пятилетки».
Проблемы обработки и утилизации осадка сточных вод в Китае связаны с тремя ключевыми вопросами:
Во-первых, недостаточные инвестиции и инфраструктура привели к нехватке очистных сооружений, в результате чего значительная часть осадка остается необработанной и не подвергается химической обработке из-за исторического акцента на инициативах, связанных с водными ресурсами.
Во-вторых, низкое качество осадка, характеризующееся низким содержанием органических веществ и высоким содержанием песка, осложняет его очистку из-за высоких энергозатрат и сложностей, связанных с существующей системой трубопроводов.
Наконец, основной метод захоронения отходов на полигонах является нерациональным, учитывая необходимость безопасной обработки перед использованием осадка в строительных целях или сжиганием. Однако китайский осадок, с его высоким содержанием влаги и низкой теплотворной способностью, сталкивается со значительными проблемами и затратами, связанными со сжиганием. Кроме того, осадок содержит как ценные ресурсы, так и загрязняющие вещества, что делает его сложной проблемой, требующей тщательного решения.
В настоящее время в Китае существует четыре основных технических пути безопасного и ресурсоэффективного использования осадка сточных вод: анаэробное сбраживание с последующим внесением в почву, сушка и сжигание с утилизацией золы или использованием в строительных материалах, аэробная ферментация для внесения в почву и глубокое обезвоживание с последующим захоронением на санитарных полигонах. Несмотря на сохраняющиеся проблемы в использовании ресурсов осадка сточных вод, директивы политики подчеркивают важность устойчивого развития посредством ресурсосберегающих методов.
Компания Jingjin Equipment Co., Ltd. демонстрирует свою серию фильтр-прессов.
Компания Jiangsu Kangtai Environmental Protection Co., Ltd. представляет свою интегрированную систему глубокого обезвоживания осадка.
Компания CODEL Air Technology (Beijing) Co., Ltd. предлагает решение для сушки осадка при сверхнизких температурах с помощью воздушного потока.
Компания Jiangsu Leading Drying Technology Co., Ltd. предлагает грануляторы и лопастные сушилки.
Компания Jiangsu Boyi Environmental Protection Technology Co., Ltd. представляет низкотемпературную ленточную сушилку для осадка сточных вод.
В сфере водоснабжения и водопотребления существуют значительные противоречия, что делает использование сточных вод крайне важным. Китай сталкивается как с проблемой загрязнения воды, так и с проблемой ее дефицита. Использование сточных вод решает обе проблемы одновременно. В отличие от традиционных источников воды, сточные воды можно использовать локально, что снижает затраты и загрязнение окружающей среды. Правительство ввело политику, поддерживающую использование сточных вод.
За один год десять ведомств выпустили «Руководящие указания по содействию рациональному использованию ресурсов сточных вод» — знаковый документ. В нем изложены ключевые области и проекты по развитию использования ресурсов сточных вод, направленные на создание систематической, безопасной, экологически чистой и экономичной модели использования ресурсов сточных вод в долгосрочной перспективе. Эта стратегия сосредоточена на создании устойчивого источника водоснабжения, что является стратегическим шагом в решении проблемы нехватки воды. В документе также подчеркивается необходимость реализации региональных проектов по переработке очищенной воды, очистки городских сточных вод для пополнения местных водных ресурсов после соответствия стандартам качества.
После того как будет найдено достаточное количество воды, она проходит естественную циркуляцию и очистку для местного использования в производстве и повседневной жизни, эффективно используя сточные воды. Очистные сооружения эволюционируют от традиционной терминальной очистки к двойной функции: контролю загрязнения и водоснабжению. В регионах с дефицитом воды организации, занимающиеся переработкой воды, и потребители могут самостоятельно договариваться о ценах, превращая «сточные воды» в ценный «товарно-ресурсный продукт».
Региональная переработка воды предлагает два ключевых преимущества. Во-первых, она разрешает конфликты по поводу использования переработанной воды в экологических и бытовых целях. Вода первоначально хранится в экологической среде, а затем используется в качестве нового источника воды для производства и повседневной жизни. Во-вторых, за счет пополнения экологической воды переработанной водой и ее повторного использования снижается потребность в обширных трубопроводах для транспортировки и распределения переработанной воды. Такой подход использует естественную подвижность водоемов для повышения экономической эффективности.
Шанхайская компания Weisaibo Environmental Protection Technology Co., Ltd.
Пекинская компания «Сино Мембранные Технологии» (Beijing Sino Membrane Technology Co., Ltd.)
Компания Grundfos Pump (Шанхай) Лтд.
Переработанная вода должна соответствовать стандартам III или IV класса, а для бытового или производственного использования — еще более строгим критериям. Достижение этих высоких стандартов качества требует современной очистки сточных вод, включающей физические, химические и биологические методы. Физические методы включают адсорбцию и ультрафиолетовое обеззараживание, химические методы — окисление озоном и фармацевтическую обработку, а биологический метод, особенно мембранные биореакторы, обеспечивает точное разделение загрязняющих веществ, что делает его идеальным для переработки воды.
Разработка и повторное использование муниципальных и промышленных сточных вод представляют собой фундаментальное решение проблемы дисбаланса спроса и предложения на воду в Китае. Очищенная вода доступна на местном уровне, имеет гарантированное качество и стабильное водоснабжение, удовлетворяя потребности в восстановлении экосистемы, а также нужды муниципалитетов, сельского хозяйства и промышленности. В настоящее время она считается «вторым источником воды для городов» и основным источником для промышленности.
В сфере управления водными ресурсами решение проблем нехватки воды и загрязнения является для Китая первостепенной задачей. Для борьбы с дефицитом воды необходимо уделять приоритетное внимание сохранению водных ресурсов и использованию нетрадиционных источников воды. В то же время, борьба с загрязнением воды требует стратегического планирования, комплексного управления водными ресурсами, сетями и реками, а также надежного системного управления.
Несмотря на значительный прогресс в области охраны окружающей среды, водная отрасль по-прежнему сталкивается с серьезными проблемами. В данной статье рассматриваются три актуальные проблемы и намечаются будущие направления развития.
