溫泉廢水常見(jiàn)綜合利用的方法

  溫泉水是從地下自然涌出或人工鉆井取得，且 水溫大于或等于25℃， 含有多種對人體健康有益的微量元素的礦水。傳統溫泉水使用主要是用來(lái)洗浴， 然后洗浴廢水直接排入環(huán)境中。不僅造成溫泉水中熱量的浪費，同時(shí)還污染環(huán)境。在此背景下，拓寬溫泉水的利用渠道，使溫泉水資源合理高效利用。溫泉水的綜合利用是資源節約與環(huán)境保護的雙贏(yíng)。

 

  溫泉廢水熱能的回收利用

 

  溫泉水經(jīng)洗浴排出后，仍有大量的熱能。如何從溫泉廢水中回收熱能， 變廢為寶，是當下建設資源節約型、環(huán)境友好型社會(huì )面對的課題。

 

  我國溫泉水資源總量豐富，但目前在溫泉水資源的利用上還比較單一。主要用于溫泉洗浴，然后作為廢水排出， 勢必造成溫泉洗浴水中大量熱量的浪費。科技部十一五課題中，設立了水源熱泵的研究課題。

 

  目前，全國已有北京、天津、河北、內蒙、河南及山東等20多個(gè)?。ㄊ?、自治區）在推廣地下水源熱泵空調技術(shù)。表1為重慶市南溫泉洗浴水中的檢測結果，該 檢測結果由“重慶巖土工程檢測中心”提供。 從表1可知：洗浴水呈弱堿性，水中含有大量的 可溶性固體（TDS）、游離二氧化碳、SO2－ 4、 Ca2+和Mg2+。洗浴廢水容易在水源熱泵管道中結垢，并對一般的金屬材料有腐蝕作用。趙峰等分析：利用 物理方法、化學(xué)方法可以有效防止水源熱泵管道結垢；添加緩蝕劑可以滿(mǎn)足不同金屬材料的防腐蝕要求。由于水源熱泵對水質(zhì)有一定要求，目前水源熱泵技術(shù)在溫泉水以及江河湖水中的運用不多，在污水中的運用則更少，但有所涉及。龐南柱等認為水源 熱泵可以運用到南寧市小區的生活污水， 而且經(jīng)濟效益可觀(guān)。王鳳翔認為水源熱泵用于污水處理廠(chǎng)未 經(jīng)處理的污水原水也是可以的， 但機組設備需要具有強抗堵塞以及抗腐蝕性。水源熱泵是一項系統工程，熱泵系統中的很多因素，包括取水水溫、水質(zhì)、水流量等，都會(huì )直接或間接的影響水源熱泵的運行。吳艷菊認為 ［6］ 為了保證地熱資源的充分利用，對地表水源熱泵系統作整體適宜性評價(jià)及規劃迫在眉睫。根據目前水源熱泵技術(shù)的應用現狀和存在問(wèn)題， 潘登［7］ 認為需針對水源熱泵不同系統形式的特殊性及其特點(diǎn)，開(kāi)展以下幾個(gè)方面的關(guān)鍵技術(shù)研究：1）不同形式的水源熱泵換熱系統關(guān)鍵技術(shù)研究；2）高效可靠專(zhuān)用分布式水源熱泵機組開(kāi)發(fā)；3）防堵防蝕取水、高效能技術(shù)及設備的開(kāi)發(fā)研究；4）基于全生命周期的水源熱泵技術(shù)評價(jià)指標體系的研究。

 

  國水源熱泵研究相對一些發(fā)達國家起步較晚，目前仍處在發(fā)展階段。但該技術(shù)的很多優(yōu)勢都已有了顯現，并得到很多專(zhuān)家學(xué)者的論證。張勇認為 水源熱泵地板輻射采暖較傳統采暖方式有如下優(yōu)點(diǎn)：1）節能效果顯著(zhù)；2）占地少、安全、環(huán)保；3）地板采暖相對于暖氣片和風(fēng)機盤(pán)管更具有優(yōu)點(diǎn)。張曉清分析溫泉水熱能用于南京總醫院湯山分院的效果，假定該建筑冬季空調時(shí)間為12月、1月和2月，則3個(gè)月總的熱負荷統計為219278kW ·h?？梢?jiàn)，溫泉水經(jīng)過(guò)熱泵技術(shù)利用于空調，節能效果明顯。此外，楚廣明等人對水源熱泵機組、燃氣鍋爐和電鍋爐的初投 資和運行費用做橫向比較。水源熱泵機組供熱系統比燃氣鍋爐供熱系統初投資增加了70萬(wàn)元，但是運行費用每天節省約3000元， 1年多即可收回增加的投資，而電鍋爐供熱系統運行費用太高，建議盡量不 要采用。MíguezTabarésJL等［12］ 認為：對水源熱泵 的經(jīng)濟效益分析，需綜合考慮熱泵系統的投資費用、使用壽命等因素。 綜上所述，水源熱泵無(wú)論在技術(shù)上還是經(jīng)濟上都是可行的。洗浴后的溫泉水相對直接利用的地熱水在成分上會(huì )復雜一些；同時(shí)，不同地區的溫泉水在成分上會(huì )存在一些差異。孫藝偉認為，就地熱資 源的開(kāi)發(fā)利用與內在機理等方面開(kāi)展更深層次和更大領(lǐng)域的研究。需要盡快加強以下幾個(gè)方面的工作：1）提高地熱資源在國內的應用程度和分布認識，強化對地熱資源的來(lái)源、 儲藏、循環(huán)以及再生機理方面的研究；2）探索地熱開(kāi)采的勘探、規劃、利用與監督管理等方面配套機制。

 

  2.2 溫泉廢水用作植物的灌溉 溫泉水中含有豐富的礦物質(zhì)和微量元素。經(jīng)過(guò)洗浴的溫泉水較剛出的泉水，其COD、BOD及水中某些離子的含量發(fā)生變化，因屬于可再利用水的范疇。而且溫泉洗浴水出水量穩定，用其替代飲用水澆灌植物，即拓寬了溫泉廢水的利用范圍，又節約了成本。 我國現行的對灌溉水的標準一般采用GB/T 18920—2002《城市污水再生利用城市雜用水水質(zhì)》 。 其中包括pH值、五日生化需氧量（BOD5）、濁度（NTU）、溶解氧等13個(gè)指標。根據重慶南溫泉洗浴水測得的指標， 孔維平認為符合污水綜合排放要求?，F根據徐茂 其等人的化學(xué)水質(zhì)指數評價(jià)法 ，參照GB/T18920— 2002標準，對南溫泉洗浴廢水中的主要化學(xué)指標進(jìn)行評 價(jià)。王齊等認為中水灌溉綠地的5個(gè)主要控制指標 為：氯化物、余氯、鹽度、懸浮物、pH值。溫泉洗浴水中未涉及余氯，故在此不予考慮。標準中關(guān)于中水用于城市 綠化涉及的鹽度有氨氮，故在該評價(jià)中選擇了亞硝酸鹽、 NH+4、NO－3的含量。結合南溫泉洗浴水的特殊性，增加色度作為其中評價(jià)的對象。

 

  經(jīng)計算得南溫泉洗浴水綜合指數為6.162，在3～7，屬于輕度污染。本文對照標準是以生活飲用水標準進(jìn)行的， 對于灌溉用水，可以適當放寬。根據國外的《灌溉水質(zhì)量標準分類(lèi)》，指標主要包括鹽濃度、可滲透性、具體離子毒性及其他方面的指標 ［20］ 。國內外標準對灌溉水的指標上存在一些差異。而國內現行的規范標準中還沒(méi)有溫泉廢水用于植物灌溉的標準指標。所以， 在溫泉廢水符合國內相近的植物灌溉水指標的同時(shí)，有必要參考國外的相關(guān) 指標。AndrewAkoAko等［21］ 認為判斷泉水是否適合 灌溉， 需要考慮殘余性碳酸鈉含量（ＲSC）、鈉吸附比（SAＲ）、鹽度危害等指標?，F根據重慶市南溫泉洗浴用水的測量數據，計算ＲSC、 SAＲ的值。ＲSC=（HCO－3+CO2－3）－（Ca 2+ +Mg2+）=－889911meq/L

 

  （2） SAＲ=Na+/（（Ca2++Mg2+）/2） 0.5 =0.484（3） 計算結果顯示：ＲSC＜0，這是由于南溫泉洗浴廢 水中，其陰離子主要是SO2－4，與實(shí)際相符合。SAＲ＜ 3，滿(mǎn)足灌溉水要求。 上述溫泉洗浴水的指標是有限的，而溫泉廢水在成分上相對一般灌溉水成分要復雜。目前應運而生的處理技術(shù)有人工濕地系統。我國學(xué)者路學(xué)軍、潘繼征提出用人工濕地法處理溫泉廢水。人工濕地處理工藝集中水處理和景觀(guān)綠化于一體， 不僅省去灌溉用水、景觀(guān)補水，還能提供再生水，保證景觀(guān)用水的水 質(zhì)、水量，減少了占地、基建、設備、維護等多項投資，實(shí)現真正的生態(tài)型廢水處理。

 

  溫泉廢水養殖

 

  溫泉水用于水產(chǎn)養殖在國內外均有先例。日本利用溫泉水養殖甲魚(yú)縮短飼養周期。我國學(xué)者在幾年前對溫泉水養殖方面就有過(guò)論述。高舉認為人 工加溫可以提高甲魚(yú)的高效飼養。其中，使用溫泉水 就是人工加溫的方式之一。方國波等認為，稚鱉 喜溫厭冷，在寒冷季節生長(cháng)停滯，越冬養殖難度甚大，而通過(guò)溫泉水養殖便較好地解決了上述問(wèn)題。王毅在北方冬季利用溫泉水養殖羅非魚(yú)苗種，為了 保持養殖水溫在25℃以上，根據養殖水溫情況酌量加注不同溫度的溫泉水來(lái)調節。黃銀生等人認為：內陸地區冬季溫度偏低，不利于羅非魚(yú)生長(cháng)。 隨著(zhù)技術(shù)的發(fā)展，現可以利用溫泉水進(jìn)行羅非魚(yú)養殖， 并產(chǎn)生良好的經(jīng)濟效益。宋宗巖等認為， 利用溫泉水可以高密度養殖史氏鰓。試驗中，水沮調控最佳適應溫度22～24℃。 溫泉水經(jīng)過(guò)洗浴后，溫泉水中的某些無(wú)機鹽離子含量、 BOD、COD及大腸菌群等顯著(zhù)增加。如果把洗浴水用于水產(chǎn)養殖， 一方面，水中有機物將為水生物提供大量的食物，且溫泉洗浴水中還有一定的熱量，可以提供養殖中魚(yú)類(lèi)需要的溫度；另一方面，過(guò)量的BOD、COD、細菌及無(wú)機鹽離子會(huì )造成魚(yú)類(lèi)致命傷害。王建明通過(guò)實(shí)驗證明：紫外消毒器對養殖污水照射77s后，能殺滅97.9%的細菌和100%的弧菌，殺菌效果顯著(zhù)。向燕等認為  ：在養殖水環(huán)境中加微 生態(tài)制劑會(huì )調節養殖水生態(tài)系統中環(huán)境因子，其中的環(huán)境因子包括COD、有機物、氨氮、亞硝氮、PO3－ 4 -P等；影響養殖水生態(tài)系統中生物群落。 綜上考慮：溫泉養殖中，魚(yú)類(lèi)普遍對水質(zhì)的要求較高。所以在實(shí)際養殖過(guò)程中需要根據具體情況，控制好養殖中的各個(gè)參數，使之符合相關(guān)的衛生學(xué)標準。