一个全包系统将废水转化为消耗水。
在许多地方，水正成为生死攸关的问题。许多国家，特别是发展中国家，面临着严重的清洁水短缺，最容易受到与水有关的疾病的影响。据报道，世界上有近10亿人无法获得安全的水供应(1)，每年有357.5万人死于与水有关的疾病(2)，在发展中国家，90%的废水未经任何处理就排放到河流或溪流中(3)。即使是发达国家，包括美国、西班牙、澳大利亚和新加坡，也不能幸免于清洁水短缺。不幸的是，根据国防情报局(DIA) 2012年初发布的一份报告(4)，问题并没有以与水有关的疾病和水资源短缺结束。
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| 图1。先进的综合水循环系统 |
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| 图2。细菌联盟(颗粒和液体) |
这份评估的结论是，未来10年全球面临的与水有关的挑战可能会导致对美国国家安全利益至关重要的一些国家的不稳定。全球水问题与其他问题(贫穷、社会紧张局势、环境退化、无能的领导和软弱的政治机构)一起可能导致社会混乱，从而导致政治崩溃。
由于人类和工业消耗的大部分水都排放到城市污水处理厂、河流、溪流或地下，因此收集和处理这些废水以进行回用将是有利的。这种方法有助于缓解水资源短缺和水疾病问题。理想情况下，一个技术上和经济上可行的系统将被用来将这些废水转化为可重复使用的水，用于多种用途，而不仅仅局限于家庭、花园和灌溉。
已经探索了几种将废水转化为可重复使用水的技术(5)。大多数技术包括物理、化学、生物和消毒过程，但处理每加仑废水的成本通常很高。此外，他们只关注城市废水。为了满足世界对清洁水的需求，需要一个具有成本效益的系统，能够将城市和工业废水转化为可重复使用的水。
综合水处理系统
两家公司开发了一种先进的综合水回收系统(见图1)，并在最近将其商业化，该系统将城市/工业废水转化为无粪便大肠菌群和无总大肠菌群的可用水(6)。由于废水质量随其来源而变化，因此开发的系统包含了一个强大的、广谱的细菌群落(由两家公司开发和优化，如图2所示)。它可以针对特定的污染物进行去除，这些污染物通常存在于城市废水和其他工业废水来源中。该系统具有很大的灵活性，可以处理不同的废水流，以符合不断发展的美国环境保护署标准。
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| 图3。综合水回收系统工艺流程图 |
简化后的处理系统流程图如图3所示。在系统前端，废水被泵入平衡池进行稳定，然后转移到沉淀池中，从溶液中分离无机固体。从那里，沉淀池中的上清液被输送到生物膜反应器中，其中含有专有细菌联盟。细菌联盟在生物反应器中填充的介质底物(见图5)上产生均匀的生物膜(见图4)。正是这种充满细菌的生物膜在好氧条件下消耗了大部分废物流污染物。
从生物反应器流出的水被泵入过滤器进行抛光，然后进行最后的消毒过程。消毒过程中处理过的水可用于家庭、花园、灌溉和其他应用。专有细菌联盟是治疗系统的心脏，复杂的数据采集和控制系统是大脑。
综合控制系统(见图6)通过其基于用户定义的设定值和连续监测和控制的自我调节能力提供自主运行，这有利于隔离安装。系统的这种高级功能保证了性能更好地满足应用程序的要求。表1显示了使用集成系统处理当地城市污水流的结果。未处理废水和循环水如图7所示。
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| 图4。生物膜 | 图5。媒体 |
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| 图6。自动控制系统 | 图7。再生水(左)及废水(右) |
资本费用(以1000加仑回收废水为标准)为0.5 ~ 1.5美元，运营维护费用为0.4 ~ 1.3美元。这一成本范围明显低于现有的将废水转化为再生水的系统(5)。从表1中可以看出，再生水的BOD5和TSS优于美国大多数州规定的再生水的最低水质标准(7)。粪便和总大肠菌群浓度也始终低于这些最大可接受限度。
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| 表1。综合污水处理系统的污染物去除 |
其中许多集成系统已经在全球交付使用，一种新的大容量系统正在美国制造。为了更好地满足不同的水处理需求，解决全球短缺问题，该团队目前正在努力从技术和成本方面优化系统。正在审议下列项目:
- BETVICTOR体育官网泵和流体输送
- 鼓风机和氧气输送系统
- 培养基/细菌支持基质
- 水箱及流体动力设计
- 加工监控系统
- 数据采集系统
预计这一综合系统将为世界提供更多的回用水。
参考:
- 联合国儿童基金会/世卫组织。2008.饮用水和环境卫生进展:特别关注环境卫生。
- 世界卫生组织，2008年。更安全的水，更好的健康:保护和促进健康干预措施的成本、效益和可持续性。
- http://matadornetwork.com/change/40-shocking-facts-about-water/．
- 全球水安全，情报界评估，ICA 2012-08, 2012年2月2日。
- 水再利用协会，2011年饮用水再利用会议，2011年11月13-15日，威斯汀外交官度假酒店，好莱坞，佛罗里达州
- APHA, AWWA和WEF，水和废水检验标准方法，2005年第21版。
- 美国EPA，水再利用指南，EPA编号:625R04108, 2004年9月。