可持续水利用
我们是否在可持续地使用水?如果从自然水源的取水量少于大自然本身的补充量,上述问题的答案是肯定的,可持续水利用的主要目标是维持水资源的可持续水平,这是判定是否缺水的重要指标。如果某个国家用水的速度远远大于补水的速度,相应的水资源就会逐渐减少。由于人口增加以及农业、工业活动加剧,导致一些国家开始出现水资源紧张甚至缺水问题。需水和供水是与可持续水利用相关的两个术语,前者是指在特定的时间内满足特定用水目的所需水量,后者是指在同一时间内从自然水源取水交付给用户的水量。水资源开发是与供水能力调整 (扩大供水方向)密切相关的主题,而这里“用水”偏重于用水需求调整(减少需求方向)相关的主题。二者的目标都是维持水的需求和供应之间的平衡。在城市和工业地区集中供水的范围内,可持续水利用的内容主要包括:节水、减少工业用水和减少城市用水。
节水
为减少水足迹进行节水。水足迹可以揭示个人、企业、社区、城市或国家的直接用水量和间接用水量。“水足迹网络”为帮助我们计算个人、工艺流程、整个产品链的水足迹提供了工具(https://waterfootprint.org/en/). 直接用水是指从水龙头流出的水,如我们每天饮用、烹饪、淋浴、洗碗、洗衣服和园艺的淡水;间接用水是指用于生产制造商品、服务用水、所有因污染而无法使用的水以及因未使用而浪费的水。其中,间接用水也包括用于种植食物用水、生产日常生活品(如衣服、书籍和家具)用水,以及生产能源用水。
直接节水是通过各种方式减少人们的直接用水足迹,如:刷牙时关闭水龙头、使用节水厕所、安装节水淋浴头、缩短淋浴时间、仅在必要时洗衣服、修复家庭漏水、在花园和清洁时使用更少的水等等。
间接节水是通过多种不同的方法途径减少人们的间接水足迹。如:人们饮食占个人水足迹的大部分,对其进行改变也可能有利于人们健康的改善。人们可以试着少吃肉,将咖啡换成茶,少吃糖和加工食品,消费更多当地产品。上述这些举措均可显著减少人们的间接水足迹。当然,为了让人们能够做出明智的选择,商家需对其生产流程保持透明,政府在监管方面更具前瞻性。
商业/工业节水也可通过实施一系列可行的举措来实现,如:减少水流、调整设备或安装节水装置、用更节水的设备替换现有设备、或改用无水工艺。
工业用水减量
每个产品生成制造过程中某个或多个环节均有可能用到水。工业用水主要包括用于制造、加工、清洗、稀释、冷却或运输产品的水,加入产品里的水,以及生产车间内为满足卫生需求使用的水。有些工厂制备商品时需要消耗大量水资源,如食品加工、造纸、化工、石油冶炼和金属加工等行业。在诸多行业领域,工业用水减量相当重要,通常包括以下措施:
清洁生产是一项预防性环境保护措施,主要对象为企业单位。清洁生产需要更高效地利用原料,同时降低水和能源的消耗,使得生产效益更高且环境影响缩小。通过仔细分析生产过程,识别原料加工流向,进一步确定、量化和提升水利用和能源利用的效率,且能快速显现,相应的成本回收周期通常在几个月到几年内。在耗水产品生产过程中采用清洁生产措施,缩减25%-50%的水资源消耗是很常见的事。
工业循环用水是指将某一生产过程中产生的废水处理后继续回用至相同或其他生产工艺流程中。工厂中水循环可能主要包括普通废水循环、冷却水循环、锅炉排污水循环、直流冷却水循环等。依据水质要求、空间限制和经济预算要求,可以采用多种方法进行工业水循环利用,进而减少取水成本、废水排放量和水足迹。同时,随着可用清洁水增加和产能提升,相应的运营效率和可持续性也显著提升。
工业循序用水是一种特殊的水循环利用的方式,其主要特征在于某过程使用过的水直接用于下一个过程。当上一过程使用后水质几乎未恶化且仍能满足后续单元水质要求时,该措施易于实现,使得水资源的多次利用也成为可能。
城市用水减量
城市用水通常主要包括家庭生活用水、市政商业用水和环境生态用水。虽然不同场景用水对水质的要求不同,但传统的供水方式均采用饮用水的标准为整座城提供用水,使得需要不断的补给大量的优质淡水资源来维持城市的可持续用水。为减少淡水需求,除采取节水措施外,仍须采取以下措施:
城市分质用水是一种面向未来的、可用于缓解淡水资源短缺的新途径,即优质淡水资源应优先满足饮用目的。对于水量消耗大且无需饮用水水质的用水场景,建议将其水源进行替换,如园艺、室外清洗和其他用水场景。在淡水资源紧缺的诸多国家或地区,已普遍采用双管道系统进行分质用水。
城市循环用水是一项与城市分质用水密切相关且属于“非常规水资源开发”范畴的可持续水利用措施。生活污水处理厂排水经过净化后通常能够用于几乎所有非饮用水领域。除了大规模城市集中水循环利用外,分散式污水处理回用通常更适合就地水资源循环回用。
城市循序用水在诸多情景中也是可能的,如家庭生活循序用水。同时,采用系统循序用水能够更有效的维持城市水体景观。如此,只要水质满足要求,水资源即可多次使用。为实现城市循序用水,需将城市环境中水资源利用融入到城市规划之中。