Звонок для пробуждения в управлении водными ресурсами

Обновление

Организации Объединенных Наций (ООН, Нью-Йорк, штат Нью-Йорк; <a target="_blank" href="http://www.un.org" rel="nofollow"> www.un.org </ A>) стартовал 2003 год Международным годом пресной воды (IYFW; WWW. wateryear2003.org) с обязательством по повышению осведомленности о глобальных водных проблем и ралли правительств, частного сектора и некоммерческих групп, чтобы найти пути для обеспечения сохранения водных ресурсов. Одним из главных событий IYFW будет третий Всемирный форум по водным ресурсам, который состоится в Киото (Япония), 16-23 марта. В течение нескольких недель, Айше примет свой собственный важнейших вопросов Series (СНГ) по проблемам воды устойчивости (Вт, 1 апреля; 1:15 вечера до 3:15 вечера; <A HREF = "http://www. aiche.org / конференции / criticalissues "целевых =" _blank "относительной =" NOFOLLOW "> www.aiche.org / конференции / criticalissues </ A>) на своих 2003 Весна Национального Собрания (Новый Орлеан, Луизиана; 30 марта-апреля . 3) представить факты, на нехватку воды и адрес разработки эффективных стратегий управления водой.

В этом году также отмечается 30-я годовщина (EPA США по охране окружающей среды, Вашингтон, округ Колумбия, <a target="_blank" href="http://www.epa.gov" rel="nofollow"> www.epa. пра </ A>) Закона о чистой воде. Означающий свою приверженность к решению будущих задач в управлении водными ресурсами инфраструктуры и инвестиций, EPA принимал своих первых в истории конференции по теме "Ликвидировать разрыв: Инновационные решения для инфраструктуры водных ресурсов Америки" в январе.

Такие организованные усилия для обеспечения устойчивости воды не может быть более своевременным. По данным ООН последним данным, около 40% населения мира - более 2 млрд человек - испытывают нехватку воды. К 2025 году эта цифра возрастет до 5,5 млрд., или две трети населения мира.

В Северной Америке, вопросы качества воды, ее нехваткой и старения инфраструктуры по-прежнему в центре внимания. "Одним из наиболее серьезных дилемм нашего века, будет увеличиваться спрос на пресноводные ресурсы, вопросы, связанные с количеством воды и ее качество", говорит Мэри-Джо Baedecker, ведущий ученый по гидрологии, Геологическая служба США (в Рестон, VA; <A HREF = "http://www.usgs.gov" целевых = "_blank" относительной = "NOFOLLOW"> www.usgs.gov </ A>).

"Мы уже видим проблемы во многих регионах страны", говорит она. Например, после недавней засухой в бассейне реки Кламат, в Калифорнии и Орегона, конкуренция за использование водных ресурсов для поддержания сельского хозяйства, места обитания рыб и отдыха стало серьезной проблемой, когда предложение было недостаточно для удовлетворения всех потребностей. Ресурсы подземных вод являются также обеднен количество водоносных горизонтов. "В Хай-Плейнс водоносного горизонта, который охватывает восемь государств, уровень грунтовых вод значительно обращено вниз, особенно в Канзасе и Техасе," Baedecker заметки. Spanning мире, серьезный кризис в области водоснабжения захватывает Ближнем Востоке, который теперь классифицируется ООН как "сухой области". Вода споров между другими странами, разделяющими ресурсы разжигании напряженности в регионе и срыв экономического развития, и, возможно, риск спровоцировать более крупных конфликтов.

Для обеспечения качества воды в будущем, регулирующих органов будет уделять больше внимания на не-точечного источника загрязнения воды. "Многое из точки источника загрязнения, который продолжает вызывать проблем качества воды является результатом практики захоронения начиная 20-80 лет, которые не основаны на четком понимании того, как загрязняющие вещества и воду двигаться в недрах", говорит Baedecker. "Появление новых участков загрязнения будет ограничено действующим положений на федеральном уровне и уровне штатов как очистка загрязненных участков продолжается", она приходит к выводу (см. врезку).

Парадигмы

Промышленность находится в авангарде этой проблемы водопользования, за счет увеличения правительственных давление на сброс сточных вод и сырья использования воды, увеличивая расходы сырой воды, и во многих местах, общая нехватка имеющихся водных ресурсов. Для обеспечения этого ресурса, компании обращают внимание на более эффективное использование водных ресурсов, внедрения новых стратегий в целях сохранения, повторного использования и переработки этого ценного ресурса. "В прошлом норма найти больше водоснабжения и очистки воды в конце трубки. Но эти" Трудный путь "подходов, которые полагаются почти исключительно на централизованной инфраструктуры (например, плотины и водохранилища, трубопроводы и очистные сооружения) , вода министерств и ведомств, чтобы доставить воду и забрать сточных вод не являются наиболее экономически эффективными или устойчивыми пути решения проблемы ", утверждает Питер Х. Gleick, президент Тихоокеанского института исследований в области развития, окружающей среды и безопасности (Окленд , Калифорния; <a target="_blank" href="http://www.pacinst.org" rel="nofollow"> www.pacinst.org </ A>).

Вызывается "мягкий путь", модель Gleick представляет собой, без структурных составляющих комплексного подхода к устойчивому управлению водными ресурсами. Она включает в себя сочетания нормативных актов (например, государственная политика поощрения сохранения водных ресурсов и повышения эффективности); экономические стимулы для эффективного использования водных ресурсов (например, предельные издержки объемных цен на воду и скидки для экономии воды устройств конечного потребления или практики), технологические изменения, (например, устройства, которые используют воду более эффективно, чем в прошлом); сбора и анализа данных, а также общественные образования (например, обеспечивая информацию о возможностях, стоимости, технологии и правил в полной мере доступны для водопользователей), а также участие общественности в принятии -making.1 "мягкий путь может привести к централизованной инфраструктуры, но и дополняет ее большой объем инвестиций в децентрализованных средств, эффективных технологий и человеческого капитала", Gleick указывает.

"Потому что твердые и мягкие пути такие разные, но масштаб времени для преобразования парадигмы, по крайней мере одно поколение руководителей водоканала, или более в некоторых ситуациях," говорит Гэри Вулф, главный экономист Тихоокеанского института и инженер. "Но эта трансформация происходит", уверяет он. Сдвиг в сторону освоения муниципальных сточных вод или процесс пополнения подземных вод водоносных горизонтов, повторное использование воды в качестве процессов или увеличить питьевой уже идет (хотя и общественное признание повторное использование очищенных городских сточных вод будет крепким орешком) ".

Хорошая практика водохозяйственной

Кроме того, Есть много RealWorld примеров, которые доказывают мягкий путь имеет обещание: Израиль перерабатывает 70% своих городских сточных вод, на долю которого приходится 30% всех сельскохозяйственных воды страны питания; Когда засуха отрицательно сказывается водоснабжения мельницу США документ в 2001, CH2M-Хилл (Denver, CO; <a target="_blank" href="http://www.ch2m-hill.com" rel="nofollow"> www.ch2m-hill.com </ A>), вырезанные водопользования комбината на 1 / 3 (10 миллионов галлонов / сут), необходимо установить временные градирни, что позволило возвращения бесконтактного охлаждения воды обратно на завод для повторного использования, и, наконец, осуществление water-filtering/by-product восстановление системы, основанной на ультрафильтрация, обратный осмос и испарения на заводе Oberti гора в Мадера, штат Калифорния, позволило повторно использовать 80% своего оливкового обработки воды. Завод сократил свои требования грунтовых вод с 1,3 млн. галлонов / сут до 100,000-120,000 гал / D. Стоимость установки оборудования, $ 8 млн ($ 1997), что компенсируется в размере $ 40 млн плата за соблюдение нормативных требований, чтобы избавиться от сточных вод в фильтрате сбора systems.2.

Если мягкий путь может быть упакованы и продаются, это может выглядеть в Ondeo Nalco (Naperville, IL; <a target="_blank" href="http://www.ondeo" rel="nofollow"> www.ondeo </ > nalco.com) Расширенный Recycle Technology (ART), которая в последнее время позволило вторичного-газетной объекты на юго-востоке США увеличить волокна восстановления на 5%, уменьшить расход сырой воды на 33% и сэкономить $ 5,3 млн. в год. Такой подход к минимизации использования воды использует воду аудит, подробный анализ данных и компьютерного моделирования для достижения наиболее эффективного, технически возможным решением.

В некоторых воды стоящей перед регионами, обеспечивая устойчивый, пресной воды означает принятие монументальных проектов, которые требуют сотрудничества по ряду направлений - и здоровенный капитальных вложений. Мохаммед Абдулмохсин аль-Харафи

Сингапур, с растущим населением 4 млн, будет получать воду из четырех различных источников к 2011 году в рамках новой стратегии Министерства охраны окружающей среды в два раза источников в стране водоснабжения и уменьшить зависимость от импорта воды (которая поступает в основном из Малайзия). Народ скоро будет дома три высококачественных мелиорированных воды или NeWater, заводы, которые будут поставлять в общей сложности 19 миллионов галлонов / сут мелиорированных, высоко питьевой воды для микроэлектроники острова и промышленности микрочип производства, а также опреснительных завода , способных производить 30 миллионов галлонов / сут к 2005 году. Некоторые из потока NeWater будут возвращены на поверхность страны водохранилищ в качестве дополнительного средства защиты воды в будущем, а он остальные будут использоваться для поддержки процессов обработки растения очистки воды, которые сегодня строятся в Changi.

Сингапур коммунального совета участвуют CH2M-Хилл в программе, чтобы заложить основу для нового, устойчивого водоснабжения. "Эта программа в настоящее время состоит из четырех основных элементов (фото ниже) - Глубокая тоннеля канализация (DTSS), Changi станции регенерации сточных вод (CWRP), NeWater CH2M Хилла завод демонстрационной установки и последующего полномасштабного NeWater производственных мощностей, которые будет основываться на демо-завод ", объясняет Билл Байерс, вице-президент CH2M Hill Energy, окружающей среды и системы бизнес-группы (Englewood, CO; <A HREF =" http://www.ch2m.com "целевых =" _blank "относительной =" NOFOLLOW "> www.ch2m.com </ A>). DTSS, 50-ми сеть туннелей до 20 футов в диаметре. построено 164 м под землей, будет заменить семь точки сточных вод острова насосной станции системы, освобождая ценную землю и передачи всех использованной воды к одной из двух новых современное состояние водоочистных мелиорации. Фаза 1, который включает в себя 30 миль тоннелей и CWRP, в настоящее время в стадии строительства. После ввода в эксплуатацию в 2007 году, CW "будет иметь первоначальную мощность 800000 м ^ ^ SUP 3 / сут, расширяемой до 2,4 млн. т ^ ^ SUP 3 / D.

Повышение продуктивности воды

Хотя население, объем промышленного производства и экономической эффективности по-прежнему расти в развитых странах, уровень, при котором люди вывести воды из водоносных горизонтов, рек и озер фактически замедлились. А в некоторых частях мира, спрос действительно упал. Чем объясняется такой поворот событий? "С одной стороны, люди придумали, как использовать воду более эффективно, а во-вторых, общины пересматривают свои приоритеты в области использования водных ресурсов, говорит Gleick.

В США, например, количество потребляемой воды на человека уменьшилось в течение последних 20 лет, с заметным увеличением продуктивности воды (рис.). Gleick объясняет это увеличение продуктивности воды с новыми технологиями и методами, которые находятся на службе у потребителей (например, с малым расходом туалеты модели, которые потребляют 1,6 л / флеш против 6 л / заподлицо с предыдущими моделями; биотуалеты; меженный душевыми , которые используют примерно в два раза больше воды, чем более старые модели; смеситель аэраторы, которые придают воздуху спрей, снижение уровня водного Расходы, приведенные от 4 л / мин до менее 1 л / мин, а лучше утечки обнаружения устройств), а также принятия более эффективных методов в промышленности и сельском хозяйстве.

"Повышение производительности каждого галлона воды, поступающей с завода, основные усилия в промышленном секторе и в значительной степени в результате промышленных предприятий и транснациональных корпораций стремятся свести к минимуму их воздействие на окружающую среду", говорит Карл Феннесси, мировых лидеров по производству воды, Dow Экологическая химических операций бизнеса. "Dow большой потребитель воды, и мы считаем себя партнерами в общинах вокруг нас", добавляет он. В течение прошлого года, Dow организовал всех связанных с водой, активы под одной крышей - мобилизация групп для выявления технологии и стратегии, которые работали внутренне экономить воду, и использование этих решений в компании.

общая направленность Dow находится на сохранение и переработка методологий. Во время одного из внутреннего анализа, используемый фирмой "Шесть Сигма" для исследования потребления воды и определить первопричины "впустую воды" на ряде производственных объектов. Наибольшие потери, около 12000 л / мин, были отнесены к брызг и переполнения, которые произошли в каналы во время их перевозки из водохранилищ к растениям. "Анализ данных показал, что вода буквально брызг или разлив над банками", говорит Феннесси. "Дальнейшая работа показала, что путем изменения времени и скорости выпуска, что вода в канал, мы могли бы сэкономить 12 000 л / мин и снизить нашу извлечь из реки на ту же сумму".

"Помимо имея меньше места, один из крупнейших драйверов для химической компании в разработке нулевого сброса растений в обход длительных процедур получения разрешений сброса сточных вод, особенно при том, что компания хочет построить и запустить производственные мощности сразу ", говорит Byers. Но экономические преимущества, что "нулевого сброса" предлагает по номинальной стоимости не может занимать в каждом industry.3 "утилита, которая решает использовать воздушное охлаждение теплообменников (вместо водяного охлаждения) для конденсации пара в ее электростанция будет Обычно снижение мощности цикла эффективности предприятия. Следовательно, завод требует больше топлива для производства такого же количества электроэнергии, стоимостью больше мощности и производить больше парниковых газов в этом процессе ", говорит Байерс.

Независимо от точечного источника, вода должна быть лечение удаления загрязнений до возвращения его в окружающую среду. С высоким молекулярным весом акриламида полимеров или сополимеров, часто используются для этой цели. "До недавнего времени производство этих полимеров было осуществлено путем эмульсии, состоящей из углеводородной основе растворителя для непрерывной фазой и различные поверхностно-активные вещества обеспечить стабильность эмульсии," объясняет Manian Ramesh, разделение вице-президент по R

Большой потенциал для повышения производительности воды существует также в сельском хозяйстве, орошения, для которых приходится около 70% использования воды в мире (на долю промышленности приходится 20% и общества, 10%) и до 90% во многих развивающихся странах. "Внедрение более совершенных методов ирригации, таких как микро-орошения (например, капельного методы и микро-спринклеры) имеет решающее значение для сокращения потребления воды", говорит Сандра Постел, директор Глобального водного Policy Project (Амхерст, Массачусетс; <HREF = "http://www.globalpolicy.org" целевых = "_blank" относительной = "NOFOLLOW"> www.globalpolicy.org </ A>). "Другие [практики, которые представляют собой" мягкие "подхода] включают использование биотехнологии для развития устойчивых к засухе и высоким - сортов сельскохозяйственных культур (КЭП, октябрь 2002, стр. 10), разведение и методы измерения климатических факторов (например, , температуры и осадков), чтобы определить, когда и сколько для орошения частности культур в течение всего вегетационного сезона ", добавляет она.

В поисках новых источников

На планете, где 97% воды слишком соленой, чтобы пить, решения нехватки воды вопросам опреснения - изготовление питьевой воды из соленой морской воды путем испарения / перегонки или мембранная технология делает много смысла, если это можно сделать экономически .

Опреснения хорошо разработана в скудными водными ресурсами стран Ближнего Востока, Карибского бассейна и Средиземноморья, но традиционно дорого. "Тем не менее, их стоимость значительно сократились в последнее десятилетие, в то время как цена и спрос на воду продолжают расти", говорит Джеймс Д. Биркетт, президент Уэст-Нек-стратегиям (Ноблборо, ME), частная консалтинговая фирма опреснения. В результате страны, в умеренных регионах все больше и больше к морю, чтобы укрепить имеющиеся запасы пресной воды. В Абу-Даби, где опреснения воды является многоступенчатым испарения вспышки, как правило, признается, что современные опреснительные установки все в расходы только 75cents / м ^ SUP 3 ^ ($ 3,00 / 1.000 галлонов), "Биркетт продолжается." Для того, чтобы муниципального масштаба опреснительных завода, чтобы конкурировать с текущей розничной стоимости питьевой воды в США (54,30 / м ^ SUP 3 ^ или $ 2,07 / 1 000 галлонов, в соответствии с NUS Консалтинговая группа "), он должен стремиться к общей" все-в воде расходов (включая капитальные восстановление) меньше, чем 75 / м ^ 3 ^ SUP. Сейчас мы видим случаев в США

Во Флориде реку Сент-Джонс управления водными ресурсами района (Палатка, штат Флорида; sjr.state.fl.us) объединяет усилия с RW Бек, Inc (Орландо, штат Флорида; <A HREF = "http://www.rwbeck . Ком "целевых =" _blank "относительной =" NOFOLLOW "> www.rwbeck.com </ A>) с просьбой расследовать 20 потенциальных морской деминерализации объекта участков вдоль Атлантического побережья до сохранения рек и озер от чрезмерного использования. Добавление к этому, Бразос администрации (Вако, штат Техас; <a target="_blank" href="http://www.brazos" rel="nofollow"> www.brazos </ A>. Орг) может быть первой инстанции реки в штате Техас предложить высокой чистоты опресненной морской воды, чтобы ее оптовых клиентов проекта. Успех предлагаемого проекта органа может быть связано с инновационным publicprivate инициатива Бразос органа, Посейдон ресурсов корпорации (Stamford, CT; <A HREF = "http://www.poseidonl.com" целевых = "_blank" относительной = "NOFOLLOW"> www.poseidonl.com </ A>) и Dow Chemical Company. "Предварительные исследования показывают, стоимость воды в производственную зону, будет составлять $ 2.10-$ 2.30 / 1 000 галлонов, с передачей расходов, которые будут добавлены для тех клиентов, не в непосредственной близости от завода", говорит Энди Ши, вице-президент по разработке проекта, Посейдон ресурсов.

Посейдон разработал то, что будет 25 миллионов галлонов / сут завод по опреснению воды Тампа-Бэй воды (Clearwater, FL; <a target="_blank" href="http://www.tampabaywater.com" rel="nofollow"> WWW. tampabaywater.com </ A>), с использованием аналогичной модели, что проводится расследование в бассейне Бразос, обеспечение питьевой водой в этом районе за 30 год периода по цене около $ 2,00 / 1 000 галлонов. Завод находится в ранней стадии запуска и планируется достичь полного производственного потенциала на основе весна / лето 2003.

Сумка и перетащите решений

Транспортировка пресной воды через водные объекты в крупных полиуретана или полиэтиленовым покрытием ткань мешков может показаться надуманным, но это практика, которая была продемонстрирована и коммерчески успешно используется Ближнего Востока, начиная с середины 1990 - х годов. Водолей Holdings ООО (острова Гернси, Великобритания; <a target="_blank" href="http://www.aquariuswater" <rel="nofollow"> www.aquariuswater / A>. COM / английский) и Северных водоснабжения ( Осло, Норвегия; <a target="_blank" href="http://www.nws.no" rel="nofollow"> www.nws.no </ A>) имеют, соответственно, буксируемых воды из материковой Греции близлежащие острова курорта, и с Кипра в северной Турции в мешки емкостью от 0,5 млн. галлонов в более чем 5 миллионов галлонов, и продолжают строить свои флоты Уотербаг. новый 8 - в Северной млн. галлонов мешок, NWB30, как сообщается, были протестированы с "очень обнадеживающие результаты".

В США, Уотербаг технология не была хорошо принята. Но это не останавливает его сторонники, включая Аляску воды экспорта, Inc (Анкоридж, AL) и Терри Спрагг

"Одна из причин, почему мешок технологии не были успешными обеспокоенность по поводу безопасности водных ресурсов", говорит Биркетт. "Населенные пункты хотели бы иметь больше контроля над водными ресурсами в рамках своего региона, а не полагаться на мешках или танкеров, прибывающих из других стран или юрисдикций и уязвимыми для человека или природных потрясений," добавляет он. Спрагг не согласен. "Мешок технологии могут сделать для воды, что баржи сделал для нефтяной промышленности. Он также конкурирует с новыми установками трубопровода и строительства водохранилищ и опреснительных установок. Величайшие препятствия, следовательно, политика и страх перед неизвестным."

Решение основных проблем в мире воды требует фундаментальных изменений в том, как мы думаем о воде, и такие изменения идут о медленно. Существует нет недостатка воды на нашей планете, просто нужно сделать питьевой количества ее более доступной для тех, кто в ней нуждается, и найти пути для удовлетворения наших нынешних и будущих потребностей в воде, которая уже имеется. Кроме того, мы должны достичь этих целей при сохранении экологического циклов, которые являются неотъемлемой частью человеческой хорошо - бытия. Между тем, все мы можем сделать сознательное усилие, чтобы сохранить воду в нашей повседневной жизни.

1 Gleick, Питер, Г. Вольф, "Мягкий путь по воде" Глава 1 "Вода мира: двухгодичный доклад по ресурсам пресной воды", Island Press, WA (2002-2003).

2 Gleick, Питер, Г. Вольф, "Устойчивое использование водных Истории успеха Калифорния", Тихоокеанский институт исследований в области развития окружающей среды и безопасности, с. 113-119 (1999).

3 историй болезни несколько объектов нулевого сброса, подробно изложены в скоро-к-быть-издание выпущено в Центре по сокращению объема отходов технологий (Курт: см. <A HREF = "http://www.aiche.org/pubcat" мишень = "_blank" относительной = "NOFOLLOW"> www.aiche.org / pubcat </ A>).