非洲水资源研究

中国-联合国合作-非洲水行动项目

       1.非洲水行动项目概况
       在科技部中非国际合作项目的资助下,课题组自2008年以来,对非洲水资源和水环境开展研究,赴利比亚、埃及、坦桑尼亚、赞比亚、肯尼亚、乌干达等非洲国家进行了大量的调研,基本摸清了非洲主要国家水资源分布和水处理工艺及面临的问题。在肯尼亚内罗毕建立了一处饮用水处理示范工程,在肯尼亚基苏木建立了一处污水处理示范工程。每年接收了非洲留学生进入本课题组从事相关研究工作。
       李风亭教授于2011年担任联合国环境署-中国科技部非洲水行动专家组组长,于2013年获联合国南南合作特别贡献奖,于2014-2015担任联合国环境规划署南南合作及中国事务特别协调员。
       2.内罗毕饮用水处理示范工程
       尼瑟水厂是东非地区最大的城市自来水厂,位于肯尼亚首都内罗毕市。该水厂始建于1971年,由英国设计建造,后经3期扩建(1997年完成)达到440000吨/天的供水规模,占内罗毕市供水总量的83%。水厂原水取自锡卡河,混凝剂采用南非进口硫酸铝。
       近年来,受全球气候变化以及非洲东部地区特有的旱季/雨季交织等极端气候条件影响,锡卡河的水质出现较大波动。特别是在雨季,雨水冲刷原水浊度迅速增高且波动较大(图3),数小时内即从几十个浊度单位(NTU)上升到近千个浊度单位(NTU)。如此剧烈的浊度变化使水厂在现有的工艺和操作水平下无法稳定运行,甚至一度出现因水质不达标而导致的中断供水事故,严重影响整个城市的供水保障。因此,尼瑟水厂的系统优化势在必行。
       同济大学与内罗毕水务公司合作,在尼瑟水厂开展了示范工程。示范工程运行的结果表明:
       (1)使用聚合氯化铝(PAC)代替硫酸铝做混凝剂可以有效应对非洲地区在雨季原水浊度剧烈波动的工况,并且可以显著降低出水浊度及色度,为供水安全提供保障,避免因水质浊度超标而停止供水。
       (2)尽管原水水质波动较大,但一期(混凝剂为PAC)工艺的出水水质明显好于三期(混凝剂为硫酸铝),出水浊度均低于三期出水浊度。
       (3)使用PAC做混凝剂时,出水浊度基本稳定在2 NTU以内,远低于肯尼亚当地的饮用水标准(<5 NTU);而使用硫酸铝时,不仅会有出水不达标的情况,而且大部分出水浊度临近标准上限,没有足够的安全余量,不能为安全供水提供有效保障。
       (4)投加PAC后的出水色度也明显低于使用硫酸铝时的出水色度,甚至能降为0。
       (5)使用PAC不仅可以减少药剂投加量,降低处理水的药剂成本,还可以减少反冲洗次数,节省反冲洗水,降低能耗和劳动成本,降低水厂的综合处理成本。

肯尼亚内罗毕尼瑟水厂

 

肯尼亚内罗毕尼瑟水厂示范工程

 

李风亭教授在内罗毕考察水厂

 

李风亭教授和王洪涛博士在坦桑尼亚考察RUVU水厂

 

联合国环境署和人居署共同发布的《绿山 青城 非洲水资源报告》(2011)
李风亭教授的担任执行主编

 

由联合国环境署和中国政府发布的《南南合作 非洲水行动计划报告》(2015)
李风亭教授参与主编