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1、城市节水技术与理论综述摘要：节水的含义值得深化讨论，如单从字面上理解，往往被认为就是节约用水，实际上节水的含义深广，并不局限于用水的节约。它包括水资源地面水和地下水的保护，控制和开发，并保证其可获得的最大水量进展合理经济利用，也有精心管理和文明使用自然资源之意。因此，对节水需作广义理解，节水为水管理的一个不可分割的重要局部。关键词：城市节水技术理论综述1.节水aternservatin的含义节水的含义值得深化讨论，如单从字面上理解，往往被认为就是节约用水，实际上节水的含义深广，并不局限于用水的节约。它包括水资源地面水和地下水的保护，控制和开发，并保证其可获得的最大水量进展合理经济利用，也有精心
2、管理和文明使用自然资源之意。因此，对节水需作广义理解，节水为水管理的一个不可分割的重要局部。2.我国目前节水的主要情况中国水资源短缺、淡水资源总量约每年26200亿立方米，人均占有量为每年2392立方米，为世界人均占有量的四分之一，名列第110位，而且这一紧缺的水资源在时空分布上很不均匀，利用难度很大。随着国民经济的开展和城市生活程度的进步，很多地区特别在北方和某些沿海城市发生水资源短缺和污染问题。严重缺水的城市如太原、青岛、大连等已采取措施推动污水回用。近年来，我国政府更加关注水资源的短缺和污染问题，促进了自来水厂和污水处理厂的建立，至1997年底，中国的城市日供水量达1.90亿立方米，但是
3、如今我国668个城市中约有330个城市缺水，按目前经济增长速度估计，至2000年城市每年缺水量将超过200亿立方米。目前城市污水排放总量约每年212亿立方米，而污水处理率仅13.7%，大局部城市污水未经处理排入水体，经观察，地面水受到严重污染。我国约三分之二的城市以地下水为主要水源，而如今地下水开发和保护方面存在很多问题，其中管理不善，超量开采，造成地下水位连续下降，城市地下水资源普遍遭到污染，这些问题直接影响了地下水资源的可持续利用。因此很多城市别无选择，只得采取远间隔 取水，这样，长间隔 引水工程工程的建立与日俱增，在此情况下，水资源的紧缺和污染已成为我国国民经济开展的一个制约因素。面对这
4、一严峻形势，必须实行水资源的统一规划与管理，把用水问题，特别是将节水工作纳入社会经济开展规划，建立与健全相应的规章制度，认真贯彻开源节流并重方针，加强节水的科学管理，全面开展节水工作，通过多种途径开拓新水源，加强污水处理，搞好污水回用，保护生态环境。3.水价水价是节水中的一个重要事项，须加以合理制定，合理的水价能促进社会经济开展，减少水的消耗和改善水环境。众所周知，水是一种商品，但现行水价远低于其市场价值，低水价造成了人们对水的低价值观念，不利于消费者采取有效的节水措施。由于城市给排水系统属于公益性事业，其效益主要是社会环境效益，为了给排水事业和社会经济的持续开展，适当进步对所有有经济收入部门
5、以及家庭用水的水价标准是完全必要的。在我国的多数城市，每户都装有水表，可根据自来水用量计算水费，这一水费包括制水的基建投资和运行维护费用等。对于污水收费可使用同一水表估算家庭污水量。下水道用户付费也可使用水表中的水耗数据进展估算，污水付费将高于水费。为公平收费，需引进水和污水的累进付费制度，这样，单位水价将随水量的增加而增加。本报告还介绍了日本大阪市下水道用户付费系统，美国Flrida州的供水和污水处理收费系统以及我国一些城市的城市污水处理付费系统。4.市政节水技术对策宜从以下几方面推进市政节水工作：加强城市供水管网的维护管理、改良测漏技术、采取有效措施进展治漏、努力减少管网漏失量是城市节水的
6、重要方面。有的城市使用的检漏仪器比拟敏感，发现漏水的管段非常准确。城市管网使用的管材的质量和接口形式越来越引起人们的注意，我国已广泛使用新型管材和接口，对于减少管网漏失率有一定作用。净水厂排水尽量自身回用以节约大量用水，我国近几年新设计的水厂已考虑将滤池反冲洗水和沉淀池排水经浓缩后将上清液进展回收。选用质量好的节水型用水器具，对节约居民生活用水和公共场所用水起到很大的作用。特别是抽水马桶的设备，这不仅可节约大量用水，还可节约水费开支，宜加以推广。5.工业节水技术对策工业节水包括冷却水的循环使用，工艺用水工序间的重复使用，其中，冷却水的循环使用是工业节水的重要技术对策。冷却水循环利用的关键是冷却
7、塔的效率、水质稳定技术、进步循环水的浓缩倍数减少补给水用量，以及冷却塔中填料的形式和种类。革新和推广采用节水型消费工艺甚为重要，工厂通过改良废水处理工艺，使经处理的废水再用于消费，逐步到达零排放，形成闭路系统。采用低水耗和零水耗工艺，以进一步进步节水效率。6.污水处理技术的新开展和应用理论其中引进了所谓“先进一级处理APT)的概念，作为二级生物处理BST的替代工艺，以期在不需要增加多少资金费用的情况下即可进步污水处理厂的处理才能。APT法对悬浮固体和胶体物质的去除具有明显效果。一般可去除悬浮固体80%90%，BD为70%80%，D40%60%，细菌80%-90%，磷75%-95%。而使用常规一
8、沉池时，其去除率为：悬浮固体50%60%，BD25%40%，因此，在处理工艺的评价和选用中，对ATP法的关注及其与BST法的比拟很有必要。6.1主要的二级生物处理(BST)工艺有关水体的污染负荷方面,目前对于污水处理厂去除营养物质效率的要求显著进步了,为到达废水排放标准,防止水体富营养化以及缺水地区的污水回用，对污水的除磷脱氮得到了重视。因此已经在建立具有除磷脱氮功能的新污水处理厂，一些老厂也在改造使其具有除磷脱氮功能。传统的二级生物处理(BST)可对有机物进展有效处理，大量去除废水中的BD,但除磷脱氮效率低，因此污水处理厂出水排入封闭性和半封闭性水体时，需要进步营养物质的去除效率以防止水体富
9、营养化。在污水除磷脱氮工艺中,将两种已经开发和应用的除磷脱氮工艺简述于后：6.1.1循环式活性污泥工艺(AST)根据有关资料报道和笔者赴美对序批式活性污泥法的考察，其中由Grnszy开发的循环式活性污泥工艺(AST)可有效地处理城市污水，通常采用4小时循环周期2小时曝气，2小时非曝气，暴雨时采用2小时循环周期，沉淀和撇水顺序时停顿进水。因此，正常的运行系统由以下各阶段组成，即充水/曝气，沉淀，撇水，闲置。该系统设置厌氧选择器，混合液从主曝气区回流至选择器。很多中国专家对AST工艺甚为关注，由于水体富营养化问题的加剧，如今该工艺除在工业废水中广泛应用外，已在我国城市污水处理中陆续采用。6.1.2
10、氧化沟工艺氧化沟工艺与常规法相比具有以下一些主要优点：无须设置初沉池；工艺运行更为稳定可靠；工艺控制简便；污泥相对稳定，可不经厌氧消化直接脱水干化；该系统的工作说明，可去除BD9598%,D8090%,同时，对氨氮的去除程度较高，因此，其净化效果优于常规系统。然而，传统的氧化沟尚存在一些缺乏之处，例如因沟深的限制，使占地面积较大。本报告介绍了三种类型的氧化沟，即卡鲁塞尔(rrusel)系统，交替运行系统和奥贝尔(rbal)系统。每种类型的氧化沟各有其优缺点，其共同的特点是对氮、磷的处理才能进步了。单纯采用氧化沟的生物除磷脱氮方法，可使出水的TN为610g/L,TP为12g/L。如今氧化沟处理城
11、市污水在中国业已广泛采用。6.2先进一级处理(ATP)采用先进一级处理(ATP)去除磷、悬浮固体与有机物在一些国家已应用多年，特别在Sandinavia半岛、瑞士和加拿大的ntari省使用较多，美国和德国不少采用ATP的污水处理厂如今也在运行。在常规法的污水处理中，化学沉淀往往与生物处理相结合，以进步磷的去除率。此外原水中的局部有机物得以去除，污水中的细菌、病毒、肠道寄生虫卵和重金属能有效地去除。在Sandinavia由于气候严寒且化学絮凝剂价格低廉，因此采用APT处理污水，在基建造价和运转费用较低的情况下获得较好的处理效果。鉴于中国的详细情况与Sandinavia不同，处理工艺的选择需符合中
12、国国情，对于出水TP浓度要求大于0.5g/L时，去除1le磷的金属盐投加量为12le。为到达出水磷的严格要求，采用APT所需的运行费用将远高于二级生物处理(BST)。APT的运行维护费用通常与系统的关系极为重要。运行费用包括投加的化学品、电耗、劳力以及污泥处理处置所增加的费用。APT所增加的化学污泥的处理和处置问题非常复杂，对于一个大型城市污水处理厂，金属盐的投加及所增加污泥的处理处置所需费用非常昂贵，对于一个小型污水处理厂，那么所需费用便要少些。鉴于以上情况，目前APT系统可应用于我国的小型城市和严寒地区的污水处理。7.污水回用城市污水是中国城市地区的主要水源之一，因此对污水的需求及其与非饮
13、用为目的的污水回用有关卫生安康问题需进展研究。国家的经济开展和人民生活程度的进步需要增加水资源，因此急需努力开发非常规水源。排放至水体供给生活和工农业用水的河流、湖泊、地下水域的处理水已成为国家非方案内的淡水供给的重要组成局部，因此，污水必须经过适当处理去除和减少有害物质，防止危害水体。实际上城市污水的回用已成为国家水资源开发利用和保护中的一个非常重要的问题。从80年代开场，中国在城市污水回用的开发方面作出很大努力，废水经适当处理后可回用于工业和灌溉包括农作物、高尔夫球尝公园和其他娱乐场所等，处理水也用于回灌地下水。污水回用是节省有限的高质量饮用水的一个重要措施，中国政府对再生污水回用作为非饮
14、用水给予强有力的支持。以以下举了在中国施行的污水回用的三种重要途径农业灌溉、地下水回灌和工业冷却。7.1农业灌溉中国早在50年代就开场利用城市污水灌溉农田，污水灌溉农田除为缺水地区提供灌溉用水的附加水源以及农作物生长所需的营养物质外，污水归田还可防止水体污染，保护饮用水源的水质和平安性。过去由于大局部污水未经处理直接灌田，造成土壤、作物和地下水受到一定程度的污染。根据污水灌溉对安康影响的流行病学研究分析结果证实，污水灌溉所引起的疾病传播均与使用原污水或未经适宜处理的污水有关。总的看来，由于水资源的紧缺，灌溉用水得不到保证，污水灌溉不但需继续进展，而且是污水回用的主要途径，关键问题是必须加强污水
15、处理，改善灌溉用水水质。7.2地下水回灌用再生污水和剩余地表水雨水回灌地下水是回用的一个重要方面，地下水回灌的目的是为了减少和停顿地下水位的下降，甚至使水位有所上升，增加地下水供给量。地下水回灌还可储存雨水和经处理的污水以备使用。地下水回灌系根据当地气候水文条件，以不同循环周期在布水场地上进展间歇充水。再生水经过土壤与地下水层的渗滤和浸透可进步整个污水处理系统的可靠程度，不饱和含水层处理污水的容量很大，其中，悬浮固体被过滤去除，溶解性有机物被生物降解去除，微生物通过吸附过滤去除。为防止再生水对含水层的影响，须将地下水回灌在时空上加以别离，这是地下水回灌在公共卫生方面的一个重要考虑。因此，妥善的
16、预处理对地下水回灌至关重要，处理要求根据污水来源和回灌地区有所不同。7.3工业冷却大型冷却系统中有各种不同情况，如近海的大型发电站或炼油厂的非接触冷却，主要金属工业相对惰性材质的直接接触冷却，以及水资源短缺地区的内陆大型工业的非接触循环冷却系统。工业冷却塔的运行面临四个水质问题，即热交换器和冷凝器中结垢、堵塞、腐蚀和微生物繁殖，淡水和城市污水中均含有能产生上述问题的污染物，不过城市污水中污染物的浓度较高。当再生水回用于冷却系统时，为保护工作人员的安康，适宜的消毒是个首要问题。通常使用再生城市污水的水质要求与使用淡水一样，可设计采用污水深度处理，以减少磷控制结垢，悬浮固体控制堵塞，微生物控制微生物和致病菌繁殖。另外，为使其他的有害物质引起的腐蚀作用减少到最低程度，有必要在工厂内部采用化学处理如锌/铬处理方法，这些产生腐蚀作用的物质包括总溶解性固体，在常规处理单元过程和运行中加以去除，费用昂贵。8.石家庄桥东污水处理厂可行性研究实例分析石家庄为“中国21世纪城市水管理工程的示范城市，该
