城區(qū)污水回用系統(tǒng)設(shè)計(jì)優(yōu)化研究

歷琳 王素紅

摘要：水資源短缺和水體污染已成為嚴(yán)重制約城區(qū)可持續(xù)發(fā)展的主要因素。污水回用是解決該問題的有效途徑，它不僅可以提高水資源利用率、降低用水成本、減少污水排放量、改善水污染狀況，而且對于促進(jìn)水資源的良性循環(huán)和區(qū)域社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。本文從污水回用系統(tǒng)的構(gòu)成出發(fā)，研究污水回用系統(tǒng)設(shè)計(jì)的優(yōu)化問題。

關(guān)鍵詞：污水回用；系統(tǒng)；設(shè)計(jì)；優(yōu)化

污水回用技術(shù)的研究與應(yīng)用已有近百年的歷史。當(dāng)前，各國都在開展污水回用技術(shù)的實(shí)施，美國和日本等一些發(fā)達(dá)國家走在了前列。西歐、北美是世界上污水再生回用較早的發(fā)達(dá)地區(qū)，1992 年美國國家環(huán)保局制定的《再生水利用指南》中列舉了大量的示范工程，并制定了相應(yīng)的政策、法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)，以便更好地推廣此項(xiàng)節(jié)水措施。作為緩解水危機(jī)的途徑之一，日本早在 1962 年就開始回用污水，20 世紀(jì) 70 年代已初見規(guī)模。在 1991 年日本的“造水計(jì)劃”中明確指出將污水再生回用技術(shù)作為最主要的開發(fā)研究內(nèi)容加以資助，開發(fā)了很多污水深度處理工藝，在新型脫氮、除磷技術(shù)、膜分離技術(shù)和膜生物反應(yīng)器技術(shù)等方面取得了很大進(jìn)展的同時(shí)，生物膜法進(jìn)行不同水體的工藝試驗(yàn)，建立起以賴滬內(nèi)海地區(qū)為首的許多“水再生工廠”。

城區(qū)污水回用系統(tǒng)屬于城市污水再生利用系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括污水收集系統(tǒng)（即市政排水管網(wǎng)），污水處理再生系統(tǒng)（即污水處理廠和深度處理），回用水輸配水系統(tǒng)，以及在線監(jiān)測系統(tǒng)和運(yùn)行管理系統(tǒng)。城區(qū)污水回用系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要包括回用對象、回用工程的經(jīng)濟(jì)處理規(guī)模（水量）、回用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)、用戶水壓要求、原水（回用水水源）以及處理工藝的選擇等方面。

一、城區(qū)污水回用系統(tǒng)組成

（一）城區(qū)污水收集系統(tǒng)

在城區(qū)污水回用系統(tǒng)當(dāng)中，污水收集系統(tǒng)的主要功能是將城區(qū)的污水進(jìn)行收集并最終送至污水處理廠，對其進(jìn)行處理再生。城區(qū)污水收集系統(tǒng)依靠市政排水系統(tǒng)現(xiàn)狀，并不建立成獨(dú)立的系統(tǒng)。

（二）污水處理再生系統(tǒng)

城區(qū)的污水經(jīng)過污水收集系統(tǒng)收集由泵站加壓送至污水處理廠再經(jīng)二級(jí)處理后由管道輸送至污水再生處理水廠進(jìn)行深度處理。在污水回用系統(tǒng)中，污水處理再生系統(tǒng)作為核心部分，對整個(gè)污水回用系統(tǒng)起到至關(guān)重要的作用。按照目前我國污水處理回用現(xiàn)狀，污水處理再生分為兩步進(jìn)行，首先對污水進(jìn)行二級(jí)處理，使其滿足排放標(biāo)準(zhǔn)，不對環(huán)境造成危害；其次在二級(jí)處理的基礎(chǔ)上，再加上深度處理，以滿足回用的要求。在紡織城污水回用系統(tǒng)中，污水處理再生系統(tǒng)又包含兩個(gè)子系統(tǒng)，一個(gè)用于將污水處理廠的二級(jí)出水進(jìn)行簡單的處理后，直接回用于農(nóng)業(yè)灌溉，另一個(gè)用于將污水處理廠的二級(jí)出水按照一定的處理流程進(jìn)行深度處理，使之達(dá)到建議的城區(qū)回用水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)后回用于工業(yè)冷卻、道路沖洗和洗車和景觀、河道補(bǔ)水。

（三）回用水輸配水系統(tǒng)

城區(qū)污水經(jīng)過污水處理廠進(jìn)行再生處理，達(dá)到回用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)后，須經(jīng)回用水配水管道系統(tǒng)送至用水點(diǎn)。回用水的配水系統(tǒng)應(yīng)建成獨(dú)立系統(tǒng)，回用水配水系統(tǒng)可以理解為城市給排水系統(tǒng)中的給水管網(wǎng)。配水管網(wǎng)的作用就是將輸水管線送來的水，配送給再生水用戶。根據(jù)管網(wǎng)中管線的作用和管徑的大小，將管線分為干管、分配管（配水管）、接戶管（進(jìn)戶管）三種。

（四）在線監(jiān)測系統(tǒng)和運(yùn)行管理系統(tǒng)

在城區(qū)污水回用系統(tǒng)中，監(jiān)測系統(tǒng)是提供安全水質(zhì)和法律依據(jù)的有力保障，其監(jiān)測內(nèi)容主要包括污水水質(zhì)監(jiān)測和回用水水質(zhì)監(jiān)測兩個(gè)部分。污水水質(zhì)監(jiān)測是排污收費(fèi)的有效依據(jù)，同時(shí)也是污水處理再生系統(tǒng)正常運(yùn)行的有力保障，可及時(shí)反饋原水水質(zhì)情況預(yù)處理情況，以便調(diào)整處理系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)；回用水水質(zhì)監(jiān)測是用戶用水安全性的有效保證，保證系統(tǒng)提供給用戶的回用水滿足水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。因此，有必要在城區(qū)污水回用系統(tǒng)中建立完備的監(jiān)測體制，確定合理的取樣方式、監(jiān)測點(diǎn)、監(jiān)測周期等。

二、城區(qū)污水回用系統(tǒng)設(shè)計(jì)優(yōu)化

在城區(qū)污水回用系統(tǒng)中，對于污水處理再生系統(tǒng)的運(yùn)行管理是整個(gè)系統(tǒng)的核心也是最關(guān)鍵的部分。污水處理再生系統(tǒng)的管理與維護(hù)可以參照我國有關(guān)行業(yè)《污水處理廠運(yùn)行、管理與維護(hù)技術(shù)規(guī)程》中的規(guī)定，對再生處理系統(tǒng)內(nèi)各個(gè)處理單元及構(gòu)筑物做嚴(yán)格的管理和維護(hù)，對內(nèi)部參數(shù)做好定期的測定與分析，以保證污水處理再生系統(tǒng)正常運(yùn)行，回用水水質(zhì)達(dá)標(biāo)、穩(wěn)定。污水處理再生系統(tǒng)的運(yùn)行管理在設(shè)計(jì)合理的情況下主要涉及兩個(gè)方面的內(nèi)容，一是工藝管理，要求污水處理再生的工藝人員掌握必要的專業(yè)知識(shí)，熟悉工藝操作的過程，同時(shí)要有負(fù)責(zé)、認(rèn)真、仔細(xì)的工作態(tài)度。另一內(nèi)容是設(shè)備設(shè)施的維護(hù)管理，要求管理人員精心維護(hù)、及時(shí)保養(yǎng)，并且具有基本的檢修和調(diào)整能力。從國內(nèi)外的相關(guān)調(diào)查研究結(jié)果看，只要能夠做好上述兩方面的工作，那么污水處理再生系統(tǒng)都能夠獲得比較的運(yùn)行效果。

同時(shí)，必須做好配水管道的定期維護(hù)工作，定期檢查和更換老化管道及相應(yīng)的管道附件。目前，在我國城市給水系統(tǒng)中，漏失現(xiàn)象嚴(yán)重，全國平均漏失率在 10%-15%，一些高的地區(qū)甚至達(dá)到 30%。由于城區(qū)污水回用系統(tǒng)將會(huì)采用市場化運(yùn)作，如何限制企業(yè)產(chǎn)品不必要的流失也是企業(yè)管理一項(xiàng)重要的內(nèi)容。因此，在回用水配水系統(tǒng)中，要建立嚴(yán)格的檢測、管理機(jī)制，盡可能運(yùn)用現(xiàn)代新型監(jiān)測監(jiān)控技術(shù)對配水管網(wǎng)進(jìn)行監(jiān)控，以減少產(chǎn)品流失量。并且要建立嚴(yán)格的質(zhì)量保證體系，以保證監(jiān)測數(shù)據(jù)有效、可靠。監(jiān)測方法應(yīng)盡量采用國家標(biāo)準(zhǔn)方法，在有條件的地區(qū)鼓勵(lì)采用監(jiān)測新技術(shù)，但要與國家標(biāo)準(zhǔn)方法進(jìn)行比較，使其具有法律效力。由于回用水是直接面向用戶，對水質(zhì)安全性要求較高，因此應(yīng)建立和發(fā)展在線連續(xù)自動(dòng)監(jiān)側(cè)系統(tǒng)，以保證監(jiān)測數(shù)據(jù)及時(shí)、有效。

三、城區(qū)污水回用系統(tǒng)的思考

城區(qū)農(nóng)業(yè)用水和市政雜用水隨季節(jié)不同變化顯著，而設(shè)計(jì)中用水量是按照一年四季均勻用水考慮設(shè)計(jì)的，因此，回用水廠在冬季會(huì)產(chǎn)生超量的回用水，如何處置這些過量的回用水將是一個(gè)需要解決的問題。從可持續(xù)發(fā)展的角度來看，應(yīng)提倡將這些過剩的回用水回灌地下水。由于回灌地下水容易造成地下水源污染，所以其技術(shù)含量高，對回灌水水質(zhì)要求高，在具體實(shí)施時(shí)還需要進(jìn)行多方面的可行性論證。

作者簡介：

歷琳，1987.10，河南鄭州，主要研究污水處理廠對大氣、土壤等周邊環(huán)境的影響。

王素紅，1983.10，河南新鄉(xiāng)，主要研究污水處理工程建設(shè)、管理過程中存在的問題及相關(guān)改進(jìn)措施。