淺談內(nèi)河港口中水回用系統(tǒng)技術(shù)要點(diǎn)

李 婧(四川省交通運(yùn)輸廳交通勘察設(shè)計(jì)研究院)

淺談內(nèi)河港口中水回用系統(tǒng)技術(shù)要點(diǎn)

李 婧
(四川省交通運(yùn)輸廳交通勘察設(shè)計(jì)研究院)

針對(duì)目前我國(guó)水資源短缺和水環(huán)境污染嚴(yán)重的現(xiàn)狀，結(jié)合大多數(shù)內(nèi)河港口的外部條件，闡述當(dāng)前我國(guó)中水回用技術(shù)的發(fā)展水平，分析總結(jié)適用于內(nèi)河港口中水回用系統(tǒng)的技術(shù)要點(diǎn)。

內(nèi)河港口；中水回用技術(shù)

1、分析背景

近年來，我國(guó)經(jīng)濟(jì)突飛猛進(jìn)地發(fā)展，城市化進(jìn)程日益加快，人民生活水平逐步提高的同時(shí)，也對(duì)生存環(huán)境提出了更高的要求。水資源短缺和水質(zhì)污染嚴(yán)重日益引起社會(huì)廣泛關(guān)注，已成為亟待解決的問題。目前世界1/3地區(qū)處于高度缺水，同時(shí)全球約有 1/3的人口仍在淡水資源短缺的環(huán)境中生活【1】，我國(guó)已被列入世界13個(gè)缺水國(guó)家之一。

要解決水資源短缺與水環(huán)境污染問題，最根本措施就是要改變過去“水資源-使用消費(fèi)-污水排放”單向流動(dòng)的線性經(jīng)濟(jì)，而轉(zhuǎn)變成“水資源-使用消費(fèi)-污水再生處理-水再循環(huán)利用”，形成經(jīng)濟(jì)-社會(huì)-環(huán)境復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)中的往復(fù)循環(huán)利用【2】。中水回用（中水也稱為“再生水”、“循環(huán)水”或“回用水”）作為一種有效的節(jié)水技術(shù)，主要指生產(chǎn)、生活中所排出的污廢水經(jīng)處理后，達(dá)到一定的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，可在一定范圍內(nèi)重復(fù)使用的非飲用水的雜用水，其水質(zhì)介于上水和下水之間，是解決我國(guó)水資源缺乏、保護(hù)水生生態(tài)系統(tǒng)和減輕水污染的有效途徑。

自2014年以來，我國(guó)交通運(yùn)輸部提出了加快推進(jìn)“四個(gè)交通”的發(fā)展要求，作為其一的綠色交通要求加快推進(jìn)綠色循環(huán)低碳交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，提高節(jié)能環(huán)保水平，建成以低消耗、低排放、低污染、高效能、高效率、高效益為主要特征的綠色交通系統(tǒng)。因此，內(nèi)河港口建設(shè)應(yīng)秉持可持續(xù)發(fā)展理念，積極響應(yīng)綠色交通的發(fā)展要求，充分考慮港口水資源的再利用，大力推行中水回用技術(shù)的應(yīng)用。

2、中水回用的效益分析

中水回用，可減少淡水資源或自來水的利用，與購(gòu)買自來水所需費(fèi)用相比，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益。據(jù)統(tǒng)計(jì)資料顯示【3】：近期建設(shè)污水處理廠使污水達(dá)到回用標(biāo)準(zhǔn)，其深度處理設(shè)施及回用水輸送管道投資平均約需1700元/m3，若按深度處理污水代替自來水，可節(jié)省約5900元/m3，因此，利用中水替代自來水可取得一定的經(jīng)濟(jì)效益。中水回用低于遠(yuǎn)距離引水所需的費(fèi)用。據(jù)資料顯示，將城市污水進(jìn)行深度處理到可以回用作雜用水的程度，基建投資相當(dāng)于從30km外引水；若處理到回用作高要求的工藝用水，投資相當(dāng)于從40-60km外引水。在環(huán)境效益方面，中水可在一定程度上減少對(duì)地下水開采量，減輕對(duì)地下水資源的污染，有效地減少因地下水超采而引起的地表沉降等環(huán)境問題；有利于減輕對(duì)天然地表水的開發(fā)，緩解天然河流缺水、斷流的問題，進(jìn)而減輕因河流缺水而造成的其他環(huán)境問題。

3、內(nèi)河港口中水回用的可行性

內(nèi)河港口大多遠(yuǎn)離城鎮(zhèn)，地點(diǎn)相對(duì)獨(dú)立，外部無可依托的市政污水管網(wǎng)，污水不能通過城鎮(zhèn)污水管網(wǎng)輸送到污水廠進(jìn)行處理，通常的設(shè)計(jì)思路是在港區(qū)內(nèi)部建立小型的污水處理中心，將污廢水處理為符合國(guó)家或當(dāng)?shù)卣欧艠?biāo)準(zhǔn)的棄水，并未考慮污廢水的回用。但部分港區(qū)在運(yùn)營(yíng)使用過程中，由于管理松散疏漏等方面原因，導(dǎo)致排放的污廢水并未達(dá)標(biāo)，隨著時(shí)間的累積，會(huì)對(duì)周圍的農(nóng)田、河流造成污染，導(dǎo)致農(nóng)作物產(chǎn)量減少、魚類死亡、河流水質(zhì)變差等狀況，給當(dāng)?shù)鼐用竦纳钌a(chǎn)和生態(tài)環(huán)境帶來極為惡劣的影響。此外，內(nèi)河港區(qū)的供水水源成本都偏高，主要來源于兩條途徑：一是來源于附近城鎮(zhèn)管網(wǎng)，但由于距離較遠(yuǎn)，往往需要對(duì)市政管網(wǎng)進(jìn)行加壓；二是采用港區(qū)自備水源，抽取地下水或江河地表水，并在使用前必須經(jīng)過凈水設(shè)施處理，且自備水源受季節(jié)和氣候的影響因素較多。港區(qū)除了對(duì)內(nèi)部工作人員提供生產(chǎn)生活用水外，還需為來往船舶提供生活生產(chǎn)用水以及港區(qū)內(nèi)部環(huán)保噴灑用水，日用水量較大， 部分內(nèi)河港口存在用水拮據(jù)的情況。倘若對(duì)內(nèi)河港口排放出來的污廢水進(jìn)行有效處理之后回用，用于沖洗廁所、澆灑綠地、沖洗道路、洗車等對(duì)水質(zhì)要求不是太高的地方，不僅可以避免對(duì)周圍環(huán)境的污染，還可以緩解用水緊張的局面，是內(nèi)河港口一舉兩得的最佳用水方案。

4、內(nèi)河港口中水回用技術(shù)

通過借鑒和吸收國(guó)外經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)，結(jié)合本國(guó)現(xiàn)狀和技術(shù)，目前我國(guó)的中水處理技術(shù)分為三種類型。

（1）物理法：主要包括吸附、過濾和膜技術(shù)。這種方法主要是去除原水中大顆粒物質(zhì)以及在最終出水階段用于污泥與污水的分離，適用于水質(zhì)變化較大的情況，其特點(diǎn)是裝置簡(jiǎn)易，技術(shù)要求低，便于操作，成本不高，但由于受外力影響較小，所以處理結(jié)果不夠理想。

（2）物理化學(xué)法：即在污水中添加某些化學(xué)物質(zhì)，通過化學(xué)反應(yīng)氧化或者還原為微毒甚至無毒物質(zhì)，從而使出水達(dá)標(biāo)排放并進(jìn)行回用。該方法同樣適用于水質(zhì)變化較大的情況，其特點(diǎn)是技術(shù)先進(jìn)，設(shè)備結(jié)構(gòu)緊湊，便于管理。

（3）生物法：包括活性污泥法、接觸氧化法、生物轉(zhuǎn)盤以及其他改良工藝等生物處理方法。一般是一種方法單獨(dú)使用，或者是幾種方法組合在一起使用。該方法適用于污水有較高含量有機(jī)物的情況，其特點(diǎn)是處理后水質(zhì)較好，便于維護(hù)管理。

目前，內(nèi)河港口采用的污水處理工藝在實(shí)際運(yùn)行中存在不耐水量沖擊負(fù)荷，易發(fā)生短流，接觸池內(nèi)生物量較少，運(yùn)行時(shí)污水實(shí)際停留時(shí)間短，脫氮除磷效果不理想等問題，處理后的排放水難以達(dá)標(biāo)。針對(duì)以上問題，結(jié)合內(nèi)河港口的特點(diǎn)，通過對(duì)中水回用處理工藝的分析比較，確定適用于內(nèi)河港口中水回用處理的工藝流程如圖1：

圖1 內(nèi)河港口中水回用技術(shù)工藝流程

5、內(nèi)河港口中水回用管道系統(tǒng)

（1）回用方式：由于內(nèi)河港口一般距離城鎮(zhèn)污水廠較遠(yuǎn)，在港區(qū)內(nèi)部建立有獨(dú)立的小型污水處理中心，故中水回用采用分散式回用。相對(duì)于集中回用，分散回用可以節(jié)約輸送管線費(fèi)用。

（2）中水原水、供水系統(tǒng)：內(nèi)河港口的中水原水管道系統(tǒng)可根據(jù)原水性質(zhì)的不同，對(duì)原排水系統(tǒng)進(jìn)行分系統(tǒng)設(shè)置，分為分流制和合流制兩種系統(tǒng)。對(duì)一般性件雜貨、散貨碼頭通?？蓪⒕G化、消防、堆場(chǎng)道路噴灑除塵、沖洗車輛、沖洗廁所等用水統(tǒng)一歸類，建立一個(gè)中水外網(wǎng)系統(tǒng)。

（3）中水管道系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則：內(nèi)河港口中水回用系統(tǒng)原水處理量應(yīng)和中水回用量基本平衡；中水原水系統(tǒng)應(yīng)設(shè)分流和溢流設(shè)施，以便于中水處理設(shè)備檢修時(shí)使用。中水管網(wǎng)應(yīng)盡可能敷設(shè)在用水集中的區(qū)域，管網(wǎng)以枝狀網(wǎng)為主，環(huán)狀網(wǎng)為輔，要充分考慮減少供水距離。

（4）中水輸水管道的選擇：根據(jù)《污水回用設(shè)計(jì)規(guī)范》相關(guān)規(guī)定，再生回用水應(yīng)建立獨(dú)立的輸配水管道系統(tǒng)，且為了防止微生物腐蝕，管道一般采用非金屬管。通過材料和安裝造價(jià)的比較，結(jié)合施工工序，確定內(nèi)河港口中水輸送管道采用UPVC塑料管。

（5）中水管道敷設(shè)原則：為了避免中水系統(tǒng)污染生活飲用水系統(tǒng)事故發(fā)生，要求中水管道與飲用水管道的敷設(shè)保持一定的間距。根據(jù)我國(guó)給排水行業(yè)給出的有關(guān)管道敷設(shè)方面的規(guī)定【4】，確定內(nèi)河港口中水管道的敷設(shè)原則為：平行的中水管道與港區(qū)生活用水管道應(yīng)保持3m的水平距離和0.3m的垂直距離。再生水管道敷設(shè)時(shí)，應(yīng)盡可能置于生活用水管道的下方，以減少交叉連接的可能，且再生水管道的最小埋深0.9m。

總之，在內(nèi)河港口建設(shè)中推廣并應(yīng)用中水回用技術(shù)，經(jīng)濟(jì)、有效、安全地處理并使用中水，最大限度的節(jié)水，在滿足社會(huì)效益的同時(shí)，并產(chǎn)生最大的經(jīng)濟(jì)效益，將是內(nèi)河港口發(fā)展必須面對(duì)的一個(gè)課題，這將充分契合“綠色交通”的發(fā)展要求，對(duì)改變水資源短缺的現(xiàn)狀作出重要貢獻(xiàn)，具有非常廣闊的發(fā)展和應(yīng)用前景。

[1]鄭守仁，世界淡水資源綜合評(píng)估：邁向21世紀(jì)水資源可持續(xù)發(fā)展譯文集，武漢：湖北科學(xué)技術(shù)出版社，2002:1

[2]王占生，劉文君，微污染水源飲用水處理[M]，北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，1999,10:1-2

[3]莫慧等，居住區(qū)中水處理系統(tǒng)方案及經(jīng)濟(jì)比較[J]，中國(guó)給水排水，2002,2。

[4]GB/T 18921-2002，城市污水再生利用

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