給排水技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)分析

李雪平

【摘要】水源短缺和水環(huán)境污染已成為我國(guó)社會(huì)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要制約因素。城市給排水行業(yè)經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，其工藝技術(shù)正從成長(zhǎng)期向成熟期過(guò)渡，處理能力和總量快速增加。筆者通過(guò)多年來(lái)給排水行業(yè)技術(shù)工作方面的總結(jié)，從中發(fā)現(xiàn)了一些存在的常見(jiàn)問(wèn)題。提高給排水設(shè)施的服務(wù)功能和安全性，是給排水工作者關(guān)注的重點(diǎn)，下面就這一話題談?wù)劤鞘薪o排水技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)的幾點(diǎn)體會(huì)，并根據(jù)對(duì)給排水設(shè)施在維護(hù)使用中存在常見(jiàn)問(wèn)題進(jìn)行分析和論述。

【關(guān)鍵詞】?jī)羲幚砉に嚕晃⑽廴舅?；排水體制的選擇；雨水收集利用

一、城市給水技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)

1、城市供水規(guī)模日益增大，水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的要求提高

我國(guó)北方的重要城市大多為工業(yè)城市，工業(yè)用水一般約占城市用水的60%～80%。隨著工業(yè)的高速發(fā)展，為了滿足經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需要，工業(yè)用水量還會(huì)繼續(xù)增加。同時(shí)隨著城市化進(jìn)程的加快，城市規(guī)模和城市人口不斷增加，大家對(duì)生活飲用水的需求檔次和水量標(biāo)準(zhǔn)日益提高，供水能力也要有所增加。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，人們對(duì)生活質(zhì)量和身體健康越來(lái)越關(guān)注，同時(shí)水源中合成有害污染物種類不斷增加，對(duì)健康造成重要威脅。因此，進(jìn)一步實(shí)時(shí)擴(kuò)大水廠的規(guī)模，提高供水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)是供水行業(yè)當(dāng)前發(fā)展的迫切需求。

2、埋地給水管網(wǎng)老化，漏損嚴(yán)重且管徑相對(duì)偏小

室外埋地給水管網(wǎng)常用的埋地管材有鑄鐵管、球墨鑄鐵管、鋼管、塑料管、PE熱熔管等。很多管道為城市建設(shè)之初敷設(shè)的，使用年限已超過(guò)20年。給水管老化一方面造成管網(wǎng)漏損，一方面也造成出廠水質(zhì)的再度污染。鑄鐵管由于鑄鐵材質(zhì)較脆，不耐振動(dòng)，老化的鋼管易受到腐蝕而穿孔漏水，另外閥門的質(zhì)量如鑄造體內(nèi)的砂眼、焊接缺陷等都會(huì)形成一定的高漏損率。老化的金屬管內(nèi)壁腐蝕形成銹垢，這種結(jié)垢層是細(xì)菌孳生的場(chǎng)所，微生物附著生長(zhǎng)從而形成生物膜，生物膜的老化與脫落引起了用戶水質(zhì)中的嗅、味和色度的增加，造成水質(zhì)的二次污染。另外很多城市管網(wǎng)的管徑是按照建設(shè)初期的規(guī)模設(shè)置的。城市基礎(chǔ)設(shè)施的規(guī)劃規(guī)模未能及時(shí)跟上城市的實(shí)際發(fā)展速度，導(dǎo)致整體管徑相對(duì)偏小，并制約著末端小區(qū)的供水供水方式。

3、傳統(tǒng)的凈水處理工藝受到微污染水源水質(zhì)的挑戰(zhàn)

城市給水處理的目的是去除原水中懸浮物質(zhì)、膠體、病菌以及水中其他有害人體身體健康和影響工業(yè)生產(chǎn)的有害雜質(zhì)，使處理后水質(zhì)滿足現(xiàn)行生活飲用水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)和工業(yè)生產(chǎn)用水水質(zhì)的要求。水處理方法應(yīng)根據(jù)水源水質(zhì)和用水對(duì)象對(duì)水質(zhì)的要求確定。給水處理技術(shù)工藝經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的發(fā)展，積累了不少寶貴經(jīng)驗(yàn)。但水處理技術(shù)仍以由混凝、沉淀、過(guò)濾和消毒四個(gè)單元處理過(guò)程組成的常規(guī)供水處理工藝為主。隨著我國(guó)各地區(qū)水體污染狀況的發(fā)展，源水水質(zhì)逐漸惡化。微污染水源水，主要含有微量有機(jī)物、農(nóng)藥、氨氮等有害污染物，用常規(guī)的凈化工藝很難去除掉。因此，對(duì)給水廠的現(xiàn)有工藝進(jìn)行升級(jí)改造勢(shì)在必行。

4、水務(wù)行業(yè)市場(chǎng)化進(jìn)程進(jìn)入加速期

主要變現(xiàn)在供水行業(yè)管理模式從政府直接經(jīng)營(yíng)向間接監(jiān)督管理轉(zhuǎn)變。傳統(tǒng)體制下政府與企業(yè)之間原行政隸屬關(guān)系將被資產(chǎn)紐帶關(guān)系取代，政府對(duì)供水企業(yè)進(jìn)行行業(yè)監(jiān)督管理。政府有關(guān)部門主要做好市場(chǎng)的準(zhǔn)入和退出監(jiān)管，產(chǎn)品與服務(wù)價(jià)格監(jiān)管，供水企業(yè)成本監(jiān)控，產(chǎn)品與服務(wù)質(zhì)量的監(jiān)管等。這些政策模式等的變化也在一定程度上促進(jìn)了供水處理技術(shù)的有效提升。

二、城市排水技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)

1、排水體制的合理選擇

城市的建設(shè)一般包括規(guī)劃新建開(kāi)發(fā)區(qū)、擴(kuò)展建設(shè)區(qū)和老城區(qū)，各區(qū)規(guī)劃目標(biāo)不同，排水系統(tǒng)特點(diǎn)各異。規(guī)劃新建開(kāi)發(fā)區(qū)排水系統(tǒng)易實(shí)現(xiàn)分流制；擴(kuò)展建設(shè)區(qū)緊鄰老城區(qū)，基礎(chǔ)設(shè)施和城鎮(zhèn)建設(shè)同步，排水系統(tǒng)已逐漸按分流制實(shí)施，但有些地區(qū)完全采用分流制不盡合理，只能在現(xiàn)有排水體制基礎(chǔ)上改造和完善，可以采用分流與截流相結(jié)合的排水體制；老城區(qū)為建成區(qū)，格局已基本形成，排水體制多為直排式合流制，且年代已久、管徑偏小、雨天地面積水、街道狹窄、改造困難，采用合流與截流相結(jié)合的排水體制具有可操作性。在對(duì)老城市合流制排水系統(tǒng)改造時(shí)要結(jié)合實(shí)際制定可行方案，在各地新建開(kāi)發(fā)區(qū)規(guī)劃排水系統(tǒng)時(shí)要充分分析當(dāng)?shù)貤l件、資金的合理運(yùn)作，同時(shí)還要從管理水平、動(dòng)態(tài)發(fā)展角度進(jìn)行研究，不宜盲目模仿。在已有二級(jí)污水處理廠的合流制排水管網(wǎng)中，適當(dāng)?shù)牡攸c(diǎn)建造新型的調(diào)節(jié)、處理設(shè)施（滯留池、沉淀滲濾池、塘和濕地等）是進(jìn)一步減輕城市水體污染的關(guān)鍵性補(bǔ)充措施，可有效攔截暴雨初期沖刷引起的污染物，減少混合污水溢流的次數(shù)、水量和改善溢流的水質(zhì)，均衡進(jìn)入污水廠混合污水的水量和水質(zhì)，也能對(duì)污染物含量較多的雨水作初步處理。

2、污水處理工藝的選擇

目前城市污水處理大都采用一級(jí)處理和二級(jí)處理。一級(jí)處理采用物理方法，主要通過(guò)格柵攔截、沉淀等手段去除廢水中大塊懸浮物和砂粒等物質(zhì)，這一工藝已很成熟，差別不大。二級(jí)處理則采用生化方法，主要通過(guò)微生物的生命運(yùn)動(dòng)等手段來(lái)去除廢水中的懸浮性、溶解性有機(jī)物以及氮、磷等營(yíng)養(yǎng)鹽。目前這一處理工藝有多種方法，歸結(jié)起來(lái)主要有以上介紹的幾種工藝，即CCAS、SBR、A2/O、傳統(tǒng)活性污泥及氧化溝等工藝。 對(duì)于我國(guó)這樣一個(gè)污染嚴(yán)重、資源短缺的不發(fā)達(dá)國(guó)家，先進(jìn)的水處理工藝開(kāi)發(fā)的標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)該是適合國(guó)情、高效、低耗和低成本的污水處理技術(shù)。以厭氧-好氧生物處理工藝、水解-好氧處理工藝、流化床和曝氣生物濾池等為代表的低耗、高效工藝有希望滿足這一需求。

3、污水及污泥的出路

近年來(lái)，對(duì)達(dá)標(biāo)污水出路研究的總體趨勢(shì)是控源、凈化、輸導(dǎo)和綜合。達(dá)標(biāo)污水出路應(yīng)以深度處理再生利用與達(dá)標(biāo)污水通道輸送排江、排海處置或生態(tài)工程凈化處理相結(jié)合為原則，根據(jù)各城鎮(zhèn)總體規(guī)劃、產(chǎn)業(yè)布局、江河湖庫(kù)的水環(huán)境容量和水功能區(qū)劃，結(jié)合當(dāng)?shù)氐牡匦蔚孛?，水流流向順逆變化，沙洲與濕地等特征，進(jìn)行綜合設(shè)計(jì)。達(dá)標(biāo)污水排江的通道建設(shè)則應(yīng)以小區(qū)域?yàn)橹鳌⒋髤^(qū)域?yàn)檩o為原則，科學(xué)合理設(shè)置排污口和選定排放方式。

達(dá)標(biāo)污水出路包括資源化利用及深度處理，生態(tài)凈化，直接排江、排海處置，轉(zhuǎn)移和通道排放等。達(dá)標(biāo)污水出路方案要根據(jù)城鎮(zhèn)發(fā)展規(guī)劃，結(jié)合水系水體功能、水環(huán)境容量、重點(diǎn)產(chǎn)業(yè)布局與水系的關(guān)系，在研究現(xiàn)狀與規(guī)劃重點(diǎn)大企業(yè)排污水的污染特征、污廢水處理達(dá)標(biāo)等級(jí)、達(dá)標(biāo)污水的排放量預(yù)測(cè)、以及對(duì)水環(huán)境的影響等基礎(chǔ)上進(jìn)行設(shè)計(jì)。

城市污水污泥既會(huì)造成污染，又可進(jìn)行綜合利用。污泥中所含的有機(jī)物是有效的生物能源，污泥中的有機(jī)物分解產(chǎn)生的腐殖質(zhì)可以改良土壤，避免板結(jié)，而污泥中豐富的氮、磷、鉀等則是植物和農(nóng)作物生長(zhǎng)不可缺少的營(yíng)養(yǎng)物。干燥的污泥可產(chǎn)生16.65-20.93兆焦/t的熱能。是一種低熱值的燃料.從資源的角度出發(fā)，污泥處置首先考慮的是物料的利用，也就是堆肥；然后考慮的是能量的利用，那么就是干化+焚燒；無(wú)法利用的選擇就是填埋，但是占用土地資源。

4、再生水利用技術(shù)的新發(fā)展--雨水資源的收集利用

雨水收集利用的含義：是指針對(duì)因建筑屋頂、路面硬化導(dǎo)致區(qū)域內(nèi)徑流量增加而采取的對(duì)雨水進(jìn)行就地收集、入滲、儲(chǔ)存、處理、利用等措施。包括：

1）收集、儲(chǔ)存和凈化后的直接利用；

2） 通過(guò)各種人工或自然滲透設(shè)施使雨水滲入地下，補(bǔ)充地下水。

3） 利用各種人工或自然水體、池塘、濕地或低洼地對(duì)雨水徑流實(shí)施調(diào)蓄、凈化和利用，改善城市水環(huán)境和生態(tài)環(huán)境。

LID 低影響開(kāi)發(fā)技術(shù)是20世紀(jì)90年代末發(fā)展起的暴雨管理和面源污染處理技術(shù)，（下轉(zhuǎn)第頁(yè)）

（上接第頁(yè)）

也目前雨水治理和利用方面的主導(dǎo)技術(shù)趨勢(shì)，即旨在通過(guò)分散的，小規(guī)模的源頭控制來(lái)達(dá)到對(duì)暴雨所產(chǎn)生的徑流和污染的控制，使開(kāi)發(fā)地區(qū)盡量接近于自然的水文循環(huán)。LID 低影響開(kāi)發(fā)是一種可輕松實(shí)現(xiàn)城市雨水收集利用的生態(tài)技術(shù)體系，主要包含：生態(tài)植草溝、下凹式綠地、雨水花園、綠色屋頂、地下蓄滲、透水路面等具體方式。其關(guān)鍵在于原位收集、自然凈化、就近利用或回補(bǔ)地下水。

結(jié)語(yǔ)：

隨著生態(tài)建設(shè)理念的提出，城市水問(wèn)題的解決變得愈來(lái)愈迫切。經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和生活方式的改變，城市用水需求量增加。而水污染的日益嚴(yán)重，加上凈水工藝設(shè)施較陳舊，造成現(xiàn)有自來(lái)水水質(zhì)相對(duì)下降，因此供水水質(zhì)安全性越來(lái)越成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)。另外，城市排水管網(wǎng)建設(shè)相對(duì)滯后，排水管網(wǎng)收集率低下，主要的原因有排水管網(wǎng)敷設(shè)坡度偏低，埋地排水管網(wǎng)基礎(chǔ)處理及施工不佳造成的管網(wǎng)滲漏，雨污水混接等，使大部分已有的排水管網(wǎng)不能有效收集污水，或者是排水管網(wǎng)長(zhǎng)期疏于清掏維護(hù)，使個(gè)別管段經(jīng)常發(fā)生堵塞。面對(duì)如此眾多的水問(wèn)題，我們需要繼續(xù)推進(jìn)全民節(jié)水意識(shí)，研究更加低耗高效環(huán)保的水處理工藝，提升給排水設(shè)施從規(guī)劃、施工到維護(hù)各個(gè)環(huán)節(jié)的質(zhì)量保障。