城市節水途徑和方法

于 潔，趙 巖

1.東營市自來水公司 ，山東東營 257091 2.東營市水利局， 山東東營 257091

0 引言

雖然我國水資源總量排在世界第四，但人均擁有量只排在109 位，僅為世界人均值的四分之一。我國有300 多個城市缺水，其中108 個城市嚴重缺水。隨著經濟的快速發展，城鎮化逐漸升高，城市供水的任務日益艱巨，供需水量不平衡的矛盾越來越突出。針對這一現狀，近年來，國家大力提倡節水型社會，號召各行業愛水節水，規范用水準則，落實推動切實可行節水方案，城市節水取得明顯成效。本文對城市節水途徑和方法進行探討并以濟南市節水規劃為例進行分析。

1 城市工業節水

我國工業化進程在“十二五”期間將繼續保持飛速發展勢頭，這意味著對水質和水量的要求都將提高。合理有效的利用工業用水是緩解水量緊張最有效的方法[1，2]。

1.1 循環冷卻水

工業冷卻水占工業生產用水總量的70%～80%，合理利用冷卻水將大大提高工業用水的效率，從根本上實現節水。節約工業用水的方法有很多，最有效的是循環利用冷卻水。發達國家對于冷卻水的利用率比較高，可以達到75%左右，我國對冷卻水利用率低，只有30%～40%。采用合理的節水途徑和方法，我國冷卻水利用率提高還有很大空間，可以考慮采取以下幾種方法提高循環冷卻水利用率。

1.1.1 直流水系統改進成循環冷卻水系統

循環冷卻水系統將系統產生的廢水，經適當處理后重復使用，不補充或少量補充新鮮水，不排放或少排放廢水，提高了水量利用率的同時減少能量損耗，提高了熱交換裝置的熱利用效率，避免了熱污染。

1.1.2 選用高效的冷卻構筑物

冷卻構筑物類型的選取關系到整個冷卻系統的費用，節水效率，成本控制和環境保護等多方面的問題。應該根據生產工藝和地理條件因地制宜的選取最優的冷卻構筑物。例如，火電廠的冷卻塔通常做成雙曲線形。這是因為雙曲線設計使構筑物底部有最大的圓周，使冷空氣最大限度地進入冷卻塔，冷空氣到達最細部位時，接觸熱水，由于管徑變小，空氣流速加快，快速帶走熱水中的熱量。此外，由于管徑變小，冷空氣的體積也受到壓縮，故壓力也增大，流體的含熱能力也隨之增加，于是在細腰部冷空氣可以最大限度的吸收熱水的熱量從而使熱水冷卻。到了最上部，管徑再次擴大，已攜帶了大量熱量的空氣由于流速減慢，壓力減小，將所含的熱量最大程度釋放。

1.1.3 采用密閉式循環冷卻水系統

密閉式循環冷卻水系統中的循環水經由泵輸送到水冷器中，冷卻熱工藝介質，冷卻水的熱水通過二次換熱，在另外的換熱器，或稱二次冷卻器中被其他介質間接冷卻變為冷水再返回循環系統使用。封閉式循環冷卻水系統采用封閉式冷卻設備，循環水在管中流動，管外通常用風散熱，不影響循環水水質。密閉式冷卻水系統可以大幅度提高水利用率[3]。

1.2 工藝節水

通過改革生產方法，優化生產工藝，提升生產設備的方式達到節水的目的工藝稱為工藝節水。工藝節水可以從根源上減少用水量，降低能源消耗，同時可以將相應的環境污染控制在環境容量可以接受的范圍內。在水資源極其寶貴的今天，工藝節水將會越來越受到重視[4]。

1.2.1 工藝改進節水

生產過程中合理的工藝改進可以使用水量有效減少。太原平板玻璃廠通過改造氮氣凈化器保溫外套，年節水10 萬噸。部分發電廠通過采用靜電除塵和干粉回收系統去除粉塵，替代傳統的用水除塵辦法，成功節約了用水量。工業上產上具有節水作用的工藝還有很多，節水型印染工藝通過低給液染整、冷軋堆工藝、泡沫染整、微博染色等工藝提高水利用率。節水型制革生產工藝通過轉鼓快進工藝、酶脫毛工藝、常溫少浴染色工藝等提高節約用水。

1.2.2 洗滌過程節水

在工業生產過程中要對零件進行洗滌以達到生產要求。有時為了生產質量需對零件進行重復洗滌，增加了用水量。從水量重復利用角度，洗滌方式通常有兩種，可重復洗滌方式和不可重復洗滌方式。前者指在洗滌完一批零件后不排放，收集起來再進行下一次洗滌，當收集到一定量的水后進行適當處理排放。后者指一次洗滌完畢直接排放。顯然，重復利用的洗滌方式更加節水環保。

2 城市生活節水

城市生活用水包括居民用水，公共建筑用水，市政用水，景觀園林澆灌用水和消防用水等。城市生活用水與居民生活與利益密切相關，與城市工業用水不同，生活用水有自己的特點：用水過程屬于私人行為；水價相對便宜，沒有從經濟上引起百姓的重視；生活用水隨季節等因素變化具有隨機性，難以把握，只能宏觀調控。實現城市生活節水可以從觀念上對市民進行教育，加強普及節水觀念。此外，充分發揮水費標準這一經濟杠桿的核心作用，把節水和人民生活經濟利益直接掛鉤，強化節水意識。大力發展回用水和節水器具的推廣應用也是城市生活節水有效的舉措[5]。

2.1 發展回用水

提高城市水資源利用效率的一個有效方法是污水回用。污水回用還可以增加經濟效益，減輕環境污染和水處理設施負荷。與長距離管線引水的投資費用相比，污水回用改造所需的投資和維護費用將減少開支。排污收費和回用水帶來的經濟收益可以用于污水處理工藝的改進和升級，在減輕環境污染和保護水源水安全的前提下，增加財政收入。

2.2 推廣應用節水器具

節水器具可以有效提高水利用效果，減少甚至避免水浪費的現象。開發并推廣應用節水器具在生活節水方面有重要的作用。有報道指出，家庭用水的40%～50%用于便器和淋浴用水。由于滲漏和不良用水習慣導致的水浪費現象比較嚴重。采用節水型便器和噴頭可以減少水量浪費，緩解用水壓力。節水器具還能減少城市生活污水排放，將水體污染和處理成本控制在最低范圍內。針對水源不足和污水處理量日漸增大的難題，紐約市為市民發放補貼，鼓勵市民更換節水型便器。經過3 年時間的推廣，共更換大涌水量便器130 萬套，節水量34 萬噸/天，相當于紐約全市用水的7%。節水器具的推廣和應用將帶來巨大的社會和經濟利益。

2.3 宣傳教育強化節水意識

節水宣傳教育可以強化群眾節水觀念，改善不良用水習慣，具有不同于節水的技術手段、經濟手段的特殊管理作用。節水宣傳教育可以潛移默化的影響改變居民用水習慣，從根本上減少用水浪費。

3 濟南市“十二五”節水規劃

根據濟南市經濟發展和人民生活水平提高對城市節水的要求，濟南市規劃在“十二五”期間從工業節水、生活節水和管網漏失控制三個方面全面進行城市節水[6]。

3.1 工業節水

工業用水是濟南市用水大戶和污染大戶，從優化工藝角度出發，結合環境保護和節水節能，升級改造產品以實現全面節水的目標。濟南市高耗水的工業主要集中在鋼鐵行業、火力發電、石油化工和啤酒行業。“十二五”期間擬針對該類行業積極推廣節水工藝改造。

針對火電廠，對現有300MW 機組循環水系統進行改造。把換熱系統的銅管換成不銹鋼管，并采用水質凈化三場的再生水作為循環冷卻水，該項改造可使單位發電量取水量降至25立方米/萬千瓦時；石油化工行業通過節水型煉油生產工藝與設備的改造，提高冷卻水濃縮倍數，采用市政再生水、雨水等非傳統水源，提高鍋爐蒸汽水會用率等方法實現節水；在鋼鐵工業方面，計劃提高濟鋼綜合污水廠的消化能力，實現生產生活地下水“零”提取和“零污染排放”，噸鋼取水量到2015 年達到3.0m3；啤酒工業主要集中在青島啤酒濟南有限公司，該單位將把工作重點放在提高用水重復利用上，進一步提高行業用水水平，擬計劃到2015 年單位產品取水量降低到4.7 立方米/千升。

3.2 生活節水

濟南市在“十二五”期間對生活節水的目標是推廣節水型器具，加大利用非傳統水源，推行實施階梯水價，加強特種行業水資源管理。

3.3 管網漏失控制

管網漏失是水量浪費的重要來源，加強檢漏，嚴格管理是降低管網漏失切實可行的辦法。具體的措施有：加強供水管網管理，采用流量計、水表等定量設備，完善管理制度；加強管網檢漏，通過壓力控制，流量控制及時發現漏水事故，及時上報及時解決；供水設施改造，“十二五”期間，濟南市擬擴建4 座加壓站并對400 余座二次加壓設備進行改造。

4 結論

隨著經濟發飛速發展，城市需水量不斷增大。實現城市節水是緩解供水不平衡最有效可行的辦法。只要注重管理，因地制宜改造升級節水工藝，城市節水的前途是非常光明的。

[1]李欣，郭合軍.城市節水面臨問題與節水途徑[J].黑龍江水利科技，2012(40).

[2]鄭亞娟.淺析城市節水及其途徑[J].水利工程，2012(6).

[3]李曉燕.淺析工業節水途徑[J].山西建筑，2005， 31(8).

[4]嚴力云，沈丹.強化城市節水管理工作的探討[J].城鎮供水，2011.

[5]成亦平.我國城市節水途徑的探討[J].工程設計與研究，2003.

[6]胡寶林，張貢意.濟南市“十二五”城市節水重點工作分析[J].城鎮供水，2011.