城區(qū)污水回用系統(tǒng)設計優(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，而且對于促進水資源的良性循環(huán)和區(qū)域社會、經濟、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)的構成出發(fā)，研究污水回用系統(tǒng)設計的優(yōu)化問題。

關鍵詞：污水回用；系統(tǒng)；設計；優(yōu)化

污水回用技術的研究與應用已有近百年的歷史。當前，各國都在開展污水回用技術的實施，美國和日本等一些發(fā)達國家走在了前列。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，并制定了相應的政策、法規(guī)和標準，以便更好地推廣此項節(jié)水措施。作為緩解水危機的途徑之一，日本早在 1962 年就開始回用污水，20 世紀 70 年代已初見規(guī)模。在 1991 年日本的“造水計劃”中明確指出將污水再生回用技術作為最主要的開發(fā)研究內容加以資助，開發(fā)了很多污水深度處理工藝，在新型脫氮、除磷技術、膜分離技術和膜生物反應器技術等方面取得了很大進展的同時，生物膜法進行不同水體的工藝試驗，建立起以賴滬內海地區(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），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)和運行管理系統(tǒng)。城區(qū)污水回用系統(tǒng)設計主要包括回用對象、回用工程的經濟處理規(guī)模（水量）、回用水水質標準、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)當中，污水收集系統(tǒng)的主要功能是將城區(qū)的污水進行收集并最終送至污水處理廠，對其進行處理再生。城區(qū)污水收集系統(tǒng)依靠市政排水系統(tǒng)現(xiàn)狀，并不建立成獨立的系統(tǒng)。

（二）污水處理再生系統(tǒng)

城區(qū)的污水經過污水收集系統(tǒng)收集由泵站加壓送至污水處理廠再經二級處理后由管道輸送至污水再生處理水廠進行深度處理。在污水回用系統(tǒng)中，污水處理再生系統(tǒng)作為核心部分，對整個污水回用系統(tǒng)起到至關重要的作用。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行，首先對污水進行二級處理，使其滿足排放標準，不對環(huán)境造成危害；其次在二級處理的基礎上，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)又包含兩個子系統(tǒng)，一個用于將污水處理廠的二級出水進行簡單的處理后，直接回用于農業(yè)灌溉，另一個用于將污水處理廠的二級出水按照一定的處理流程進行深度處理，使之達到建議的城區(qū)回用水質標準后回用于工業(yè)冷卻、道路沖洗和洗車和景觀、河道補水。

（三）回用水輸配水系統(tǒng)

城區(qū)污水經過污水處理廠進行再生處理，達到回用水水質標準后，須經回用水配水管道系統(tǒng)送至用水點。回用水的配水系統(tǒng)應建成獨立系統(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。配水管網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（進戶管）三種。

（四）在線監(jiān)測系統(tǒng)和運行管理系統(tǒng)

在城區(qū)污水回用系統(tǒng)中，監(jiān)測系統(tǒng)是提供安全水質和法律依據(jù)的有力保障，其監(jiān)測內容主要包括污水水質監(jiān)測和回用水水質監(jiān)測兩個部分。污水水質監(jiān)測是排污收費的有效依據(jù)，同時也是污水處理再生系統(tǒng)正常運行的有力保障，可及時反饋原水水質情況預處理情況，以便調整處理系統(tǒng)運行狀態(tài)；回用水水質監(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標準。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、監(jiān)測周期等。

二、城區(qū)污水回用系統(tǒng)設計優(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)的運行管理是整個系統(tǒng)的核心也是最關鍵的部分。污水處理再生系統(tǒng)的管理與維護可以參照我國有關行業(yè)《污水處理廠運行、管理與維護技術規(guī)程》中的規(guī)定，對再生處理系統(tǒng)內各個處理單元及構筑物做嚴格的管理和維護，對內部參數(shù)做好定期的測定與分析，以保證污水處理再生系統(tǒng)正常運行，回用水水質達標、穩(wěn)定。污水處理再生系統(tǒng)的運行管理在設計合理的情況下主要涉及兩個方面的內容，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，熟悉工藝操作的過程，同時要有負責、認真、仔細的工作態(tài)度。另一內容是設備設施的維護管理，要求管理人員精心維護、及時保養(yǎng)，并且具有基本的檢修和調整能力。從國內外的相關調查研究結果看，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行效果。

同時，必須做好配水管道的定期維護工作，定期檢查和更換老化管道及相應的管道附件。目前，在我國城市給水系統(tǒng)中，漏失現(xiàn)象嚴重，全國平均漏失率在 10%-15%，一些高的地區(qū)甚至達到 30%。由于城區(qū)污水回用系統(tǒng)將會采用市場化運作，如何限制企業(yè)產品不必要的流失也是企業(yè)管理一項重要的內容。因此，在回用水配水系統(tǒng)中，要建立嚴格的檢測、管理機制，盡可能運用現(xiàn)代新型監(jiān)測監(jiān)控技術對配水管網進行監(jiān)控，以減少產品流失量。并且要建立嚴格的質量保證體系，以保證監(jiān)測數(shù)據(jù)有效、可靠。監(jiān)測方法應盡量采用國家標準方法，在有條件的地區(qū)鼓勵采用監(jiān)測新技術，但要與國家標準方法進行比較，使其具有法律效力。由于回用水是直接面向用戶，對水質安全性要求較高，因此應建立和發(fā)展在線連續(xù)自動監(jiān)側系統(tǒng)，以保證監(jiān)測數(shù)據(jù)及時、有效。

三、城區(qū)污水回用系統(tǒng)的思考

城區(qū)農業(yè)用水和市政雜用水隨季節(jié)不同變化顯著，而設計中用水量是按照一年四季均勻用水考慮設計的，因此，回用水廠在冬季會產生超量的回用水，如何處置這些過量的回用水將是一個需要解決的問題。從可持續(xù)發(fā)展的角度來看，應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，所以其技術含量高，對回灌水水質要求高，在具體實施時還需要進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、管理過程中存在的問題及相關改進措施。