淺談內河港口中水回用系統技術要點

李 婧(四川省交通運輸廳交通勘察設計研究院)

淺談內河港口中水回用系統技術要點

李 婧
(四川省交通運輸廳交通勘察設計研究院)

針對目前我國水資源短缺和水環境污染嚴重的現狀，結合大多數內河港口的外部條件，闡述當前我國中水回用技術的發展水平，分析總結適用于內河港口中水回用系統的技術要點。

內河港口；中水回用技術

1、分析背景

近年來，我國經濟突飛猛進地發展，城市化進程日益加快，人民生活水平逐步提高的同時，也對生存環境提出了更高的要求。水資源短缺和水質污染嚴重日益引起社會廣泛關注，已成為亟待解決的問題。目前世界1/3地區處于高度缺水，同時全球約有 1/3的人口仍在淡水資源短缺的環境中生活【1】，我國已被列入世界13個缺水國家之一。

要解決水資源短缺與水環境污染問題，最根本措施就是要改變過去“水資源-使用消費-污水排放”單向流動的線性經濟，而轉變成“水資源-使用消費-污水再生處理-水再循環利用”，形成經濟-社會-環境復合生態系統中的往復循環利用【2】。中水回用（中水也稱為“再生水”、“循環水”或“回用水”）作為一種有效的節水技術，主要指生產、生活中所排出的污廢水經處理后，達到一定的水質標準，可在一定范圍內重復使用的非飲用水的雜用水，其水質介于上水和下水之間，是解決我國水資源缺乏、保護水生生態系統和減輕水污染的有效途徑。

自2014年以來，我國交通運輸部提出了加快推進“四個交通”的發展要求，作為其一的綠色交通要求加快推進綠色循環低碳交通基礎設施建設，提高節能環保水平，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。因此，內河港口建設應秉持可持續發展理念，積極響應綠色交通的發展要求，充分考慮港口水資源的再利用，大力推行中水回用技術的應用。

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，與購買自來水所需費用相比，具有良好的經濟效益。據統計資料顯示【3】：近期建設污水處理廠使污水達到回用標準，其深度處理設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，可節省約5900元/m3，因此，利用中水替代自來水可取得一定的經濟效益。中水回用低于遠距離引水所需的費用。據資料顯示，將城市污水進行深度處理到可以回用作雜用水的程度，基建投資相當于從30km外引水；若處理到回用作高要求的工藝用水，投資相當于從40-60km外引水。在環境效益方面，中水可在一定程度上減少對地下水開采量，減輕對地下水資源的污染，有效地減少因地下水超采而引起的地表沉降等環境問題；有利于減輕對天然地表水的開發，緩解天然河流缺水、斷流的問題，進而減輕因河流缺水而造成的其他環境問題。

3、內河港口中水回用的可行性

內河港口大多遠離城鎮，地點相對獨立，外部無可依托的市政污水管網，污水不能通過城鎮污水管網輸送到污水廠進行處理，通常的設計思路是在港區內部建立小型的污水處理中心，將污廢水處理為符合國家或當地政府排放標準的棄水，并未考慮污廢水的回用。但部分港區在運營使用過程中，由于管理松散疏漏等方面原因，導致排放的污廢水并未達標，隨著時間的累積，會對周圍的農田、河流造成污染，導致農作物產量減少、魚類死亡、河流水質變差等狀況，給當地居民的生活生產和生態環境帶來極為惡劣的影響。此外，內河港區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管網，但由于距離較遠，往往需要對市政管網進行加壓；二是采用港區自備水源，抽取地下水或江河地表水，并在使用前必須經過凈水設施處理，且自備水源受季節和氣候的影響因素較多。港區除了對內部工作人員提供生產生活用水外，還需為來往船舶提供生活生產用水以及港區內部環保噴灑用水，日用水量較大， 部分內河港口存在用水拮據的情況。倘若對內河港口排放出來的污廢水進行有效處理之后回用，用于沖洗廁所、澆灑綠地、沖洗道路、洗車等對水質要求不是太高的地方，不僅可以避免對周圍環境的污染，還可以緩解用水緊張的局面，是內河港口一舉兩得的最佳用水方案。

4、內河港口中水回用技術

通過借鑒和吸收國外經驗和技術，結合本國現狀和技術，目前我國的中水處理技術分為三種類型。

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

（2）物理化學法：即在污水中添加某些化學物質，通過化學反應氧化或者還原為微毒甚至無毒物質，從而使出水達標排放并進行回用。該方法同樣適用于水質變化較大的情況，其特點是技術先進，設備結構緊湊，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物的情況，其特點是處理后水質較好，便于維護管理。

目前，內河港口采用的污水處理工藝在實際運行中存在不耐水量沖擊負荷，易發生短流，接觸池內生物量較少，運行時污水實際停留時間短，脫氮除磷效果不理想等問題，處理后的排放水難以達標。針對以上問題，結合內河港口的特點，通過對中水回用處理工藝的分析比較，確定適用于內河港口中水回用處理的工藝流程如圖1：

圖1 內河港口中水回用技術工藝流程

5、內河港口中水回用管道系統

（1）回用方式：由于內河港口一般距離城鎮污水廠較遠，在港區內部建立有獨立的小型污水處理中心，故中水回用采用分散式回用。相對于集中回用，分散回用可以節約輸送管線費用。

（2）中水原水、供水系統：內河港口的中水原水管道系統可根據原水性質的不同，對原排水系統進行分系統設置，分為分流制和合流制兩種系統。對一般性件雜貨、散貨碼頭通常可將綠化、消防、堆場道路噴灑除塵、沖洗車輛、沖洗廁所等用水統一歸類，建立一個中水外網系統。

（3）中水管道系統設計原則：內河港口中水回用系統原水處理量應和中水回用量基本平衡；中水原水系統應設分流和溢流設施，以便于中水處理設備檢修時使用。中水管網應盡可能敷設在用水集中的區域，管網以枝狀網為主，環狀網為輔，要充分考慮減少供水距離。

（4）中水輸水管道的選擇：根據《污水回用設計規范》相關規定，再生回用水應建立獨立的輸配水管道系統，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的比較，結合施工工序，確定內河港口中水輸送管道采用UPVC塑料管。

（5）中水管道敷設原則：為了避免中水系統污染生活飲用水系統事故發生，要求中水管道與飲用水管道的敷設保持一定的間距。根據我國給排水行業給出的有關管道敷設方面的規定【4】，確定內河港口中水管道的敷設原則為：平行的中水管道與港區生活用水管道應保持3m的水平距離和0.3m的垂直距離。再生水管道敷設時，應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，在內河港口建設中推廣并應用中水回用技術，經濟、有效、安全地處理并使用中水，最大限度的節水，在滿足社會效益的同時，并產生最大的經濟效益，將是內河港口發展必須面對的一個課題，這將充分契合“綠色交通”的發展要求，對改變水資源短缺的現狀作出重要貢獻，具有非常廣闊的發展和應用前景。

[1]鄭守仁，世界淡水資源綜合評估：邁向21世紀水資源可持續發展譯文集，武漢：湖北科學技術出版社，2002:1

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

[3]莫慧等，居住區中水處理系統方案及經濟比較[J]，中國給水排水，2002,2。

[4]GB/T 18921-2002，城市污水再生利用

G322

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1007-6344（2016）06-0336-01