給排水技術現狀與發展趨勢分析

李雪平

【摘要】水源短缺和水環境污染已成為我國社會、經濟發展的重要制約因素。城市給排水行業經過多年的發展，其工藝技術正從成長期向成熟期過渡，處理能力和總量快速增加。筆者通過多年來給排水行業技術工作方面的總結，從中發現了一些存在的常見問題。提高給排水設施的服務功能和安全性，是給排水工作者關注的重點，下面就這一話題談談城市給排水技術現狀與發展趨勢的幾點體會，并根據對給排水設施在維護使用中存在常見問題進行分析和論述。

【關鍵詞】凈水處理工藝；微污染水源；排水體制的選擇；雨水收集利用

一、城市給水技術發展現狀及趨勢

1、城市供水規模日益增大，水質標準的要求提高

我國北方的重要城市大多為工業城市，工業用水一般約占城市用水的60%～80%。隨著工業的高速發展，為了滿足經濟社會發展需要，工業用水量還會繼續增加。同時隨著城市化進程的加快，城市規模和城市人口不斷增加，大家對生活飲用水的需求檔次和水量標準日益提高，供水能力也要有所增加。隨著社會經濟發展，人們對生活質量和身體健康越來越關注，同時水源中合成有害污染物種類不斷增加，對健康造成重要威脅。因此，進一步實時擴大水廠的規模，提高供水水質標準是供水行業當前發展的迫切需求。

2、埋地給水管網老化，漏損嚴重且管徑相對偏小

室外埋地給水管網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之初敷設的，使用年限已超過20年。給水管老化一方面造成管網漏損，一方面也造成出廠水質的再度污染。鑄鐵管由于鑄鐵材質較脆，不耐振動，老化的鋼管易受到腐蝕而穿孔漏水，另外閥門的質量如鑄造體內的砂眼、焊接缺陷等都會形成一定的高漏損率。老化的金屬管內壁腐蝕形成銹垢，這種結垢層是細菌孳生的場所，微生物附著生長從而形成生物膜，生物膜的老化與脫落引起了用戶水質中的嗅、味和色度的增加，造成水質的二次污染。另外很多城市管網的管徑是按照建設初期的規模設置的。城市基礎設施的規劃規模未能及時跟上城市的實際發展速度，導致整體管徑相對偏小，并制約著末端小區的供水供水方式。

3、傳統的凈水處理工藝受到微污染水源水質的挑戰

城市給水處理的目的是去除原水中懸浮物質、膠體、病菌以及水中其他有害人體身體健康和影響工業生產的有害雜質，使處理后水質滿足現行生活飲用水質標準和工業生產用水水質的要求。水處理方法應根據水源水質和用水對象對水質的要求確定。給水處理技術工藝經過長期的發展，積累了不少寶貴經驗。但水處理技術仍以由混凝、沉淀、過濾和消毒四個單元處理過程組成的常規供水處理工藝為主。隨著我國各地區水體污染狀況的發展，源水水質逐漸惡化。微污染水源水，主要含有微量有機物、農藥、氨氮等有害污染物，用常規的凈化工藝很難去除掉。因此，對給水廠的現有工藝進行升級改造勢在必行。

4、水務行業市場化進程進入加速期

主要變現在供水行業管理模式從政府直接經營向間接監督管理轉變。傳統體制下政府與企業之間原行政隸屬關系將被資產紐帶關系取代，政府對供水企業進行行業監督管理。政府有關部門主要做好市場的準入和退出監管，產品與服務價格監管，供水企業成本監控，產品與服務質量的監管等。這些政策模式等的變化也在一定程度上促進了供水處理技術的有效提升。

二、城市排水技術發展現狀及趨勢

1、排水體制的合理選擇

城市的建設一般包括規劃新建開發區、擴展建設區和老城區，各區規劃目標不同，排水系統特點各異。規劃新建開發區排水系統易實現分流制；擴展建設區緊鄰老城區，基礎設施和城鎮建設同步，排水系統已逐漸按分流制實施，但有些地區完全采用分流制不盡合理，只能在現有排水體制基礎上改造和完善，可以采用分流與截流相結合的排水體制；老城區為建成區，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合的排水體制具有可操作性。在對老城市合流制排水系統改造時要結合實際制定可行方案，在各地新建開發區規劃排水系統時要充分分析當地條件、資金的合理運作，同時還要從管理水平、動態發展角度進行研究，不宜盲目模仿。在已有二級污水處理廠的合流制排水管網中，適當的地點建造新型的調節、處理設施（滯留池、沉淀滲濾池、塘和濕地等）是進一步減輕城市水體污染的關鍵性補充措施，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、水量和改善溢流的水質，均衡進入污水廠混合污水的水量和水質，也能對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處理和二級處理。一級處理采用物理方法，主要通過格柵攔截、沉淀等手段去除廢水中大塊懸浮物和砂粒等物質，這一工藝已很成熟，差別不大。二級處理則采用生化方法，主要通過微生物的生命運動等手段來去除廢水中的懸浮性、溶解性有機物以及氮、磷等營養鹽。目前這一處理工藝有多種方法，歸結起來主要有以上介紹的幾種工藝，即CCAS、SBR、A2/O、傳統活性污泥及氧化溝等工藝。 對于我國這樣一個污染嚴重、資源短缺的不發達國家，先進的水處理工藝開發的標準應該是適合國情、高效、低耗和低成本的污水處理技術。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，對達標污水出路研究的總體趨勢是控源、凈化、輸導和綜合。達標污水出路應以深度處理再生利用與達標污水通道輸送排江、排海處置或生態工程凈化處理相結合為原則，根據各城鎮總體規劃、產業布局、江河湖庫的水環境容量和水功能區劃，結合當地的地形地貌，水流流向順逆變化，沙洲與濕地等特征，進行綜合設計。達標污水排江的通道建設則應以小區域為主、大區域為輔為原則，科學合理設置排污口和選定排放方式。

達標污水出路包括資源化利用及深度處理，生態凈化，直接排江、排海處置，轉移和通道排放等。達標污水出路方案要根據城鎮發展規劃，結合水系水體功能、水環境容量、重點產業布局與水系的關系，在研究現狀與規劃重點大企業排污水的污染特征、污廢水處理達標等級、達標污水的排放量預測、以及對水環境的影響等基礎上進行設計。

城市污水污泥既會造成污染，又可進行綜合利用。污泥中所含的有機物是有效的生物能源，污泥中的有機物分解產生的腐殖質可以改良土壤，避免板結，而污泥中豐富的氮、磷、鉀等則是植物和農作物生長不可缺少的營養物。干燥的污泥可產生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，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、再生水利用技術的新發展--雨水資源的收集利用

雨水收集利用的含義：是指針對因建筑屋頂、路面硬化導致區域內徑流量增加而采取的對雨水進行就地收集、入滲、儲存、處理、利用等措施。包括：

1）收集、儲存和凈化后的直接利用；

2） 通過各種人工或自然滲透設施使雨水滲入地下，補充地下水。

3） 利用各種人工或自然水體、池塘、濕地或低洼地對雨水徑流實施調蓄、凈化和利用，改善城市水環境和生態環境。

LID 低影響開發技術是20世紀90年代末發展起的暴雨管理和面源污染處理技術，（下轉第頁）

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也目前雨水治理和利用方面的主導技術趨勢，即旨在通過分散的，小規模的源頭控制來達到對暴雨所產生的徑流和污染的控制，使開發地區盡量接近于自然的水文循環。LID 低影響開發是一種可輕松實現城市雨水收集利用的生態技術體系，主要包含：生態植草溝、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。其關鍵在于原位收集、自然凈化、就近利用或回補地下水。

結語：

隨著生態建設理念的提出，城市水問題的解決變得愈來愈迫切。經濟的發展和生活方式的改變，城市用水需求量增加。而水污染的日益嚴重，加上凈水工藝設施較陳舊，造成現有自來水水質相對下降，因此供水水質安全性越來越成為人們關注的焦點。另外，城市排水管網建設相對滯后，排水管網收集率低下，主要的原因有排水管網敷設坡度偏低，埋地排水管網基礎處理及施工不佳造成的管網滲漏，雨污水混接等，使大部分已有的排水管網不能有效收集污水，或者是排水管網長期疏于清掏維護，使個別管段經常發生堵塞。面對如此眾多的水問題，我們需要繼續推進全民節水意識，研究更加低耗高效環保的水處理工藝，提升給排水設施從規劃、施工到維護各個環節的質量保障。