污水回用及管道改造

A. 市政污水管道修复方法有哪些

由于下水管道的老化（常年埋设于地表下面时间长于50年的管道）的增加，并且有一种说法说是长于30年的管道会导致道路沉降，而为了避免此类事故，作为下水管道管理者，需要系统的进行排水管网的检测，检测管道作为一项重要的检测工作，是维护和保护管道的有效措施。
由于降雨和冲洗街道等原因，会把树枝、不规则石块等冲人下水道，但是这些东西不会轻易随着流水进行流动，长期滞留于管道内部，容易导致管道破损、堵塞等情况，而且由于下水管道狭窄，人工无法进入内部手动清除这些障碍，这时就需要使用管道检测修复机器人来进行作业。
目前，在上海、广州和扬州等地均引进了CCTV管道检测成像系统，高压清洗车、风机吸污车等先进维护设备，已应用到污水管网普查维护当中。广州市迪升探测工程公司将CCTV成像系统应用到各园区管网建设工作中，大大减轻了以往管网普查的难度和强度，是得以往需半年的普查工作缩短至三个月，在加快管网接受工作进度的同时，也形成了一套完整的管道内部情况视频资料，为推进广州市加强污水管网科学化管理运行做出了重要贡献。
污水管道的病害分类及原因：
管道病害主要分为结构性病害和功能性病害两种。
而这其中结构性病害主要有：破损、变形、错口、脱节、渗漏、腐蚀、橡胶圈脱落等；
功能性病害主要有：沉淀、树根、洼水、障碍物、管道穿越等。
污水管道病害的主要原因：
(1)管道承插口的密封材料老化或脱落，接口处出现泄漏；
(2)随着城市建设的发展、道路的整修及扩建，地下水位的变化等造成地面的不均匀下沉，原来铺设的管道也随之出现不均匀沉降从而接头处被掰开缝隙造成管道泄漏；
(3)各种工程建设施工对管道的机械性破坏。
(4)在软基处理地段，由于人为因素，道路沉降稳定时间不足，便急于施工见效，使得管道建设不久后因沉降严重造成管道损坏。
从以上情况可以看出：管道存在的问题并非是整体性的，仅仅是由于个别原因造成管道的整体失效。
非开挖污水管道修复工艺要注意的几个方面：
(1)考虑损坏的类型：根据损坏的程度以及相关管线的影响程度，比如只是少量接口损坏可用点状修复，而这些需要细致的巡查工作；
(2)考虑施工质量的稳定性：了解不同工艺的特点以及施工地点的地形结构，选择适宜的工艺，比如嵌补、注浆法等，而注浆法有时稳定性会较差；
(3)考虑对水流的影响：比如套环法、短管内衬法等对水流会有一定的影响；
(4)考虑工期长短，施工环境的要求、考虑对周围管线的影响：如嵌补涂层注浆法工期较长，螺旋内衬可以适当带水作业，而裂管法对周围管线存在影响的可能，以上几种修复方法各有各的优点和缺陷。
(5)考虑造价：在综合考虑了以上各种工艺的技术优缺点后，造价反而是影响选择关键，比如cipp的质量相对于其他较好，螺旋内衬可带水作业，但是贵。

B. 污水处理厂处理污水的方法和原理是什么

1、物理法：主要利用物理作用分离污水中的非溶解性物质，在处理过程中不改变化学性质。常用的有重力分离、离心分离、反渗透、气浮等。物理法处理构筑物较简单、经济，用于村镇水体容量大、自净能力强、污水处理程度要求不高的情况。

2、生物法：利用微生物的新陈代谢功能，将污水中呈溶解或胶体状态的有机物分解氧化为稳定的无机物质，使污水得到净化。常用的有活性污泥法和生物膜法。生物法处理程度比物理法要高。

3、化学法：是利用化学反应作用来处理或回收污水的溶解物质或胶体物质的方法，多用于工业废水。常用的有混凝法、中和法、氧化还原法、离子交换法等。化学处理法处理效果好、费用高，多用作生化处理后的出水，作进一步的处理，提高出水水质。

(2)污水回用及管道改造扩展阅读

处理技术：一级处理主要去除污水中呈悬浮状态的固体污染物质，物理处理法大部分只能完成一级处理的要求。经过一级处理的污水，BOD一般可去除30%左右，达不到排放标准。一级处理属于二级处理的预处理。

二级处理主要去除污水中呈胶体和溶解状态的有机污染物质（BOD，COD物质），去除率可达90%以上，使有机污染物达到排放标准，悬浮物去除率达95%出水效果好。三级处理进一步处理难降解的有机物、氮和磷等能够导致水体富营养化的可溶性无机物等。

C. 污水回用的途径有哪些

目前，污水处理技术尽管很多，但其基本原理主要包括分离、转化和利用。分离是指采用各种技术方法，把污水中的悬浮物或胶体微粒分离出来，从而使污水得到净化，或者使污水中污染物减少至最低限度。转化是指对已经溶解在水中、无法“取”出来或者不需要“取”出来的污染物，采用生物化学、化学或电化学的方法，使水中溶解的污染物转化成无害的物质，或者转化成容易分离的物质。总之，污水处理应使水中污染物朝有利于治理的方向发展。污水处理后可应用于农业、工业、建筑、地下水回灌、景观、娱乐、河流生态维持等方面，不同的用途对污水处理有不同的要求。

一、农业用水
农业用水是城市污水回用的一个大用户，主要包括大田作物、花卉和林地的灌溉。污水回用于农田灌溉时，不仅能给农业生产提供稳定的水源，而且污水中的氮、磷、钾等成分也为土壤提供了肥力，既减少了化肥用量，又增加了农作物产量，而且通过土壤的自净能力可使污水得到进一步的净化，尤其污水回用可控制农村地区无节制地超采地下水。但如果污水水质不能满足要求，则会破坏土壤结构，使农药以及重金属在作物和土壤中积累，降低农产品质量及产量。回用污水中污染物的限度要以作物种类及生长阶段以及水文地质条件等为依据，其水质必须符合《农业灌溉水质标准》。

污水灌溉是具有风险的，由于对污水处理程度不够或长期灌溉风险估计不足，我国的污水灌溉已有很多经验教训，如沈阳张士灌区用污水灌溉20多年后，污染耕地2500h㎡，造成严重的镉污染，稻田含镉5—7mg／Kg；天津近郊因污水灌溉导致2．3万h㎡农田受到污染；广州近郊因为污水灌溉污染农田2700h㎡，因施用含污染物的底泥约13333h㎡的土壤被污染，污染面积占耕地面积的46％；20世纪80年代中期，对北京某污灌区进行的抽样调查表明，大约60％的土壤和36％的糙米存在污染问题。

二、环境用水
主要用于城市水系补充用水以及绿化隔离带和园林灌溉用水。一个城市没有水就没有灵气。用中水补充河湖水系，替代其它水源一举两得，既达到优水优用、节约用水的目的，又美化了环境。水资源缺乏是北京生态环境建设的重点和难点，充分开发利用中水将为城市水系补充用水和绿化用水提供充足的水资源保证。随着北京生态居住区的建设，城市绿化用水将不断增加，中水将成为城市绿化用水的主要来源。

三、工业用水
据调查，北京工业用水占全市各业用水的25％左右，在节水方面仍有很大潜力。面对淡水日缺、水价上涨的严峻现实，工业企业除了尽力将本厂废水循环利用以提高水的重复利用率外，对城市污水回用也日渐重视。工业用水根据用途的不同，对水质的要求差异很大，水质要求越高，水处理的费用就越高。理想的回用对象应是冷却用水和工艺低质用水(洗涤、冲灰、除尘、直冷等)。当考虑某项工艺是否可以利用回收的污水时，必须满足需要的水质，并要计算回用污水及其处理的费用，以求最大的经济效益。

四、市政杂项用水
主要用于建筑施工、喷洒路面、洗车和冲厕等。据测算，北京200多万辆车如果都用中水洗车，每天能节省近1．3万户居民一个月的生活用水。中水回用时应格外注意卫生，以免危害消费者的身体健康。此外，中水中不应含有致病菌，应清洁、无臭、无毒，且悬浮物含量满足应用要求。

五、地下水回灌
近几十年来由于持续干旱造成地下水过度开采，北京已形成了超过2500k ㎡的漏斗区，严重地影响了地面生态系统和地下水吸取水层的安全。将城市污水二级处理后回灌于地下，水在流经一定距离后同原地下水源一起作为新的水源开发。这样既可以阻止因过量开采地下水而造成的地面沉降，还能利用土壤自净作用提高回水水质，直接向工业和生活杂用水供水。污水回灌地下水对水质要求很高，回灌前须经生物处理(包括硝化与脱氮)，还必须有效去除有毒有机物与重金属，一旦回灌水质达不到要求，将会对地下水含水层造成污染。

D. 污水处理厂中,风管与回用水管的作用

风管就是鼓风曝气用的管道，所用材料要求承压能力高，以
回用水管就是指处理后的污水（中水）用水泵输送至回用用户的管道，以钢管、PE、铸铁管道为主，与供水管道相同。

E. 污水管网改造过程中现状排水怎么排

以淮安城市规划污水管网为例，结合城市排水现状和城市未来发展，将老城区现有的合流制系统逐步改造成为完全分流制系统，通过调整、完善城区内的污水收集系统，实现2030年建成区内污水全部经分流制系统进入污水处理厂集中处理。坚持整体规划、分期建设的原则，按照远期规模规划污水管道；充分考虑现状，尽量利用和发挥原有的排水设施的作用，使规划排水系统与现有排水系统合理地有机结合，在充分利用现有污水管网的基础上结合地形情况，改造和规划建成区污水排水系统，杜绝污水外溢，最大程度减少污水对城市环境的污染。实行污水治理，改善市区河流的水体质量，新建或扩建污水处理厂，达到经济效益、社会效益和环境效益的统一。此外，还对污水回用、污水泵站管理、污水处理工程估算以及新技术、新工艺等方面都进行了科学系统的规划。

随着城市经济建设的快速发展，主城区污水管网工程设施建设滞后、历史“欠账”较多、污水管网设施标准不高、设施老化以及污水系统不完善，局部地区污水管网不配套，部分地方污水没有出路等问题日显突出，为有效改变这一现状，科学合理规划好淮安城区未来污水综合整治目标，我市积极探索科学规划之路，由市排水监管中心委托规划设计部门对淮安城区污水管网实施详细规划。

F. 污水管道改造工程

管道工程施工工艺和具体流程：

一、施工工艺：
路基填方地段，管道和检查井的施工，与路基填筑互相配合，当路基填筑高于污水管顶0.5时，先开沟槽，埋设污水管道和检查井，尔后继续施工路基。当路基填筑至级配
碎石层底面标高时，施工雨水管道和检查井。机械开挖管沟槽，边坡1：0.25。 路基挖方地段，路槽开挖,挖管道沟槽，进行污、雨水管道和检查井施工。机械开挖管沟槽，边坡1：0.25，机械吊装管就位。 管道沟槽开挖后，必须进行沟槽地基承载力测定，测定采用重型击实法进行测定，地基承载能力满足设计要求后方可浇注混凝土垫层，如地基承载能力不满足设计要求，必须采取回填碎石垫层的方式进行处理，处理后在进行地基承载能力确定。 测量放线，雨、污水管道线,,每隔20m设中心桩，排水管道放线,每隔10m设中心桩。管道检查井处、变换管径处均应设中心桩，必要时要设置护桩或控制桩。排水管道抄平后，应绘制管路纵断面图水管线测量工作，应有正规的测量记录本，认真详细记录。
测定碎石垫层承载力满足要求后，将在垫层上按设计要 求支模板，并浇注凝土枕基，混凝土采用C15混凝土，混凝土达到设计强度后才能进行布管工作。
待枕基混凝土达到设计强度后，将管道吊装到枕基上， 并用红砖固定其位置确
保两管道的中心线一致，保证管道轴线在同一直线上，不允许管道中心线交错。
管道布设好后在枕基上标明管道接口线及模板安装线， 支设模板时必须对进行加固，并采取措施防止模板漏浆，在进行大于500的管道接口施工时应将钢丝网按设计要求固定在混凝土管上。
二、布管
1.1严格按设计、按规范布管。
1.2应使用专用工具。
1.3线管连接要牢固。
1.4管口要封堵。
1.5弯曲要合理。
1.6走向要正确。
1.7绑扎要牢固。
1.8管道轴线不得交错。
三、雨、污水管道承插口柔性连接施工方法
本工程污水管道的接口设计考虑到本工程位于##区，管道易于沉降所以
采用承插式柔性接口，以防管道不均匀沉降和提高管道的密封性能。承插式胶圈柔接口安装时应注意以下事项：
①安装前应彻底清洁接头内的表面、凹槽，止推圈和橡胶圈，应确保其无油污灰尘
②安装密封圈时应确保密封圈与凹槽、管壁均匀贴合，并在安装前使用润滑剂封
圈。
③填打胶圈出现“棉花”、吓司鼻”、“凹兜”、或“跳井”时，可利用铁牙将接口间隙适当撑大，进行调整处理。
④錾子应贴插口壁按由下向上的顺序打，使胶圈沿一个方向依次均匀入承口水线。
填胶圈的质量标准：胶圈压缩率符合要求；胶圈填至无小台承口外缘距离均匀；无“麻花”、“闷鼻”、“曰兕”、“跳井”现象
本工程检查井分为雨水检查井和污水检查井，检查井均采用方形检查井，均采用砖砌。
四、管道的闭水试验
（1）、闭水试验的目的是检验排水管道的严密性。 （
(2）、管道做闭水试验前应检查管道及检查井外观质量格
，沟内有无积水，全部预留孔是否已经封闭
，管道两端堵板的承载力是否经验算大于水压力的合力。
（3）、闭水试验将分段进行，以两检查井间混凝土管道为一个试验对象，试验时将两闭，并在两端设置胶管，进水口处胶管为注水胶管，混凝土管另一端胶管为排气管。
（4）、注水前应再次检查管道的外观质量
、管口封堵情况
，检查合格后方可注水。
（5）、注水以排气管道出水且出水流量与注水口注水进量一致为止，注水结束后应测量两端胶管水位并做记录。
（6）、闭水试验时间为12h，12h后应重新测定两端胶管的水位值，看其差值是否满足设计要求。
（7）、本工程雨、污水管道均采用DN600管道，12h后其允许渗水量为30.6，如不满足要求应重新检查管道的严密性，找出漏水位置从新处治。
五、回填
管道回填土的土质应采用砂或土质较好的土。当采用开槽中的较好土质作为回填土时，应将土块、砾石、异物等去除
。管安装完成后，应邀请设计、建设部门等有关单位，进行隐蔽验收，然后抓紧回填土施工。

回填时先由管道的两侧向管底均匀回填砂土，然后在两侧部分同时分层回填夯实禁止只由一侧回填。 直径700mm以上的管道，回填夯实后，应再次量测管内的各部分安装尺寸，检查管道有无异常并作记录，以备确认和对问题进行研究处理。

G. 高分求助住宅小区生活污水处理工艺流程及中水回用流程

小区生活污水处理中水工程工艺设计方案

第一章 工程概况一、设计依据： 1、业主提供资料； 2、国家污水综合排放标准GB8978—1996； 3、生活污水处理工程设计规定DBJ08-71-98； 4、室外排水设计规范GBJ14—87及相关专业设计规范； 5、市区域环境噪声标准GB3096—93。 二、原水来源、水量及中水用途：1、原水来源：小区住户生活污水。2、水量：小区住户1024户，按每户平均3.5人，合计大约3584人。鉴于房产公司尚未提供人均用水量，参照我国南方小城市（<20万人），居民人均住宅用水148.5L/（人.d），并参照高级住宅和别墅人均生活用水300~400L/（人.d），，两者取平均数为250L/（人.d），暂时作为本项目核算水量的依据，那么，本项目设计处理水量=3584人×250L/（人.d）×1.10（未预见水量）=985.6m3/d，取生活排水量与生活用水量相同（DBJ08-71-98）。新建中水处理站设计规模为985.6 m3/d，平均小时处理量为41m3/h。3、中水用途：小区绿化浇水、景观补充水。通过处理后中水主要回用于冲厕、绿化、洗车等方面，因此要求达到CJ25.1—89《生活杂用水水质标准》要求。主要指标为：COD≤50 mg/L；BOD5≤10 mg/L ；悬浮固体≤10 mg/L；浊度≤10度；PH：6.5-9.0；油类≤3 mg/L；总大肠菌群≤3个/L；嗅：无不快感觉；游离余氯：管网末端不少于0.2 mg/L。4、中水回用比例≥80%，其余污水经处理达标排放。污水进水和达标排放主要水质指标如表一所示： 表一：污水进水、达标出水主要水质指标 CODcrmg/L BOD5mg/L SSmg/L 动植物油mg/L NH3--Nmg/L PH
进水水质 350-450 180-250 200-300 ≤40 35-40 6--9
排水水质 100 20 70 10 15 6--9
注：处理后的出水要求达到国家污水综合排放标准《GB8978-1996》中的一级标准。 第二章 工艺设计方案一、设计原则： 1、严格执行环境保护方面的有关规定，确保处理后尾水的各项水质指标皆符合本方案设计依据中的标准和要求。 2、采用成熟的，功能稳定的污水处理工艺技术，并具有一定的灵活性，可调节性以及应急排放措施。 3、整套污水处理系统，尽可能占地面积小，投资省和运行费用低。4、主体设施采用钢筋砼结构，使用寿命长；选用的设备、仪表、配件、材料，均为质量可靠，运行稳定，便于维修。 5、充分考虑处理过程中二次污染（噪声、臭气、污泥处理）的防治。6、本设计的范围为接入污水处理站集水井至排放池为止的污水处理工艺、电气各专业设计。

二、处理方法：
本工程拟采用水解酸化—两级接触氧化—过滤—消毒的工艺流程。、
污水经格栅截留大颗粒污物后流入调节池，调节池采用曝气式，以均衡水质水量，并通过曝气搅拌避免污物沉淀。调节池后部设水解酸化段，利用细菌在厌氧条件下短时间内的水解酸化反应，降解污水中大分子有机物，有利于细菌好氧分解。
好氧处理采用两级生物接触氧化。生物接触氧化是处理流程中最重要的部分，大量有机物在这里被细菌好氧降解。采用多级分段式接触氧化，形成逐级负荷递减系统，使接触氧化在去除率、抗冲击负荷、出水水质等方面更具优势和可靠性。
生物接触氧化出水再经过过滤、消毒，即可完成深度处理中水回用。

三、工艺流程：
（图略）
按上图所示的处理工艺方案流程，各构筑的作用和说明如下：
为了达到排放要求，处理工艺采用以生化处理A/O法为主处理的二级处理法，本处理系统由集水井、调节池、A段生化池、O段生化池、沉淀池、排放池、中水池、污泥池、机房（风机、水泵和电控柜）等构筑物组成。

四、主要构筑物：
1、土建（本钢筋砼设备为地埋式，顶部复土0.3米可绿化环境。）
序 号 名 称 规格（m） 数量（座） 备 注
1 集水井 1.5×6.5×4.5 1 地下式钢筋砼结构
2 调节池 12.5×6.5×4.5 1 同上
3 接触氧化池 12.5×3.5×4.5 2 同上
4 沉淀池 9×3×4.5 1 同上
5 污泥池 9×3×4.5 1 同上
6 排放水池 4×4×4.5 1 同上
7 中水池 9×6×4.5 1 同上
8 机房 4×3.5×2.6 2 设在地面上

五、主要设备：
序号 名 称 型号规格 单 位 数 量 备注
1 机械格栅 台 1
2 一级提升泵 台 2 一用一备
3 罗茨风机 台 3
4 二级提升泵 台 2 一用一备
5 石英砂过滤器 台 1
6 电磁流量计 台 1
7 消毒剂投加装置 套 1
8 活性炭过滤器 台 1
9 污泥泵 台 2 一用一备
10 组合填料 套 1
11 管道及法兰弯头 套 1
12 阀门器材 套 1
13 人孔及阀门盖 套 1
14 填料支架 套 1
15 防腐材料 套 1
16 电器控制系统 套 1
17 配电器材 套 1
18 聚丙稀蜂窝斜板 套 1
19 液面控制器 套 1
注1：该污水处理系统总电机功率55kw， 运行功率35kw。
注2：设施占地面积大约350-400 m2 。
注3：上述构筑物参数或设备配套会因设计时做适当更改，以施工图为准

2.2 常用流程
根据小区废水处理的原则，应选择处理效果稳定、产泥少、节能的处理方法。小区系统中的各类建筑物一般均建有化粪池，所以化粪池应与污水处理方法相结合。常用的工艺流程有：
①污水→格栅→调节池→提升泵→接触氧化池→沉淀池 →出水。
②污水→格栅→调节池→提升泵→

H. 污水再生回用和水资源可持续利用

方先金

（北京市市政工程科学技术研究所，北京市西城区大帽胡同号，100035，中国）

我国是一个水资源贫乏的国家，人均水资源拥有量只有2200m³，仅为世界平均水平的1/4，在世界银行连续统计的153个国家中居第88位。同时，我国水资源在时间和地区分布上很不平衡，南方多北方少，北方大部分地区人均水资源拥有量低于联合国可持续发展委员会确定的1750m³用水紧张线，其中9个地区低于500m³的严重缺水线。水资源短缺已成为制约我国经济和社会发展的重要因素。

1水资源可持续利用面临的问题

1.1水资源总量紧缺

50年来，全国用水总量从1949年的1000多亿m³增加到1997年的5566亿m³，其中农业用水占75.3%，工业用水占20.2%，城镇生活用水占4.5%，人均综合年用水量从不足200m³增加到458m³。目前，全国每年缺水近400亿m³，其中，农业缺水300亿m³，因旱致灾，年均减少粮食200多亿千克；城市和工业缺水60亿m³，影响工业产值2300多亿元，全国668座城市有400多座缺水，有110个城市严重缺水。特别是1999年以来，我国北方地区持续干旱，给工农业生产造成较大的影响，也给城市、农村居民生活用水造成很大的困难。2001年6月上旬旱情最为严重时，全国受旱面积一度达到4.2亿亩（1亩＝100m²），由于持续干旱，水源不足，造成城乡人民生活用水紧张，有2198万城镇人口和3300万农村人口及1450万头大牲畜发生饮水困难。天津、长春、大连、青岛、唐山和烟台等大中城市已受到水资源短缺的严重威胁，许多水库、河流出现从来没有过的断流和干枯。今后随着人口的增长、生活水平的提高、城市化的加快，水资源供需矛盾将更加突出，据预测，我国用水高峰将在2030年前后出现，2030年我国人口将达到16亿人，粮食总产量需达到7亿t，年用水总量为7000亿～8000亿m³，全国每年缺水将在700亿m³左右。

气候变化对我国水资源可利用量也产生了负面影响。据1950～1997年的降水和气温资料分析，我国近20年来呈现北旱南涝的局面。20世纪80年代华北地区持续偏旱，京津地区、海滦河流域、山东半岛10年平均降水量偏少10%～15%。进入20世纪90年代，黄河中上游地区、汉江流域、淮河上游、四川盆地的8年平均降水量偏少约5%～10%，黄河花园口的天然来水量初步估计偏少约20%，海滦河和淮河的年径流量也都明显偏少。北方缺水地区持续枯水年份的出现，以及黄河、淮河、海河与汉江同时遭遇枯水年份等不利因素的影响，加剧了北方水资源供需失衡的矛盾。据相关研究，未来50年由于人类活动产生的温室效应，全球年平均气温可能升高，气温升高将使地表蒸发量提高，水资源量将相应减少。

1.2水资源分布不均

我国水资源在时间和空间分布上很不平衡。长江流域及其以南地区国土面积只占全国的36.5%，其水资源量占全国的81%；黄淮海流域人口、粮食产量和国内生产总值都占全国的1/3左右，但其多年平均水资源仅占全国的7.2%。受季风气候的影响，各地的降水量年内分配极不均匀，大部分地区每年汛期4个月的降水量占全年降水总量的70%左右，很容易形成春旱夏涝。水资源在时间和空间分布上不平衡给水资源充分利用带来了一定的难度。

1.3水资源浪费严重

我国一方面水资源严重短缺，另一方面却浪费严重。长期以来，“以需定供”的水资源非可持续利用模式是造成水资源短缺的人为原因。盲目发展第一、第二产业，特别是片面追求粮食增产和重工业的发展，造成产业结构的不合理，水资源利用效率偏低，使本来就紧缺的水资源问题更加严重。

目前，我国农田灌溉面积中渠灌面积占75%左右，而渠系损失约为50%，农田蒸发损失约为17%，实际利用量仅有33%左右。由于大多数地方采用传统的灌溉模式，每亩实际灌水量达到450～500m³，超过了实际需水量的1倍左右，浪费极为严重。我国主要依靠降水的旱作耕地面积约12亿亩，其中70%分布在降水量250～600mm的北方地区，由于蓄水和保水等基础设施不足，农田对自然降水的利用率仅为56%左右。按最新统计估算，我国农田灌溉用水的利用率仅有1.0kg/m³，旱作耕地的水分利用效率为0.60～0.75kg/m³，全国农业用水的平均效率为0.8kg/m³，综合经济效益为0.2美元/m³，而以色列已超过1美元/m³，差距十分明显。现阶段我国农业水资源利用不符合水资源可持续利用的要求。

我国工业用水效率总体水平仍然较低，2001年我国万元工业产值取水量为90m³，约为发达国家的3～7倍；工业用水重复利用率约为52%，远低于发达国家80%的水平。2000年全国城市人均生活用水量达220.2L/d，远高于发达国家的人均生活用水量。社会各界的水忧意识不强，浪费水资源的现象仍很严重，这说明节水措施尚未有效落实，节约用水的技术和管理水平不高。近十年来，我国根据经济可持续发展战略对经济结构调整虽已初见成效，但水资源消耗利用模式尚未发生实质性变化。

1.4水污染形势严峻

目前我国污水处理率还较低，大量的城市和生活污水未经处理直接排入江河湖库水域，使全国大部分水域和近50%的重点城镇的集中饮用水水源受到不同程度的污染，其中水污染比较严重的城镇98个，主要分布在三河三湖流域。由于水污染一些水源被迫停止使用，寻找新的水源，从而加剧了城市缺水。水污染还影响到供水水质，损害居民的身体健康。目前，全国水土流失面积356km²，占国土面积的37%。全国地下水多年平均超采74亿，已形成164个地下水超采区，部分地区出现地面沉降，海水入侵等问题。许多重要河流、湖泊污染严重，由于污染而引发的水事矛盾不断增加。水污染严重影响我国的水资源可持续利用，影响我国经济社会的可持续发展。

2实现我国水资源可持续利用应采取的措施

我国政府十分重视水资源可持续利用，明确指出：水资源可持续利用是我国经济社会发展的战略问题。多年来，针对我国水资源特点和水资源利用中存在的问题，采取了一系列措施来保证水资源的可持续利用。

2.1合理利用水资源

我国水资源可持续利用的根本出路在于坚持可持续发展战略，变“以需定供”的传统开发模式为“量水而行、以水定需”的水资源可持续利用的模式。立足于可利用水资源的保护和合理利用，根据水资源承载能力，确定经济社会发展结构，确保各种水域的可持续利用，对经济结构进行战略调整，在水资源充裕和紧缺地区采用不同的经济结构。大力发展节水、省能、高附加值的高新技术产业和服务业。根据我国水资源的时空分布特点合理发展农业，采取必要的退耕还林，使生态系统得到改善，保证水资源的供需平衡。

2.2合理调配水资源

根据我国降水年内分布不均的特点，应修建大量的蓄水设施，以充分利用水资源。目前，全国共建水库8.5万座，使年供水能力大大提高。蓄水设施一方面能将雨季多余降水贮存起来，供干旱季节使用。另一方面可以减少洪水灾害，保证经济的发展。在地域上，我国的水资源南多北少，南方水资源充裕，北方水资源严重不足。南水北调工程是解决我国北方地区水资源缺水矛盾，实现水资源合理配置的重大战略工程。南水北调东、中、西三条线路将与长江、黄河和海河相互联接，形成水资源合理配置的总体格局，达到南北调配、东西互济的水资源配置目标。三条调水线路年调水总量380亿～480亿m³，可基本改变我国黄淮海地区水资源严重短缺的状况，保证我国水资源总体上可持续利用。

2.3大力开展节水工作

我国历来重视节约用水工作，20多年前，国家就提出了要实行开源与节流并重的方针，认真开展了节约用水工作，并制定了一系列节约用水的法规和标准，建立了节约用水的管理制度，也形成了比较健全的管理体制，城市节约用水工作取得了一定的成绩，到2000年全国设市城市累计节约用水300多亿m³，使近5年来城市用水总量基本无增长，改变了城市用水量随经济发展同步增长的趋势。但是，目前我国农业用水利用率还较低、工业万元产值用水量和城市居民日平均用水量还较高，节水的潜力还较大。在农业方面，应发展和推广农业节水技术，减少农田的深层渗漏和地表流失量，减少单位面积的用水量，减少田间和输水过程中的蒸发和蒸腾量，提高灌溉和降水的水分利用效率，不断提高单位水资源的产量和效益。在工业节水方面，应在调整工业生产结构的同时，改进生产工艺，提高用水重复率，减少万元工业产值的用水量。为了保证节水工作，要制定和完善相关的政策法规，建立一套符合市场经济原则的体制和机制，对现有水价偏低进行改革，建立水资源的宏观控制和微观定额体系，形成总量控制与定额管理相结合的水资源管理体制。

2.4大力发展污水处理和再生回用工作

水污染加剧了我国水资源短缺形势，直接威胁着饮用水的安全和人民的健康，影响到工农业生产和农作物安全，造成的经济损失约为国民生产总值的1.5%～3%。水污染已成为不亚于洪灾、旱灾甚至更为严重的灾害。水污染早在20世纪70年代已经显现出来，但没有引起足够的注意，采取的措施不够恰当有力，因此出现了今天的严重局面。如再不及时采取有效对策，将严重影响我国水资源可持续利用。长期以来采用的以末端治理、达标排放为主的工业污染控制战略，已被国内外经验证明是耗资大、效果差、不符合可持续发展的战略。应大力推行以清洁生产为代表的污染预防战略，淘汰物耗能耗高、用水量大、技术落后的产品和工艺，在工业生产过程中提高水资源利用率，削减污染排放量。对于工业和城市生活排水造成的点源污染，应大力发展污水处理工程，使我国的污水处理率在2000年34.3%的基础上进一步提高。对于面污染源包括各种无组织、大面积排放的污染源，如含化肥、农药的农田径流，畜禽养殖业排放的废水、废物等，其控制应与生态农业、生态农村的建设相结合，通过合理使用化肥、农药以及充分利用农村各种废弃物和畜禽养殖业的废水，将面源污染减少至最小。应积极开展污水资源化再利用工作，提高污水再生回用率。

3污水再生回用是实现水资源可持续利用的有效途径

污水再生回用是经济可靠的开源节流措施，与跨流域调水、海水淡化、雨水蓄用等开源措施相比，污水再生回用具有经济性和可靠性。人类使用过的水，污染杂质只占0.1%左右，比海水3.5%少得多，其余绝大部分是可再用的清水。跨流域调水和雨水蓄用工程投资较大，并需投入大量资金控制水体进一步污染，跨流域调水还会对现有的生态系统产生影响。在我国现有经济条件下，跨流域调水和雨水蓄用只能逐步进行。污水再生回用的本质是实行循环用水和分质用水，将污水经再生后回用到水质要求较低的用户。随着工业化的加速发展，人们生活水平不断提高，水污染范围也在扩大、污染程度加深，社会经济发展和环境污染之间形成一对尖锐的矛盾。发展污水再生回用、减少废水排放量是解决环境问题最有力的措施。另外，为满足用户的需要，再生水必须符合相应的水质标准，为此，需对污水处理厂二级出水进行深度处理，从而减少了污染物总量，减轻了废水对环境的压力。

污水再生回用应严格按回用对象和目的控制回用水水质，以确保回用水的安全性。为此，我国制定了一系列相关回用标准。如生活污水经二级处理后能够达到《污水综合排放标准》，但不能作为生活杂用水或工农业用水；若考虑回用，必须进一步处理。当污水回用于农田灌溉，水质指标应该满足《农田灌溉水水质标准》；当污水回用于城市景观，水质指标应该满足《再生水回用于景观水体的水质标准》；当污水回用于城市生活杂用，水质指标应该达到《生活杂用水水质标准》；工业污水回用水质指标应该满足相应的工业用水标准等。

城市供水量的80%变为污水排入城市下水道，收集起来再生处理后，70%可以安全回用；二者合计，约城市供水量的56%可以转变成再生水，返回到城市水质要求较低的用户，替换出等量的清洁水，相应地增加城市一半以上的供水量。废水是一种非常宝贵的资源，挖潜能力巨大。我国2000年全国污水排放量为620m³，这是很大的再生水资源。污水再生回用立足于自有水资源增加城市供水量，是实现水资源持续利用的有效措施。污水再生回用能有效地缓解城市水资源短缺。

为了保证水资源可持续利用，支持经济可持续发展，针对我国水资源存在的问题，近十多年来，通过国家科技攻关，以及缺水城市为解决水污染和水资源短缺做出的努力，国内已经建成一批不同工艺、不同回用对象的城市污水回用示范工程。表1列出了华北地区部分城市污水回用工程情况统计结果。目前我国污水回用工程主要回用对象为污水处理厂内部用水、市政杂用、河道补水、绿化、工业用水等，尚未回用于地下回灌和饮用水源。北京市2001年完成的高碑店污水处理厂出水回用工程是我国目前最大的污水再生回用工程。大量的污水回用工程实践表明：污水再生回用是解决水资源可持续利用的有效途径。

表1华北地区部分城市污水回用情况单位：万m³/d

4我国污水再生回用最大工程

4.1工程概况

高碑店污水处理厂回用工程是目前我国最大污水再生回用工程，该工程于1999年3月至8月完成该项目的前期研究工作，并完成了可行性研究，1999年10月完成项目立项和审批；2000年1月完成该工程的初步设计和审批工作，2月完成施工图设计，同年4月开始施工，2001年5月完成工程施工，2001年6月完成调试和试运转，2001年7月开始供水。

高碑店污水处理厂是目前我国最大的污水处理厂，处理能力为100万m³/d。该厂污水系统流域面积96km²，服务人口240万人，汇集北京市南部城区的大部分生活污水、东郊工业区、使馆区和化工路的全部污水。该处理厂采用前置缺氧段活性污泥法工艺，即在推流式曝气池前设置缺氧段，其目的是改善污泥性质，防止污泥膨胀。该厂出水水质水量稳定，其二级出水已接近相关的回用水水质标准。但该回用工程运转前，高碑店污水处理厂二级出水直接排入通惠河下游，除每年约5500万m³用于农业灌溉外，剩余的出水每年超过3亿m³没有得到利用，这是很大的水资源浪费。为了缓解北京市面临的21世纪城市发展和可利用水资源的矛盾，实现北京市水资源可持续利用，支持国民经济可持续发展战略，北京市政府决定开发该厂污水资源。高碑店污水处理厂回用工程使用回用水的区域达141km²，回用水用户涉及到工业、公园绿化、道路喷洒和冲刷、河湖补水等。

4.2工程规模和技术方案

本工程近期规模为30万m³/d，远期规模为47万m³/d。在回用工程技术方案确定中尽可能地利用现有设施，以降低工程投资。具体设计方案如下：高碑店污水处理厂二沉池出水经新建泵站（规模47万m³/d）提升后用两条管道分别输送到高碑店湖（规模30万m³/d）和水源六厂（规模17万m³/d）。送至高碑店湖的处理水通过第一热电厂现有深度处理设施进一步处理后供该厂冷却用水；送至水源六厂的处理水在该厂进行深度处理后，一部分通过水源六厂现有供水系统供给东郊工业区和焦化厂；一部分通过新建管道输送到西便门和东便门。在水源六厂现有供水管道和新建管道沿线设取水口，并新建回用水支线，供市政杂用取水。

4.3回用水水质技术保障措施

由于高碑店污水处理厂建设时，国家对城市污水处理厂出水要求中还没有氮和磷的指标控制，因此，目前该厂出水中氮和磷的含量较高，这会直接影响回用水水质，必须对该厂进行技术改造，进一步提高该厂出水水质。改造规模为50万m³/d，即对高碑店污水处理厂一期工程（50万m³/d）进行改造。该改造工程分两步进行。第一步改造后使出水水质优于目前第一热电厂冷却水取水水源高碑店湖的水质，出水中BOD、COD、总磷和氨氮分别达到10mg/L、40mg/L、1mg/L和10mg/L。第二步改造使该厂50万m³/d满足高碑店湖Ⅳ类水体的水质要求。第一步主要改造工作量包括曝气池改造和污泥处理系统的改造。原曝气池为1/12为厌氧区，其余为好氧区，改造后原池2/9为缺氧区及厌氧区（水力停留时间共为2h），其中进水端分出一停留时间为15min的强化吸附区。其余仍为好氧区（水力停留时间7.25h）。原污泥系统中剩余污泥泵入初沉池，其混合污泥再进污泥浓缩池浓缩后消化脱水，因浓缩污泥池停留时间较长，处于厌氧状态，磷又被释放出来，通过上清液回到污水中，因此达不到除磷的目的。改造后，原有浓缩池改为浓缩酸化池，浓缩酸化池上清液做为碳源排入水处理系统；将消化池上清液和脱水机滤液及冲洗水收集后进行化学除磷。

高碑店污水处理厂二级出水水质水量稳定，达到设计要求，但还不能满足市政杂用水标准，而绿化用水和道路喷洒等市政杂用水水质对人类健康和城市环境会产生影响，因此，市政杂用水必须在回用前进行深度处理，以满足相应标准。在设计中将深度处理选择在水源六厂。水源六厂现有日处理能力17万m³/d的深度处理设施，主要采用机械加速澄清、砂滤和消毒等工艺处理过程，其出水可满足相应用户要求。由于北京市工业结构的调整，目前该厂平均实际供水量不足5万m³/d，尚有12万m³/d处理能力没有得到利用。另外，水源六厂离市政杂用水用户较近，市政杂用水深度处理设在水源六厂利用其剩余处理能力，可满足市政杂用水近、远期规模需求，在该厂深度处理后的水质能满足市政杂用水水质要求。

4.4主要回用对象

按规划要求，该工程近期供北京市第一热电厂冷却循环用水20万m³/d，远期供北京市第一热电厂冷却循环用水30万m³/d。近期通过北京市水源六厂供东郊工业区和焦化厂5万m³/d，供城市绿化、道路喷洒和冲刷、市区河道景观用水等市政杂用水共5万m³/d。远期通过水源六厂供工业和市政杂用水水量将扩充到17万m³/d。

4.5主要工程内容和投资

本工程总投资3.6亿元，其中征地拆迁费约1亿元，工程费用为2.18亿元，工程建设内容主要为：

（1）高碑店污水处理厂内47万m³/d的泵站一座。

（2）高碑店污水处理厂改造。

（3）高碑店污水处理厂至高碑店湖输水管：DN1800mm，长1480m。

（4）高碑店污水处理厂至水源六厂管道：DN1400mm，长4766m。

（5）市政杂用水配水管：DN1200mm，长6791m;DN1000mm，长1431m;DN800mm，长4615m;DN600mm，长2845m;D=500mm，长2880m。

（6）水源六厂改造：包括深度处理设施改造、蓄水池清淤和护砌、污泥池扩建、供水泵站改造、进出水口的改造、增加自控和电气设备等。

（7）园林供水支线管道。

4.6工程效益

该工程每年可节约清洁水资源16673万m³，节约自来水3650万m³/a，相当于节约了建设一座10万m³/d的自来水厂的投资4亿元。该工程达到了开源节流的目的，为北京市城市绿化面积扩大和道路喷洒压尘创造条件，对环境综合治理具有较大的作用，环境的改善还会带来了周围地区的土地增值。该工程在一定程度上缓解了北京市水资源短缺的矛盾。该工程的巨大经济和环境效益，推动了北京市节水和污水再生回用工作。目前北京已完成污水再生回用规划，7个污水回用工程正在进行施工或做前期工作。北京市的污水再生回用实践表明：污水再生回用符合环境保护和水资源可持续利用战略，是解决水资源可持续利用的有效途径。

5结论

我国是一个水资源贫乏的国家，随着经济发展和城市化进展的加快，水资源短缺的矛盾已经成为我国水资源可持续利用和管理中亟待解决的问题。我国水资源可持续利用面临水资源总量不足、分布不均、水利用率低和水污染等问题，实现我国水资源可持续利用的出路在于坚持可持续发展战略。应根据我国水资源特点进行水资源合理利用和配置，变“以需定供”的传统开发模式为量水而行、以水定需的水资源可持续利用的模式，根据水资源承载能力，对经济结构进行战略调整；同时，应继续发展节水技术，减少生产过程的水资源浪费，大力发展污水处理和再生回用工作，提高污水处理率和处理效果。污水再生回用可以减少污染物总量，增加供水能力，是经济可靠的开源节流措施。几年来污水再生回用实践表明：污水再生回用能有效地缓解城市水资源短缺，是实现水资源可持续利用的有效途径。

I. 污水回用的相关技术

污水工艺——MBFB膜生物流化床
MBFB膜生物流化床工艺用于污水回用，能在原有污水达标排放的基础上，经过生物流化床和陶瓷膜分离系统，进一步降低COD、NH-N、浊度等指标，一方面可直接回用，另一方面也可作为RO脱盐处理的预处理工艺，替代原有砂滤、保安过滤、超滤等冗长过滤流程，同时有机物含量的降低大大提高RO膜使用寿命，降低回用水处理成本，无机陶瓷膜分离系统，是世界第一套污水处理专用的无机膜分离系统，和其它的有机膜、无机膜相比，具有膜通量大、可反冲、全自动操作等优势。
工艺概念
膜生物流化床工艺以生物流化床为基础，以粉末活性炭(Pow-dered activated carbon，简称PAC)为载体，结合膜生物反应器工艺(Membrane bioreactor,简称MBR)的固液分离技术，使反应器集活性炭的物理吸附、微生物降解和膜的高效分离作用为一体，使水体中难以降解的小分子有机物与在曝气条件下处于流化状态的活性炭粉末进行充分地传质、混合，被吸附、富集在活性炭表面，使活性炭表面形成局部污染物浓缩区域；粉末活性炭同时也为微生物繁殖提供了特殊的表面，其多孔的表面吸附了大量微生物菌群，特别是以目标污染物为代谢底物的微生物菌群；同时，粉末活性碳对水体中溶解氧有很强的吸附能力，在高溶解氧条件下，微生物对富集在活性炭表面小分子有机物进行氧化分解，然后利用陶瓷膜分离系统将水和吸附了有机物的粉末活性炭等悬浮颗粒分开，通过错流过滤，进一步净化污水，使其达到中水回用标准。研究表明，MBFB能有效除去微污染水体中氨氮、COD和其它难降解小分子有毒有机物等。
MBFB机理
在MBFB反应系统中，粉末活性碳(PAC)由于吸附大量微生物，成为生物活性碳（BAC）,使PAC不仅存在着对小分子有机污染物的吸附和富集作用，还存在着PAC对微生物的吸附和保护作用、PAC对溶解氧的吸附作用、在局部高污染物浓度和高溶解氧条件下微生物对小分子有机物的分解作用以及PAC的生物再生作用。PAC、微生物、溶解氧、污染物等要素在高强度流化、混合、传质、剪切作用下，实现对微污染小分子有机物的高效分解。
1、PAC对小分子有机物的吸附和富集作用PAC能富集污染物形成局部高浓度区，有利于微生物生长和对微污染小分子有机物的分解作用；
2、PAC对微生物的吸附和保护作用；
3、PAC对溶解氧吸附作用，随着活性炭颗粒直径变小，比表面积增加，PAC对溶解氧的吸附作用越来越强；
4、微生物对小分子有机物的分解作用，MBFB工艺通过PAC对微生物、污染物和溶解氧的吸附和富集作用；通过PAC对微生物的保护作用，使微生物能有效利用微量的有机污染物为底物，以溶解氧为电子受体，分解微污染水体中有机物，实现水质深度净化；
5、PAC的生物再生作用，活性炭表面生物膜对吸附的有机物具有氧化分解作用，可通过生物降解恢复活性炭吸附能力，实现PAC的生物再生，在MBFB系统中，高强度的三相传质、混合、紊流、剪切和活性炭颗粒之间的摩擦作用，使活性炭表面老化生物膜不断脱落，使MBFB保持高效的吸附和生物降解功能。
MBFB特点
1、活性炭粉长期使用，勿需更换或再生；
2、三相传质混合，反应效率高；
3、载体不流失；
4、载体流化性能好；
5、氧的转移效率高；
6、污染物高度富集，生物量大；
7、对微污染水处理效果好。
MBFB核心—无机陶瓷膜
美国西雅图环境科技公司研发的涤饵DECLEAN无机陶瓷膜系统，是在普通陶瓷膜研究的基础上，通过高科技改造，减少膜污染，大大提高膜通量，有效克服了无机陶瓷膜在水处理中应用的两个最大障碍（价格昂贵、膜通量小），使无机陶瓷膜应用于水处理成为可能。

J. 污水回用的意义，为什么要回用污水

污水回用既可以有效地节约和利用有限的和宝贵的淡水资源，又可以减少污水或废水的排放量，减轻水环境的污染，还可以缓解城市排水管道的超负荷现象，具有明显的社会效益、环境效益和经济效益。