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中水回用技术及工程（TECHNOLOGYANDENGINEERINGFORRECLAIMEDWATERTREATMENT）第一章中水概论世界水资源状况中国水资源状况先进国家中水利用状况我国中水利用状况中水的基本概念中水的系统组成中水水质监测、控制、标准水资源基本概念水资源：指可直接被利用、能不断更新的天然淡水，主要指陆地上的地表水和地下水的浅层部分。水资源危机：由于自然因素或人类活动引发的水资源短缺的危机，并带来系列不利后果。水环境危机：由于水质的改变而引发的危机，给人类的生产和生活带来许多不利影响。第一章概论世界水资源状况中国水资源状况先进国家中水利用状况我国中水利用状况中水的基本概念中水的系统组成中水水质监测、控制、标准海洋水湖泊咸水和地下咸水淡水1.74%0.03%0.76%冰川地下淡水其他淡水96.53%0.94%2.53%永冻土底冰湖泊淡水土壤水大气水沼泽水河水生物水全球总储水量近14亿t，便于取用的河水、湖泊水及浅层地下水仅有20万km3,占0.26%。水体结构组成世界七个水资源总量丰富国家比较0200004000060000468700巴西Brazil俄罗斯Russia加拿大Canada美国America印尼Indonesia中国China印度India世界World0300006000012000090000人均径流量（立方米/人）RWRperCapita(m3/p)径流总量（亿立方米）TRWR(108m3)全球淡水资源地区分布极不平衡:巴西、俄罗斯、加拿大、美国、印尼、中国、印度7国的淡水资源约占世界淡水资源的60%。水的自然循环蒸发505，000水汽输送10%地表径流地表蒸发72，000降水119，000地下径流47,00047,00033,000以洪水的形式入海无法利用14,000形成稳定径流被人类利用5,000流经无人区9,000可以经常利用(1.7%)降水90%人类参与的水文循环水文循环人为循环降水蒸发海洋径流回归水处理工程水资源开发工农业生产、生活用水不可复原水水的社会循环世界水资源面临的突出问题：（1）水量短缺严重，供需矛盾尖锐，地区间存在水资源利用矛盾和潜在冲突。国际水资源管理学会：2050年世界总人口的四分之一或发展中国家人口的三分之一，近14亿人将严重缺水。干旱地区的10亿多人将面临极度缺水，无法满足生活、工业和环境的要求，约3.48亿多人面临严重的经济缺水。2006年3月《世界水资源开发报告》：全球用水量在20世纪增加了6倍，增速是人口增速的2倍。占世界人口总量40%的80多个国家水资源缺乏，30多个严重缺水，到2025年，随着城市化、工业化和农业集约化进程的加快以及人口剧增，用水量将增加40%，所需供水量将缺少50%以上，世界将面临严重的水资源危机，缺水人口可能超过30亿。世界水资源面临的突出问题：（2）水源污染严重，“水质型缺水”突出。联合国调查统计结果：水污染进一步蚕食着大量可供消费的水资源，全球河流稳定流量的40％左右已被污染，且水污染仍在加剧。水污染危害人类健康：全球约有11亿人(约占五分之一)无法获得安全饮用水，21亿人缺乏基本卫生设施，每年有2亿人患上与水污染有关的疾病，有220多万人因此死亡，其中近90%是不满5岁的儿童，多数集中在发展中国家。农业用水量及农业用水中不可复原的水量最高；注重开发农业节水技术。重视提高工业用水技术，降低用水定额，加大节水力度，大幅度提高用水重复利用率。水资源的开发将更加重视经济、环境、与生态的良性协调发展;重视水资源的合理分配与调度。“开源与节流”并重，优先发展污水再生回用。全球水资源开发利用趋势：第一章概论世界水资源状况中国水资源状况先进国家中水利用状况我国中水利用状况中水的基本概念中水的系统组成中水水质监测、控制、标准我国的淡水资源总量约2.8万亿t，居世界第六位。总量不小，时空分布不均。地表水资源量约2.6万亿t（2001年，扣除地表水和地下水中不重复部分，仅1140亿t）。人均水资源占有量仅2200t，是世界平均水平的1/4，we位列第88位，被列为13个人均水资源最贫乏的国家之一。目前水资源开发利用率高达19%，接近世界平均水平的3倍（水资源正从不足到严重不足）。我国水资源现状是“局部有所改善，整体仍在恶化”。北方和西北地区属资源性缺水。我国主要以地下水作为供水水源，其中浅层地下水资源量仅0.6万亿t。由于河流干竭、地下水开采过量等原因，水资源就近开发出现了困难，不得不采用远距离调水（南水北调、引栾济津、引江济太等），增加了建设投资，破坏了水环境系统。我国水资源状况：PrecipitationDistribution,ChinaDroughtysemiaridBufferZonehumidWateriness0.00%10.00%20.00%30.00%40.00%50.00%60.00%70.00%80.00%90.00%南方地区北方地区黄淮海地区流域面积径流量CroplandRunoffSouthernAreasNorthernAreasYellowRiver,HaiheRiver,basins2003年，人均水资源量黄河流域为361m3/人.年；海滦河流域为311m3/人.年。我国水资源浪费严重：全国每年水资源浪费量超100亿t。城市公共供水系统管网漏损率平均达21.5%，仅城市便器水箱漏水年损失达上亿t。我国水资源利用率低：水资源的重复利用率和有效利用率低。我国水资源污染严重：大部分地区严重缺水、水生态系统退化。我国面临水量短缺、水质退化和部门间、地区间水资源冲突等矛盾。目前水资源短缺与粗放低效利用的状态并存，水资源及其安全性已成为我国社会经济发展的瓶颈。我国水资源危机：严重缺水区SeverwaterStress缺水区Waterstress供需基本平衡或有余区Balanceareas北京、天津、西安、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。我国沿海地区缺水严重的城市分区统计表分区城市数(个)1990年城区人口(万人)1990年供水量(亿m3)2000年城区人口(万人)2000年供水量(亿m3)沿海地区合计487133.44129.769565.50153.54北方片环渤海254087.5955.524760.3060.13苏沪91575.5248.592122.1055.17小计345663.11104.116882.30115.3南方片浙闽5488.208.72868.2010.74两广7908.6016.01719.5022.21海南273.330.9395.505.29小计141470.1325.652683.2038.2410.7%28.2%38.7%77.3%53.9%78.5%40.6%70.3%17.9%92.3%6.1%18.2%39.5%81.4%水质差的河流Riverswithdeterioratedwaterquality水质好的河流RiverswithrelativelygoodwaterqualityWorsethanclassⅤ(%)WorsethanClassⅢ(%)图例Legend中国七大水系的水质状况Peoplearecarryingwaterbackhome,NorthernChinaWomenarecarryingwaterbackhome,NorthernChina正常年份全国缺水量将近400亿t，受缺水影响最大的是干旱、半干旱地区和高速发展的沿海地区及大中城市。在300多个大中城市中有180个城市缺水；在600多个中等以上城市中，有400余座城市供水不足，有300座城市缺水，136个严重缺水，30个特大城市长期缺水。城市年缺水总量达60亿吨，约150个城市实行限时限量供水，致使工业产值每年减少1200亿元以上。仅“十五”期间，全国农田受旱面积年均达3.85亿亩，平均每年因旱减产粮食350亿kg。全国可利用草原中有90%出现不同程度的退化、沙化，水土流失面积达356万平方公里，占国土面积37.1％；有着悠久历史的西夏古城“黑城子”渐渐被沙漠吞噬；位于甘肃河西走廊的亚洲最大的沙漠水库“红崖山水库”全面干涸；“江南水乡”闹水荒，一半湖泊在萎缩(全国湖泊面积比50年前减少了15%)。我国水资源危机具体表现：未经处理的黑臭生活污水直接流进了黄河、长江；我国有79％的人在饮用有害的污染水，7亿人饮用大肠杆菌超标水，3亿农民喝不上标准饮用水，1.64亿人饮用有机污染严重的水；松花江重大水污染事件、广东北江镉污染事件，在北国和南方相继发生……预计到2010、2030、2050年，城市需水量将达到1290、1730、2070亿t/a，缺水近137-318亿t。我国人口高峰出现在2030-2040年前后，全国总用水量达7000-8000亿t（其中工业用水占20%以上，约1500亿t），实际可能利用的水资源量约为8000-9500亿t，需求量基本接近可利用水量。据预测，到2030年我国人口将增加到16亿，人均水资源占有量将降到1700立方米，按照国际标准抵达公认的人均1700立方米缺水警戒线。我国已经迈入水危机初期阶段，局部地区和城市进入中期阶段。“我们面临着比世界其他国家更严重、更紧迫的水危机”（中国建设部副部长仇保兴）我国水资源危机具体表现：生活与生产用水量比约1：9（工业与农业用水比约1：3），总用水量5500亿t/a，人均综合用水量达430亿t，万元GDP耗水量达610亿t，约为世界平均水平的４倍；产业结构不合理，高耗水量行业集中，生产管理水平低，预计2030年工业用水量将增至1500亿t；人民节水意识差，城市生活用水、家庭用水浪费普遍；对水资源管理缺乏宏观掌控，违反生态规律发展，对水资源掠夺式开发、浪费式应用、混合式管理；已经形成水源型与水质型缺水的复杂形势；平均单方灌溉水粮食产量约为１公斤，不足世界先进国家水平的40%，节水灌溉面积占有效灌溉面积的３５％，不足先进国家水平的８０％。我国水资源危机产生缘由分析：主要行业单位产品用水量产品名称单位用水量产品名称单位用水量产品名称单位用水量棉纺m3/100m2.5纸浆造纸m3/t210钢m3/t4毛纺m3/100m31纸m3/t50轧钢m3/t5.5纺织m3/100m3.7猪屠宰m3/头0.55医药m3/万元130~250麻织m3/100m760牛屠宰m3/头1.20彩色显像管m3/只0.6粘胶m3/100m580羊屠宰m3/只0.40机械m3/万元45涤纶m3/100m47皮革m3/张0.84玻璃m3/箱0.82印染m3/100m2硫酸m3/t20~70水泥m3/t0.8味精m3/100m150氯碱m3/t15~20卡车m3/辆18~30湎精m3/t42染料m3/t40~50轿车m3/辆10~20啤酒m3/t42三胶m3/t145火电m3/SGW1罐头m3/t65炼铁m3/t8工业用水占城市供水总量的61.5%，到2030年将占68～73%，表明城市水资源利用结构总体来说是从生产、生活并重型向生产主导型转换，因此，注重城市工业节水是减缓城市水资源供需矛盾的关键生活污水年排放量达500亿吨以上；城市污水处理率不足10%，668个城市中仅123个城市有307座污水厂；全国17000多个镇，基本没有污水处理设施；目前，生活污水占城市污水的比率提高至40%以上，至2010年，生活污水年排放量增至560亿吨，城市污水处理率不足20%；工业污染物多、杂、量大、毒性大，难以净化。至2010年，城市污水量每年将达到720亿吨（趋势），城市污水处理率达40%（目标）。我国水资源危机产生缘由分析：水资源合理配置，跨区域调水推行计划用水和节约用水做好污水废水的循环利用加强水资源的统一管理我国水资源开发利用要点：核心是“开源节流”；朱镕基总理针对“南水北调工程”提出了“三先三后”原则：先节水后调水，先