浅谈城市中水资源的利用

1浅谈城市中水资源的回收利用摘要：随着城市的发展，生产和生活用水量逐年增大，水资源短缺已成为制约社会经济发展的主要因素，水资源情况日趋紧张，这已经成为世界各国共同面临的问题。如何在有限的水资源条件下，最大限度的综合节约用水，成为目前研究的主要内容。本文从中水回收利用和雨水综合利用分析，从而为城市排水规划提供了必要的理论支持。关键词：中水回收利用；雨水回收利用1引言我国水资源总量可观，居世界第4位，但人均仅为世界平均水平的1/4。同时在时间和地区分布上很不平衡，南方多北方少，污水排放量也逐年增加，河湖污染日趋严重，北京、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。由此可见，水问题已经成为制约我国经济可持续发展的重要因素。因此寻求保护水资源和使水资源增值的有效途径，缓解水资源的紧缺问题已成为世界各国面临的重要任务。而目前国内外污水处理市场发展非常迅速，各种处理技术也日趋成熟，在水资源紧缺的现实下，将污水进行深度处理后作为再生资源是必然的发展趋势。所以污水处理并不是最终目的，实现水资源在利用才是当今城市污水治理的出发点。应大力推行污水资源化利用技术，提高它的环境效益、经济效益和社会效益。城市中水回用技术就是提高处理后的水质，回供给工业和城市杂用水的方法，把经过处理的污水作为一种新的水资源，加以再利用，以缓和水危机，有利于提高水资源的综合利用的经济效益。我国是水资源匮乏的国家，城市污水就近可得，易于收集，易于处理，数量巨大，稳定可靠。凡是污水2处理厂都可将污水再次适当处理后回用。全国污水回用率如果平均达到20%，足可以缓解一大批缺水城市的供水紧张。但目前我国还没有中水回用的专项工程，因此中水回用必将成为我国大中城市和一些缺水城市必然采取的措施，而如何综合利用城市水资源对于城市排水系统规划就具有着重要的意义。2中水回收系统常用的中水系统是指采用物理、化学以及生物化学方法将城市污水或生活污水经一定处理，使之达到一定水质要求，可在一定范围内重复使用。如用于冲洗地面、厕所、绿化、喷洒及景观用水等。或工业用的污水回用系统；是相对于给水（上水）和排水（下水）系统而言的，主要包括中水原水系统、中水处理设施和中水供水系统。“中水”回用，一方面为城镇供水开辟了第二水源，可大幅度降低“上水”（自来水）的消耗量；另一方面在一定程度上解决了“下水”（污水）对水源的污染问题。根据目前城市中水回用技术的发展情况，城市中水回用的途径主要包括农、林、牧、渔业用水，城市杂用水，工业用水，环境用水，补充水源水等。（1）农、林、牧、渔业用水包括农田灌溉，如种籽与育种、粮食与饲料作物、经济作物灌溉用水；造林育苗，如种籽、苗木、苗圃、观赏植物种植用水；畜牧养殖，如畜牧、家畜、家禽养殖用水；水产养殖，如淡水养殖用水。农业灌溉需水量大、水质要求一般也不高，因此是中水回用的主要途径之一。国家对农业灌溉用水制定了水质标3准，污水经过二级处理后一般都能达到农业灌溉用水标准。如果污水处理厂周围是农田，污水处理厂的出水用于农田灌溉是最好的途径，既节约了输水工程，又可将再生水就近得到利用，还可将二级污水处理厂出水的氮、磷去除标准放宽(只限农业灌溉期间)。城市污水经适当处理后回用于农灌，既解决了缺水问题又能有效利用污水的肥效（城市污水中氮、磷、有机物等），还可利用土壤一植物的自然净化功能减轻污染。城市中水用于农灌的典型处理流程为：二级处理出水→过滤→消毒→农业灌溉。当城市中水用于养殖时，则应该进一步考虑到污水中的重金属和有毒、有害有机物等指标，防止有毒化学物质的积累。（2）城市杂用水包括城市绿化用水，如用于公共绿地、住宅小区绿化，；冲厕用水，如用于厕所便器冲洗；道路清洗用水，如用于城市道路的冲洗及喷洒；车辆冲洗用水，如用于各种车辆的冲洗；建筑施工用水，如用于施工场地清洗、浇洒、灰尘抑制、混凝土制备与养护、施工中的混凝土构建和建筑物冲洗；消防用水，如用于消火栓、消防水炮。城市道路喷洒、园林绿地浇灌的用水量，随着人民生活质量的不断提高而逐年加大，将优质的淡水用于道路喷洒、绿地浇灌是一种浪费，只要使再生水的水质达到杂用水标准，就可以将再生水代替自来水作为市政、园林用水，这也是节约优质淡水资源的途径之一。自来水的限量供应，使再生水用于生活杂用水成为可能，依据生活杂用水水质标准，二级污水处理厂的出水再进行进一步处理即可作为生活杂用水使用。特别是集中的居民小区内使用该水更为方便，可用于4家庭卫生间冲洗马桶用水，擦地面用水以及小区内坑塘补充水，小区道路喷洒水，树木、草坪、鲜花浇灌水等。城市杂用水的水质要求相对较低，因此污水回用处理工艺也相对简单，一般通过混凝沉淀、过滤、消毒操作就可满足水质要求，投资和运行成本都较低。（3）工业用水包括冷却用水，如直流式或循环式冷却用水；洗涤用水，如冲渣、冲灰、消烟除尘、清洗用水；锅炉用水，包括中压、低压锅炉的给水；工艺用水，如溶料、水浴、蒸煮、漂洗、水力开采、水力输送、增湿、稀释、搅拌、选矿、油田回注用水；产品用水，如浆料、化工制浆、涂料用水。由于工厂、企业生产的产品不同，所以工业用水的水质标准也不同。电子工业的用水水质标准较高，工厂循环冷却水的用水水质标准相对低些，工业用水应在二级污水处理厂的出水基础上根据工厂、企业用水水质的不同标准，由工厂、企业进行进一步的处理，达到不同行业的用水水质标准，将其作为生产用水，达到节约优质淡水资源的目的。在城市供水中，50%~80%是工业用水，而其中水质要求不太高的冷却用水要占到整个工业用水的60%以上，因此有大量城市中水回用于工业冷却用水。但城市中水回用于冷却水系统时一定要注意到系统的腐蚀、结垢和微生物粘泥等问题，因为如果回用技术选择不当，城市污水的使用会加大工业冷却水系统水质稳定处理的难度。（4）环境用水包括娱乐性景观环境用水，如娱乐性景观河道、景观湖泊及水景用水；观赏性景观环境用水，如观赏性景观河道、景观湖泊及水景用水；湿地环境用水，如恢复自然湿地、营造人工湿地5用水。城市河道由于水源紧张，有的已变为排放污水的臭水沟，失去了河道在城市景观中的功能。依据景观水质标准，二级污水处理厂的出水水质与河道景观用水水质要求相似。在卫生指标上稍加处理即可达标。再加上流动的河水本身就具有一定的自净能力，这样不仅使城市河道水质得到了改善，也为河道用水提供了可靠的水源。城市中水回用于景观水体的关键技术在于对有机物和富营养物质的控制。需要注意的是，对于人直接接触的娱乐用水，再生水不应含有毒、有刺激性物质和病原微生物，这时通常要求再生水经过过滤和充分消毒后才一能应用。城市中水回用于湿地用水的研究目前国内外都还相对较少。（5）补充水水源包括补充于河流、湖泊的补充地表水和用于水源补给、防止海水入侵、防止地面沉降的补充地下水。城市中水用于补充地表水是指污水经过处理后直接排入地表水体，经过天然稀释后再进入水循环系统。城市中水回用补充地下水就是通常所说的地下水回灌，由于地下水的超采，引起地面下沉、地下水降落漏斗不断扩大等环境地质问题愈来愈严重。为了控制下沉，除限制开采量或禁止开采外，还要采取回灌措施。再生水可以作为回灌水的水源之一，但要经过进一步处理，达到地下水回灌的水质要求。将城市污水二级出水再经深度处理，达到一定水质标准后回灌于地下，水在流经一定距离后通过土壤的渗滤作用能获得进一步的处理，最后同原水源一起作为新的水源开发，这样既可以减少污水量，又可以减少原有水资源的开发量，充分体现了“无害化、资源化”的可持续发展原则。处理工艺6如下：化学澄清→再碳酸化→活性炭吸咐→反渗透→加氯消毒的回用工艺对城市污水进行深度处理后回灌地下，取得了良好的效果。3雨水回收系统雨水利用主要是指在城市范围内，有目的的采用各种措施对雨水资源的保护和利用，主要包括收集、调蓄和净化后的直接利用；利用各种人工或自然水体、池塘、湿地或低洼地对雨水径流实施调蓄、净化和利用，改善城市水环境和生态环境；通过各种人工或自然渗透设施使雨水渗入地下，补充地下水资源。雨水收集利用大致可以分为三个层次：土壤入渗系统、收集回用系统和洪峰调节系统。系统之间可任意组合利用。土壤入渗系统是把雨水转化为土壤水，其手段主要有地面入渗、埋地管渠入渗、渗水井池入渗。收集回用系统是对雨水进行收集、储存、水质净化，把雨水转化为产品水，替代自来水使用或用于观赏水景、回灌地下水等。洪峰调节系统是把雨水排放的流量峰值减缓、排放时间延长组合而成的雨水利用系统的可能型式主要有：土壤入渗、收集回用、洪峰调节、土壤入渗+收集回用、土壤入渗+洪峰调节。现代城市雨水利用是一种新型的多目标综合性技术，其技术应用有着广泛而深远的意义。可实现节水、水资源涵养与保护、控制城市水土流失和水涝、减轻城市排水和处理系统的负荷、减少水污染和改善城市生态环境等目标。具体包括下列方面：（1）雨水的集蓄利用，可以缓解目前城市水资源紧缺的局面，是一种开源节流的有效途径。广义的雨水集蓄利用是指经过一定的人7为措施，对自然界中的雨水径流进行干预，使其就地入渗或汇集蓄存并加以利用，狭义的则指将汇流面上的雨水径流汇集在蓄水设施中再进行利用。雨水集蓄利用技术主要包括汇集、蓄存与利用3个方面，这3个方面互相衔接，组成完整的雨水集蓄利用系统。雨水汇集蓄存，其目的是为了利用；而充分高效、经济合理地利用雨水是保证整个雨水集蓄利用技术体系取得最大效益的关键一环。（2）雨水的间接利用，将城市建筑物及平原地区的雨水直接拦蓄入渗或通过一定的渗漏过滤装置，回灌地下水，补充涵养地下水资源，改善生态环境，缓解地面沉降，兼有防洪作用。（3）雨水的综合利用包括以上两方面，还可能兼有其他方面的作用，如为城市提供更多的湿地，增加生物栖息环境，改善城市景观和生态环境等。雨水资源的正确评价对其合理开发利用具有十分重要的意义。据估算，我国多年平均降水量为6.19万亿m3，年降水最大的地方超过6000mm，而约有1/3的面积降水量低于200mm[23]。可见，降水总量丰富，但分布不均匀且差异悬殊，因此，要进行区域合理评价。在雨水资源评价中，除对雨水资源的总量进行评价外，更重要的是对可开发利用的雨水资源潜力进行合理评价，估算出由于目前人们认识、技术等限制而浪费掉的或没有发挥最佳效益的那部分雨水资源量，确定合理的开发量。雨水资源的评价应引起人们的重视，以防止过度利用而产生的环境问题。8总之，城市雨水利用是解决城市水资源短缺、减少城市洪灾和改善城市环境的有效途径。将雨水利用与雨水径流污染控制、城市防洪、生态环境的改善相结合，坚持技术和非技术措施并重，因地制宜，择优选用，兼顾经济效益、环境效益和社会效益，标本兼治，有利于城市的可持续发展。此外，如果雨水利用技术发展成熟，不但可以缓解国内用水紧张的局面，还可以出口到其他严重缺水国家，因为截止到目前为止，海水淡化的费用要远高于进口雨水的费用，无疑将会对国内经济建设的发展起到重要推动作用。4结语随着城市化发展，许多城市而临水资源短缺的问题。中水、雨水是最经济的水资源，是自然界水循环系统中的重要环节，对调节、补充地区水资源和改善及保护生态环境起着极为关键的作用。更为重要的是，中水回用可以增加水资源的可利用总量，从而增强水资源对经济、社会、生态的保障作用，为经济，社会、生态的可持续发展拓展空间。中水回用，实现污水资源化，是目前解决节水治污两大问题的最有效的途径，在水资源严重短缺的当今社会有着重要意义。因此中水回用、雨水利用是实现水资源可持续发展的一条重要途径。