水利工程评职范文：中水回用技术及应用的意义

　　摘要：我国水资源紧缺，城市缺水形势严峻，水污染严重，因水危机引发了一系列的社会、环境与经济问题，中水回用既减少了清洁水的供应，缓解了城市供水的压力;又减少了污水排放量，相当于提高了污水处理率，削减了对水环境的污染负荷，因此在我国推广应用中水回用技术具有非常重要的现实意义。

　　关键词：中水,缺水,节水,中水回用技术,应用,现实意义

　　“中水”一词来源于日本，因其水质指标低于城市给水(上水)中饮用水水质标准，但又高于污水(下水)允许排入地面水体排放标准，故取名为“中水”。中水回用是指把生活、生产过程中使用过的污染比较轻的废水收集起来经过物理、物理化学及生物处理或把城市污水处理厂处理后的水用上述方法进一步处理达到对水质要求比较低的生活杂用水(如冲厕、洗车、消防)、环境用水(如浇洒道路、绿化、景观河湖)和生产工艺用水(如冷却水、采暖补水)、农业用水的要求，重新送入建筑及其周围或生产工艺等，是一种水的重复使用。中水回用的研究及推广普及是在我国水资源匮乏、清洁水浪费现象严重、城市供水高水低用现象普遍、城市水处理能力差及水环境污染严重的现实下应运而生的。?

　　一、缺水是世界性问题

　　水是生命的源泉，是任何物质都不可替代的，是维系人类生命活动和一切社会活动的不可缺少的重要资源，是人类社会可持续前进和发展的不可缺少的因素。地球上水的总储量约为1 3 . 6 亿立方公里，但其中9 7 %为苦涩的海洋咸水，可供人类开发利用和饮用的淡水只占了3 %左右。然而在这3 %左右的淡水中，约有2 . 6 6 %是人类难以开发利用的两极雪山冰川和永冻地带的冰雪，人类真正能够利用的淡水资源是江河湖泊和地下水中的一部分，约占地球总水量的0 . 3 4 % [1]。

　　全球淡水资源不仅短缺而且地区分布极不平衡。按地区分布，巴西、俄罗斯、加拿大、中国、美国、印度尼西亚、印度、哥伦比亚和刚果等9个国家的淡水资源占了世界淡水资源的60%。约占世界人口总数40%的80个国家和地区都严重缺水[2]。

　　20世纪，全球人口增加了两倍，加之工业的迅速发展，人类对水资源的需求以惊人的速度扩大，全球用水量增加了5倍。据联合国的一份报告称，目前地球上仅有2亿立方米的淡水可供人类和生态环境利用，而专家们估计，人类实际上已经利用了地球现有淡水资源的30%到40%[3]。水资源短缺已成为当今人类面临的最严峻的挑战之一。另一方面，日益严重的水污染蚕食大量可供消费的水资源。水资源危机带来的生态系统恶化和生物多样性破坏，严重威胁着人类生存。据统计，全世界人口的五分之一，即12亿人用水短缺;有30亿人缺乏用水卫生设施，每年有400万到500万人死于和水有关的疾病，其中每15秒钟就有1名儿童死亡[3]。在20世纪，世界上一半的湿地永远消失，而地下水资源因受到污染或者被过度开采而枯竭殆尽。水资源危机正威胁着世界上的每一个国家和地区。因此，合理开发水资源、增强节水意识和节水措施、提高水的使用效率成为世界性的热点话题。

　　二、我国水资源状况及城市缺水情况

　　我国是一个缺水严重的国家。淡水资源总量为28000亿立方米，占全球水资源的6%，仅次于巴西、俄罗斯和加拿大，居世界第四位，但2011年人均只有2300立方米，仅为世界平均水平的1/4、美国的1/5,在世界上名列121位，是全球13个人均水资源最贫乏的国家之一[4]。扣除难以利用的洪水泾流和散布在偏远地区的地下水资源后，我国现实可利用的淡水资源量则更少，仅为11000亿立方米左右[5]，人均可利用水资源量约为900立方米，并且在时空分布上极不均衡·。北方资源性缺水!·南方水质性缺水!·中西部工程性缺水!

　　全国600多座城市中400多座城市缺水,严重缺水的达130多个。约90%的大城市都缺水，人均拥有量在300—500立方米之间,远远低于国际公认的人均1000立方米的下限 。全国城市缺水总量70亿立方米。如不超采地下水，则缺水总量约在105亿立方米。日缺水量超过1900万立方米，全国正常年份缺水量近500亿立方米[6]。因为缺水，许多城市供水只能实行分片分时段供水，许多居民只能用“夜来水”，如太原60%的地区不得不采取间断供水和低压供水，其中有12.13%的地区白天基本无水，近50%的企业受到供水不足的困扰。水资源的短缺导致地下水过度开采，地下水位逐年下降，很多地区形成了地下水降落漏斗区域。缺水使很多地方不得不远距离调水，像长春的引松入长，北京的南水北调，这导致了江河断流、地下水补水不足，井水干枯等环境和生态问题，，脆弱性是水资源系统的固有特征，人类活动的加强深刻地改变了水循环的各个环节，影响了水资源系统的固有特征，在相当程度上，人类活动的负反馈作用，加强了水资源的脆弱性。缺水已严重影响了水环境的正常循环。社会经济用水安全保障已经成为制约我国社会经济发展的重要因素。

　　我国目前的城市供水体制普遍为生活、生产、消防统一系统。各种用水不管要求水质高低，都用一套管路系统，按《生活饮用水水质标准》供应，其实，除了生产用水因生产工艺不同而要求水质差别较大外，生活用水中因其用途不同对水质的要求也不尽相同，只有洗衣、洗碗、洗菜、洗浴、饮用煮饭等直接和人体接触的用水应满足《生活饮用水水质标准》，而其它如冲厕、扫除、空调冷却水、洗汽车、消防等以及浇洒道路、绿化、水景等生活杂用水完全用不着这么高的水质标准，这就是所谓的“高水低用”。目前我国的城市供水状况就是一面是水资源紧缺、供水不足;一面是高水低用，浪费严重。有关专家称， 坐便器冲洗用水约占居民生活用水的四成左右，如果上海尽快推广使用小型水量的冲水马桶，把人均日取水量高于维也纳的62%降下来，按目前1340万市民计算，一年可节省相当于220公里长的黄浦江的水量[7]!而真正的节水是便器冲洗全用中水。据统计，每人平均一年上厕所2500次，平均每天6至8次。按照目前的冲水马桶，每人冲便一次将使6至13升清洁水变成粪水，全国城市人口5.6亿，如果将冲厕水改为中水，单此一项我们将节约多少对我们如此宝贵的淡水资源?!

　　三、我国水污染状况及其原因

　　缺水的另一大原因是水污染：随着人口的增加，城市化程度的提高，人民生活水平的改善，用水量增加，排污量也大幅度增加。据统计，2011年全国废水排放量为652.1亿吨。相比之下，我国污水处理率却增长缓慢：在现有的669个城市中，仅有123个城市有307座不同处理等级的城市污水处理厂，其中城市污水二级处理率为10%左右[8]。也就是说，近90%的城市污水未经处理就直接排入水体，这大大超过了水环境的承载能力，造成水体严重污染。目前长江干流60%的水体都已受到不同程度的污染; 黄河：干流近40%河段的水质为劣五类，基本丧失水体功能。黄河上游的绝大部分支流都受到不同程度的污染，而中下游几乎所有支流水质常年处于劣五类状态;涉及全国1/6人口的中国第三大河流淮河，其污染更为严重! 78.7%的河段不符合饮用水标准，79.7%的河段不符合渔业用水标准，32%的河段不符合灌溉用水标准; 水质受到污染，已经严重影响了人们的生活质量和身体健康。2005年水利部农水司的一项调查结果表明，中国农村饮用水不安全人口约为3.23亿左右，其中9084万人受到水污染的影响。2006年至2010年间，中国政府通过实施农村饮水安全工程建设，解决了2.2亿农村人口的饮水安全问题，提前6年实现了联合国千年发展目标的承诺。但目前仍有超过1亿的农村人口喝不上干净水[9]。一些地区普遍出现高氟水、高砷水和苦咸水;在贵州，伤寒、副伤寒等发病率居全国前列，其中七成原因是饮用水受污染引起的…… 这是一组触目惊心的数据。水体已经失去使用功能，成为有害的脏水，连农业灌溉都不行。

　　目前我国80%的水域、45%的地下水受到污染，90%以上的城市水源严重污染。其污染指标主要为COD、BOD、挥发酚和氨氮等。在未经处理就排放的污水中，生活污水占有了越来越重的比例。城市生活污水排放量以年均5%的速度递增。生活污水中含大量N、P 营养性物质，是造成近年大多水域“赤潮”现象的“罪魁祸首”。 “滇池”现象，不是一个个别现象，我国所有城市内及其附近的湖泊均严重富营养化，这要“归功”于全国13多亿人口，尤其是近6亿城市人口每天、每时每刻、“连绵”不断的吃喝拉撒产生的生活污水!

　　四、中水回用技术：

　　为了很好地解决缺水，水污染，及节水等问题，应运而生的中水开发与回用技术近些年得到了迅速发展。

　　中水回用因用途不同有三种处理方式

　　1. 一种是将其处理到饮用水的标准而直接回用到日常生活中，即实现水资源直接循环利用，这种处理方式适用于水资源极度缺乏的地区，但投资高，工艺复杂;

　　2. 另一种是将其处理到非饮用水的标准，主要用于不与人体直接接触的用水，如便器的冲洗，地面、汽车清洗，绿化浇洒，消防，工业普通用水等，这是通常的中水处理方式。

　　3.工业上可以利用中水回用技术将达到外排标准的工业污水进行再处理，一般会加上混床等设备使其达到软化水水平，可以进行工业循环再利用，达到节约资本，保护环境的目的。

　　按处理方法，中水处理工艺一般分为 三种类型：

　　1 .物理处理法：

　　膜滤法，适用于水质变化大的情况。

　　采用这种流程的特点是：装置紧凑，容易操作，以及受负荷变动的影响小。

　　膜滤法是在外力的作用下，被分离的溶液以一定的流速沿着滤膜表面流动，溶液中溶剂和低分子量物质、无机离子从高压侧透过滤膜进入低压侧，并作为滤液而排出;而溶液中高分子物质、胶体微粒及微生物等被超滤膜截留，溶液被浓缩并以浓缩形式排出。

　　2 .物理化学法：

　　适用于污水水质变化较大的情况。一般采用的方法有：砂滤、活性炭吸附、浮选、混凝沉淀等。这种流程的特点是：采用中空纤维超滤器进行处理，技术先进，结构紧凑，占地少，系统间歇运行，管理简单。

　　3 .生物处理法

　　适用于有机物含量较高的污水。一般采用活性污泥法、接触氧化法(如图所示)、生物转盘等生物处理方法。或是单独使用，或是几种生物处理方法组合使用，如接触氧化 + 生物滤池;生物滤池 + 活性炭吸附;转盘十砂滤等流程。这种流程具有适应水力负荷变动能力强、产生污泥量少、维护管理容易等优点。

　　中水回用技术在美国、日本、印度、英国等国家(尤以日本为突出)得到了广泛的应用。这些国家均以本国度、区域的特点确定出适合其国情国力的中水回用技术，使中水回用技术越来越臻于完善。在中国，中水回用技术已受到各级政府及有关部门重视并对建筑中水回用做了大量理论研究和实践工作，在全国许多城市如深圳、北京、青岛、天津、太原等开展了中水工程的运行并取得了显著的效果。

　　五、中水回用技术应用的现实意义

　　随着现代化工业的迅猛发展，城市规模的不断扩大，城市用水量和废水量不断增加，造成城市水源水量日益不足，水质日趋污劣，使本已严重的水资源供需失衡的矛盾显得更加尖锐。开发新的水源，提高水污染治理率，修复对水环境的破坏是摆在我们面前，急需解决的问题。

　　解决缺水问题的途径：一是寻找新的水源，在地下水开采已经超量，无水可采;远距离调水，投入高，水量不稳定，还有断流的可能下，中水作为国际公认的“第二水源”无疑成为我们关注的焦点。二是把水重复使用，提高水的利用效率，中水回用就是把污水资源化，是既满足用水水质要求，又提高水的利用效率。故中水回用是缓解缺水问题的有效途径。

　　解决水污染问题的途径：一是直接治污，已经被试过了，象治理滇池，污染后再“治污”，太难了，当然，这项工作还得做，二是减少污水排放量，提高污水处理率，改善水环境污染状况。可以修建城市大型污水处理厂，但投资高，占地面积大，投建周期长，要求运行管理人员技术水平高，要求城市污水管网完善程度高，非我国目前经济势力能达到，也不易取得立竿见影的效果。我国十一五期间尚有60%的城市污水得不到处理，尤其是目前对水体污染“贡献”率较高的城市居民产生的生活污水得不到处理，因为工业污废水的排放量大而集中，治理工作相对好抓，而居民生活污水量小而分散，要收集起来集中处理，需要有配套的市政排水管网体系，实施起来非一朝一夕的事。并且虽然处理率提高了，但污废水的总量也大了，排入水体的污染物能少多少尚未可知，这对我国已经相当脆弱的水环境来说，远水解不了近渴。而中水回用系统可就地收集优质杂排水、就地处理、就地回用，这是在小范围内实现水的再生复用，系统小，投资少，容易实现。

　　中水回用(尤其建筑中水回用)，在小范围内实现水的循环使用，既减少了清洁水的供应，缓解了城市供水的压力;又减少了污水排放量，相当于提高了污水处理率，削减了对水环境的污染负荷，减弱了对水自然循环的干扰，是维持健康水循环的有效手段。中水回用大点来说，对水资源的过度开采、取用、污染而引发的如地壳下陷，河水断流，草场退化、土地沙化、沙尘暴等问题，都会大有改善。因缺水而制约的经济问题，社会问题也会有明显好转。目前，我国污染严重和水资源利用较多的企业都建成了中水回用项目，实现了低碳生产及节能减排。因此在我国推广应用中水回用技术具有非常重要的现实意义。

　　参考文献：

　　1.世界性水资源的忧患.无锡一中化学组，2005-2 -25

　　2.姚润丰.世界人口总数40%的80个国家和地区严重缺水. 2007.3.21

　　3.张海山.联合国报告:每年有500万人因缺乏饮用水死亡.2004-2-16

　　4.姚润丰.我国水资源现状：人均仅为世界平均水平1/4.2004-3-21

　　5.佚名.有关水的几个数据.滨州水利 2006年5月日

　　6 于静，我国三分之二城市缺水，正常年份缺水量近500亿立方米，2011年7月10日

　　7.李耀宗.每年省1条浦江水量耗水型马桶的大限即将来到.，2004-09-27

　　8.夏广香.国内外中水回用现状与技术发展浅析. ，2005年11月30日

　　9.过亿农村人口喝不上干净水

　　10 中水回用技术

　　11 现代城市水处理及中水回用新技术实用手册 中国知识出版社 顾文卿 2006年6月