给排水技术现状与发展趋势分析

李雪平

【摘要】水源短缺和水环境污染已成为我国社会、经济发展的重要制约因素。城市给排水行业经过多年的发展，其工艺技术正从成长期向成熟期过渡，处理能力和总量快速增加。笔者通过多年来给排水行业技术工作方面的总结，从中发现了一些存在的常见问题。提高给排水设施的服务功能和安全性，是给排水工作者关注的重点，下面就这一话题谈谈城市给排水技术现状与发展趋势的几点体会，并根据对给排水设施在维护使用中存在常见问题进行分析和论述。

【关键词】净水处理工艺；微污染水源；排水體制的选择；雨水收集利用

一、城市给水技术发展现状及趋势

1、城市供水规模日益增大，水质标准的要求提高

我国北方的重要城市大多为工业城市，工业用水一般约占城市用水的60%～80%。随着工业的高速发展，为了满足经济社会发展需要，工业用水量还会继续增加。同时随着城市化进程的加快，城市规模和城市人口不断增加，大家对生活饮用水的需求档次和水量标准日益提高，供水能力也要有所增加。随着社会经济发展，人们对生活质量和身体健康越来越关注，同时水源中合成有害污染物种类不断增加，对健康造成重要威胁。因此，进一步实时扩大水厂的规模，提高供水水质标准是供水行业当前发展的迫切需求。

2、埋地给水管网老化，漏损严重且管径相对偏小

室外埋地给水管网常用的埋地管材有铸铁管、球墨铸铁管、钢管、塑料管、PE热熔管等。很多管道为城市建设之初敷设的，使用年限已超过20年。给水管老化一方面造成管网漏损，一方面也造成出厂水质的再度污染。铸铁管由于铸铁材质较脆，不耐振动，老化的钢管易受到腐蚀而穿孔漏水，另外阀门的质量如铸造体内的砂眼、焊接缺陷等都会形成一定的高漏损率。老化的金属管内壁腐蚀形成锈垢，这种结垢层是细菌孳生的场所，微生物附着生长从而形成生物膜，生物膜的老化与脱落引起了用户水质中的嗅、味和色度的增加，造成水质的二次污染。另外很多城市管网的管径是按照建设初期的规模设置的。城市基础设施的规划规模未能及时跟上城市的实际发展速度，导致整体管径相对偏小，并制约着末端小区的供水供水方式。

3、传统的净水处理工艺受到微污染水源水质的挑战

城市给水处理的目的是去除原水中悬浮物质、胶体、病菌以及水中其他有害人体身体健康和影响工业生产的有害杂质，使处理后水质满足现行生活饮用水质标准和工业生产用水水质的要求。水处理方法应根据水源水质和用水对象对水质的要求确定。给水处理技术工艺经过长期的发展，积累了不少宝贵经验。但水处理技术仍以由混凝、沉淀、过滤和消毒四个单元处理过程组成的常规供水处理工艺为主。随着我国各地区水体污染状况的发展，源水水质逐渐恶化。微污染水源水，主要含有微量有机物、农药、氨氮等有害污染物，用常规的净化工艺很难去除掉。因此，对给水厂的现有工艺进行升级改造势在必行。

4、水务行业市场化进程进入加速期

主要变现在供水行业管理模式从政府直接经营向间接监督管理转变。传统体制下政府与企业之间原行政隶属关系将被资产纽带关系取代，政府对供水企业进行行业监督管理。政府有关部门主要做好市场的准入和退出监管，产品与服务价格监管，供水企业成本监控，产品与服务质量的监管等。这些政策模式等的变化也在一定程度上促进了供水处理技术的有效提升。

二、城市排水技术发展现状及趋势

1、排水体制的合理选择

城市的建设一般包括规划新建开发区、扩展建设区和老城区，各区规划目标不同，排水系统特点各异。规划新建开发区排水系统易实现分流制；扩展建设区紧邻老城区，基础设施和城镇建设同步，排水系统已逐渐按分流制实施，但有些地区完全采用分流制不尽合理，只能在现有排水体制基础上改造和完善，可以采用分流与截流相结合的排水体制；老城区为建成区，格局已基本形成，排水体制多为直排式合流制，且年代已久、管径偏小、雨天地面积水、街道狭窄、改造困难，采用合流与截流相结合的排水体制具有可操作性。在对老城市合流制排水系统改造时要结合实际制定可行方案，在各地新建开发区规划排水系统时要充分分析当地条件、资金的合理运作，同时还要从管理水平、动态发展角度进行研究，不宜盲目模仿。在已有二级污水处理厂的合流制排水管网中，适当的地点建造新型的调节、处理设施（滞留池、沉淀渗滤池、塘和湿地等）是进一步减轻城市水体污染的关键性补充措施，可有效拦截暴雨初期冲刷引起的污染物，减少混合污水溢流的次数、水量和改善溢流的水质，均衡进入污水厂混合污水的水量和水质，也能对污染物含量较多的雨水作初步处理。

2、污水处理工艺的选择

目前城市污水处理大都采用一级处理和二级处理。一级处理采用物理方法，主要通过格栅拦截、沉淀等手段去除废水中大块悬浮物和砂粒等物质，这一工艺已很成熟，差别不大。二级处理则采用生化方法，主要通过微生物的生命运动等手段来去除废水中的悬浮性、溶解性有机物以及氮、磷等营养盐。目前这一处理工艺有多种方法，归结起来主要有以上介绍的几种工艺，即CCAS、SBR、A2/O、传统活性污泥及氧化沟等工艺。 对于我国这样一个污染严重、资源短缺的不发达国家，先进的水处理工艺开发的标准应该是适合国情、高效、低耗和低成本的污水处理技术。以厌氧-好氧生物处理工艺、水解-好氧处理工艺、流化床和曝气生物滤池等为代表的低耗、高效工艺有希望满足这一需求。

3、污水及污泥的出路

近年来，对达标污水出路研究的总体趋势是控源、净化、输导和综合。达标污水出路应以深度处理再生利用与达标污水通道输送排江、排海处置或生态工程净化处理相结合为原则，根据各城镇总体规划、产业布局、江河湖库的水环境容量和水功能区划，结合当地的地形地貌，水流流向顺逆变化，沙洲与湿地等特征，进行综合设计。达标污水排江的通道建设则应以小区域为主、大区域为辅为原则，科学合理设置排污口和选定排放方式。

达标污水出路包括资源化利用及深度处理，生态净化，直接排江、排海处置，转移和通道排放等。达标污水出路方案要根据城镇发展规划，结合水系水体功能、水环境容量、重点产业布局与水系的关系，在研究现状与规划重点大企业排污水的污染特征、污废水处理达标等级、达标污水的排放量预测、以及对水环境的影响等基础上进行设计。

城市污水污泥既会造成污染，又可进行综合利用。污泥中所含的有机物是有效的生物能源，污泥中的有机物分解产生的腐殖质可以改良土壤，避免板结，而污泥中丰富的氮、磷、钾等则是植物和農作物生长不可缺少的营养物。干燥的污泥可产生16.65-20.93兆焦/t的热能。是一种低热值的燃料.从资源的角度出发，污泥处置首先考虑的是物料的利用，也就是堆肥；然后考虑的是能量的利用，那么就是干化+焚烧；无法利用的选择就是填埋，但是占用土地资源。

4、再生水利用技术的新发展--雨水资源的收集利用

雨水收集利用的含义：是指针对因建筑屋顶、路面硬化导致区域内径流量增加而采取的对雨水进行就地收集、入渗、储存、处理、利用等措施。包括：

1）收集、储存和净化后的直接利用；

2） 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。

3） 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。

LID 低影响开发技术是20世纪90年代末发展起的暴雨管理和面源污染处理技术，（下转第页）

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也目前雨水治理和利用方面的主导技术趋势，即旨在通过分散的，小规模的源头控制来达到对暴雨所产生的径流和污染的控制，使开发地区尽量接近于自然的水文循环。LID 低影响开发是一种可轻松实现城市雨水收集利用的生态技术体系，主要包含：生态植草沟、下凹式绿地、雨水花园、绿色屋顶、地下蓄渗、透水路面等具体方式。其关键在于原位收集、自然净化、就近利用或回补地下水。

结语：

随着生态建设理念的提出，城市水问题的解决变得愈来愈迫切。经济的发展和生活方式的改变，城市用水需求量增加。而水污染的日益严重，加上净水工艺设施较陈旧，造成现有自来水水质相对下降，因此供水水质安全性越来越成为人们关注的焦点。另外，城市排水管网建设相对滞后，排水管网收集率低下，主要的原因有排水管网敷设坡度偏低，埋地排水管网基础处理及施工不佳造成的管网渗漏，雨污水混接等，使大部分已有的排水管网不能有效收集污水，或者是排水管网长期疏于清掏维护，使个别管段经常发生堵塞。面对如此众多的水问题，我们需要继续推进全民节水意识，研究更加低耗高效环保的水处理工艺，提升给排水设施从规划、施工到维护各个环节的质量保障。