城区污水回用系统设计优化研究

历琳 王素红

摘要：水资源短缺和水体污染已成为严重制约城区可持续发展的主要因素。污水回用是解决该问题的有效途径，它不仅可以提高水资源利用率、降低用水成本、减少污水排放量、改善水污染状况，而且对于促进水资源的良性循环和区域社会、经济、环境的可持续发展具有重要意义。本文从污水回用系统的构成出发，研究污水回用系统设计的优化问题。

关键词：污水回用；系统；设计；优化

污水回用技术的研究与应用已有近百年的历史。当前，各国都在开展污水回用技术的实施，美国和日本等一些发达国家走在了前列。西欧、北美是世界上污水再生回用较早的发达地区，1992 年美国国家环保局制定的《再生水利用指南》中列举了大量的示范工程，并制定了相应的政策、法规和标准，以便更好地推广此项节水措施。作为缓解水危机的途径之一，日本早在 1962 年就开始回用污水，20 世纪 70 年代已初见规模。在 1991 年日本的“造水计划”中明确指出将污水再生回用技术作为最主要的开发研究内容加以资助，开发了很多污水深度处理工艺，在新型脱氮、除磷技术、膜分离技术和膜生物反应器技术等方面取得了很大进展的同时，生物膜法进行不同水体的工艺试验，建立起以赖沪内海地区为首的许多“水再生工厂”。

城区污水回用系统属于城市污水再生利用系统，该系统包括污水收集系统（即市政排水管网），污水处理再生系统（即污水处理厂和深度处理），回用水输配水系统，以及在线监测系统和运行管理系统。城区污水回用系统设计主要包括回用对象、回用工程的经济处理规模（水量）、回用水水质标准、用户水压要求、原水（回用水水源）以及处理工艺的选择等方面。

一、城区污水回用系统组成

（一）城区污水收集系统

在城区污水回用系统当中，污水收集系统的主要功能是将城区的污水进行收集并最终送至污水处理厂，对其进行处理再生。城区污水收集系统依靠市政排水系统现状，并不建立成独立的系统。

（二）污水处理再生系统

城区的污水经过污水收集系统收集由泵站加压送至污水处理厂再经二级处理后由管道输送至污水再生处理水厂进行深度处理。在污水回用系统中，污水处理再生系统作为核心部分，对整个污水回用系统起到至关重要的作用。按照目前我国污水处理回用现状，污水处理再生分为两步进行，首先对污水进行二级处理，使其满足排放标准，不对环境造成危害；其次在二级处理的基础上，再加上深度处理，以满足回用的要求。在纺织城污水回用系统中，污水处理再生系统又包含两个子系统，一个用于将污水处理厂的二级出水进行简单的处理后，直接回用于农业灌溉，另一个用于将污水处理厂的二级出水按照一定的处理流程进行深度处理，使之达到建议的城区回用水质标准后回用于工业冷却、道路冲洗和洗车和景观、河道补水。

（三）回用水输配水系统

城区污水经过污水处理厂进行再生处理，达到回用水水质标准后，须经回用水配水管道系统送至用水点。回用水的配水系统应建成独立系统，回用水配水系统可以理解为城市给排水系统中的给水管网。配水管网的作用就是将输水管线送来的水，配送给再生水用户。根据管网中管线的作用和管径的大小，将管线分为干管、分配管（配水管）、接户管（进户管）三种。

（四）在线监测系统和运行管理系统

在城区污水回用系统中，监测系统是提供安全水质和法律依据的有力保障，其监测内容主要包括污水水质监测和回用水水质监测两个部分。污水水质监测是排污收费的有效依据，同时也是污水处理再生系统正常运行的有力保障，可及时反馈原水水质情况预处理情况，以便调整处理系统运行状态；回用水水质监测是用户用水安全性的有效保证，保证系统提供给用户的回用水满足水质标准。因此，有必要在城区污水回用系统中建立完备的监测体制，确定合理的取样方式、监测点、监测周期等。

二、城区污水回用系统设计优化

在城區污水回用系统中，对于污水处理再生系统的运行管理是整个系统的核心也是最关键的部分。污水处理再生系统的管理与维护可以参照我国有关行业《污水处理厂运行、管理与维护技术规程》中的规定，对再生处理系统内各个处理单元及构筑物做严格的管理和维护，对内部参数做好定期的测定与分析，以保证污水处理再生系统正常运行，回用水水质达标、稳定。污水处理再生系统的运行管理在设计合理的情况下主要涉及两个方面的内容，一是工艺管理，要求污水处理再生的工艺人员掌握必要的专业知识，熟悉工艺操作的过程，同时要有负责、认真、仔细的工作态度。另一内容是设备设施的维护管理，要求管理人员精心维护、及时保养，并且具有基本的检修和调整能力。从国内外的相关调查研究结果看，只要能够做好上述两方面的工作，那么污水处理再生系统都能够获得比较的运行效果。

同时，必须做好配水管道的定期维护工作，定期检查和更换老化管道及相应的管道附件。目前，在我国城市给水系统中，漏失现象严重，全国平均漏失率在 10%-15%，一些高的地区甚至达到 30%。由于城区污水回用系统将会采用市场化运作，如何限制企业产品不必要的流失也是企业管理一项重要的内容。因此，在回用水配水系统中，要建立严格的检测、管理机制，尽可能运用现代新型监测监控技术对配水管网进行监控，以减少产品流失量。并且要建立严格的质量保证体系，以保证监测数据有效、可靠。监测方法应尽量采用国家标准方法，在有条件的地区鼓励采用监测新技术，但要与国家标准方法进行比较，使其具有法律效力。由于回用水是直接面向用户，对水质安全性要求较高，因此应建立和发展在线连续自动监侧系统，以保证监测数据及时、有效。

三、城区污水回用系统的思考

城区农业用水和市政杂用水随季节不同变化显著，而设计中用水量是按照一年四季均匀用水考虑设计的，因此，回用水厂在冬季会产生超量的回用水，如何处置这些过量的回用水将是一个需要解决的问题。从可持续发展的角度来看，应提倡将这些过剩的回用水回灌地下水。由于回灌地下水容易造成地下水源污染，所以其技术含量高，对回灌水水质要求高，在具体实施时还需要进行多方面的可行性论证。

作者简介：

历琳，1987.10，河南郑州，主要研究污水处理厂对大气、土壤等周边环境的影响。

王素红，1983.10，河南新乡，主要研究污水处理工程建设、管理过程中存在的问题及相关改进措施。