國內(nèi)外城市節(jié)水技術(shù)概述

1、國內(nèi)外城市節(jié)水技術(shù)概述摘要：隨著社會和經(jīng)濟的不斷開展，環(huán)境和資源問題日益突出，水便是其中的主要問題之一。1997年結(jié)合國水資源會議曾鄭重向全世界發(fā)出警告：“水，不久將成為繼石油危機之后的下一個社會危機。我國.關(guān)鍵詞：國內(nèi)外城市節(jié)水1.節(jié)水概論隨著社會和經(jīng)濟的不斷開展，環(huán)境和資源問題日益突出，水便是其中的主要問題之一。1997年結(jié)合國水資源會議曾鄭重向全世界發(fā)出警告：“水，不久將成為繼石油危機之后的下一個社會危機。我國是一個缺水的國家，人均水資源擁有量僅為21503/a按13億人計，不到世界人均程度的四分之一，排在世界第109位。特別是“三北東北、華北和西北地區(qū)和經(jīng)濟興旺的沿海地區(qū)，水的供需矛盾

2、已非常突出。有關(guān)資料說明，我國每年因缺水而影響工業(yè)產(chǎn)值已達2300多億元。預(yù)計到本世紀末，全國年總需水量將到達700億3，而缺水量也將到達70億3，水資源短缺已成為制約我國經(jīng)濟和社會開展的重要因素。1.1節(jié)水的內(nèi)涵英文表達節(jié)水的概念有兩個，即“Savingater和“aternservatin。但兩個的意義有所不同。前者指較為詳細的節(jié)約用水，后者的含義比擬廣泛，不同的學(xué)者或研究機構(gòu)有不同的理解，但都傾向于采用經(jīng)濟的、社會的和技術(shù)的手段，以滿足社會利益為目的，進步水資源的利用效率，保持水資源的可持續(xù)利用。我國?節(jié)水型城市目的導(dǎo)那么?1997中對節(jié)水作了如下定義：“節(jié)約用水指通過行政、技術(shù)、經(jīng)濟等

3、管理手段加強用水管理，調(diào)整用水構(gòu)造，改良用水工藝，實行方案用水，杜絕用水浪費，運用先進的科學(xué)技術(shù)建立科學(xué)的用水體系，有效地使用水資源，保護水資源，適應(yīng)城市經(jīng)濟和城市建立持續(xù)開展的需要。這里，節(jié)約用水的含義已經(jīng)超越了節(jié)省用水量的意義，它內(nèi)容更廣泛，還包括有關(guān)水資源立法、水價、管理體制等一系列行政管理措施。1.2節(jié)水的意義節(jié)水是一個全球性的問題，即使是水資源相對豐富的國家，如美國，也經(jīng)常發(fā)生供水缺乏問題，自本世紀30年代至90年代，美國用水人口增加了一倍，而水資源產(chǎn)量卻沒有增加，1990年前后，約22%的大型系統(tǒng)出現(xiàn)了供水短缺。供水缺乏帶來的損失是宏大的，世界有些城市為了滿足干旱期間的城市用水，不

4、得不關(guān)閉城市周圍的農(nóng)場，工業(yè)消費也受到影響。例如美國加利福尼亞的一次干旱中，僅一個縣的損失就數(shù)億美元。目前我國每年因缺水造成了工業(yè)產(chǎn)值的損失外，農(nóng)業(yè)損失更是不計其數(shù)。另外，全球范圍內(nèi)的氣候異常及水體污染，特別是人為造成的水污染，更加劇了本已非常緊缺的水資源。在這種情況下，節(jié)水具有非常重要的意義：1可以減少當(dāng)前和將來的用水量，維持水資源的可持續(xù)利用；2節(jié)約當(dāng)前給水系統(tǒng)的運行和維護費用，減少水廠的建立數(shù)量，或降低水廠建立的投資；3減少污水處理廠的建立數(shù)量或延緩污水處理構(gòu)筑物的擴建，使現(xiàn)有系統(tǒng)可以接納更多用戶的污水，從而減少受納水體的污染，節(jié)約建立資金和運行費用；4增強對干旱的預(yù)防才能，短期節(jié)水措施

5、可以帶來立竿見影的效果，而長期節(jié)水那么因大大降低了水資源的消耗量而可以進步正常時期的干旱防范才能；5具有社會意義，通過用水審計及其它措施，可以調(diào)整地區(qū)間的用水差異，防止用水不公及其它與用水相關(guān)的社會問題；6具有明顯的環(huán)境效益，除了對野生生物、濕地和環(huán)境美化等方面的效益外，還有維護河流生態(tài)平衡、防止地下水過度開采而帶來地下水污染等方面的效益。2.國外節(jié)水技術(shù)概況無論是美國、歐洲一些相對豐水的國家，還是阿拉伯海灣地區(qū)等貧水國家，節(jié)水作為水資源管理的一項重要活動和內(nèi)容，已在世界范圍內(nèi)得到了廣泛的施行，并形成了一些成熟的節(jié)水方法和技術(shù)，主要包括工業(yè)節(jié)水、生活用水節(jié)水、供水系統(tǒng)節(jié)水和其他節(jié)水技術(shù)。美國是

6、世界上節(jié)水研究最多的國家。早些時候，節(jié)水就已經(jīng)成為干旱和意外缺水的應(yīng)急措施。到了七十年代，受電力部門節(jié)約用電的影響，節(jié)水在硬件設(shè)備和公眾教育等方面都得到了大大的開展，并成為根本的水管理措施。進入八十年代后，雖然還沒有建立起專門的節(jié)水機構(gòu)或立法機構(gòu)，但各州已紛紛開展了節(jié)水運動。1990年，美國召開了由各州主要供水公司參加的“NSERV90節(jié)水會議，成為首次全國性的節(jié)水會議和美國節(jié)水史上的里程碑，這次會議對有關(guān)節(jié)水的諸多問題，包括物理的、經(jīng)濟的、政治的、政策的等均進展了研究和討論，由此節(jié)水成為了供水管理的一個可行的和永久性的組成局部。目前，各州普遍將節(jié)水和用水量管理視為水資源總體規(guī)劃Integra

7、tedaterResuresPlanning的一個局部。歐洲國家大范圍地實行節(jié)水要晚一些，例如英國比美國晚510年左右，英國在1988年建立了“節(jié)水者公司panyfaternservatrs，旨在促進節(jié)水和環(huán)境管理的開展，滿足公眾需求。但直到1996年，才正式規(guī)定將節(jié)水納入供水規(guī)劃中。之后，英國全國各地的公共供水公司紛紛對其用水量和給水規(guī)劃進展評估，節(jié)水工作全面展開。阿拉伯海灣地區(qū)的國家是眾所周知的缺水國家，自1978年以來，海灣合作委員會G的成員國采用了諸如廢水回用和海水脫鹽等昂貴的替代技術(shù)，以滿足不斷增長的需水量，沙特、科威特、卡塔爾和巴林等國由于長期、過量取用地下水，已導(dǎo)致了地下水源過分

8、開采和水質(zhì)變壞等問題。飽受缺水之苦的這些阿拉伯海灣國家都一致在尋求以節(jié)約用水為原那么來指導(dǎo)給水規(guī)劃和管理的途徑。目前節(jié)水已涉及到農(nóng)業(yè)、生活和工業(yè)等領(lǐng)域。實例一：Delaare河流流域節(jié)水理論Delaare河流流域是美國一個包括了四個州的較大流域。長期以來，流域取水主要用于發(fā)電，其次是居民生活用水、工業(yè)用水、高爾夫球場澆灌、畜牧場用水及造雪等。通常取水量為13.33/s，6月份頂峰取水量到達26.53/s。面對這樣大的供水量，Delaare河流流域內(nèi)設(shè)立了一個專職部門，即Delaare河流流域委員會-DRBDelaareRiverBasinissin，總體負責(zé)協(xié)調(diào)和解決區(qū)域性水資源矛盾問題。自8

9、0年代起，節(jié)水已成為DRB在四個州的河流流域供水管理策略的一個有機組成局部。1983年4月，DRB建立了一個節(jié)水咨詢委員會AaternservatinAdvisryittee，要求它在以下三方面為DRB提供咨詢：1流域內(nèi)四個州制定的“意外干旱形勢對策的理由；2干旱期間降低用水量的可能方案；3控制每天用水量的長期節(jié)水方案。A的成員不僅有來自供水公司的代表，而且包括了其他代表各方面利益的代表。1983至1985年間，A對DRB所分配的兩項干旱任務(wù)予以關(guān)注，對干旱防范方案進展了考察，干旱防范方案包括鑒別根本用水量、干旱期間應(yīng)急用水規(guī)定、大宗用戶干旱應(yīng)急準(zhǔn)備和要求、提議的或現(xiàn)存的可以采取節(jié)水措施的法律

10、機構(gòu)及公眾信息效勞等。A的資料說明，1985年頂峰用水期間，僅非根本用水一項就到達了15%的節(jié)水效果。1985年后，A的工作重點轉(zhuǎn)到了第三項，即推薦一個長期節(jié)水方案以控制每日用水量。長期節(jié)水措施包括立法和教育。DRB已制訂了6項節(jié)水法規(guī)：水源計量Sureetering、效勞計量Servieetering、漏水檢測及其修復(fù)LeakageDetetinandRepair、室內(nèi)給排水設(shè)備節(jié)水性能PerfranefPlubing、節(jié)水方案nservatinPlanning和水價構(gòu)造RateStrutures等，預(yù)計到2022年，整個河流流域可以節(jié)水15.5526.8萬3/d。1988年節(jié)約供水和污水處

11、理費用2.54億美元。實例二：Kansas州ihita的節(jié)水理論節(jié)水和需水量管理是ihita城市水資源方案的一個有機組成局部。城市節(jié)水工程已經(jīng)幫助該市延緩了供水量的增加，并減少了新的水源開發(fā)，節(jié)省了本地區(qū)現(xiàn)有的水資源。節(jié)水活動包括公眾宣傳教育、公布景觀澆水條例以降低澆水量、公布更新室內(nèi)用水設(shè)備條例以減少生活用水量、鼓勵工業(yè)冷卻水的回用、加強漏水檢測和修復(fù)等。同時施行新的水價體系，即逐級上升的水價構(gòu)造體系Invertedaterratesstruture，用水量每進步一級，單位水費也隨之進步一級。該市的節(jié)水措施預(yù)期可以節(jié)約平均日綜合用水量的13%2.1國外工業(yè)節(jié)水技術(shù)城市工業(yè)用水在城市用水中占有

12、較大比例，有時甚至高達70。因此工業(yè)節(jié)水對于城市節(jié)水具有重大意義。國外興旺國家城市工業(yè)節(jié)水主要在于循環(huán)水和冷卻水。2.1.1循環(huán)用水循環(huán)用水在美國工業(yè)中得到了廣泛應(yīng)用，據(jù)報道，加利福尼亞的SanJse在1988和1989年有15個工業(yè)行業(yè)，包括食品工業(yè)、金屬精加工、紙張再處理、電子工業(yè)等，采用循環(huán)用水，總節(jié)水量達56萬3/a，總經(jīng)濟效益為200萬美元。在這些循環(huán)用水工藝中，有些將工藝過程中的用水回收循環(huán)利用，有些那么在排放下水道前經(jīng)預(yù)處理后回收利用。事實證明，一個工廠之內(nèi)的循環(huán)用水，允許有較大的水質(zhì)波動范圍回用于不同的消費工序，因此是首先應(yīng)該考慮的節(jié)水措施。2.1.2冷卻塔回用水國外很多公司通

13、過改良冷卻塔給水系統(tǒng)而節(jié)約用水，也有一些大公司如Exel微電子公司、Intel公司等采用臭氧對空調(diào)用水或其它輕度污染水進展處理回用，明顯地減少了廢水排放量。另外，很多工廠通過改良消費工藝和消費設(shè)備到達節(jié)約消費用水的目的。2.1.3設(shè)備改良很多工廠通過改良消費工藝的設(shè)備而減少用水量。許多公司采用反浸透消費去離子水時，通過采用新材料和改變運行參數(shù)大大減少了反浸透工藝中的流量。Dyna-raft公司在電鍍局部安裝空氣刀AirKnife，將電鍍的廢酸洗液吹回到工藝池中，從而減少了清洗水。2.1.4用水監(jiān)測和雇員教育資料說明，國外非常重視用水量監(jiān)測，大局部工業(yè)監(jiān)測設(shè)備較為完善，確保了節(jié)水措施發(fā)揮作用，同

14、時促進降低漏損和杜絕其它浪費用水。除此之外，國外極其重視對雇員進展節(jié)水教育，雇員是節(jié)水運動的主體，他們節(jié)水意識的進步對保證節(jié)水效果是極其重要的。實例三：工業(yè)用水節(jié)水美國alifrnia的工業(yè)節(jié)水在美國alifrnia，平均有18%的城市供水進入制造業(yè)，還有12%的供水進入商業(yè)和效勞設(shè)施。由于節(jié)水對降低消費本錢有潛在作用，許多工業(yè)廠家開場加強廠內(nèi)用水管理和減少用水量。19881989年間，alifrniaSanJse城有15家工業(yè)開展了節(jié)水。這些工業(yè)大致可分為四種類型：食品工業(yè)、金屬外表處理、紙張再處理、及電子制造等。這些公司節(jié)水總量達1.5億加侖/年，節(jié)水產(chǎn)生的經(jīng)濟效益達200萬美元/年。2.

15、2國外生活用水節(jié)水及其它節(jié)水技術(shù)城市生活用水在城市用水中占有較大份額，例如沙特阿拉伯占47%左右，具有較大的節(jié)水潛力，其節(jié)水技術(shù)也研究得最為成熟。目前國外城市生活用水節(jié)水主要注重以下幾個方面。2.2.1城市生活用水監(jiān)測和用水量估計實行用水量監(jiān)測，是為了理解實際的用水量和用水方式，進而得知供水系統(tǒng)的運行狀況，為合理、公正地確定水價提供根據(jù)。用水量估計主要是通過調(diào)查和評估用水現(xiàn)狀，按照節(jié)水原那么合理估計將來的生活用水量。2.2.2采用節(jié)水型家庭衛(wèi)生器具節(jié)水型衛(wèi)生器具一般是低流量或超低流量的衛(wèi)生器具，研究說明，這種器具節(jié)水效果明顯，用以代替低用水效率的衛(wèi)生器具可平均節(jié)省32%的生活用水。節(jié)水型衛(wèi)生器

16、具包括節(jié)水型便具、節(jié)水型洗滌器具、節(jié)水型淋浴器具等。2.2.3家庭草坪澆灌節(jié)水技術(shù)據(jù)統(tǒng)計，美國大約有50%的擁有草坪的居民過量澆水，因此具有較大的節(jié)水潛力。該技術(shù)通過改良澆水方式、建立不同季節(jié)的澆水規(guī)定、控制澆水時間、選擇抗旱草種等到達節(jié)水目的。1990年美國曾開發(fā)了一個試驗程序，以降雨量和草坪跟部深度為主要影響因素，控制澆水量，結(jié)果證明該程序是可信的。2.2.4水價構(gòu)造和漏水控制城市生活用水的水價構(gòu)造反映了水的制造本錢、銷售效益和其它效益。居民生活用水的水價是大多數(shù)公司首先關(guān)注的問題，因為其份額大且使用群體穩(wěn)定。節(jié)水型水價的研究在美國進展得很多。國外研究證明，漏水控制的節(jié)水效果也是相當(dāng)明顯的

17、，英國北愛爾蘭在未實行漏水控制之前，每幢建筑物平均漏水量為23-40L/h，在實行漏水控制后，平均漏水降至811L/h。2.3國外其它節(jié)水途徑國外其它節(jié)水技術(shù)還包括供水廠節(jié)水、供水系統(tǒng)漏水控制、用水審計、雨水管理、廢水回用、節(jié)水經(jīng)濟鼓勵、立法、公眾宣傳、水資源一體化規(guī)劃等。供水廠的自用水量一般為5%10%，主要用于濾池和沉淀池沖洗以及廠區(qū)生活用水，當(dāng)水廠規(guī)模大時，這局部排水量是相當(dāng)大的。DavidA.ell等人對水廠廢水循環(huán)利用的可行性進展了研究，結(jié)果說明，通過適當(dāng)處理，將消費過程中的廢水回用到某些位置是可行的，但要注意對T的檢測。漏水的位置主要在主干管、蓄水池、配水管、連接收、衛(wèi)生器具等，同

18、時管網(wǎng)壓力也是一個重要因素，美國和英國都有專門培訓(xùn)的技術(shù)人員對漏水進展管理和控制。1989年，加利福尼亞nrdnstrasta的供水管理區(qū)進展了用水審計，既包括檢漏等工程措施，也包括使用戶明白自己的用水量和節(jié)水量等綜合性內(nèi)容，該措施的節(jié)水效果估計為3.8萬3/年。實例四：正確選擇水表大小Bstnassahusetts節(jié)水實例Bstn水和廢水委員會BSBstnaterandSeerissin為Bstn一百多萬人提供水和廢水效勞。Bstn是assahusetts水資源管理局RAassahusettsaterResuresAuthrity的最大用戶，其需水量到達該局總售水量的40%，因此Bstn的用

19、水給RA帶來相當(dāng)大的壓力。雖然采取了多種節(jié)水措施，用水量連續(xù)下降，但未計量用水Unaunted-frater仍然高得驚人。統(tǒng)計數(shù)據(jù)說明，對于較老的一些城區(qū)，高達20%30%的未計入水量已是相當(dāng)普遍。1990年RA組成了一個“未計量用水任務(wù)行動組，對未計量用水和不正確計量用水進展了綜合性考察，結(jié)果說明，水表的正確計量范圍、讀表、滑動、修復(fù)和更換等對用水影響甚大，其中最關(guān)鍵的是正確計量。為此，該行動小組專門成立了一個“水表計量范圍降低工程組，通過減少400多個1.5英寸以上水表的尺寸，節(jié)水量到達43萬加侖/d。除了降低了未計量用水外，僅減小水表尺寸便可獲得200萬美元/年的經(jīng)濟效益。轉(zhuǎn)貼于論文聯(lián)盟

20、.ll.3.國內(nèi)節(jié)水技術(shù)概況國內(nèi)的節(jié)水運動始于八十年代初期，經(jīng)過近二十年的努力，獲得了較大進展，城市節(jié)水累計達220多億3。以北京市為例，北京市城市自來水需水量五十年代平均增長了28.98%，六十年代為4.29%，七十年代為6.74%，八十年代為3.1%，91至96年為5.8%，數(shù)據(jù)充分說明，八十年代開場的節(jié)水措施效果是明顯的。3.1國內(nèi)工業(yè)節(jié)水技術(shù)論文聯(lián)盟.LL.編輯。鑒于大量工業(yè)廢水除少數(shù)污染很嚴重外，大局部經(jīng)簡單處理后可重復(fù)使用，因此工業(yè)節(jié)水也是國內(nèi)城市節(jié)水的重點。1990年我國城市工業(yè)萬元產(chǎn)值取水量為2453/萬元，1996年已降至1983/萬元，北京、天津、大連、青島等城市，工業(yè)萬元產(chǎn)值取水量已低于1003/萬元，但還有不少城市高達數(shù)百立方米，這說明我國工業(yè)節(jié)水工作盡管已獲得了一定成就，但從整體來看，工業(yè)用水程度還比擬低，同興旺國家的20303/萬元相比差距很大。在詳細節(jié)水技術(shù)上，國內(nèi)主要注重重復(fù)用水技術(shù)，包括冷卻水的循環(huán)節(jié)水、一般循環(huán)水節(jié)水指循序用水、閉路用水等和工藝節(jié)水包括冷卻工藝改革、無水少水工藝等等，這些技術(shù)在火電、鋼鐵、石化、化工、印染、造紙等行業(yè)都有成功應(yīng)用的例子。寶鋼二期工程，按95%的循環(huán)重復(fù)利用率設(shè)計水廠規(guī)模為20萬3/d，假設(shè)采用直流供水系統(tǒng)，那么設(shè)計規(guī)模需要380400萬3/d，節(jié)水效果十清楚顯