城市节水途径和方法

2013-08-15于洁，赵岩

科技传播 2013年9期

于洁，赵岩

1.东营市自来水公司，山东东营 257091 2.东营市水利局，山东东营 257091

0 引言

虽然我国水资源总量排在世界第四，但人均拥有量只排在109 位，仅为世界人均值的四分之一。我国有300 多个城市缺水，其中108 个城市严重缺水。随着经济的快速发展，城镇化逐渐升高，城市供水的任务日益艰巨，供需水量不平衡的矛盾越来越突出。针对这一现状，近年来，国家大力提倡节水型社会，号召各行业爱水节水，规范用水准则，落实推动切实可行节水方案，城市节水取得明显成效。本文对城市节水途径和方法进行探讨并以济南市节水规划为例进行分析。

1 城市工业节水

我国工业化进程在“十二五”期间将继续保持飞速发展势头，这意味着对水质和水量的要求都将提高。合理有效的利用工业用水是缓解水量紧张最有效的方法[1，2]。

1.1 循环冷却水

工业冷却水占工业生产用水总量的70%～80%，合理利用冷却水将大大提高工业用水的效率，从根本上实现节水。节约工业用水的方法有很多，最有效的是循环利用冷却水。发达国家对于冷却水的利用率比较高，可以达到75%左右，我国对冷却水利用率低，只有30%～40%。采用合理的节水途径和方法，我国冷却水利用率提高还有很大空间，可以考虑采取以下几种方法提高循环冷却水利用率。

1.1.1 直流水系统改进成循环冷却水系统

循环冷却水系统将系统产生的废水，经适当处理后重复使用，不补充或少量补充新鲜水，不排放或少排放废水，提高了水量利用率的同时减少能量损耗，提高了热交换装置的热利用效率，避免了热污染。

1.1.2 选用高效的冷却构筑物

冷却构筑物类型的选取关系到整个冷却系统的费用，节水效率，成本控制和环境保护等多方面的问题。应该根据生产工艺和地理条件因地制宜的选取最优的冷却构筑物。例如，火电厂的冷却塔通常做成双曲线形。这是因为双曲线设计使构筑物底部有最大的圆周，使冷空气最大限度地进入冷却塔，冷空气到达最细部位时，接触热水，由于管径变小，空气流速加快，快速带走热水中的热量。此外，由于管径变小，冷空气的体积也受到压缩，故压力也增大，流体的含热能力也随之增加，于是在细腰部冷空气可以最大限度的吸收热水的热量从而使热水冷却。到了最上部，管径再次扩大，已携带了大量热量的空气由于流速减慢，压力减小，将所含的热量最大程度释放。

1.1.3 采用密闭式循环冷却水系统

密闭式循环冷却水系统中的循环水经由泵输送到水冷器中，冷却热工艺介质，冷却水的热水通过二次换热，在另外的换热器，或称二次冷却器中被其他介质间接冷却变为冷水再返回循环系统使用。封闭式循环冷却水系统采用封闭式冷却设备，循环水在管中流动，管外通常用风散热，不影响循环水水质。密闭式冷却水系统可以大幅度提高水利用率[3]。

1.2 工艺节水

通过改革生产方法，优化生产工艺，提升生产设备的方式达到节水的目的工艺称为工艺节水。工艺节水可以从根源上减少用水量，降低能源消耗，同时可以将相应的环境污染控制在环境容量可以接受的范围内。在水资源极其宝贵的今天，工艺节水将会越来越受到重视[4]。

1.2.1 工艺改进节水

生产过程中合理的工艺改进可以使用水量有效减少。太原平板玻璃厂通过改造氮气净化器保温外套，年节水10 万吨。部分发电厂通过采用静电除尘和干粉回收系统去除粉尘，替代传统的用水除尘办法，成功节约了用水量。工业上产上具有节水作用的工艺还有很多，节水型印染工艺通过低给液染整、冷轧堆工艺、泡沫染整、微博染色等工艺提高水利用率。节水型制革生产工艺通过转鼓快进工艺、酶脱毛工艺、常温少浴染色工艺等提高节约用水。

1.2.2 洗涤过程节水

在工业生产过程中要对零件进行洗涤以达到生产要求。有时为了生产质量需对零件进行重复洗涤，增加了用水量。从水量重复利用角度，洗涤方式通常有两种，可重复洗涤方式和不可重复洗涤方式。前者指在洗涤完一批零件后不排放，收集起来再进行下一次洗涤，当收集到一定量的水后进行适当处理排放。后者指一次洗涤完毕直接排放。显然，重复利用的洗涤方式更加节水环保。

2 城市生活节水

城市生活用水包括居民用水，公共建筑用水，市政用水，景观园林浇灌用水和消防用水等。城市生活用水与居民生活与利益密切相关，与城市工业用水不同，生活用水有自己的特点：用水过程属于私人行为；水价相对便宜，没有从经济上引起百姓的重视；生活用水随季节等因素变化具有随机性，难以把握，只能宏观调控。实现城市生活节水可以从观念上对市民进行教育，加强普及节水观念。此外，充分发挥水费标准这一经济杠杆的核心作用，把节水和人民生活经济利益直接挂钩，强化节水意识。大力发展回用水和节水器具的推广应用也是城市生活节水有效的举措[5]。

2.1 发展回用水

提高城市水资源利用效率的一个有效方法是污水回用。污水回用还可以增加经济效益，减轻环境污染和水处理设施负荷。与长距离管线引水的投资费用相比，污水回用改造所需的投资和维护费用将减少开支。排污收费和回用水带来的经济收益可以用于污水处理工艺的改进和升级，在减轻环境污染和保护水源水安全的前提下，增加财政收入。

2.2 推广应用节水器具

节水器具可以有效提高水利用效果，减少甚至避免水浪费的现象。开发并推广应用节水器具在生活节水方面有重要的作用。有报道指出，家庭用水的40%～50%用于便器和淋浴用水。由于渗漏和不良用水习惯导致的水浪费现象比较严重。采用节水型便器和喷头可以减少水量浪费，缓解用水压力。节水器具还能减少城市生活污水排放，将水体污染和处理成本控制在最低范围内。针对水源不足和污水处理量日渐增大的难题，纽约市为市民发放补贴，鼓励市民更换节水型便器。经过3 年时间的推广，共更换大涌水量便器130 万套，节水量34 万吨/天，相当于纽约全市用水的7%。节水器具的推广和应用将带来巨大的社会和经济利益。

2.3 宣传教育强化节水意识

节水宣传教育可以强化群众节水观念，改善不良用水习惯，具有不同于节水的技术手段、经济手段的特殊管理作用。节水宣传教育可以潜移默化的影响改变居民用水习惯，从根本上减少用水浪费。

3 济南市“十二五”节水规划

根据济南市经济发展和人民生活水平提高对城市节水的要求，济南市规划在“十二五”期间从工业节水、生活节水和管网漏失控制三个方面全面进行城市节水[6]。

3.1 工业节水

工业用水是济南市用水大户和污染大户，从优化工艺角度出发，结合环境保护和节水节能，升级改造产品以实现全面节水的目标。济南市高耗水的工业主要集中在钢铁行业、火力发电、石油化工和啤酒行业。“十二五”期间拟针对该类行业积极推广节水工艺改造。

针对火电厂，对现有300MW 机组循环水系统进行改造。把换热系统的铜管换成不锈钢管，并采用水质净化三场的再生水作为循环冷却水，该项改造可使单位发电量取水量降至25立方米/万千瓦时；石油化工行业通过节水型炼油生产工艺与设备的改造，提高冷却水浓缩倍数，采用市政再生水、雨水等非传统水源，提高锅炉蒸汽水会用率等方法实现节水；在钢铁工业方面，计划提高济钢综合污水厂的消化能力，实现生产生活地下水“零”提取和“零污染排放”，吨钢取水量到2015 年达到3.0m3；啤酒工业主要集中在青岛啤酒济南有限公司，该单位将把工作重点放在提高用水重复利用上，进一步提高行业用水水平，拟计划到2015 年单位产品取水量降低到4.7 立方米/千升。

3.2 生活节水

济南市在“十二五”期间对生活节水的目标是推广节水型器具，加大利用非传统水源，推行实施阶梯水价，加强特种行业水资源管理。

3.3 管网漏失控制

管网漏失是水量浪费的重要来源，加强检漏，严格管理是降低管网漏失切实可行的办法。具体的措施有：加强供水管网管理，采用流量计、水表等定量设备，完善管理制度；加强管网检漏，通过压力控制，流量控制及时发现漏水事故，及时上报及时解决；供水设施改造，“十二五”期间，济南市拟扩建4 座加压站并对400 余座二次加压设备进行改造。