浅谈内河港口中水回用系统技术要点

李 婧(四川省交通运输厅交通勘察设计研究院)

浅谈内河港口中水回用系统技术要点

李 婧
(四川省交通运输厅交通勘察设计研究院)

针对目前我国水资源短缺和水环境污染严重的现状，结合大多数内河港口的外部条件，阐述当前我国中水回用技术的发展水平，分析总结适用于内河港口中水回用系统的技术要点。

内河港口；中水回用技术

1、分析背景

近年来，我国经济突飞猛进地发展，城市化进程日益加快，人民生活水平逐步提高的同时，也对生存环境提出了更高的要求。水资源短缺和水质污染严重日益引起社会广泛关注，已成为亟待解决的问题。目前世界1/3地区处于高度缺水，同时全球约有 1/3的人口仍在淡水资源短缺的环境中生活【1】，我国已被列入世界13个缺水国家之一。

要解决水资源短缺与水环境污染问题，最根本措施就是要改变过去“水资源-使用消费-污水排放”单向流动的线性经济，而转变成“水资源-使用消费-污水再生处理-水再循环利用”，形成经济-社会-环境复合生态系统中的往复循环利用【2】。中水回用（中水也称为“再生水”、“循环水”或“回用水”）作为一种有效的节水技术，主要指生产、生活中所排出的污废水经处理后，达到一定的水质标准，可在一定范围内重复使用的非饮用水的杂用水，其水质介于上水和下水之间，是解决我国水资源缺乏、保护水生生态系统和减轻水污染的有效途径。

自2014年以来，我国交通运输部提出了加快推进“四个交通”的发展要求，作为其一的绿色交通要求加快推进绿色循环低碳交通基础设施建设，提高节能环保水平，建成以低消耗、低排放、低污染、高效能、高效率、高效益为主要特征的绿色交通系统。因此，内河港口建设应秉持可持续发展理念，积极响应绿色交通的发展要求，充分考虑港口水资源的再利用，大力推行中水回用技术的应用。

2、中水回用的效益分析

中水回用，可减少淡水资源或自来水的利用，与购买自来水所需费用相比，具有良好的经济效益。据统计资料显示【3】：近期建设污水处理厂使污水达到回用标准，其深度处理设施及回用水输送管道投资平均约需1700元/m3，若按深度处理污水代替自来水，可节省约5900元/m3，因此，利用中水替代自来水可取得一定的经济效益。中水回用低于远距离引水所需的费用。据资料显示，将城市污水进行深度处理到可以回用作杂用水的程度，基建投资相当于从30km外引水；若处理到回用作高要求的工艺用水，投资相当于从40-60km外引水。在环境效益方面，中水可在一定程度上减少对地下水开采量，减轻对地下水资源的污染，有效地减少因地下水超采而引起的地表沉降等环境问题；有利于减轻对天然地表水的开发，缓解天然河流缺水、断流的问题，进而减轻因河流缺水而造成的其他环境问题。

3、内河港口中水回用的可行性

内河港口大多远离城镇，地点相对独立，外部无可依托的市政污水管网，污水不能通过城镇污水管网输送到污水厂进行处理，通常的设计思路是在港区内部建立小型的污水处理中心，将污废水处理为符合国家或当地政府排放标准的弃水，并未考虑污废水的回用。但部分港区在运营使用过程中，由于管理松散疏漏等方面原因，导致排放的污废水并未达标，随着时间的累积，会对周围的农田、河流造成污染，导致农作物产量减少、鱼类死亡、河流水质变差等状况，给当地居民的生活生产和生态环境带来极为恶劣的影响。此外，内河港区的供水水源成本都偏高，主要来源于两条途径：一是来源于附近城镇管网，但由于距离较远，往往需要对市政管网进行加压；二是采用港区自备水源，抽取地下水或江河地表水，并在使用前必须经过净水设施处理，且自备水源受季节和气候的影响因素较多。港区除了对内部工作人员提供生产生活用水外，还需为来往船舶提供生活生产用水以及港区内部环保喷洒用水，日用水量较大， 部分内河港口存在用水拮据的情况。倘若对内河港口排放出来的污废水进行有效处理之后回用，用于冲洗厕所、浇洒绿地、冲洗道路、洗车等对水质要求不是太高的地方，不仅可以避免对周围环境的污染，还可以缓解用水紧张的局面，是内河港口一举两得的最佳用水方案。

4、内河港口中水回用技术

通过借鉴和吸收国外经验和技术，结合本国现状和技术，目前我国的中水处理技术分为三种类型。

（1）物理法：主要包括吸附、过滤和膜技术。这种方法主要是去除原水中大颗粒物质以及在最终出水阶段用于污泥与污水的分离，适用于水质变化较大的情况，其特点是装置简易，技术要求低，便于操作，成本不高，但由于受外力影响较小，所以处理结果不够理想。

（2）物理化学法：即在污水中添加某些化学物质，通过化学反应氧化或者还原为微毒甚至无毒物质，从而使出水达标排放并进行回用。该方法同样适用于水质变化较大的情况，其特点是技术先进，设备结构紧凑，便于管理。

（3）生物法：包括活性污泥法、接触氧化法、生物转盘以及其他改良工艺等生物处理方法。一般是一种方法单独使用，或者是几种方法组合在一起使用。该方法适用于污水有较高含量有机物的情况，其特点是处理后水质较好，便于维护管理。

目前，内河港口采用的污水处理工艺在实际运行中存在不耐水量冲击负荷，易发生短流，接触池内生物量较少，运行时污水实际停留时间短，脱氮除磷效果不理想等问题，处理后的排放水难以达标。针对以上问题，结合内河港口的特点，通过对中水回用处理工艺的分析比较，确定适用于内河港口中水回用处理的工艺流程如图1：

图1 内河港口中水回用技术工艺流程

5、内河港口中水回用管道系统

（1）回用方式：由于内河港口一般距离城镇污水厂较远，在港区内部建立有独立的小型污水处理中心，故中水回用采用分散式回用。相对于集中回用，分散回用可以节约输送管线费用。

（2）中水原水、供水系统：内河港口的中水原水管道系统可根据原水性质的不同，对原排水系统进行分系统设置，分为分流制和合流制两种系统。对一般性件杂货、散货码头通常可将绿化、消防、堆场道路喷洒除尘、冲洗车辆、冲洗厕所等用水统一归类，建立一个中水外网系统。

（3）中水管道系统设计原则：内河港口中水回用系统原水处理量应和中水回用量基本平衡；中水原水系统应设分流和溢流设施，以便于中水处理设备检修时使用。中水管网应尽可能敷设在用水集中的区域，管网以枝状网为主，环状网为辅，要充分考虑减少供水距离。

（4）中水输水管道的选择：根据《污水回用设计规范》相关规定，再生回用水应建立独立的输配水管道系统，且为了防止微生物腐蚀，管道一般采用非金属管。通过材料和安装造价的比较，结合施工工序，确定内河港口中水输送管道采用UPVC塑料管。

（5）中水管道敷设原则：为了避免中水系统污染生活饮用水系统事故发生，要求中水管道与饮用水管道的敷设保持一定的间距。根据我国给排水行业给出的有关管道敷设方面的规定【4】，确定内河港口中水管道的敷设原则为：平行的中水管道与港区生活用水管道应保持3m的水平距离和0.3m的垂直距离。再生水管道敷设时，应尽可能置于生活用水管道的下方，以减少交叉连接的可能，且再生水管道的最小埋深0.9m。

总之，在内河港口建设中推广并应用中水回用技术，经济、有效、安全地处理并使用中水，最大限度的节水，在满足社会效益的同时，并产生最大的经济效益，将是内河港口发展必须面对的一个课题，这将充分契合“绿色交通”的发展要求，对改变水资源短缺的现状作出重要贡献，具有非常广阔的发展和应用前景。

[1]郑守仁，世界淡水资源综合评估：迈向21世纪水资源可持续发展译文集，武汉：湖北科学技术出版社，2002:1

[2]王占生，刘文君，微污染水源饮用水处理[M]，北京：中国建筑工业出版社，1999,10:1-2

[3]莫慧等，居住区中水处理系统方案及经济比较[J]，中国给水排水，2002,2。

[4]GB/T 18921-2002，城市污水再生利用

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1007-6344（2016）06-0336-01