第7章節(jié)水理論與技術(shù)

1、第7章 節(jié)水理論與技術(shù)7.1 節(jié)水的含義及現(xiàn)狀定義：提高用水效率，降低損失與浪費(fèi)，以達(dá)到減少提高用水效率，降低損失與浪費(fèi)，以達(dá)到減少 需水量。需水量。意義： 節(jié)水是解決水資源短缺的措施之一。節(jié)水是解決水資源短缺的措施之一。 節(jié)水能減少排放，減少環(huán)境污染。節(jié)水能減少排放，減少環(huán)境污染。 節(jié)水能產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。節(jié)水能產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。占總用水的比占總用水的比 57% 65.2% 57% 65.2% 作物水份生產(chǎn)效率作物水份生產(chǎn)效率 kg/(mmhmkg/(mmhm2 2) 19.95 4.5) 19.95 4.57.57.5灌溉水利用系數(shù)灌溉水利用系數(shù) （70708080）%發(fā)達(dá)發(fā)達(dá)

2、 45% 45% 特點(diǎn)：水量大，節(jié)水潛力大，水量大，節(jié)水潛力大，是我國(guó)的主要節(jié)水方向 措施：提高渠系水利用系數(shù)，改變灌溉方式。提高渠系水利用系數(shù)，改變灌溉方式。世界世界 中國(guó)中國(guó)農(nóng)業(yè)用水:工業(yè)用水: :占總用水的比占總用水的比 32% 22. 8%32% 22. 8%重復(fù)利用率重復(fù)利用率 90% 70%90% 70%特點(diǎn)：水量較大，水量較大，是城市節(jié)水的主要對(duì)象措施：調(diào)整生產(chǎn)結(jié)構(gòu)，改進(jìn)生產(chǎn)工藝，提高水的重復(fù)利用率。調(diào)整生產(chǎn)結(jié)構(gòu)，改進(jìn)生產(chǎn)工藝，提高水的重復(fù)利用率。占總用水的比占總用水的比 7% 12%7% 12%特點(diǎn)：人均使用量不高，但城市化進(jìn)程加快，要防止急劇上升人均使用量不高，但城市化進(jìn)程加

3、快，要防止急劇上升措施：采用節(jié)水器具，調(diào)整水價(jià)。采用節(jié)水器具，調(diào)整水價(jià)。 城市生活用水：7.2 城市節(jié)水 城市用水：綜合生活用水，工業(yè)用水，市政用水一、城市節(jié)水指標(biāo) 1、水量指標(biāo)（1 1）萬(wàn)元國(guó)民生產(chǎn)總值取水量）萬(wàn)元國(guó)民生產(chǎn)總值取水量（2 2）萬(wàn)元國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值取水量）萬(wàn)元國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值取水量（3 3）綜合生活用水定額：）綜合生活用水定額：L/(L/(人人天天) )（4 4）人均日生活用水取水量生活總?cè)∷浚┤司丈钣盟∷可羁側(cè)∷? /總?cè)丝诳側(cè)丝冢? 5）第二、三產(chǎn)業(yè)萬(wàn)元增加值取水量）第二、三產(chǎn)業(yè)萬(wàn)元增加值取水量國(guó)民生產(chǎn)總值（萬(wàn)元）取水總量（3mVGNP國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值（萬(wàn)元）取水總量3m

4、元）二、三產(chǎn)業(yè)增加值（萬(wàn)二、三產(chǎn)業(yè)總?cè)∷浚?）城市供水有效利用率 （2）城市污水回用率 （3）水資源利用率：現(xiàn)狀現(xiàn)狀P P75%75%保證率下保證率下 （4）節(jié)水率城市污水總量城市污水回用量1Q城市總?cè)∷砍鞘泄?jié)水總量W資源Q1 Q2 q1 q2 q3 2、用水效率系數(shù)2Qqi城市總供水量用戶(hù)實(shí)際用水量資源城市水資源總量城市總供水量WQ2Q1Q2q二、城市節(jié)水措施（開(kāi)源節(jié)流） 1 1、加強(qiáng)用水憂(yōu)患意識(shí)宣傳，提高全民節(jié)水意識(shí)、加強(qiáng)用水憂(yōu)患意識(shí)宣傳，提高全民節(jié)水意識(shí); ; 2 2、運(yùn)用經(jīng)濟(jì)手段，合理調(diào)整水價(jià)、運(yùn)用經(jīng)濟(jì)手段，合理調(diào)整水價(jià); ; 3 3、制定合理的用水定額，將定額與水價(jià)掛鉤，實(shí)行浮動(dòng)

5、水價(jià)、制定合理的用水定額，將定額與水價(jià)掛鉤，實(shí)行浮動(dòng)水價(jià); ; 4 4、推廣使用節(jié)水器和設(shè)備、推廣使用節(jié)水器和設(shè)備; ; 5、保護(hù)水源，發(fā)展污水回用。1、系統(tǒng)輸入：2、系統(tǒng)輸出：3、系統(tǒng)用水 總用水總用水子系統(tǒng)用水子系統(tǒng)用水 7.3 工業(yè)節(jié)水 一、工業(yè)用水系統(tǒng)補(bǔ)充水量補(bǔ)充水量新鮮取水量新鮮取水量QQf f 外系統(tǒng)回用水外系統(tǒng)回用水排水量排水量QQd d耗水量耗水量QQc c：產(chǎn)品消耗，蒸發(fā)：產(chǎn)品消耗，蒸發(fā)漏水量漏水量QQl l補(bǔ)充水量補(bǔ)充水量 重復(fù)用水量重復(fù)用水量循環(huán)用水循環(huán)用水循序用水循序用水系統(tǒng)內(nèi)回用水系統(tǒng)內(nèi)回用水4、水量平衡關(guān)系：輸入輸出（1）大系統(tǒng) 新鮮取水量新鮮取水量 外系統(tǒng)回用水外

6、系統(tǒng)回用水（2）子系統(tǒng) 輸入用水輸出輸入用水輸出（排水耗水漏水）（排水耗水漏水）補(bǔ)充水量補(bǔ)充水量 循環(huán)用水循環(huán)用水 循序用水循序用水子系統(tǒng)用水子系統(tǒng)用水排耗漏排耗漏 循環(huán)出水循環(huán)出水 循序出水循序出水 二、工業(yè)節(jié)水指標(biāo)體系 1 1、節(jié)水量指標(biāo)、節(jié)水量指標(biāo)（1 1）萬(wàn)元工業(yè)產(chǎn)值取水量；）萬(wàn)元工業(yè)產(chǎn)值取水量；（2 2）工業(yè)用水定額：）工業(yè)用水定額：mm3 3/ /單位產(chǎn)品單位產(chǎn)品、mm3 3/ /臺(tái)班臺(tái)班 2 2、節(jié)水效率指標(biāo)、節(jié)水效率指標(biāo)（1 1）工業(yè)用水重復(fù)利用率 （2 2）工業(yè)用水循環(huán)利用率（無(wú)循序用水）（3 3）回用率（無(wú)循環(huán)用水）補(bǔ)充水量重復(fù)用水重復(fù)用水量總用水量重復(fù)用水量rR補(bǔ)充水量循

7、環(huán)用水循環(huán)用水量總用水量循環(huán)用水量cyQ補(bǔ)充水量回用水量回用水量sR （4 4）循環(huán)化）循環(huán)化 （5 5）新水利用系數(shù)：）新水利用系數(shù)：補(bǔ)充水量，除去排水外，有多少被利用補(bǔ)充水量，除去排水外，有多少被利用 （6 6）水的損耗率：）水的損耗率：耗水、漏水點(diǎn)總用水的比例耗水、漏水點(diǎn)總用水的比例 補(bǔ)充水量總用水量cyp補(bǔ)充水量補(bǔ)充水量排水量fK總用水耗水漏水lR例：某車(chē)間各設(shè)備排水及耗水量見(jiàn)下表，各車(chē)間供水例：某車(chē)間各設(shè)備排水及耗水量見(jiàn)下表，各車(chē)間供水關(guān)系如圖，管內(nèi)流量標(biāo)準(zhǔn)于圖上，試計(jì)算：關(guān)系如圖，管內(nèi)流量標(biāo)準(zhǔn)于圖上，試計(jì)算： （1 1）該車(chē)間總用水量。）該車(chē)間總用水量。 （2 2）該車(chē)間用水重復(fù)利

8、用率）該車(chē)間用水重復(fù)利用率 排水排水 漏水漏水 蒸發(fā)蒸發(fā) 產(chǎn)品耗水產(chǎn)品耗水 （L/sL/s）設(shè)備設(shè)備1 15 2 3 361 15 2 3 36設(shè)備設(shè)備2 5 1 2 442 5 1 2 44設(shè)備設(shè)備3 8 3 1 513 8 3 1 51設(shè)備設(shè)備4 12 0.8 1.5 394 12 0.8 1.5 391423160227243三、工業(yè)節(jié)水措施 1 1、調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，建立節(jié)水型工業(yè)、調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，建立節(jié)水型工業(yè) 2 2、改進(jìn)生產(chǎn)工藝，采用節(jié)水技術(shù)，提高水的重復(fù)利用率。、改進(jìn)生產(chǎn)工藝，采用節(jié)水技術(shù)，提高水的重復(fù)利用率。 3 3、強(qiáng)化用水行政管理，實(shí)行節(jié)水的法制化。、強(qiáng)化用水行政管理，實(shí)行節(jié)水

9、的法制化。 4 4、擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模，發(fā)揮規(guī)模經(jīng)濟(jì)效益。、擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模，發(fā)揮規(guī)模經(jīng)濟(jì)效益。7.4 農(nóng)水節(jié)水 一、節(jié)水指標(biāo)一、節(jié)水指標(biāo)1 1、渠系水利用系數(shù)、渠系水利用系數(shù) 2 2、田間水利用系數(shù)、田間水利用系數(shù) 3 3、灌溉水利用系數(shù)、灌溉水利用系數(shù) 4 4、作物水份生產(chǎn)效率、作物水份生產(chǎn)效率渠道引水量末級(jí)固定渠道放出水量渠末級(jí)渠道放水量?jī)艄嗨~田田渠水凈用水量作物生產(chǎn)量二、節(jié)水措施二、節(jié)水措施 1 1、調(diào)整農(nóng)作物產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、調(diào)整農(nóng)作物產(chǎn)品結(jié)構(gòu) 2 2、提高渠系水利系數(shù)：渠道補(bǔ)砌、提高渠系水利系數(shù)：渠道補(bǔ)砌 3 3、改變灌溉方式：、改變灌溉方式： 畦灌畦灌溝灌溝灌淹灌淹灌漫灌漫灌噴灌噴灌滴灌滴灌滲

10、灌滲灌7.5 節(jié)水技術(shù) 一、城市污水回用一、城市污水回用 1 1、回用水源及供水對(duì)象、回用水源及供水對(duì)象 水源：城市污水、生活污水水源：城市污水、生活污水 供水對(duì)象：工業(yè)冷卻水、農(nóng)作灌溉、城市雜用水、回灌地下、景觀(guān)及生供水對(duì)象：工業(yè)冷卻水、農(nóng)作灌溉、城市雜用水、回灌地下、景觀(guān)及生態(tài)用水。態(tài)用水。 2 2、回用方式、回用方式 （1 1）建筑中水系統(tǒng)，就地處理回用）建筑中水系統(tǒng)，就地處理回用 （2 2）城市污水廠(chǎng)集中處理，供少數(shù)大用戶(hù)使用。）城市污水廠(chǎng)集中處理，供少數(shù)大用戶(hù)使用。 （3 3）城市污水廠(chǎng)集中處理，輸配水管網(wǎng)，分散用戶(hù)。）城市污水廠(chǎng)集中處理，輸配水管網(wǎng)，分散用戶(hù)。 3 3、污水再生處理

11、技術(shù)、污水再生處理技術(shù) 格柵格柵城市污水城市污水生物處理生物處理初沉初沉二次沉淀二次沉淀混凝沉淀、過(guò)濾混凝沉淀、過(guò)濾膜過(guò)濾膜過(guò)濾消毒消毒 4 4、建筑中水系統(tǒng)（分系統(tǒng)排水，分系統(tǒng)供水）、建筑中水系統(tǒng)（分系統(tǒng)排水，分系統(tǒng)供水） 水源：冷卻排水、淋浴排水水源：冷卻排水、淋浴排水 盥洗排水、洗衣排水盥洗排水、洗衣排水 供水對(duì)象：沖廁、洗滌、綠化、澆路供水對(duì)象：沖廁、洗滌、綠化、澆路 二、海水淡化技術(shù)二、海水淡化技術(shù) 1 1、蒸餾法、蒸餾法 2 2、反滲透技術(shù)、反滲透技術(shù) 3 3、電滲析技術(shù)、電滲析技術(shù) 三、雨水利用三、雨水利用 1 1、集流：庭院、硬化路面、荒坡、屋面、田間、集流：庭院、硬化路面、荒

12、坡、屋面、田間 2 2、貯水：水窖、貯水：水窖廚房排水廚房排水優(yōu)質(zhì)排水優(yōu)質(zhì)排水廁所排水廁所排水生活排水生活排水雜排水雜排水水窖沉淀池集流面水處理技術(shù)一、給水處理技術(shù)一、給水處理技術(shù)1、常規(guī)處理工藝面臨的問(wèn)題、常規(guī)處理工藝面臨的問(wèn)題 天然大分子天然大分子（腐殖質(zhì)等，增加膠體電荷密度，阻礙膠體顆（腐殖質(zhì)等，增加膠體電荷密度，阻礙膠體顆粒結(jié)合）粒結(jié)合） 氯化消毒副產(chǎn)物氯化消毒副產(chǎn)物（揮發(fā)性三鹵甲烷、難揮發(fā)鹵乙酸等，前（揮發(fā)性三鹵甲烷、難揮發(fā)鹵乙酸等，前提物腐殖質(zhì)、藻類(lèi)和一些活性炭原子的小分子有機(jī)物）提物腐殖質(zhì)、藻類(lèi)和一些活性炭原子的小分子有機(jī)物） 藻類(lèi)及藻毒素藻類(lèi)及藻毒素（不易分離；含藻水（不易分離

13、；含藻水pH偏高，混凝劑選擇性偏高，混凝劑選擇性差；藻類(lèi)致嗅、色難除；干擾濾池；腐蝕；藻毒素有毒；差；藻類(lèi)致嗅、色難除；干擾濾池；腐蝕；藻毒素有毒；濾池管網(wǎng)殘留濾池管網(wǎng)殘留AOC為微生物繁殖提供基質(zhì)）為微生物繁殖提供基質(zhì)） 嗅味嗅味（藻類(lèi)代謝物，放線(xiàn)菌，化學(xué)污染物）（藻類(lèi)代謝物，放線(xiàn)菌，化學(xué)污染物）水處理技術(shù) 致病微生物致病微生物（陰孢子蟲(chóng)，賈第鞭毛蟲(chóng)）（陰孢子蟲(chóng)，賈第鞭毛蟲(chóng)） 水質(zhì)穩(wěn)定與管網(wǎng)二次污染水質(zhì)穩(wěn)定與管網(wǎng)二次污染（AOC，微生物直接吸收同化），微生物直接吸收同化） 穩(wěn)定的鐵錳穩(wěn)定的鐵錳（與天然有機(jī)物形成絡(luò)合物，混凝劑及濾料吸附，（與天然有機(jī)物形成絡(luò)合物，混凝劑及濾料吸附，進(jìn)入管網(wǎng)，在

14、微生物作用下釋放出來(lái)）進(jìn)入管網(wǎng)，在微生物作用下釋放出來(lái)） 重金屬重金屬（形態(tài)與（形態(tài)與pH有關(guān)，高有關(guān)，高pH條件下才能被混凝劑吸附）條件下才能被混凝劑吸附）水處理技術(shù)2、解決常規(guī)處理面臨問(wèn)題的方法、解決常規(guī)處理面臨問(wèn)題的方法（1）強(qiáng)化常規(guī)處理工藝）強(qiáng)化常規(guī)處理工藝 強(qiáng)化混凝強(qiáng)化混凝 強(qiáng)化沉淀強(qiáng)化沉淀 強(qiáng)化過(guò)濾強(qiáng)化過(guò)濾（2）深度處理）深度處理 活性炭吸附活性炭吸附 臭氧氧化臭氧氧化 生物活性炭生物活性炭 膜技術(shù)膜技術(shù) 臭氧活性炭、臭氧活性炭、UVO3、O3 3H2O2等等水處理技術(shù)（3）預(yù)處理（氧化法、吸附法）預(yù)處理（氧化法、吸附法） 生物氧化（生物接觸氧化、生物過(guò)濾反應(yīng)器、生物塔生物氧化（生

15、物接觸氧化、生物過(guò)濾反應(yīng)器、生物塔慮、生物轉(zhuǎn)盤(pán)、生物流化床）慮、生物轉(zhuǎn)盤(pán)、生物流化床） 化學(xué)氧化（氯氣、高錳酸鉀、紫外、臭氧）化學(xué)氧化（氯氣、高錳酸鉀、紫外、臭氧） 吸附法（粉末活性炭、粘土）吸附法（粉末活性炭、粘土）水處理技術(shù)3、給水中表征有機(jī)物的指標(biāo)、給水中表征有機(jī)物的指標(biāo) PI TOC UV254、UV410 BDOC AOC)()()()()(碳重碳酸鹽和碳酸鹽中的生物難降解微生物直接吸收同化）可生物降解）溶解態(tài)膠體態(tài)顆粒態(tài)ICNBDOCNAOCAOCBDOCDOCCOCPOCTOCTC水處理技術(shù)二、廢水處理技術(shù)二、廢水處理技術(shù)1、廢水中表征有機(jī)物指標(biāo)、廢水中表征有機(jī)物指標(biāo) COD B

16、OD BOD/COD意義意義2、廢水處理技術(shù)、廢水處理技術(shù) 物理化學(xué)（混凝沉淀）物理化學(xué)（混凝沉淀） 生物法（活性污泥、生物膜）生物法（活性污泥、生物膜）水處理技術(shù)3、生物法、生物法（1）活性污泥法：生物反應(yīng)器構(gòu)型，懸浮于水中，）活性污泥法：生物反應(yīng)器構(gòu)型，懸浮于水中， CSTR：完全混合式；連續(xù)出水、完全混合：完全混合式；連續(xù)出水、完全混合 SBR：間歇式；間歇出水，完全混合：間歇式；間歇出水，完全混合 PFR：理想推流式；水的流太不變，內(nèi)部不混合：理想推流式；水的流太不變，內(nèi)部不混合（2）生物膜法：生物反應(yīng)器構(gòu)型，附著于固體支撐）生物膜法：生物反應(yīng)器構(gòu)型，附著于固體支撐 生物接觸氧化生物接觸氧化 生物濾池生物濾池 生物轉(zhuǎn)盤(pán)生物轉(zhuǎn)盤(pán) 流化床流化床水處理技術(shù)4、廢水、廢水N、P的去除的去除（1）N的形態(tài)及去除原理的形態(tài)及去除原理 有機(jī)氮有機(jī)氮 無(wú)機(jī)氮：氨氮、亞硝酸鹽氮、硝酸鹽氮無(wú)機(jī)氮：氨氮、亞硝酸鹽氮、硝酸鹽氮有機(jī)氮有機(jī)氮生物降解生物降解氨氮氨氮硝化反應(yīng)硝化反應(yīng)好氧，亞硝化菌好氧，亞硝化菌亞硝酸鹽亞硝酸鹽硝化反應(yīng)硝化反應(yīng)好氧，硝化菌好氧，硝化菌硝化菌硝化菌反硝化反應(yīng)反硝化反應(yīng)缺氧，反硝化菌缺氧