城市供水廠綜合節(jié)水模型的應(yīng)用研究.pdf

1、城市供水廠是國民經(jīng)濟(jì)中的重要基礎(chǔ)設(shè)施，城市供水廠在生產(chǎn)自來水的過程中會消耗大量自用水。在現(xiàn)有的供水廠中，普遍存在水資源利用效率不高，浪費(fèi)較嚴(yán)重的現(xiàn)象，因此我國城市供水廠具有較大的節(jié)水潛力。本文首先調(diào)查了我國不同地域城市供水廠的自用水消耗情況，總結(jié)耗水工藝的自用水消耗的規(guī)律、節(jié)水現(xiàn)狀，提出經(jīng)濟(jì)有效的構(gòu)筑物節(jié)水策略；其次，研究了建有生產(chǎn)廢水回收處理系統(tǒng)的供水廠的運(yùn)行規(guī)律，補(bǔ)充完善了城市供水廠綜合節(jié)水模型；最后，在三個建有回收利用系統(tǒng)的供水廠

2、開展了綜合節(jié)水模型的應(yīng)用研究，驗(yàn)證了模型的準(zhǔn)確性、靈敏性和指導(dǎo)性。本研究對供水廠減少水資源消耗、節(jié)約能耗、降低生產(chǎn)成本等均具有促進(jìn)意義。
　　本文通過對收集到的中東部地區(qū)的47個供水廠自用水消耗情況的調(diào)查，分析了1）不同地域城市供水廠自用水消耗工藝單元的類型特點(diǎn)，自用水消耗特征，分析其影響因素；2）供水廠絮凝池和沉淀池的池型結(jié)構(gòu)及排泥工況對水廠自用水耗水率的影響、排泥水含固率的影響；3）供水廠濾池的池型構(gòu)造及反沖洗方式對反沖洗耗水

3、率的影響、反沖洗效果的影響；4）現(xiàn)階段城市供水廠建有自用水廢水回用工藝的比例及工藝特點(diǎn)。
　　調(diào)查結(jié)果表明：混凝池排泥水量較小，耗水率最低，排除東北地區(qū)低溫低濁水投藥量大的情況下，混凝池耗水率一般小于0.5％；沉淀排泥水量居中，耗水率一般在0.6%-3%的范圍內(nèi)；過濾反沖洗水的水量最多，一般要高于2.5%。平流沉淀池的耗水率在1.0%-3.0%之間，斜板斜管沉淀池耗水率0.5%-2.0%之間，采用機(jī)械排泥的沉淀池的耗水率小于采用重

4、力排泥的耗水率。V型濾池的耗水率小于普快/雙閥濾池。如果普快濾池改造成氣水反沖洗之后，耗水率下降了將近1%。建有回用系統(tǒng)的供水廠分布不平衡，主要集中在經(jīng)濟(jì)比較發(fā)達(dá)的地區(qū)，并且大部分都采用直接回用。幾個區(qū)域的對比分析發(fā)現(xiàn)，東北地區(qū)城市供水廠的耗水率平均值最高，可達(dá)6%，深圳地區(qū)的耗水率平均相對較低，約3%。
　　在城市供水廠自用水消耗情況調(diào)研分析的基礎(chǔ)上，深入研究了城市供水廠自用水主要消耗單元的優(yōu)化節(jié)水策略，對原有的城市供水廠節(jié)水模

5、型進(jìn)一步完善，并且補(bǔ)充了對回用系統(tǒng)評定的內(nèi)容。完善后的城市供水廠綜合節(jié)水模型的三個基本模塊為：
　　（1）自用水現(xiàn)狀綜合評價模塊，主要包括排泥水、反沖洗水耗水率的計算，回用水回用率的計算，以及處理單元耗水率的分析評價其節(jié)水潛力。
　?。?）處理單元優(yōu)化節(jié)水控制模塊，該模塊主要包括排泥單元的排泥周期、歷時和排泥方式的優(yōu)化，濾池反沖洗周期、歷時和反沖洗方式的優(yōu)化，以及回用單元的回用工藝選擇和回用運(yùn)行參數(shù)的優(yōu)化。
　?。?）

6、改造后效益指標(biāo)評定模塊，主要包括改造前后水廠生產(chǎn)廢水排放量的變化，引起的環(huán)境效益及經(jīng)濟(jì)效益的評定，以及對建有回用單元的城市供水廠，通過計算其節(jié)省水資源費(fèi)用，消耗運(yùn)行費(fèi)用，來評定水廠回用單元的經(jīng)濟(jì)效益。
　　在深圳地區(qū)S、L、M三個供水廠進(jìn)行了城市供水廠綜合節(jié)水模型的應(yīng)用結(jié)果表明，通過調(diào)整工藝單元的運(yùn)行參數(shù)，以及對主要耗水單元的運(yùn)行調(diào)控，實(shí)現(xiàn)城市供水廠生產(chǎn)自用水綜合減量化的目標(biāo)。由于三個水廠的建設(shè)規(guī)模、回用系統(tǒng)的組成單元均有差異，因

7、此對三個水廠的回用工藝進(jìn)行經(jīng)濟(jì)效益對比評定，結(jié)果顯示改造后M水廠取得的環(huán)境與經(jīng)濟(jì)效益最大，M水廠減少排泥水量470.41萬m3/a，節(jié)約生產(chǎn)費(fèi)用419.12萬元/a，每生產(chǎn)一立方米水成本降低0.026元。L水廠回用工藝經(jīng)濟(jì)效益最明顯，可以回收75.01%的自用水，每年為水廠節(jié)省126.43萬元，制水成本降低0.025元/m3。研究結(jié)果表明，在原水費(fèi)用較高，長距離引水的地區(qū)，供水廠的設(shè)計建造宜采用回用工藝，不僅能節(jié)約60%以上的自用水，還