1、國(guó)內(nèi)外城市節(jié)水技術(shù)概述摘要：隨著社會(huì)和經(jīng)濟(jì)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(guó)水資源會(huì)議曾鄭重向全世界發(fā)出警告：“水，不久將成為繼石油危機(jī)之后的下一個(gè)社會(huì)危機(jī)。我國(guó).關(guān)鍵詞：國(guó)內(nèi)外城市節(jié)水1.節(jié)水概論隨著社會(huì)和經(jīng)濟(jì)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(guó)水資源會(huì)議曾鄭重向全世界發(fā)出警告：“水，不久將成為繼石油危機(jī)之后的下一個(gè)社會(huì)危機(jī)。我國(guó)是一個(gè)缺水的國(guó)家，人均水資源擁有量?jī)H為21503/a按13億人計(jì)，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(jì)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(guó)每年因缺水而影響工業(yè)產(chǎn)值已達(dá)2300多億元。預(yù)計(jì)到本世紀(jì)末，全國(guó)年總需水量將到達(dá)700億3，而缺水量也將到達(dá)70億3，水資源短缺已成為制約我國(guó)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)開展的重要因素。1.1節(jié)水的內(nèi)涵英文表達(dá)節(jié)水的概念有兩個(gè)，即“Savingater和“aternservatin。但兩個(gè)的意義有所不同。前者指較為詳細(xì)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(jī)構(gòu)有不同的理解，但都傾向于采用經(jīng)濟(jì)的、社會(huì)的和技術(shù)的手段，以滿足社會(huì)利益為目的，進(jìn)步水資源的利用效率，保持水資源的可持續(xù)利用。我國(guó)?節(jié)水型城市目的導(dǎo)那么?1997中對(duì)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(jì)等

3、管理手段加強(qiáng)用水管理，調(diào)整用水構(gòu)造，改良用水工藝，實(shí)行方案用水，杜絕用水浪費(fèi)，運(yùn)用先進(jìn)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(hù)水資源，適應(yīng)城市經(jīng)濟(jì)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(jià)、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(gè)全球性的問題，即使是水資源相對(duì)豐富的國(guó)家，如美國(guó)，也經(jīng)常發(fā)生供水缺乏問題，自本世紀(jì)30年代至90年代，美國(guó)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(chǎng)，工業(yè)消費(fèi)也受到影響。例如美國(guó)加利福尼亞的一次干旱中，僅一個(gè)縣的損失就數(shù)億美元。目前我國(guó)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(jì)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(yùn)行和維護(hù)費(fèi)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(kuò)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(yùn)行費(fèi)用；4增強(qiáng)對(duì)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(zhǎng)期節(jié)水那么因大大降低了水資源的消耗量而可以進(jìn)步正常時(shí)期的干旱防范才能；5具有社會(huì)意義，通過用水審計(jì)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(huì)問題；6具有明顯的環(huán)境效益，除了對(duì)野生生物、濕地和環(huán)境美化等方面的效益外，還有維護(hù)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(guó)外節(jié)水技術(shù)概況無論是美國(guó)、歐洲一些相對(duì)豐水的國(guó)家，還是阿拉伯海灣地區(qū)等貧水國(guó)家，節(jié)水作為水資源管理的一項(xiàng)重要活動(dòng)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(guó)是

6、世界上節(jié)水研究最多的國(guó)家。早些時(shí)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(jìn)入八十年代后，雖然還沒有建立起專門的節(jié)水機(jī)構(gòu)或立法機(jī)構(gòu)，但各州已紛紛開展了節(jié)水運(yùn)動(dòng)。1990年，美國(guó)召開了由各州主要供水公司參加的“NSERV90節(jié)水會(huì)議，成為首次全國(guó)性的節(jié)水會(huì)議和美國(guó)節(jié)水史上的里程碑，這次會(huì)議對(duì)有關(guān)節(jié)水的諸多問題，包括物理的、經(jīng)濟(jì)的、政治的、政策的等均進(jìn)展了研究和討論，由此節(jié)水成為了供水管理的一個(gè)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(gè)局部。歐洲國(guó)家大范圍地實(shí)行節(jié)水要晚一些，例如英國(guó)比美國(guó)晚510年左右，英國(guó)在1988年建立了“節(jié)水者公司panyfaternservatrs，旨在促進(jìn)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(guó)全國(guó)各地的公共供水公司紛紛對(duì)其用水量和給水規(guī)劃進(jìn)展評(píng)估，節(jié)水工作全面展開。阿拉伯海灣地區(qū)的國(guó)家是眾所周知的缺水國(guó)家，自1978年以來，海灣合作委員會(huì)G的成員國(guó)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(zhǎng)的需水量，沙特、科威特、卡塔爾和巴林等國(guó)由于長(zhǎng)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(guó)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(shí)例一：Delaare河流流域節(jié)水理論Delaare河流流域是美國(guó)一個(gè)包括了四個(gè)州的較大流域。長(zhǎng)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(chǎng)澆灌、畜牧場(chǎng)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(dá)26.53/s。面對(duì)這樣大的供水量，Delaare河流流域內(nèi)設(shè)立了一個(gè)專職部門，即Delaare河流流域委員會(huì)-DRBDelaareRiverBasinissin，總體負(fù)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(gè)州的河流流域供水管理策略的一個(gè)有機(jī)組成局部。1983年4月，DRB建立了一個(gè)節(jié)水咨詢委員會(huì)AaternservatinAdvisryittee，要求它在以下三方面為DRB提供咨詢：1流域內(nèi)四個(gè)州制定的“意外干旱形勢(shì)對(duì)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(zhǎng)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(duì)DRB所分配的兩項(xiàng)干旱任務(wù)予以關(guān)注，對(duì)干旱防范方案進(jìn)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(jī)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(xiàng)就到達(dá)了15%的節(jié)水效果。1985年后，A的工作重點(diǎn)轉(zhuǎn)到了第三項(xiàng)，即推薦一個(gè)長(zhǎng)期節(jié)水方案以控制每日用水量。長(zhǎng)期節(jié)水措施包括立法和教育。DRB已制訂了6項(xiàng)節(jié)水法規(guī)：水源計(jì)量Sureetering、效勞計(jì)量Servieetering、漏水檢測(cè)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(jià)構(gòu)造RateStrutures等，預(yù)計(jì)到2022年，整個(gè)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(fèi)用2.54億美元。實(shí)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(gè)有機(jī)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(dòng)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(lì)工業(yè)冷卻水的回用、加強(qiáng)漏水檢測(cè)和修復(fù)等。同時(shí)施行新的水價(jià)體系，即逐級(jí)上升的水價(jià)構(gòu)造體系Invertedaterratesstruture，用水量每進(jìn)步一級(jí)，單位水費(fèi)也隨之進(jìn)步一級(jí)。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(guó)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(shí)甚至高達(dá)70。因此工業(yè)節(jié)水對(duì)于城市節(jié)水具有重大意義。國(guó)外興旺國(guó)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(guó)工業(yè)中得到了廣泛應(yīng)用，據(jù)報(bào)道，加利福尼亞的SanJse在1988和1989年有15個(gè)工業(yè)行業(yè)，包括食品工業(yè)、金屬精加工、紙張?jiān)偬幚怼㈦娮庸I(yè)等，采用循環(huán)用水，總節(jié)水量達(dá)56萬3/a，總經(jīng)濟(jì)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(shí)證明，一個(gè)工廠之內(nèi)的循環(huán)用水，允許有較大的水質(zhì)波動(dòng)范圍回用于不同的消費(fèi)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(guó)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(duì)空調(diào)用水或其它輕度污染水進(jìn)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(fèi)工藝和消費(fèi)設(shè)備到達(dá)節(jié)約消費(fèi)用水的目的。2.1.3設(shè)備改良很多工廠通過改良消費(fèi)工藝的設(shè)備而減少用水量。許多公司采用反浸透消費(fèi)去離子水時(shí)，通過采用新材料和改變運(yùn)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(cè)和雇員教育資料說明，國(guó)外非常重視用水量監(jiān)測(cè)，大局部工業(yè)監(jiān)測(cè)設(shè)備較為完善，確保了節(jié)水措施發(fā)揮作用，同

14、時(shí)促進(jìn)降低漏損和杜絕其它浪費(fèi)用水。除此之外，國(guó)外極其重視對(duì)雇員進(jìn)展節(jié)水教育，雇員是節(jié)水運(yùn)動(dòng)的主體，他們節(jié)水意識(shí)的進(jìn)步對(duì)保證節(jié)水效果是極其重要的。實(shí)例三：工業(yè)用水節(jié)水美國(guó)alifrnia的工業(yè)節(jié)水在美國(guó)alifrnia，平均有18%的城市供水進(jìn)入制造業(yè)，還有12%的供水進(jìn)入商業(yè)和效勞設(shè)施。由于節(jié)水對(duì)降低消費(fèi)本錢有潛在作用，許多工業(yè)廠家開場(chǎng)加強(qiáng)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?jiān)偬幚怼⒓半娮又圃斓取＿@些公司節(jié)水總量達(dá)1.5億加侖/年，節(jié)水產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益達(dá)200萬美元/年。2.

15、2國(guó)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(guó)外城市生活用水節(jié)水主要注重以下幾個(gè)方面。2.2.1城市生活用水監(jiān)測(cè)和用水量估計(jì)實(shí)行用水量監(jiān)測(cè)，是為了理解實(shí)際的用水量和用水方式，進(jìn)而得知供水系統(tǒng)的運(yùn)行狀況，為合理、公正地確定水價(jià)提供根據(jù)。用水量估計(jì)主要是通過調(diào)查和評(píng)估用水現(xiàn)狀，按照節(jié)水原那么合理估計(jì)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(jì)，美國(guó)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(shí)間、選擇抗旱草種等到達(dá)節(jié)水目的。1990年美國(guó)曾開發(fā)了一個(gè)試驗(yàn)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(jià)構(gòu)造和漏水控制城市生活用水的水價(jià)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(jià)是大多數(shù)公司首先關(guān)注的問題，因?yàn)槠浞蓊~大且使用群體穩(wěn)定。節(jié)水型水價(jià)的研究在美國(guó)進(jìn)展得很多。國(guó)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(guó)北愛爾蘭在未實(shí)行漏水控制之前，每幢建筑物平均漏水量為23-40L/h，在實(shí)行漏水控制后，平均漏水降至811L/h。2.3國(guó)外其它節(jié)水途徑國(guó)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(jì)、雨水管理、廢水回用、節(jié)水經(jīng)濟(jì)鼓勵(lì)、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(shí)，這局部排水量是相當(dāng)大的。DavidA.ell等人對(duì)水廠廢水循環(huán)利用的可行性進(jìn)展了研究，結(jié)果說明，通過適當(dāng)處理，將消費(fèi)過程中的廢水回用到某些位置是可行的，但要注意對(duì)T的檢測(cè)。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(shí)管網(wǎng)壓力也是一個(gè)重要因素，美國(guó)和英國(guó)都有專門培訓(xùn)的技術(shù)人員對(duì)漏水進(jìn)展管理和控制。1989年，加利福尼亞nrdnstrasta的供水管理區(qū)進(jìn)展了用水審計(jì)，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(jì)為3.8萬3/年。實(shí)例四：正確選擇水表大小Bstnassahusetts節(jié)水實(shí)例Bstn水和廢水委員會(huì)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(dá)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(jì)量用水Unaunted-frater仍然高得驚人。統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)說明，對(duì)于較老的一些城區(qū)，高達(dá)20%30%的未計(jì)入水量已是相當(dāng)普遍。1990年RA組成了一個(gè)“未計(jì)量用水任務(wù)行動(dòng)組，對(duì)未計(jì)量用水和不正確計(jì)量用水進(jìn)展了綜合性考察，結(jié)果說明，水表的正確計(jì)量范圍、讀表、滑動(dòng)、修復(fù)和更換等對(duì)用水影響甚大，其中最關(guān)鍵的是正確計(jì)量。為此，該行動(dòng)小組專門成立了一個(gè)“水表計(jì)量范圍降低工程組，通過減少400多個(gè)1.5英寸以上水表的尺寸，節(jié)水量到達(dá)43萬加侖/d。除了降低了未計(jì)量用水外，僅減小水表尺寸便可獲得200萬美元/年的經(jīng)濟(jì)效益。轉(zhuǎn)貼于論文聯(lián)盟

20、.ll.3.國(guó)內(nèi)節(jié)水技術(shù)概況國(guó)內(nèi)的節(jié)水運(yùn)動(dòng)始于八十年代初期，經(jīng)過近二十年的努力，獲得了較大進(jìn)展，城市節(jié)水累計(jì)達(dá)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(zhǎng)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(chǎng)的節(jié)水措施效果是明顯的。3.1國(guó)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(yán)重外，大局部經(jīng)簡(jiǎn)單處理后可重復(fù)使用，因此工業(yè)節(jié)水也是國(guó)內(nèi)城市節(jié)水的重點(diǎn)。1990年我國(guó)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(dá)數(shù)百立方米，這說明我國(guó)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(guó)家的20303/萬元相比差距很大。在詳細(xì)節(jié)水技術(shù)上，國(guó)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(jì)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(jì)規(guī)模需要380400萬3/d，節(jié)水效果十清楚顯