第7章 节水理论与技术

1、第7章 节水理论与技术7.1 节水的含义及现状定义：提高用水效率，降低损失与浪费，以达到减少提高用水效率，降低损失与浪费，以达到减少 需水量。需水量。意义： 节水是解决水资源短缺的措施之一。节水是解决水资源短缺的措施之一。 节水能减少排放，减少环境污染。节水能减少排放，减少环境污染。 节水能产生经济效益和社会效益。节水能产生经济效益和社会效益。占总用水的比占总用水的比 57% 65.2% 57% 65.2% 作物水份生产效率作物水份生产效率 kg/(mmhmkg/(mmhm2 2) 19.95 4.5) 19.95 4.57.57.5灌溉水利用系数灌溉水利用系数 （70708080）%发达发达

2、 45% 45% 特点：水量大，节水潜力大，水量大，节水潜力大，是我国的主要节水方向 措施：提高渠系水利用系数，改变灌溉方式。提高渠系水利用系数，改变灌溉方式。世界世界 中国中国农业用水:工业用水: :占总用水的比占总用水的比 32% 22. 8%32% 22. 8%重复利用率重复利用率 90% 70%90% 70%特点：水量较大，水量较大，是城市节水的主要对象措施：调整生产结构，改进生产工艺，提高水的重复利用率。调整生产结构，改进生产工艺，提高水的重复利用率。占总用水的比占总用水的比 7% 12%7% 12%特点：人均使用量不高，但城市化进程加快，要防止急剧上升人均使用量不高，但城市化进程加

3、快，要防止急剧上升措施：采用节水器具，调整水价。采用节水器具，调整水价。 城市生活用水：7.2 城市节水 城市用水：综合生活用水，工业用水，市政用水一、城市节水指标 1、水量指标（1 1）万元国民生产总值取水量）万元国民生产总值取水量（2 2）万元国内生产总值取水量）万元国内生产总值取水量（3 3）综合生活用水定额：）综合生活用水定额：L/(L/(人人天天) )（4 4）人均日生活用水取水量生活总取水量）人均日生活用水取水量生活总取水量/ /总人口总人口（5 5）第二、三产业万元增加值取水量）第二、三产业万元增加值取水量国民生产总值（万元）取水总量（3mVGNP国内生产总值（万元）取水总量3m

4、元）二、三产业增加值（万二、三产业总取水量（1）城市供水有效利用率 （2）城市污水回用率 （3）水资源利用率：现状现状P P75%75%保证率下保证率下 （4）节水率城市污水总量城市污水回用量1Q城市总取水量城市节水总量W资源Q1 Q2 q1 q2 q3 2、用水效率系数2Qqi城市总供水量用户实际用水量资源城市水资源总量城市总供水量WQ2Q1Q2q二、城市节水措施（开源节流） 1 1、加强用水忧患意识宣传，提高全民节水意识、加强用水忧患意识宣传，提高全民节水意识; ; 2 2、运用经济手段，合理调整水价、运用经济手段，合理调整水价; ; 3 3、制定合理的用水定额，将定额与水价挂钩，实行浮动

5、水价、制定合理的用水定额，将定额与水价挂钩，实行浮动水价; ; 4 4、推广使用节水器和设备、推广使用节水器和设备; ; 5、保护水源，发展污水回用。1、系统输入：2、系统输出：3、系统用水 总用水总用水子系统用水子系统用水 7.3 工业节水 一、工业用水系统补充水量补充水量新鲜取水量新鲜取水量QQf f 外系统回用水外系统回用水排水量排水量QQd d耗水量耗水量QQc c：产品消耗，蒸发：产品消耗，蒸发漏水量漏水量QQl l补充水量补充水量 重复用水量重复用水量循环用水循环用水循序用水循序用水系统内回用水系统内回用水4、水量平衡关系：输入输出（1）大系统 新鲜取水量新鲜取水量 外系统回用水外

6、系统回用水（2）子系统 输入用水输出输入用水输出（排水耗水漏水）（排水耗水漏水）补充水量补充水量 循环用水循环用水 循序用水循序用水子系统用水子系统用水排耗漏排耗漏 循环出水循环出水 循序出水循序出水 二、工业节水指标体系 1 1、节水量指标、节水量指标（1 1）万元工业产值取水量；）万元工业产值取水量；（2 2）工业用水定额：）工业用水定额：mm3 3/ /单位产品单位产品、mm3 3/ /台班台班 2 2、节水效率指标、节水效率指标（1 1）工业用水重复利用率 （2 2）工业用水循环利用率（无循序用水）（3 3）回用率（无循环用水）补充水量重复用水重复用水量总用水量重复用水量rR补充水量循

7、环用水循环用水量总用水量循环用水量cyQ补充水量回用水量回用水量sR （4 4）循环化）循环化 （5 5）新水利用系数：）新水利用系数：补充水量，除去排水外，有多少被利用补充水量，除去排水外，有多少被利用 （6 6）水的损耗率：）水的损耗率：耗水、漏水点总用水的比例耗水、漏水点总用水的比例 补充水量总用水量cyp补充水量补充水量排水量fK总用水耗水漏水lR例：某车间各设备排水及耗水量见下表，各车间供水例：某车间各设备排水及耗水量见下表，各车间供水关系如图，管内流量标准于图上，试计算：关系如图，管内流量标准于图上，试计算： （1 1）该车间总用水量。）该车间总用水量。 （2 2）该车间用水重复利

8、用率）该车间用水重复利用率 排水排水 漏水漏水 蒸发蒸发 产品耗水产品耗水 （L/sL/s）设备设备1 15 2 3 361 15 2 3 36设备设备2 5 1 2 442 5 1 2 44设备设备3 8 3 1 513 8 3 1 51设备设备4 12 0.8 1.5 394 12 0.8 1.5 391423160227243三、工业节水措施 1 1、调整产业结构，建立节水型工业、调整产业结构，建立节水型工业 2 2、改进生产工艺，采用节水技术，提高水的重复利用率。、改进生产工艺，采用节水技术，提高水的重复利用率。 3 3、强化用水行政管理，实行节水的法制化。、强化用水行政管理，实行节水

9、的法制化。 4 4、扩大生产规模，发挥规模经济效益。、扩大生产规模，发挥规模经济效益。7.4 农水节水 一、节水指标一、节水指标1 1、渠系水利用系数、渠系水利用系数 2 2、田间水利用系数、田间水利用系数 3 3、灌溉水利用系数、灌溉水利用系数 4 4、作物水份生产效率、作物水份生产效率渠道引水量末级固定渠道放出水量渠末级渠道放水量净灌水定额田田渠水净用水量作物生产量二、节水措施二、节水措施 1 1、调整农作物产品结构、调整农作物产品结构 2 2、提高渠系水利系数：渠道补砌、提高渠系水利系数：渠道补砌 3 3、改变灌溉方式：、改变灌溉方式： 畦灌畦灌沟灌沟灌淹灌淹灌漫灌漫灌喷灌喷灌滴灌滴灌渗

10、灌渗灌7.5 节水技术 一、城市污水回用一、城市污水回用 1 1、回用水源及供水对象、回用水源及供水对象 水源：城市污水、生活污水水源：城市污水、生活污水 供水对象：工业冷却水、农作灌溉、城市杂用水、回灌地下、景观及生供水对象：工业冷却水、农作灌溉、城市杂用水、回灌地下、景观及生态用水。态用水。 2 2、回用方式、回用方式 （1 1）建筑中水系统，就地处理回用）建筑中水系统，就地处理回用 （2 2）城市污水厂集中处理，供少数大用户使用。）城市污水厂集中处理，供少数大用户使用。 （3 3）城市污水厂集中处理，输配水管网，分散用户。）城市污水厂集中处理，输配水管网，分散用户。 3 3、污水再生处理

11、技术、污水再生处理技术 格栅格栅城市污水城市污水生物处理生物处理初沉初沉二次沉淀二次沉淀混凝沉淀、过滤混凝沉淀、过滤膜过滤膜过滤消毒消毒 4 4、建筑中水系统（分系统排水，分系统供水）、建筑中水系统（分系统排水，分系统供水） 水源：冷却排水、淋浴排水水源：冷却排水、淋浴排水 盥洗排水、洗衣排水盥洗排水、洗衣排水 供水对象：冲厕、洗涤、绿化、浇路供水对象：冲厕、洗涤、绿化、浇路 二、海水淡化技术二、海水淡化技术 1 1、蒸馏法、蒸馏法 2 2、反渗透技术、反渗透技术 3 3、电渗析技术、电渗析技术 三、雨水利用三、雨水利用 1 1、集流：庭院、硬化路面、荒坡、屋面、田间、集流：庭院、硬化路面、荒

12、坡、屋面、田间 2 2、贮水：水窖、贮水：水窖厨房排水厨房排水优质排水优质排水厕所排水厕所排水生活排水生活排水杂排水杂排水水窖沉淀池集流面水处理技术一、给水处理技术一、给水处理技术1、常规处理工艺面临的问题、常规处理工艺面临的问题 天然大分子天然大分子（腐殖质等，增加胶体电荷密度，阻碍胶体颗（腐殖质等，增加胶体电荷密度，阻碍胶体颗粒结合）粒结合） 氯化消毒副产物氯化消毒副产物（挥发性三卤甲烷、难挥发卤乙酸等，前（挥发性三卤甲烷、难挥发卤乙酸等，前提物腐殖质、藻类和一些活性炭原子的小分子有机物）提物腐殖质、藻类和一些活性炭原子的小分子有机物） 藻类及藻毒素藻类及藻毒素（不易分离；含藻水（不易分离

13、；含藻水pH偏高，混凝剂选择性偏高，混凝剂选择性差；藻类致嗅、色难除；干扰滤池；腐蚀；藻毒素有毒；差；藻类致嗅、色难除；干扰滤池；腐蚀；藻毒素有毒；滤池管网残留滤池管网残留AOC为微生物繁殖提供基质）为微生物繁殖提供基质） 嗅味嗅味（藻类代谢物，放线菌，化学污染物）（藻类代谢物，放线菌，化学污染物）水处理技术 致病微生物致病微生物（阴孢子虫，贾第鞭毛虫）（阴孢子虫，贾第鞭毛虫） 水质稳定与管网二次污染水质稳定与管网二次污染（AOC，微生物直接吸收同化），微生物直接吸收同化） 稳定的铁锰稳定的铁锰（与天然有机物形成络合物，混凝剂及滤料吸附，（与天然有机物形成络合物，混凝剂及滤料吸附，进入管网，在

14、微生物作用下释放出来）进入管网，在微生物作用下释放出来） 重金属重金属（形态与（形态与pH有关，高有关，高pH条件下才能被混凝剂吸附）条件下才能被混凝剂吸附）水处理技术2、解决常规处理面临问题的方法、解决常规处理面临问题的方法（1）强化常规处理工艺）强化常规处理工艺 强化混凝强化混凝 强化沉淀强化沉淀 强化过滤强化过滤（2）深度处理）深度处理 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 膜技术膜技术 臭氧活性炭、臭氧活性炭、UVO3、O3 3H2O2等等水处理技术（3）预处理（氧化法、吸附法）预处理（氧化法、吸附法） 生物氧化（生物接触氧化、生物过滤反应器、生物塔生物氧化（生

15、物接触氧化、生物过滤反应器、生物塔虑、生物转盘、生物流化床）虑、生物转盘、生物流化床） 化学氧化（氯气、高锰酸钾、紫外、臭氧）化学氧化（氯气、高锰酸钾、紫外、臭氧） 吸附法（粉末活性炭、粘土）吸附法（粉末活性炭、粘土）水处理技术3、给水中表征有机物的指标、给水中表征有机物的指标 PI TOC UV254、UV410 BDOC AOC)()()()()(碳重碳酸盐和碳酸盐中的生物难降解微生物直接吸收同化）可生物降解）溶解态胶体态颗粒态ICNBDOCNAOCAOCBDOCDOCCOCPOCTOCTC水处理技术二、废水处理技术二、废水处理技术1、废水中表征有机物指标、废水中表征有机物指标 COD B

16、OD BOD/COD意义意义2、废水处理技术、废水处理技术 物理化学（混凝沉淀）物理化学（混凝沉淀） 生物法（活性污泥、生物膜）生物法（活性污泥、生物膜）水处理技术3、生物法、生物法（1）活性污泥法：生物反应器构型，悬浮于水中，）活性污泥法：生物反应器构型，悬浮于水中， CSTR：完全混合式；连续出水、完全混合：完全混合式；连续出水、完全混合 SBR：间歇式；间歇出水，完全混合：间歇式；间歇出水，完全混合 PFR：理想推流式；水的流太不变，内部不混合：理想推流式；水的流太不变，内部不混合（2）生物膜法：生物反应器构型，附着于固体支撑）生物膜法：生物反应器构型，附着于固体支撑 生物接触氧化生物接触氧化 生物滤池生物滤池 生物转盘生物转盘 流化床流化床水处理技术4、废水、废水N、P的去除的去除（1）N的形态及去除原理的形态及去除原理 有机氮有机氮 无机氮：氨氮、亚硝酸盐氮、硝酸盐氮无机氮：氨氮、亚硝酸盐氮、硝酸盐氮有机氮有机氮生物降解生物降解氨氮氨氮硝化反应硝化反应好氧，亚硝化菌好氧，亚硝化菌亚硝酸盐亚硝酸盐硝化反应硝化反应好氧，硝化菌好氧，硝化菌硝化菌硝化菌反硝化反应反硝化反应缺氧，反硝化菌缺氧