赵洪宾-我国发展城镇生态水系统的初步探讨-第九届城镇水务大会

我国发展城镇生态水系统的初步探讨赵洪宾哈尔滨工业大学2014年11月28日1我国城镇水系统的现状新的发展思路——城镇生态水系统城镇生态水系统的理论框架城镇生态水系统的发展模式1234主要内容2我国城镇水系统的现状人类活动对水循环途径的改变（自然——人工二元动态循环）城镇水资源承载力与城镇化发展需求之间的矛盾，成为制约社会、经济发展的主要因素之一。城镇水资源与城镇化发展3我国城镇水系统的现状•取水工程•净水工程•输水工程•配水工程给水系统•排水管网系统•雨水管网系统•污水处理系统排水系统•原水收集系统•中水处理系统•中水供给系统中水系统城镇水系统的一般组成现有城镇水系统存在的问题4我国城镇水系统的现状输配水管线老化，漏损大；污水处理能力不足；中水设施尚待完善等。现有城镇水系统存在的问题水源水、工业废水、合流污水等的处理难度越来越大，供水和排水的安全性难以保证。1.基础设施建设严重落后集中式的输配水和污水收集处理方式，导致输配水和污水收集成本过高，甚至超过水质净化和处理的费用；集中式的污水处理导致污水成分复杂，处理难度增加，污水回用困难，影响了城镇生态水系统。城镇系统随发展不断增长，集中式水系统的设施建设和管理难于匹配发展。2.水质污染严重，给排水处理技术亟待提高3.传统集中式水系统存在诸多问题5新的发展思路——城镇生态水系统生态文明是人类为了改善人与自然关系，实现生产发展、生活富裕、生态良好的远景目标而采取的一切积极和优良的行为及其成果，代表了人类社会发展的先进性。建设生态文明就是提高全社会的“生态理性”，用平等和尊重的态度对待自然界，用科学的手段提升人与自然互相依存和互相提携的和谐关系，达到人与自然可持续发展的境界。城镇水系统的生态文明对水资源的开采利用，水源地保护、超采限制、分质供水、管网漏损控制、节约用水、中水回用等。对水资源的处理排放，加强污水处理、清洁生产、中水处理、深度处理等。城镇水资源决定城镇发展的承载力，城镇水系统掌控着对水资源的开发、利用和处理，是城镇生态文明的基础支撑。城镇水系统与生态文明的关联6新的发展思路——城镇生态水系统城镇生态水系统，是指立足于城镇生态文明建设，基于对城镇水系统的组成、结构和功能过程的最佳理解，以城镇水资源的承载力为制约，综合运用水量平衡、区域划分、分质供排水等手段，对城镇水资源进行管理，以恢复或维持城镇水系统的可持续性运行。保证生活饮用水的安全保证水资源的充分利用保证水资源环境的生态平衡节能、低碳的生态水系统城镇生态水系统的定义7城镇生态水系统的理论框架水量平衡需求分析分质供排水中水回用区域划分分散管理服务化管理设备化管理8城镇生态水系统的理论框架水量平衡通过对城镇水系统中水的流动过程的深入分析，了解城镇自来水、污水、中水三者之间的内在联系，摸清其水量水质的供需及转换情况，从而对水的开发、供给、使用、处理和排放等各环节作出统筹的安排和决策。需求分析在水量平衡的基础上，对城镇水系统各个环节的运行情况（比如管网漏失情况、污水处理率、中水回用情况等）进行水量、水质的综合评估，采取针对性的处理措施。水量平衡和需求分析9城镇生态水系统的理论框架分质供水按照用户用水性质不同进行分类供给，如国外一般采用饮用水、生活用水、工业用水的三级标准。直饮水和自来水分质供水系统示意图有效降低生产成本提高生活饮用水的安全可靠性有利于水资源保护节约能源饮用水的比例只占生活用水的5%左右分质供排水和中水回用10城镇生态水系统的理论框架分质排水相对于集中式污水收集处理系统，对于不同性质的污水采用不同的收集处理方式，如雨污分流、工业废水单独处理等。常规雨污分流管道系统示意图雨污分流与否应因地制宜，区别对待。对于工业污水，尤其是难降解、特殊类型的工业污水，应考虑在工业企业内部单独处理后排放或回用。在污水产生源头处分离处置，降低污水处理厂负荷和处理难度分质供排水和中水回用11城镇生态水系统的理论框架中水回用污水经过适当处理后，出水水质可以满足工业用水、市政杂用水的要求，使污水得以再生，重新加人水的社会循环。实现城镇污水的再生、再循环、再利用减小城镇污水排水量，增加系统供水量中水的商品价值可以补贴污水处理费用，减轻财政负担污水回用是解决城镇缺水问题的根本措施之一分质供排水和中水回用1•创造城市良好的水系环境2•工业冷却用水3•道路、绿地浇洒用水4•建筑中水5•城市再生水道6•污染物处理用水7•融雪用水8•农业用水9•含水层贮存与回收12城镇生态水系统的理论框架随着城市化的加剧和城镇化步伐的不断加快，大城市的扩张已经超出了“自然”的边界，超大型城市已经诞生。如果仍采用集中式的水系统，将很难满足城市对水量和水质的需求。对已建成的大城市进行改造比较困难，应逐步实施；而对新建区、开发区及新型城镇应与建设同步实施。区域划分综合考虑城镇水系统的地理分布、行政管理、用户类型等因素，对城镇水系统在空间上进行区域划分，区域内用户具有相似特征，各区域间水系统的功能相对独立。分散管理区域划分后的城镇水系统，各区域内建立起相对封闭的水循环并实行相对独立的管理体制。区域划分和分散管理13城镇生态水系统的理论框架净水厂A配水厂配水厂净水厂B净水厂A配水厂配水厂净水厂B大区中区小区中区区域间应急联络管MMMMMP大区M配水系统区块化概念图（DBS）优势改善水压管网水压均匀、节省能耗改善水量漏失减少、检漏效率提高、产销差降低、易对各区块进行流量管理改善水质水龄缩短、余氯消耗减小、消毒副产物减少、水质事故影响范围小，易控制改善行政管理权责更清晰、各区块管理独立更高效分散化、独立化更易于管理和维护14城镇生态水系统的理论框架推广至城镇水系统中，与水量平衡和需求分析、分质供排水和中水回用等手段结合起来，可实现城镇内多个区域独立运行，分散管理，从而保证供水的安全和水资源的高效利用。分散、小型的区域化水系统实现了就近输送和处理，形成内部循环机制，更容易维持生态循环。随着城镇化的发展，区域化的水系统不会受到城镇规模的限制，适应性更灵活。水源水源水源多水源小型污水处理厂污水处理厂区域1区域2中水回用分质供水分质排水用户污水处理厂排放排放中水回用区域划分、分散管理（内部循环）外部循环15城镇生态水系统的理论框架随着城镇需水量的增加和水质污染的加剧，城镇水系统对输配水技术、污水处理技术等的要求越来越高，主要表现在：处理单元的小型化、高效化、自动化和智能化。采用分散式的小型、高效设备代替集中式水处理设施，在区域内建立起封闭的水循环。通过边界流量计监测管网漏失（区块化）膜处理组件小型一体化废水处理设备区块1区块2区块3区块4设备化管理思路16城镇生态水系统的理论框架长期以来我国一直视给水为社会福利，城市水资源无价或定价太低，自来水价格普遍低于制水成本，违背价值规律。导致人们的观念里忽视水的重要性，从而使节水和污水回用缺乏经济动力。增强饮用水的商品属性，以水价为经济调节杠杆。转变传统制造业的管理思路，提供用户灵活的、甚至是可定制的规划、咨询、维护、培训等服务，提升用户的满意度。在不同区域间形成管理效益的竞争机制，促进技术创新和服务创新。最终形成以提供良好的用水服务为目标的良性水经济循环模式。制造以生产和产品为中心，强调技术和质量，属于“律己”行为。服务以市场和顾客为中心，强调满意和价值，属于“利他”行为。服务化管理17城镇生态水系统的发展模式居民生活用水居民饮用水工业用水雨水区域污水处理厂居民生活用水工业用水区域污水处理厂生活污水工业污水达标排放达标排放生活用水工业用水生活污水工业污水区域污水处理厂达标排放区域性发展分散管理因地制宜循序渐进生态和谐18应该思考几个问题：花费巨资长距离引水？？充分利用城镇本地水资源？？饮用水、生活用水及水资源均具有商品价值，合理利用经济杠杆实现节水，充分利用水资源。“缺水”的内涵？是供给不足，还是低效用水？？19谢谢各位聆听！20