港口给排水工程设计——中水技术的探讨
【关键词】给排水工程设计，中水技术，探讨
1水资源危机与开发中水技术的意义
中水技术是伴随着水资源危机问题而建立和发展的。许多专家认为,水的危机是继石油危机之后的另一世界性资源危机。目前,我国的人均水资源占有量为2200m3,仅为世界平均占有量的四分之一。华北地区只有517m3,又为全国平均占有量的五分之一,海滦河流域则少至321m3,约为世界平均占有量的3%。由于降水的时空分布不均,使某些地区地表水利用率达到了极限程度。如黄河达40%,海滦河高达60%以上。为了社会用水需要,人们不得不大力超采地下水和远距离采用地表水,使得很多地区的地下水出现大面积漏斗,达到枯竭的边缘并造成地面下沉,远距离取水则耗资巨大。天津市引滦入津工程,经过多级泵站提升,因沿途工农业生产用水,到达市区的水量只有取水量的一半,每吨水成本达0.2一0.22元。
我们一方面面临着自然水源的严重短缺,水资源利用方式粗放，用水效率低，另一方面随着国民经济的不断发展,用水量及污废水的排放量却在迅猛增长。对于如此规模的污废水排放量,我国的节水措施却跟不上,其循环与重复利用率仅为20%,每万美元GDP用水量为2500m3，是世界平均水平的3倍，是国际先进水平的5-10倍。在一些发达国家,对水资源危机问题认识早,节水措施及中水技术应用较广,使污废水循环与重复利用率达到80%以上,降低了单位GDP耗水量。例如日本横滨市的每万美元GDP用水量仅为100m3。
因此,大力开发和应用中水技术提高污废水的循环与重复利用率,对于解决水资源不足,防止环境污染是有重大战略意义的。同时,水资源危机的严竣现实和中水技术的专业归属也为我们工作在给排水工程设计岗位的技术人员提出了新课题。
2运用系统工程和价值工程观念开发中水技术
中水技术是一系统工程。要解决好这一课题,必须学会运用现代化的系统工程和价值工程观念去分析看待问题。
应该注意到,随着中水技术的兴起、应用和发展,传统的给排水设计和建设概念、原理以及系统必然会产生一系列变革。这种变革不仅会给我们的设计工作带来困难,而且有可能在一定时期内形成某些混乱。比如对于港口给排水工程的污水处理设施,我们的现有设计思路是将污废水处理为符合国家或当地政府排放标准的弃水,很少考虑它的回用。如果改变设计思路，使其再次利用,就涉及到回用的地点、所需水质要求等问题。那么,污水处理的工艺流程和回用管道系统（中水系统）势必要从设计最初阶段（甚至是在工程可行性阶段）予以综合考虑。这样,整个港口管网的布局就会发生很大的变化。对于这些变化,在现有技术经济分析方法条件下,所得结论很可能是不正确的。但运用系统工程和价值工程观念去认识问题,结论就会截然一新。因此,我们必须正视这种变革过程中所出现的问题,下大力气去克服原有惯性思维并逐步建立新的设计理念。
很显然,把开发与应用中水技术视为系统工程,就不能仅以给排水技术人员一方着手解决问题,各级领导及有关技术工种也要转变观念,提高认识并同步行动。只有这样,开发中水技术的工作才能顺利进行。
3跟上形势发展提高设计竟争能力
目前,在国外的发达国家,中水技术的开发与应用发展很快。在国内,许多有超前意识的人也能把中水技术与水资源危机问题结合起来予以认识。因此,他们站的高、看的远、信息快、动手早,在中水技术的开发与应用上取得了一些成果。在这方面,据了解北京的几个设计单位成绩尤为显著。他们在一些工厂和住宅区先后建立了试验厂和示范工程，如某航空机械厂,原为生产、生活、消防联合的供水系统,每天由市政管网供给1000m3的自来水。因生产、生活的发展,日需水量达到1．6万m3。由于供水不足,致使全厂的生产及生活受到了严重影响，为了解决水资源不足的困难,他们在设计单位的指导下,利用厂区排污河拦坝取水经混凝澄清后,向全厂提供了日水量为5000一7000m3的中水，并在厂区内实行分质供水,即生活饮用水与非饮用水系统各自独立,每年节约水费28.6万元。而此项工程耗资25万元,当年收回了投资，这与从市政管网扩大进水方案投资需用360万元相比,效益极为显著,同时减少了排污量,保护了环境。
近几年来,中水问题在我国的上级机关也得到了高度重视。水价的上调一方面就是把重视落实到了实际生活中。只有把水价调到在人们生活和生产中占有一定经济地位后,才能使中水工作提到议事日程上。
4 开发港口中水技术的几点想法
4、1归类用水项目，建立中水外网
笔者认为,港口项目均濒临水道，可以采用中水的项目大致为：绿化、消防、堆场水力除尘、道路洒水、冲洗车辆、冲洗厕所、水景等。这些项目不仅对水质的要求有所不同,所需用水量也不一样。但是,建设部颁发的“杂水水质标准”（试行稿）将绿化、消防、洒水、冲洗车辆、冲洗厕所、水景等项目统一为一个标准。这无疑有助于简化中水管道系统的设置。因此,在港口工程中对一般性散杂货码头可以将多数用水项目统一归类,建立一个或两个中水外网系统应是可行和经济的。在南通港口集团江海港务公司及通州港务公司的防尘用水就是采用长江及场地回流的雨水、废水，经过沉淀混凝等处理后作为防尘水源，经济效益显著。
至于专业化码头（油码头、化工码头等）,应结合其特点专门研究。象油码头、煤码头、拥有水量可观的压舱水水源,其回用的可行性很值得探索。
4、2调整处理设施配套中水系统
中水应用目标一经确定,作为生产中水的污废水处理设施则应与其配套。就绿化、消防、冲洗……的中水系统而言,在实际工程设计中,将会有很大可行条件去选择生活性污水（含部分生产废水）作为水源。因为这部分污废水，水量可观,时不均匀系数小。而且根据环保要求,不用于中水也必须予以处理。所以,依据中水水质标准,调整污废水处理设施的设计思路,完善工艺流程,使其与中水外网配套,是开发港口中水系统的一条重要途径。
4、3加强技术经济分析促进中水技术发展
为了使新兴的中水技术工作得以顺利开展,加强其技术经济的分析工作是很重要的，尤其在初期阶段,中水项目的可行性将会遇到来自各方面习惯思维的质疑。这些质疑的重点,主要可能是工程的经济性问题。因此,我们必须比其它工程项目更进一步地加强技术经济分析工作,权衡利弊,准确地确定中水项目的工艺及规模,使中水开发工作走上技术先进、经济合理的道路。
要作好这方面的工作,笔者认为,给排水专业人员除了提高自身专业技术水平外，还要加强概予算知识的学习，提高自身的技术经济分析能力，加强中水开发工作的深度。
总之,开发港口中水系统的新课题,不是可接可不接的设计项目问题,而是历史赋予的史命。从现代的系统工程和价值工程观念出发,它也决不是一项解决水资源短缺的临时技术措施,而是一项发展生产合理地综合利用水资源、治理污染,保护生态环境的枢纽土程。