城市污水處理與中水回用系統(tǒng)分析與優(yōu)化

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1、城市污水處理與中水回用系統(tǒng)分析與優(yōu)化

2、第1　摘　要：應(yīng)用系統(tǒng)論原理對污水處理與中水回用系統(tǒng)進行分析以便能動地加以控制和調(diào)整，使系統(tǒng)實現(xiàn)最優(yōu)化。關(guān)鍵詞：污水處理；中水回用；系統(tǒng)論中圖分類號：X703文獻標識碼：C：1000-4602(2002)06-0082-03城市污水處理與中水回用設(shè)施作為一種系統(tǒng)，可應(yīng)用系統(tǒng)論原理對其工程建設(shè)、運行管理和后續(xù)發(fā)展加以分析、研究，現(xiàn)以青島為例進行系統(tǒng)分析、優(yōu)化。1系統(tǒng)現(xiàn)狀1.1組成該市污水實行區(qū)域集中處理，二級處理尾水直接排海或用于生產(chǎn)中水，現(xiàn)有污水處理廠4座、中水生產(chǎn)廠1座、雨污水管道700km、排水泵站18座、服務(wù)面

3、積為120km2、服務(wù)人口為140萬。城市排水實行雨、污分流制。1.2運行管理體制污水處理廠和中水廠都是以政府投資或政府投資與外國贈款、貸款等方式建成的。青島市排水管理處負責(zé)市內(nèi)四區(qū)城市污水處理設(shè)施的行政管理和養(yǎng)護運行、排水水質(zhì)監(jiān)測。污水處理廠按照海泊河、李村河、團島、麥島4個區(qū)域污水匯集水系設(shè)置。城市污水處理費由自來水公司代收。污水處理設(shè)施養(yǎng)護、運行費用在2000年以前實行事業(yè)性管理，之后則開始實行財政大包干和企業(yè)化管理。1.3污水處理廠概況污水廠概況見表1。1.4污水處理產(chǎn)物的利用①沼氣。供職工食堂爐灶、沼氣鍋爐、沼氣發(fā)動機作燃料，可滿足污水廠供熱量

4、的80%～90%。②中水。海泊河廠于1999年建成一座中水生產(chǎn)廠，生產(chǎn)能力為4×104m3/d。利用二級出水經(jīng)過絮凝、沉淀、脫色、消毒、過濾等工序生產(chǎn)出符合國家《生活雜用水水質(zhì)標準》的中水，供周圍5km范圍內(nèi)約20個單位作冷卻、洗滌、綠化、衛(wèi)生、施工等雜用。③污泥的開發(fā)利用。直接做綠化底肥用于改良土壤；作為菌種啟動新建污水處理廠；研制有機復(fù)合肥、建筑材料、燃料等。2　系統(tǒng)分析與綜合優(yōu)化系統(tǒng)分析的目的在于考察其結(jié)構(gòu)是否完善、存在何種缺陷、優(yōu)化的程度如何、系統(tǒng)效應(yīng)如何，以判明系統(tǒng)的發(fā)展方向及能動地加以控制和調(diào)整，使系統(tǒng)實現(xiàn)最優(yōu)化。現(xiàn)應(yīng)用系統(tǒng)論基本原理從不同角

5、度對系統(tǒng)加以考察分析。2.1應(yīng)用整體性原理根據(jù)整體性原理，對環(huán)境效益和社會效益僅需作定性分析，對經(jīng)濟效益則應(yīng)定量考察。顯然，只要城市污水處理系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)收集、輸送和處理污水并達標排放尾水，則其環(huán)境和社會效益就應(yīng)為正效應(yīng)，而且城市污水處理率越高，其正效應(yīng)越大。按此標準，目前青島城市污水處理率已達50%，環(huán)境和社會效益已經(jīng)實現(xiàn)正效應(yīng)。由于該市城市污水處理與回用系統(tǒng)實行企業(yè)化管理，城市污水處理費用已按照運行管理成本確定(不包括回用水設(shè)施的建設(shè)、運行管理費)，在這種情況下的經(jīng)濟效益視為零效應(yīng)。然而，企業(yè)化管理的目標是追求利潤最大化即實現(xiàn)經(jīng)濟效益的正效應(yīng)，其方法無非

6、是開源節(jié)流(節(jié)流即對內(nèi)挖潛，降低運行管理成本；開源即實現(xiàn)污水處理產(chǎn)物的資源化，主要是尾水的資源化，通過中水回用實現(xiàn)盈利)。欲實施中水回用工程就必須建設(shè)中水生產(chǎn)廠、敷設(shè)中水供給管道，只有中水銷售收入超過工程建設(shè)成本與生產(chǎn)運行成本才能實現(xiàn)經(jīng)濟效益。2.2應(yīng)用結(jié)構(gòu)性原理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)性原理提示人們在研究和創(chuàng)建系統(tǒng)時，應(yīng)當(dāng)按照系統(tǒng)整體性的要求，先設(shè)計出合理的結(jié)構(gòu)框架，然后將各要素組合成層次分明、秩序井然的系統(tǒng)。①按污水匯集水系可分為海泊河、李村河、團島、麥島4個區(qū)域子系統(tǒng)。②按設(shè)施及功能可分為6個子系統(tǒng)：a.污水供給系統(tǒng)；b.污水處理系統(tǒng)；c.尾水排海系統(tǒng)；d.

7、二級處理尾水供應(yīng)系統(tǒng)；e.中水生產(chǎn)系統(tǒng)；f.中水供給系統(tǒng)。③按管理職能可分為5個子系統(tǒng)：a.行政管理子系統(tǒng)；b.污水處理子系統(tǒng)；c.中水回用子系統(tǒng)；d.水質(zhì)監(jiān)測子系統(tǒng)；e.城市污水處理及中水收費子系統(tǒng)。2.3應(yīng)用動態(tài)性原理青島城市污水處理與中水回用系統(tǒng)實行企業(yè)化管理后的首要問題便是如何解決系統(tǒng)的自主管理問題，即必須盡快轉(zhuǎn)變行政管理子系統(tǒng)的職能，提高系統(tǒng)的自組織、自適應(yīng)、自控制等能力，在市場經(jīng)濟條件下開展資本運營，降低污水處理成本，規(guī)劃建設(shè)后續(xù)工程、組織中水生產(chǎn)和銷售。其次，要控制中水回用子系統(tǒng)從點到面穩(wěn)步發(fā)展，避免中水的供需脫節(jié)，以免給整個城市污水處理

8、與回用系統(tǒng)帶來長期的不利影響。2.4應(yīng)用相關(guān)性原理相關(guān)性原理提示人們重視系統(tǒng)的全局性和平衡性，通過加強薄弱環(huán)節(jié)、抑制膨脹因素，把各種影響因素都控制在合理的限度內(nèi)，從而控制系統(tǒng)的發(fā)展規(guī)模和速度。對青島而言，主要存在以下幾個影響因素：①建設(shè)、運營資金