城市污水处理与中水回用系统分析与优化

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1、城市污水处理与中水回用系统分析与优化

2、第1　摘　要：应用系统论原理对污水处理与中水回用系统进行分析以便能动地加以控制和调整，使系统实现最优化。关键词：污水处理；中水回用；系统论中图分类号：X703文献标识码：C：1000-4602(2002)06-0082-03城市污水处理与中水回用设施作为一种系统，可应用系统论原理对其工程建设、运行管理和后续发展加以分析、研究，现以青岛为例进行系统分析、优化。1系统现状1.1组成该市污水实行区域集中处理，二级处理尾水直接排海或用于生产中水，现有污水处理厂4座、中水生产厂1座、雨污水管道700km、排水泵站18座、服务面

3、积为120km2、服务人口为140万。城市排水实行雨、污分流制。1.2运行管理体制污水处理厂和中水厂都是以政府投资或政府投资与外国赠款、贷款等方式建成的。青岛市排水管理处负责市内四区城市污水处理设施的行政管理和养护运行、排水水质监测。污水处理厂按照海泊河、李村河、团岛、麦岛4个区域污水汇集水系设置。城市污水处理费由自来水公司代收。污水处理设施养护、运行费用在2000年以前实行事业性管理，之后则开始实行财政大包干和企业化管理。1.3污水处理厂概况污水厂概况见表1。1.4污水处理产物的利用①沼气。供职工食堂炉灶、沼气锅炉、沼气发动机作燃料，可满足污水厂供热量

4、的80%～90%。②中水。海泊河厂于1999年建成一座中水生产厂，生产能力为4×104m3/d。利用二级出水经过絮凝、沉淀、脱色、消毒、过滤等工序生产出符合国家《生活杂用水水质标准》的中水，供周围5km范围内约20个单位作冷却、洗涤、绿化、卫生、施工等杂用。③污泥的开发利用。直接做绿化底肥用于改良土壤；作为菌种启动新建污水处理厂；研制有机复合肥、建筑材料、燃料等。2　系统分析与综合优化系统分析的目的在于考察其结构是否完善、存在何种缺陷、优化的程度如何、系统效应如何，以判明系统的发展方向及能动地加以控制和调整，使系统实现最优化。现应用系统论基本原理从不同角

5、度对系统加以考察分析。2.1应用整体性原理根据整体性原理，对环境效益和社会效益仅需作定性分析，对经济效益则应定量考察。显然，只要城市污水处理系统能够实现收集、输送和处理污水并达标排放尾水，则其环境和社会效益就应为正效应，而且城市污水处理率越高，其正效应越大。按此标准，目前青岛城市污水处理率已达50%，环境和社会效益已经实现正效应。由于该市城市污水处理与回用系统实行企业化管理，城市污水处理费用已按照运行管理成本确定(不包括回用水设施的建设、运行管理费)，在这种情况下的经济效益视为零效应。然而，企业化管理的目标是追求利润最大化即实现经济效益的正效应，其方法无非

6、是开源节流(节流即对内挖潜，降低运行管理成本；开源即实现污水处理产物的资源化，主要是尾水的资源化，通过中水回用实现盈利)。欲实施中水回用工程就必须建设中水生产厂、敷设中水供给管道，只有中水销售收入超过工程建设成本与生产运行成本才能实现经济效益。2.2应用结构性原理系统的结构性原理提示人们在研究和创建系统时，应当按照系统整体性的要求，先设计出合理的结构框架，然后将各要素组合成层次分明、秩序井然的系统。①按污水汇集水系可分为海泊河、李村河、团岛、麦岛4个区域子系统。②按设施及功能可分为6个子系统：a.污水供给系统；b.污水处理系统；c.尾水排海系统；d.

7、二级处理尾水供应系统；e.中水生产系统；f.中水供给系统。③按管理职能可分为5个子系统：a.行政管理子系统；b.污水处理子系统；c.中水回用子系统；d.水质监测子系统；e.城市污水处理及中水收费子系统。2.3应用动态性原理青岛城市污水处理与中水回用系统实行企业化管理后的首要问题便是如何解决系统的自主管理问题，即必须尽快转变行政管理子系统的职能，提高系统的自组织、自适应、自控制等能力，在市场经济条件下开展资本运营，降低污水处理成本，规划建设后续工程、组织中水生产和销售。其次，要控制中水回用子系统从点到面稳步发展，避免中水的供需脱节，以免给整个城市污水处理

8、与回用系统带来长期的不利影响。2.4应用相关性原理相关性原理提示人们重视系统的全局性和平衡性，通过加强薄弱环节、抑制膨胀因素，把各种影响因素都控制在合理的限度内，从而控制系统的发展规模和速度。对青岛而言，主要存在以下几个影响因素：①建设、运营资金