西安市再生水推广利用体系研究
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摘要
目前,水资源短缺和水污染严重已经成为制约城市可持续发展的重要因素。城市污水处理和再生利用是对水自然循环过程的人工模拟与强化,城市污水的再生利用是开源节流、减轻水体污染、改善生态环境、解决城市缺水的有效途径之一,不仅技术可行,而且经济合理。因此,发展污水再生利用,推进污水资源化,是实现有限水资源的可持续利用,增强各地区水资源自立能力和安全保障程度的必然选择。基于此,论文以西安市为研究对象,从再生水推广利用的背景、再生水调查和污水资源化分析、再生水健康风险评价体系、再生水推广利用的优化决策模型及再生水利用的文化和信息化支持体系等方面研究再生水利用中的理论与应用问题。其主要内容和成果包括：
(1)结合西安市水资源的现状,综合分析西安市水资源供需平衡情况,探讨缺水所带来的影响、解决水资源短缺的途径以及西安市城市污水资源再生利用的可行性和紧迫性。根据节水型社会建设基本理论,确立西安市各行业节水的主要任务和主要目标。
(2)根据西安市三个污水处理厂的水质和水量初步调查结果,对再生水“水源”的水量、水质以及再生水用户,进行了统计分析。
(3)明确西安市污水再生利用的方向即：工业、景观用水、市政杂用、农业和地下回灌等,分析了再生水利用的集中利用和分散利用的方式；并评价了西安市污水资源量、污水再生利用现状和污水再生利用的需求量。
(4)讨论了污水再生利用的健康风险评价指标体系。根据再生水推广利用中健康风险的常规评价方法(暴露评估和毒性评估),和风险评价过程中的不确定性,提出了不确定性健康风险改进蒙特卡罗模拟评价方法。结合再生水的水量、水质、再生水处理系统、输水管网和终端用水户等,论述了再生水利用中的安全保障技术。
(5)以循环经济的效用价值理论、劳动价值理论以及生态价值理论为基础,结合再生水利用价格的现状及价格的构成要素,建立了单位制水成本模型和平均成本定价模型,对西安市再生水价格进行了测算。
(6)依据西安市再生水利用总体规划,建立了成本优化模型、水量最多优化模型以及再生水管网维护费用决策模型。以再生水用户为主要对象,分析了再生水质量和再生水供给利用影响。
(7)倡导工程措施和非工程措施结合,自然科学和社会科学有效对接,通过构建城市节水文化支持体系和建设城市再生水信息化服务支持平台,来支持和推动城市再生水的科学有效利用。
At present, water shortage and water pollution has become a serious constraint to sustainable development of cities. Sewage treatment and water recycling is an artificial simulation and strengthening of the water natural cycle. Recycling of urban sewage is one of the effective ways to reduce water pollution, improve the ecological environment and solve the urban water shortage, which was not only technically feasible but also economic rationality. The development of water recycling and promotion of water resources is the inevitable choice to achieve the sustainable use of limited water resources, enhance water resources self-reliance and the security extent. Based on this, this paper take Xi'an as study objects. studied the use of reclaimed water in the theory and application from background of promote the use of reclaimed water, the renewable water resources investigation and analysis of wastewater, health risk assessment of reclaimed water system, optimize decision-making model and culture and information technology support system. Its main contents include:
(1) Combined with the current status of water resources in Xi'an, comprehensively analyzed the balance of supply and demand of water resources in Xi'an, discussed the impact of water shortages and the way to solve the water shortage, and showed the feasibility and urgency of the Xi'an municipal wastewater recycling. In accordance with Water-saving social construction basic theories, established the main water-saving tasks and objectives for various industries in Xi'an.
(2) Carried on the preliminary examination to Xi'an's three Sewage treatment plant's water quality and the water volume by the typical survey method. According to investigation of reclaimed water source volume, water quality as well as resurgent water user, investigation result was analyzed objectively using statistics method.
(3) Cleared direction of reclaimed water utilization of Xi'an namely:industrial, landscape water, municipal utility, the agriculture and the underground recharge and so on. Analyzed the concentration and decentralized approach of reclaimed water utilization and Analyzed the sewage amount of Xi'an, the present situation and the demand of sewage reclamation and utilization.
(4) Putted forward a more comprehensive indicator system of the health risk assessment and the conventional evaluation methods of the promotion and use of reclaimed water in the health risks (exposure assessment and toxicity assessment), in accordance with the uncertainty of the risk assessment process, proposed the uncertainty health risk assessment methods. Combined with quantity and quality of the reclaimed water, renewable water treatment system, water pipes network and terminal water users, discussed the use of security technology in the reclaimed water utilization.
(5) Studied the Circular Economy and Value theory of Reclaimed Water, combined with the price status and constituent elements of the reclaimed water utilization, established the units of water cost model and average cost pricing model, measured the price of reclaimed water in Xi'an.
(6) Propounded the decision-making model of the requisite capacity for regenerative water users, according to the basic principles of system theory, using of linear programming methods, established the objective function and the binding equation of distribution, got the relationship between the plant of renewable water and the area of water-using,to establish a optimal model of cost and maximum water.
(7)Advocated the coalescence of engineering-oriented measures and non-engineering-oriented measures, the effective link of natural and social sciences, to support and promote the use of urban regeneration effectively and scientifically by building a support system of urban water-saving culture and a information-based services platform of urban reclaimed water.
(1)结合西安市水资源的现状,综合分析西安市水资源供需平衡情况,探讨缺水所带来的影响、解决水资源短缺的途径以及西安市城市污水资源再生利用的可行性和紧迫性。根据节水型社会建设基本理论,确立西安市各行业节水的主要任务和主要目标。
(2)根据西安市三个污水处理厂的水质和水量初步调查结果,对再生水“水源”的水量、水质以及再生水用户,进行了统计分析。
(3)明确西安市污水再生利用的方向即：工业、景观用水、市政杂用、农业和地下回灌等,分析了再生水利用的集中利用和分散利用的方式；并评价了西安市污水资源量、污水再生利用现状和污水再生利用的需求量。
(4)讨论了污水再生利用的健康风险评价指标体系。根据再生水推广利用中健康风险的常规评价方法(暴露评估和毒性评估),和风险评价过程中的不确定性,提出了不确定性健康风险改进蒙特卡罗模拟评价方法。结合再生水的水量、水质、再生水处理系统、输水管网和终端用水户等,论述了再生水利用中的安全保障技术。
(5)以循环经济的效用价值理论、劳动价值理论以及生态价值理论为基础,结合再生水利用价格的现状及价格的构成要素,建立了单位制水成本模型和平均成本定价模型,对西安市再生水价格进行了测算。
(6)依据西安市再生水利用总体规划,建立了成本优化模型、水量最多优化模型以及再生水管网维护费用决策模型。以再生水用户为主要对象,分析了再生水质量和再生水供给利用影响。
(7)倡导工程措施和非工程措施结合,自然科学和社会科学有效对接,通过构建城市节水文化支持体系和建设城市再生水信息化服务支持平台,来支持和推动城市再生水的科学有效利用。
At present, water shortage and water pollution has become a serious constraint to sustainable development of cities. Sewage treatment and water recycling is an artificial simulation and strengthening of the water natural cycle. Recycling of urban sewage is one of the effective ways to reduce water pollution, improve the ecological environment and solve the urban water shortage, which was not only technically feasible but also economic rationality. The development of water recycling and promotion of water resources is the inevitable choice to achieve the sustainable use of limited water resources, enhance water resources self-reliance and the security extent. Based on this, this paper take Xi'an as study objects. studied the use of reclaimed water in the theory and application from background of promote the use of reclaimed water, the renewable water resources investigation and analysis of wastewater, health risk assessment of reclaimed water system, optimize decision-making model and culture and information technology support system. Its main contents include:
(1) Combined with the current status of water resources in Xi'an, comprehensively analyzed the balance of supply and demand of water resources in Xi'an, discussed the impact of water shortages and the way to solve the water shortage, and showed the feasibility and urgency of the Xi'an municipal wastewater recycling. In accordance with Water-saving social construction basic theories, established the main water-saving tasks and objectives for various industries in Xi'an.
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(4) Putted forward a more comprehensive indicator system of the health risk assessment and the conventional evaluation methods of the promotion and use of reclaimed water in the health risks (exposure assessment and toxicity assessment), in accordance with the uncertainty of the risk assessment process, proposed the uncertainty health risk assessment methods. Combined with quantity and quality of the reclaimed water, renewable water treatment system, water pipes network and terminal water users, discussed the use of security technology in the reclaimed water utilization.
(5) Studied the Circular Economy and Value theory of Reclaimed Water, combined with the price status and constituent elements of the reclaimed water utilization, established the units of water cost model and average cost pricing model, measured the price of reclaimed water in Xi'an.
(6) Propounded the decision-making model of the requisite capacity for regenerative water users, according to the basic principles of system theory, using of linear programming methods, established the objective function and the binding equation of distribution, got the relationship between the plant of renewable water and the area of water-using,to establish a optimal model of cost and maximum water.
(7)Advocated the coalescence of engineering-oriented measures and non-engineering-oriented measures, the effective link of natural and social sciences, to support and promote the use of urban regeneration effectively and scientifically by building a support system of urban water-saving culture and a information-based services platform of urban reclaimed water.
引文
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