给排水工程中的节水节能技术应用

引言

水是生命之源，能源是发展之基，在 “双碳” 目标和水资源短缺的双重背景下，给排水工程的节水节能工作显得尤为重要。给排水工程涉及水资源的开采、输送、处理、利用和排放等多个环节，每个环节都存在着较大的节水节能潜力。

传统的给排水工程在运行过程中，由于技术落后、管理不善等原因，水资源浪费现象严重，能源消耗居高不下。据统计，我国城市供水管网漏损率长期维持在 15% 左右，每年因漏损造成的水资源浪费超过百亿立方米；同时，水泵、风机等设备的低效运行，使得给排水工程的能耗在城市总能耗中占比达到 10%-15% 。

随着科技的不断进步，各种节水节能技术应运而生，为给排水工程的优化升级提供了可能。本文旨在系统梳理给排水工程中各类节水节能技术的应用，通过实际案例分析其应用效果，为相关工程实践和技术创新提供借鉴，助力实现水资源的高效利用和能源的节约消耗。

1 给排水工程节水节能现状与问题

1.1 水资源浪费现象突出

在供水环节，管网漏损是水资源浪费的主要原因。由于管网老化、施工质量不佳、维护不及时等因素，供水管网存在大量的漏点。一些老旧城区的管网漏损率甚至超过 20% ，不仅造成了水资源的巨大浪费，还增加了供水成本。在用水环节，居民和企业的节水意识淡薄，存在用水器具老化、用水习惯不良等问题，如长流水洗漱、绿化灌溉方式不合理等，进一步加剧了水资源的浪费。

1.2 能源消耗过高

给排水工程中的能源消耗主要集中在水泵、风机、搅拌器等设备的运行过程中。在供水系统中，水泵需要消耗大量电能将水输送到各个用户；在污水处理过程中，曝气系统、污泥处理系统等也需要消耗大量的能源。由于设备选型不当、运行参数不合理、缺乏有效的节能控制等原因，这些设备往往处于低效运行状态，能源利用率较低。

1.3 技术应用存在不足

虽然目前已有不少节水节能技术问世，但在实际应用中仍存在一些问题。一方面，部分技术的成本较高，使得一些中小型企业和地区难以承受，限制了其推广应用；另一方面，技术的集成度较低，各环节的节水节能技术之间缺乏有效的协同配合，难以形成整体的节能效益。此外，相关的标准规范不完善，也影响了节水节能技术的应用效果和市场秩序。

2 给排水工程中的节水节能技术应用

2.1 供水系统中的节水节能技术

变频调速技术：该技术通过改变水泵的转速来调节供水量，使水泵的输出流量与实际用水需求相匹配。与传统的恒速水泵相比，变频调速水泵可根据用水量的变化自动调节转速，在用水量较少时降低转速，减少能源消耗。实践表明，采用变频调速技术后，水泵的能耗可降低 20%-30% 。

管网漏损检测与修复技术：包括声学检测技术、压力检测技术、红外检测技术等。通过这些技术可以快速准确地定位管网漏点，及时进行修复，降低管网漏损率。例如，声学检测技术利用漏水产生的声音信号，通过传感器采集并分析，可在不破坏路面的情况下找到漏点，大大提高了漏损检测的效率和准确性。

节水型用水器具推广：推广使用节水型水龙头、马桶、淋浴器等用水器具，可有效减少用水过程中的浪费。节水型器具通过优化设计，提高了水的利用效率，如节水型马桶的用水量可从传统的 10 升 / 次降低到 6升 / 次以下。

2.2 排水与污水处理系统中的节水节能技术

污水处理节能工艺：氧化沟工艺、序批式活性污泥法（SBR）等工艺在污水处理过程中具有较好的节能效果。氧化沟工艺通过合理设计沟型和曝气设备，减少了曝气能耗；SBR 工艺采用间歇式运行方式，可根据水质水量的变化灵活调整运行参数，降低了设备的运行时间和能耗。

污泥处理节能技术：污泥脱水是污泥处理过程中的高能耗环节，采用高效的脱水设备如带式压滤机、离心脱水机等，可提高污泥脱水效率，减少能耗。同时，对污泥进行厌氧消化处理，可产生沼气作为能源回收利用，实现污泥的减量化、无害化和资源化。

水资源循环利用技术：在排水系统中，采用雨水收集利用技术，将雨水经过处理后用于绿化灌溉、道路清扫等，可减少对自来水的依赖。例如，在住宅小区和城市广场建设雨水收集系统，通过沉淀池、过滤池等处理设施，使雨水达到相应的用水标准后进行回用。

2.3 再生水利用系统中的节水节能技术

再生水处理技术：包括生物处理技术、物理化学处理技术等。生物处理技术利用微生物的代谢作用去除水中的污染物，具有处理效果好、运行成本低等优点；物理化学处理技术如混凝、沉淀、过滤、消毒等，可快速去除水中的悬浮颗粒、有机物和病原体等。通过这些技术对污水进行深度处理，使再生水达到不同的回用标准，如景观环境用水、工业冷却水等。

再生水输送与分配技术：采用专用的再生水输送管网，避免与自来水管道混接，确保再生水的安全输送。在分配过程中，根据不同的用水需求合理调配再生水，提高再生水的利用效率。

3 节水节能技术应用案例与效果评估

3.1 某城市供水管网改造工程

该城市供水管网建成时间较长，漏损率高达 18% 。为降低漏损率，节约水资源，该市采用了管网漏损检测与修复技术，对老旧管网进行了全面检测和改造。通过声学检测技术共发现漏点 300 余个，及时进行了修复；同时，更换了部分老化严重的管道，采用了新型的耐腐蚀、高强度管材。

改造后，该城市供水管网漏损率降至 10% 以下，每年节约水资源约500 万立方米，减少供水成本约 2000 万元。

3.2 某污水处理厂节能改造工程

该污水处理厂采用传统的活性污泥法工艺，能耗较高，处理每吨污水的耗电量为 0.35 千瓦时。为降低能耗，该厂进行了节能改造，采用了氧化沟工艺替代传统工艺，并对曝气系统进行了优化，采用高效曝气器，提高了氧气利用率。同时，对水泵等设备采用了变频调速技术。

改造后，该厂处理每吨污水的耗电量降至 0.25 千瓦时，每年节约电能约 500 万千瓦时，折合标准煤约 600 吨，减少二氧化碳排放约 1500吨。污水处理成本也从每吨 1.5 元降至 1.2 元，取得了显著的节能经济效益。

3.3 某工业园区再生水回用工程

该工业园区每天产生大量的工业废水，经处理后达到再生水回用标准。园区建设了再生水回用系统，将再生水用于工业冷却水、绿化灌溉等。采用了先进的再生水处理技术，确保再生水水质稳定；同时，建设了独立的再生水输送管网，实现了再生水的安全输送和高效利用。

结束语

给排水工程中的节水节能技术应用对于缓解水资源短缺、降低能源消耗、推动绿色可持续发展具有重要意义。从目前的应用情况来看，变频调速技术、管网漏损检测技术、污水处理节能工艺、再生水利用技术等在实际工程中取得了较好的效果，显著提升了水资源利用率和能源节约率。然而，在技术应用过程中，仍面临着成本较高、技术集成度低、标准规范不完善等挑战。

参考文献

[1]韦德法.探析建筑给排水工程中的节水节能技术应用[J].建材与装饰：上旬, 2016(16):2.

[2]乔飞扬,郑丽娟.建筑给排水工程中的节水节能技术应用分析[J].建筑工程技术与设计, 2016, 000(019):228.DOI:10.3969/j.issn.2095-6630.2016.19.