给排水科学与工程专业面临的问题及发展趋势探讨

渊安徽工程大学袁安徽芜湖241000冤

揖摘要铱我国高校给水排水工程专业从创办至今已接近70年袁为给水排水行业培养了大量的高级专门技术人才遥然而随着社会经济的发展及各种新问题的出现袁社会对给水排水行业提出了更高的新要求遥此外袁越来越多的新材料尧新技术尧智能化等其他行业的迅速发展带动了给排水行业产生新的增长点袁为给排水行业带来更大的变化遥这种社会的更高要求及高新技术的融合已经成为给排水行业的发展趋势遥行业的发展趋势必然对高校给排水专业的内涵产生影响袁并倒逼给排水专业研究方向发生转变遥

揖关键词铱给水排水工程曰给排水行业曰发展趋势曰内涵

中图分类号院TU991.4曰TU992.4

文献标识码:A

DOI院10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2021.02.47

1给排水行业面临的问题

利用效率由沿海向内陆呈递减趋势1.2

水环境污染严重

遥水是人类生存与经济社会发展的基本需求袁也是基础性自然资源及战略性经济资源遥给排水行业主要我国污水的年排放总量已达到750多亿吨袁但其围绕水资源的利用进行输送和处理等遥当下我国给排中尚有部分未经任何处理直接排入江河湖库遥2011水行业在获得快速发展的同时也面临一系列问题遥年袁中国环境状况总体平稳袁但在淡水环境尧农村环境1.1水资源短缺及利用效率低

方面仍面临巨大挑战遥全国地表水水质总体为轻度污我国在水资源方面的基本国情是人多水少尧水资

染袁湖泊富营养化问题突出遥我国主要大江大河如长源时空分布不均匀遥我国人均水资源占有量不足世界江尧黄河尧珠江尧松花江尧淮河尧海河尧辽河尧浙闽片河平均水平的1/3袁遥此外被列为全球袁我国水资源分布极不均匀13个人均水资源最缺乏流尧西南诸河和内陆诸河十大水系的国控断面的水质的国家之一[1-2]等级袁见表1所示[5-6]源中多数为洪水径流渊约占2/3冤袁且大量淡水资源集遥水资表1我国地表水及地下水水质状况

遥

中在南方20袁北方淡水资源仅为南方的1/4遥特别是近水质等级

地表水I~III类IV-V类劣V类短缺在我国已经成为十分紧迫的问题年来袁较少的水资源量及不均匀分布遥

袁使得水资源比例渊%冤61

13.7

目前袁我国年用水量已达6000亿m3袁超过美国

25.3地下水优良要良好要较好较差要极差

的淡水利用量我国农业用水量占总用水量的近遥美国尧日本年均淡水利用量不足我国

比例渊%冤

的1/6[3]遥55

我国工业万亿元60%袁但其

45

中一半以上的水量未达到有效利用遥我国水体主要水质污染物如表2所示遥目前袁我产值用水量约80亿m3袁是发达国家的10~20倍袁国很多作为城市供水水源的河流湖库渊太湖尧巢湖冤处的重复利用率于不同程度的富营养化水平袁藻类频发袁藻毒素污染~85%冤渊约40%冤远低于发达国家的水平渊75%水[4]普遍曰很多水源检测出内分泌干扰物质尧持久性有毒上袁部分甚至达到遥全国多数城市自来水管网漏失率为20%以上遥我国水资源利用效率地15%以有害物质以及几十甚至上百种有机物遥这些污染物进域性差异较大遥在空间上袁我国的东尧中尧西部水资源

入供水水源会造成水处理困难及饮用水水质变差遥

训练计划项目淫基金项目袁建设海绵城市背景下的安徽工程大学校园雨水洪利用规划探究院安徽省新工科专项袁基于人工神经网络的排水工程教学改革研究渊201810363259冤遥

渊2018jyxm06冤曰2018年安徽省大学生创新创业

作者简介院赵伟（1985—），男，安徽芜湖人，

博士，讲师，污水生物处理。110科技视界Science&TechnologyVision

.com.cn. All Rights Reserved.Science&TechnologyVision科技视界表2我国水体主要污染物

水体种类水质污染物种类河流NH4+-N尧BOD湖泊TN尧TP尧BOD5尧COD尧重金属5地下水

铁尧锰尧氟尧NH4+-N尧砷尧NO3-

1.3饮用水安全问题突出

由于取水水源受到污染袁以及传统的净水工艺及

输送存储过程中易受到二次污染袁我国很多城市的饮用水水质缺乏安全保障遥此外袁国家对饮用水标准不断提高要求2001中氨氮年的尧藻毒素96袁由项1996尧袁年国家标准规定的35项增加到消毒副产物和多种有毒有害物质提

增加至目前达106项袁并对饮用水出了更严格的规定[7]不能达到新的饮用水标准遥目前遥袁有很多城市的饮用水水质而农村由于缺乏基本的处理措施袁饮用水问题更为严重遥这些饮用水水质问题严重影响威胁到城乡居民的健康和安全袁成为亟待解决的重要问题1.4

水的安全输配水技术亟待提高

遥城市规模的扩大造成对应的城市供水管理规模迅速增大以及水厂供水半径大大增加网漏失现象普遍袁管网损失严重[8]的影响问题突出袁在许多城市输配水系统成为制约供遥

此外遥这些都导致管

袁管网对水质

水水质安全的主要因素遥随着城市化的高速发展及人居环境的改善袁人们对景观用水尧雨水利用尧中水处理以及建筑的二次供水等输配水技术提出了新要求遥各种大型公共尧商业尧地下建筑尧超高层以及地铁尧隧道等交通枢纽工程的发展袁对消防给水技术提出了许多新的挑战遥

综上所述袁水已成为制约我国社会经济可持续发

展的极为重要的因素遥面对新形势下水资源的短缺袁水环境严重污染及社会发展对水的需求袁给排水行业呈现以下的发展趋势提高城市和工业废水的处理效能渊1冤开发经济高效的水污染控制新工艺院

曰

尧新技术袁生回用渊2冤尧开发利用新的非传统水资源雨洪水的储蓄利用尧海水的淡化利用袁包括污水的再渊3冤开发与实施各类建筑的节水技术和装置曰

广水的循序利用尧循环回用和分质利用的工程措施袁推

袁提高水资源利用效率袁缓解资源型缺水尧水质型缺水等矛盾以及提高水质的关键技术渊4冤曰

研究饮用水安全保障技术和安全输配水技术

袁以满足城乡居民对饮用水

水质安全的迫切需要遥

给排水行业的这种发展趋势必然导致高等学校中给排水专业的内涵发生变化1.4.1遥主要变化如下遥染袁水环境渊1冤水环境污染导致专业内涵的发生变化

微污染水处理技术的重视渊河流尧湖泊等冤存在有复杂的污染物质遥目前袁由于受到污

袁如内分泌干扰物尧微量难降解有机物渊POPs冤尧藻毒素尧微生物等遥而澄清尧过滤尧消毒等常规的给水处理工艺难以将这些复杂污染物去除遥这种含有复杂污染物质水体作为供水水源必然导致水厂出水水质下降袁从而影响饮用水水质遥此外袁国家饮用水安全方面越来越重视袁并不断提高饮用水标准遥因此袁近年来微污染水处理技术的研究及发展逐步成为热点袁并产生了一系列研究成果遥这些研究成果促进了微污染水源处理技术的提高遥这就要求我们在给排水专业在课程设置中加大对于微污染水的学习深度袁增加该方向的最新研究成果遥

着野绿水青山就是金山银山渊2冤氮尧磷等营养性物质的高效去除冶理念的深入人心遥一方面袁我国对袁随

污水排放标准及地表水环境质量标准要求不断提高遥另一方面袁我国水体较严重的富营养化仍未得到改善N尧P袁国家正大力整治黑臭水体等营养性物质的经济高效利用以及如何降低目

遥因此袁污水厂出水中前水体中已有营养性物质的已成为重要课题[9]遥济理念深入人心渊3冤污废水的资源化利用得到重视袁过去将污水中的污染物完全当作有遥随着循环经

害物质的理念也得到更正遥目前袁污水处理过程的资源化利用技术得到重视袁并发展出一系列新的污水资源化利用技术袁如微生物燃料电池尧营养物质回用等遥此外袁污水厂中污泥的资源化利用越来越普遍袁包括污泥厌氧消化中的产气利用尧污泥干化焚烧发电尧污泥建材等[10]这些行业新方向的发展变化必然要求给排水专

遥

业内涵发生一定的变化袁并促使专业体系及教学课程改革1.4.2遥

为了应对当前日益突出的水质问题新工艺尧新材料的发展促使专业方向的变化

袁给排水行业

通过不断实践开发出一系列新的水处理工艺袁并逐步成为水处理工艺的发展方向袁如生物技术尧膜技术尧高级氧化技术和生态工程技术遥其中既有水处理工艺体系的改变也有单元处理技术的改变遥如已经开发出包括预处理尧强化常规处理尧深度处理尧安全消毒的工艺体系用于处理微污染原水遥另外袁膜成本的大幅度降

Science&TechnologyVision科技视界

111.com.cn. All Rights Reserved.Science&TechnologyVision科技视界低使得膜技术在水处理单元中得到大量应用袁从而产生一系列膜处理工艺遥随着新工艺的快速发展袁一系列新材料如纳米材料在水处理领域得到广泛应用遥这些新工艺及新材料的发展与应用对于给排水专业来说拓宽了专业知识面袁对专业知识体系的建立或更新提出了更高的要求袁由此带来专业知识体系的变革导致专业方向的多元化1.4.3

当今给排水工程设施越来越复杂高新技术的发展成为专业发展的新增长点

遥袁机电设备在整

个工程中的投资比例不断增大袁机电设备的集成度及技术含量不断提高遥同时大数据尧信息技术尧仿真模拟技术和自动控制技术等高新技术在给排水工程中得到越来越多的应用袁如大型自来水厂和污水处理厂的智运行过程智能化程度越来越高袁操作人员越来越少遥高新技术在给排水工程中的应用主要表现为院渊1冤设备化尧集成化遥为大型给排水工程的建设提供良好的条件袁大大缩短工期曰渊2冤检测手段仪表化尧实时化遥对水质进行准确的连续动态监测袁为远端进行实时数据采集曰渊3冤运行控制自动化尧智能化遥通过前一步现场实时数据采集传输后袁分析是否需要采取措施进行远程控制渊4冤袁调整工艺参数袁达到良好的水处理效果遥合袁提高设计效率工程设计模块化遥尧高新技术在给排水行业中的应用

数字化遥提高工程的设计协同配

必然要求高校给排水专业的课程中增加智能自动化化尧编程等课程的开设学时袁培养学生的系统编程能力及多专业合作解决问题的能力遥2结论与展望

人们对于高质量生活及绿水青山的向往以及国

112科技视界Science&TechnologyVision

家对水质标准的不断提高袁倒逼给排水行业在改善饮用水水质及改善水环境上下工夫袁也意味着给排水专业的内涵将发生变化遥同时当前新材料尧新工艺的发展在给排水行业带来发展的同时袁也让给排水专业发展方向发生了一定的变化遥随着信息技术浪潮的来临袁大数据尧智能化等技术应用于给排水行业袁给行业带来新的增长点袁同时也给高校给排水专业的内涵智能化发展提供了借鉴遥给排水行业的发展与给排水专业未来应该努力形成良性的正反馈袁促进给排水专业未来更好地发展遥

揖参考文献铱

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