城市污水處理廠(chǎng)中水利用技術(shù)-以江蘇淮安為例

摘要:闡述了水資源短缺情況下,國外的中水利用現狀與我國中水利用的發(fā)展進(jìn)程。從而引出江蘇水資源緊缺情況下,中水利用的發(fā)展機遇。以淮安中水利用為例,概述了中水處理工藝的不同形式以及如何選取經(jīng)濟合理的中水處理方式,最后指出了如何有效實(shí)現中水回用的有關(guān)建議。

關(guān)鍵詞:水資源,中水回用模式

水是人類(lèi)生存與發(fā)展不可缺少的自然資源，水資源短缺也是目前人類(lèi)面臨的最為嚴峻的資源問(wèn)題之一。水占地球表面積的75%，其中97.5%是海水，只有2.5%是淡水，而冰蓋和冰川蘊涵了全球75%的淡水，僅有不到1%的地表水或地下淡水供人類(lèi)飲用。[1] 中水是在水資源比較緊張的情況下，人們?yōu)槟茏畲蟪潭鹊亻_(kāi)發(fā)利用水資源，將城市工業(yè)廢水及生活污水處理后，改善了污、廢水水質(zhì)，使其達到規定水質(zhì)要求，可在一定范圍內重復使用的非飲用水。也稱(chēng)“再生水”、“回用水”，介于給水與排水之間。中水可廣泛應用于各種用水場(chǎng)所，如沖廁、打掃衛生、澆灑道路、綠化花卉澆灌、景觀(guān)噴泉、景觀(guān)河道補水、消防用水、洗車(chē)、停車(chē)場(chǎng)沖洗、空調冷卻水用水、采暖系統補水、地下水補灌、農田灌溉等。

1 國外中水回用現狀及趨勢
目前中水利用在國內外已經(jīng)有了較快發(fā)展，許多缺水國家已經(jīng)建立了污水回用工程，這些工程通常是將城市污水處理廠(chǎng)二級出水進(jìn)一步處理后回用于農田灌溉、工業(yè)用水、市政雜用、地下回灌、飲用等。

1.1 國外中水回用現狀
(1)美國
美國城鎮污水處理系統已經(jīng)非常完善了，城市二級污水處理廠(chǎng)已經(jīng)達到100%。城鎮污水回用己進(jìn)入大規模生產(chǎn)應用階段，尤其是在氣候干旱的西部地區。
2006 年，加利福尼亞州的污水回用量已超過(guò)64 億立方米，占污水處理總量的10%，占平水年全州城鎮年用水總量的70%左右。
佛羅里達州的圣彼得堡，是美國唯一完全實(shí)現污水循環(huán)的大城市，它利用了自己產(chǎn)生的全部污水，不向周?chē)�河湖排放任何污水，這個(gè)城市有兩套配水系統，一套系統輸送新鮮淡水供飲用和家庭用水，另一套系統輸送中水用于灌溉公園綠地、草坪以及清洗車(chē)輛等其它用水標準較低的地方。
(2)日本
早在1962 年日本就開(kāi)始回用污水，70 年代初見(jiàn)規模。90 年代初，日本在全國范圍內對污水回用的可行性進(jìn)行了深入研究，在嚴重缺水地區大力推廣污水回用技術(shù)。在1991 年日本的“造水計劃”中，明確將污水回用技術(shù)作為最主要的研究?jì)热菁右再Y助，開(kāi)發(fā)了很多污水深度處理工藝，在新型脫氮除磷技術(shù)、膜分離技術(shù)、膜生物反應器技術(shù)等方面取得了很大進(jìn)展，建立起以賴(lài)滬內海地區為首的許多“水再生工廠(chǎng)”。日本的污水回用對象主要是河道景觀(guān)用水與工業(yè)用水。

1.2 國外中水回用趨勢
發(fā)達國家已越來(lái)越重視污水回用，如美國中水回用量以每年4%—5%速度遞增。英國淡水需用量以每年2.5%的比例增長(cháng)，而其給水量的1/3 取自于污水處理后排放河流的河段�？傊�，中水回用將在水環(huán)境治理、能源的節約及重復利用中扮演著(zhù)越來(lái)越重要的角色。

2 國內中水技術(shù)發(fā)展進(jìn)程
我國中水利用起步相對較晚，中水技術(shù)發(fā)展和應用是從改革開(kāi)放時(shí)開(kāi)始的。主要分兩個(gè)階段。

2.1 技術(shù)引進(jìn)消化、研究實(shí)驗階段
這個(gè)階段技術(shù)特點(diǎn)是傳統的生物處理技術(shù)和混凝、沉淀、過(guò)濾的深度處理技術(shù)在這一工程方面的應用。當時(shí)清華大學(xué)、北京建筑設計院、城建院的韓小青等在天壇賓館浴室做了接觸氧化法處理洗浴廢水回用的實(shí)驗；總后勤部營(yíng)房部設計院在本院公共浴室做的混凝氣浮法處理洗浴廢水的中試等都表明生物處理和物化處理工藝已開(kāi)始應用于工程之中。

2.2 中水工程設施建設實(shí)踐階段
這個(gè)階段技術(shù)發(fā)展的主要特點(diǎn)是各種處理工藝和處理方法都在實(shí)際工程應用中得到檢驗，如北京市政院的混凝雙濾（砂濾、活性炭濾）、北京建筑設計院的一些工程中的生物轉盤(pán)法、臭氧氧化法，并逐漸形成和豐富了幾個(gè)版本《建筑給水排水設計手冊》的中水部分，使中水技術(shù)成為工程應用技術(shù)的一部分。
2001 年12 月28 日《建筑中水設計規范》通過(guò)建設部組織的聯(lián)合審查，上報發(fā)布。標志著(zhù)中水建設進(jìn)入全國推進(jìn)的新階段。

2.3 我國中水回用趨勢
2000 年國務(wù)院召開(kāi)的《全國城市供水節水與水污染防治工作》提出：大力提倡城市污水回用等非傳統水資源的開(kāi)發(fā)利用，并納入水資源的統一管理和調配。

注：地表水標準參照《地表水環(huán)境質(zhì)量標準》（GB3838-2002）

3.3 江蘇省中水回用前景
從江蘇省經(jīng)濟發(fā)展現狀看，已經(jīng)具備了中水回用的經(jīng)濟基礎。改革開(kāi)放以來(lái)，國民經(jīng)濟一直保持高速發(fā)展，2007 年國內生產(chǎn)總值為25741.15 億元[3]，人均GDP3.37 萬(wàn)元。經(jīng)濟規模和發(fā)展質(zhì)量都居全國前列。
從江蘇省技術(shù)發(fā)展現狀看，已經(jīng)具備了中水回用的技術(shù)基礎。目前江蘇省高精尖人才眾多，科研成果顯著(zhù)，技術(shù)市場(chǎng)較為活躍，具有研究開(kāi)發(fā)中水回用設備和技術(shù)的能力。同時(shí)，江蘇省具有位居長(cháng)江三角洲的優(yōu)勢，不僅能在治污設施等方面與上海開(kāi)展協(xié)作，在技術(shù)合作開(kāi)發(fā)方面也具有很大優(yōu)勢，為廢水減量化、無(wú)害化和資源化提供了強有力的科技支撐。

3 淮安市中水利用發(fā)展

3.1 淮安市中水回用現狀
隨著(zhù)社會(huì )的高速發(fā)展，水資源的污染，水質(zhì)性缺水正逐漸成為困擾江蘇省諸多城市的難題。以淮安為例，2007 年水資源總量為72.13 億立方米[3]，江蘇省境內僅比鹽城市少而位于第二。同時(shí)，淮安市區地表水污染問(wèn)題也日顯突出，飲用水水源水質(zhì)不佳，造成全市飲用水源達標率不高。市區水質(zhì)性缺水與水資源緊張，一定程度上影響并制約著(zhù)淮安市的經(jīng)濟發(fā)展。由于生活習慣，節水意識偏低，淮安市居民用水還處于較為粗放的階段，節水的空間相當大。如果淮安市居民每天能在現有用水量的基礎上節水10%—15%，以120 萬(wàn)人口計算，一年可節約0.4—0.5 億立方米，可節約0.8—1 億元，可減少污水處理量0.24—0.30 億立方米。隨著(zhù)淮安市污水處理廠(chǎng)建設進(jìn)程的加快，目前污水處理廠(chǎng)處理后尾水，除少量供污水廠(chǎng)自用（第二污水處理廠(chǎng)尾水部分回用于廠(chǎng)區內部道路及綠化澆灑）外，其余都排入鹽河、清安河及入海水道，造成了總水資源的巨大浪費。同時(shí)，對江河水源來(lái)說(shuō)，中水回用的意義在于抽取一次水后就可循環(huán)使用（只要從江河里抽取一次干凈的水，就可實(shí)現長(cháng)久循環(huán)使用，對可能產(chǎn)生的水環(huán)境富營(yíng)養化趨向，將起到很好的抑制作用）。從這一角度而言，中水回用的意義不僅僅在于水資源的節省上，還是對河流的保護，對減緩水質(zhì)性缺水的問(wèn)題也有益處。

3.2 淮安市中水回用存在主要問(wèn)題

3.2.1 污水回用意識不足
由于淮安相對水資源較豐富，淮安市居民節水意識不強，用水浪費的現象較普遍，污水回用意識不強。
同時(shí)許多工業(yè)企業(yè)用水采用地下深井取水，并且生產(chǎn)工藝較落后，一般沒(méi)有循環(huán)利用設備，不僅造成了水資源的極大浪費，同時(shí)排出的廢水就近排放水體，給水體帶來(lái)了較大的污染。

3.2.2 污水回用設施不齊全
(1)城市污水處理設施與配套排水管網(wǎng)的建設不同步近年來(lái)，隨著(zhù)淮安市的經(jīng)濟快速發(fā)展，同時(shí)也建設了一批污水處理廠(chǎng)。截至2008 年底，已建成5 座污水處理廠(chǎng)，污水治理雖有了一定進(jìn)展，但污水集中處理率仍然不到50%，再生水利用率更低。目前城市排水管網(wǎng)普及率低，不適應污水處理的需要。特別是城市排水管網(wǎng)建設滯后，雨污水直接就近排入水體，沒(méi)有接入污水干管，進(jìn)入污水處理廠(chǎng)的污水不足，污水處理廠(chǎng)建成后不能發(fā)揮效益，造成資金和資源的浪費。
(2)城市供水、污水和回用水的設施管理不統一
淮安市水管理比較落后，城市供水和污水分屬不同的管理部門(mén)，在城市污水處理中，城市工業(yè)廢水的監測由環(huán)保部門(mén)管理，城市污水處理由城建部門(mén)管理，城市排水管網(wǎng)和污水廠(chǎng)也分屬不同的管理部門(mén)，加上回用水的利用涉及水資源管理、衛生和農業(yè)等部門(mén)，給城市污水處理和回用的管理帶來(lái)一定的困難。

3.2.3 污水回用資金不到位
過(guò)去城市排水運營(yíng)經(jīng)費由政府財政撥款解決。1993 年有關(guān)部門(mén)頒布了“征收城市排水設施使用費”的規定，但各城市征收的收費標準不高。目前淮安市的收費標準為1.0 元/立方米左右，而實(shí)際排水處理成本要高出很多，包括折舊和還貸一般在1.0 元/立方米以上，如果再加上污水深度處理費用，污水處理廠(chǎng)有時(shí)顯得更加捉襟見(jiàn)肘。由于污水回用用戶(hù)少，運營(yíng)經(jīng)費不足，有時(shí)不得已降低污水處理廠(chǎng)的處理負荷。

4 淮安中水回用規劃

4.1 中水水源
規劃淮安市第二污水處理廠(chǎng)及楚州區污水處理廠(chǎng)的尾水經(jīng)過(guò)深度處理后主要作為道路清潔、園林綠化等市政回用水。徐楊污水處理廠(chǎng)及新渡污水處理廠(chǎng)尾水經(jīng)過(guò)深度處理后可主要作為工業(yè)冷卻循環(huán)水水源。

4.2 中水處理工藝

4.2.1 中水回用模式
目前的工藝已能把污水處理為適合各種回用途徑的中水，甚至達到飲用水標準。高級的膜處理技術(shù)可以獲得高品質(zhì)的中水，但需要昂貴的投資，傳統深度處理技術(shù)的投資與處理成本相對較低，但回用范圍不大。探索適合淮安市的回用模式，采用適當處理工藝、確定適宜的回用途徑，對于經(jīng)濟、安全、快速解決淮安市水質(zhì)性缺水及水污染問(wèn)題具有重要意義。根據目前國內外中水回用情況與工程實(shí)踐，按原水種類(lèi)、典型處理工藝及出水水質(zhì)與回用途徑，中水回用模式歸納為七類(lèi)，詳見(jiàn)下表。具體參見(jiàn)http://www.sharpedgetext.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。

注：*以生物接觸氧化法、生物轉盤(pán)、曝氣生物濾池等核心處理單元的系列工藝以及膜生物反應器等。

4.2.2 技術(shù)經(jīng)濟分析
A 模式
A 模式以污水廠(chǎng)二級出水為原水，以滿(mǎn)足低水質(zhì)回用途徑為目標，工藝處理成本較低，出水水質(zhì)均可滿(mǎn)足市政雜用、工業(yè)冷卻水及景觀(guān)用水水質(zhì)標準。工藝處理費用較低，根據目前中水回用工程的實(shí)踐，其單位水處理投資一般為800—1000 元/立方米，處理成本0.5—0.8 元/立方米。
B 模式
B 模式以二級出水為原水，以滿(mǎn)足較高水質(zhì)回用途徑為目標，適合對中水的部分水質(zhì)指（江蘇省城市規劃設計研究院）

詳情請點(diǎn)擊下載附件：城市污水處理廠(chǎng)中水利用淺析——以江蘇淮安為例