城镇中水回用可行性及对策

简介： 结合慈溪市当前水资源短缺的实际，阐述了发展中水回用技术在有效解决水资源短缺、促进水资源可持续利用方面的必要性。同时以慈溪市教场山污水处理厂的运行情况为例，分析了开展城镇中水回用的技术与经济可行性，并提出了有关对策和建议。
关键字：中水回用 污水处理 慈溪市
　　一般认为中水指各种排水经处理后，达到规定的水质标准，可在一定范围内重复使用的非饮用水，其水质介于清洁水（上水）与污水（下水）之间；中水能够代替非饮用、与人体非直接接触的自来水，应用于市政杂用等领域；将污水处理为中水并加以使用的过程就是中水回用 [1,2]。随着水资源需求量的急剧增加和水环境污染的日益严重，许多国家都面临着水资源短缺的危机，因此把城市外排污水作为第二水资源加以开发利用就显得尤为重要。美国、以色列、日本等国的中水回用已有相当的水平，厕所冲洗、园林灌溉、道路保洁、城市喷泉等用水，都大量使用中水。尤其是日本，自20世纪60年代起就开始使用中水，较大的办公楼或者公寓大厦都有就地废水处理设施，主要作厕所冲洗，其东京市和福冈市都规定：新建筑面积在30000 m2以上，或可回用水量在100 m3/d以上，都必须建造中水回用设施[1]。我国一些缺水城市80年代以来相继建设了一些中水回用的示范工程，目前，北京、大连、青岛、太原、天津等缺水城市都有城市中水回用工程，主要将中水回用于工业及市政等方面[2~5]。但由于起步较晚，加之对中水回用技术及其带来的效益，尤其是经济效益缺乏足够的认识，中水回用系统在我国发展缓慢。为此，本文以慈溪市为例，分析了城镇污水处理厂增设中水回用系统的技术与经济可行性，并针对存在的问题提出了一些建议。
　　 1 慈溪市污水处理厂中水回用可行性研究
　　 1.1 必要性
　　慈溪市地处浙江省宁绍平原缺水地区，属姚江流域，地面水体处于水系末端，河网径流量小，拦蓄能力差，自净能力弱。全市境内河网蓄水量7796万m3，大小水体、山塘蓄水量7704万m3，地下水资源贫乏，浅层补给水可开采量仅782万m3/a。人均水资源占有量520 m3，仅为浙江省平均水平的24%。随着工农业经济和第三产业发展，2003年以来供水情况更加严峻，城市水资源严重缺乏，并且水质污染日趋加重，77%的水体环境质量已达Ⅴ类和超Ⅴ类，部分水库也趋富营养化状态，水资源和水污染现状与经济发展的矛盾日益突出。因此，通过对城镇污水处理厂的污水进行深度处理，实行中水回用，可一定程度解决河网及流域的环境补给水源，提高当地河网的水环境容量，并可作为对水质要求不高的工业和市政杂用用水，这对促进慈溪市经济发展、缓解水资源紧缺矛盾十分有利。
　　 1.2 技术可行性
　　国内外经验表明，中水处理方法大致可分为三类：生物处理法、物理化学处理法、膜处理法[6]。只有结合当地具体情况，根据回用点的水质要求，选择处理方法才能达到经济合理的处理使用效果。
　　慈溪市已建成2万t/d的教场山污水深度处理系统，包括城市污水资源的集中深度处理与回供，配套主要回用管网及生态河渠处理系统，厂区工程占地总计74亩，工程总投资16500万元。污水经处理后全部回用，主要用途为：（1）工业用水，分别用于开发区热电中心、华东轻纺城、西部企业群等；（2）城市景观用水：用于补给21 hm2城市河网水域径流；（3）市政杂用水：用于市容卫生、绿化、公厕、部分生态小区和建筑中水。污水集中深度处理厂区工程分为两部分，前处理为三沟式氧化沟工艺，深度处理以Bifor生物滤池为核心。整个处理工艺见图1，其中三沟式氧化沟处理工艺，即从城市综合污水至二沉池工段，工艺设计进出水的水质指标参数见表1；污水集中深度处理厂区工程工艺设计进出水的水质指标参数见表2。慈溪市教场山污水深度处理厂建成以来，运行良好，出水稳定，不同污水处理量时的出水水质监测结果见表3。

水质	CODCr	BOD5	NH3-N	SS
进水	409	149	40	319
出水	≤60	≤10	≤10	≤20

水质	CODCr	BO D5	凯氏氮	NH3-N	TP	SS
进水	60~80	10~15	10	10	1~2	80
出水	≤20	≤4	≤2	≤1	≤0.2	≤10

实际处理水量（万t/d）	水质	CODCr	BOD5	NH3 -N	TP	SS
1.8	进水	458	126	18.8	4.06	202
出水	18.8	3.38	0.25	0.31	4
2.0	进水	520	252	30.0	4.29	212
出水	20.0	4.08	0.17	0.06	3
1.8	进水	411	70.2	16.0	5.37	225
出水	17.9	0.91	0.30	0.086	2

　　目前我国还没有中水回用的统一标准，因此在中水回用时水质标准一般参考相关的行业标准或地方中水回用标准，用于一般景观生态用水应符合《再生水回用于景观水体的水质标准》(CJ/T95-2000)，用于生活杂用水应符合建设部《生活杂用水水质标准》(CJ/48-1999)，用于工业循环冷却水应符合《工业循环水冷却设计规范》（GB/T50102-2003），上述标准中的相关指标见表4。

水质标准	CODCr	BOD5	TKN	SS	TP	备注
景观用水标准（非全身性接触）	50	10	10	10	1.0	CJ/T95-2000
景观用水标准（人体非直接接触）	60	20	15	2.0	30	CJ/T95-2000
生活杂用水标准（冲厕及城市绿化）	50	10	20	10	－	CJ/48-1999
生活杂用水标准（洗车及扫除）	50	10	20	5	－	CJ/48-1999
工业循环水冷却设计规范	－	－	－	10	－	GB/T50102-2003
北京市中水回用标准	50	10	－	10	－	北京市中水设施建设管理试行办法

　　对照表3与表4，可以看出，慈溪市教场山污水处理厂出水水质均可满足中水回用要求。因此，只要能保证城市污水处理厂的进水水质，慈溪市教场山污水深度处理厂出水完全可达到回用标准，即其中水回用技术可行。
　　 1.3 经济可行性
　　慈溪市教场山污水深度处理厂运行正常的情况下，每天可提供2万m3合格中水，一年约720万m3。根据慈溪市新拟定的水价，从2004年4月1日起，居民（中小学、幼儿园）用水2.25元/t，生产经营单位用水水价为3.00元/t，餐饮服行业（基建用水）为3.60元/t，污染行业为4.00元/t，特种行业用水为6.30元/t。而根据污水处理厂成本运行核算，一吨中水的成本价仅为1.5元（前处理费1元/t，后处理费0.5元/t），从经济上来看效益十分明显。北京市节水办曾对中水工程的经济效益、社会效益、环境效益进行了系统的研究，指出中水回用的综合效益约为投入额的4.75倍[7]。
　　目前，慈溪市内水体的水质普遍污染较严重，水环境容量明显不足，实行中水回用可减少污水排放量，消除因污水排放而造成的对河流的污染，减少环境资源损失，有效保护水环境。慈溪市教场山污水深度处理厂的出水回用后，每天回用量以2万t计（每年为720万t），每年可减少COD排放量43.2 t。同时，至2010年预计慈溪市总需水量46553万m3，尚有17663万m3缺口，通过中水回用可一定程度上缓解水资源危机。
　　 综上分析，在城镇污水处理厂增设中水回用系统在技术上已比较成熟，其带来的经济效益、环境效益都十分可观。
　　 2 发展中水回用的建议
　　根据目前城镇中水回用现状，结合慈溪市2万 t/d污水深度处理回用系统工程运行过程中的实际问题，对城镇中水回用工程的建设提出以下建议：
　　（1）加大宣传力度，消除人们对中水回用认识上的不足，提高公众对中水回用意义的理解，使公众充分意识到水资源紧缺的严峻性，认识到进行中水回用、开辟第二水源对解决当今城市用水矛盾的重要性。
　　（2）改革现行水价，合理制订城市污水处理和中水回用收费政策体系，确定中水水价时既要考虑低于自来水水价，以形成差价，刺激中水使用；又要考虑按质论价，根据不同的水质标准确定价格。
　　（3）建立完善的排水管网及泵站，确保污水处理厂的进水量；切实抓好工业废水的预处理，严格控制进水水质。
　　（4）在确保污水处理厂出水水质的基础上，完善中水回用管网的配套建设，协调好整个城市的水资源，做到分质供水，各尽其用，使中水回用发挥最大的效益。
　　（5）制订合理的排污收费政策体系，配套完善资源化利用的经济政策和激励措施，采用政府投资和社会化集资、融资办法，实行市场经济化操作，大力支持和推广中水回用。
　　 3 结 论
　　从慈溪市教场山污水深度处理厂运行来看，中水回用在技术上是成熟的，在经济效益和环境效益上是可观的，而且还极大地提高了水资源的重复利用率，可在一定程度上缓解当前缺水的紧张局面。从发展的观点来看，中水回用技术的应用前景十分看好。