中水回用在城市水利工程中的應用

吳利華，張曉芳

（南京市水利規劃設計院有限責任公司，江蘇南京 210006）

中水回用在城市水利工程中的應用

吳利華，張曉芳

（南京市水利規劃設計院有限責任公司，江蘇南京 210006）

結合某城市河道補水工程建設，從投資造價、補水效果、實施難度3個方面對比分析中水回用補水及長江補水兩種方式的特點，提出中水回用在城市水利工程中應用的優勢及不足，預測其應用前景。

中水回用；城市水利；河道補水；長江補水

近年來，城市河道由于氣象、環境等因素，時常存在蓄水不足、水質惡化的問題，對周邊人居環境造成了惡劣影響。究其原因，主要是由于截污不徹底、垃圾堆放及傾倒、農業及漁業污染等。由于大部分城市內河水系基本為平原河網水系，流量小，流速慢，水體缺少必要的循環，抗污染沖擊能力小，水質容易惡化。雖然城市在保障水循環方面可采用傳統的引調水工程進行水體補充，但取水水源通常受到各種客觀因素的影響，在水位較低、水源不足的情況下，無法保證補水工作的持續性。若利用中水回用技術解決取水問題，將為未來城市水利工程的發展提供更多的水源，意義深遠。

1 工程實例

中水回用除用于工業、城市雜用、農業灌溉以外，還可用于水利工程中城市河道的景觀用水。國家對景觀水質制定了水質標準，二級污水處理廠的出水水質與河道景觀用水水質要求相似。在水質達標的前提下，可以將中水調入城市河道進行補給，滿足河流的生態需求。結合工程實例，分析中水回用在城市河道補水工程中的可行性。

1.1 工程背景

某通江河道長5.5 km，全線有排污口、泄洪溝、排污溝、城市泵站、公廁等。非汛期河道上游支流來水小，河水呈黑色，底泥淤積嚴重，部分河段河面、岸坡上生活垃圾堆積，“臟亂差”現象嚴重。河流徑流量少，不能保證最基本的河流生態需水量。為切實改善河道水環境質量，提升沿岸人居環境，計劃對該河道進行綜合治理，其中一項措施為生態補水。通過對中水回用、引長江水補水2種方式對比，分析城市河道更有效、節能的補水方式。

1.2 中水回用補水方式

采用該區污水處理廠中水作為河道的補水來源。污水處理廠目前處于達標擴建期，現規模為2.5萬t/d，一期規模為4萬t/d，遠期規模為8萬t/d。一期設水泵3臺，二期預留2臺。擬用污水廠的泵房，對預留管線進行改造。中水通過污水處理廠的改造水泵進入補水管道。按照遠期規模8萬t/d，換算可得最大補水泵設計流量1.0 m3/s。

該補水路線全線長6.20 km（污水處理廠至支河泵站），其中HDPE管道長4.60 km，支河段長1.60 km。沿線建污水廠改造泵站1座（1.0 m3/s）、提升泵站1座（1.0 m3/s）、控制閘1座、HDPE（SN8）管4.6 km，配套清淤1.8萬m3。

中水管道沿線避開農田、魚塘用水，自污水處理廠經田間支路進入某工業園區支河，支河長1.60 km。支河段配套工程包括控制閘1座，隔斷周邊水系與支河中水的交匯；提升泵站1座，建于支河與補水河道交匯處；支河清淤1.8萬m3，確保支河的蓄水量滿足補水要求。1.3引長江水補水方式

通江河道水位較低時，引長江水至河道進行補水，是引調水工程中較為傳統的補水方式。由于枯水期長江水位較低，在水源處需建2級泵站將水源引至補水管線中。補水路線全線長5.80 km。沿線建泵站3座、控制閘1座、HDPE引水管道4.20 km，支河清淤1.60 km、1號引水泵站引水河清淤1.5 km。

2 對比分析

在該補水工程中，中水回用方案與長江引水方案的管線長度較為相近，區別主要體現在取水水源不同。通過投資造價、補水效果及實施難度幾個方面，對兩種方案進行對比分析。

2.1 投資造價

通過初步估算，中水回用在引水1.0 m3/s時，污水廠改造泵站、支河泵站、閘各1座，投資900萬元；頂管施工80 m，投資180萬元；HDPE（SN8）管4.6 km，投資1 955萬元；支河清淤1.8萬m3，投資110萬元；棄土征地魚塘0.67 hm2、農田1 hm2，投資35萬元；青苗補償6.67 hm2，投資150萬元；道路恢復500 m，投資90萬元：總投資為3 420萬元。采用長江引水，引水1.0 m3/s時，引水泵站2座、支河泵站1座、閘1座，投資2 350萬元；HDPE管4.2 km，投資1 800萬元；支河清淤1.8萬m3，投資110萬元；棄土征地魚塘2.33 hm2、農田2.67 hm2，投資90萬元；青苗補償9.33 hm2，投資200萬元；管道沿線道路恢復500 m，投資90萬元：總投資為4 640萬元。經比較，引水相同的情況下，中水回用引水較采用長江引水節省投資1 220萬元。

2.2 補水效果

中水回用進行生態補水時，最大補水流量根據污水廠處理規模確定。污水處理廠現規模為2.5萬t/d，一期規模為4萬t/d，遠期規模為8萬t/d。根據不同水位下的污水處理能力，換算出河道相應的換水時間，從而明確其補水效果，結果見表1。當河道補水至8.0 m時，在2.5萬t/d規模下，需21 d；4萬t/d規模下，需13 d；8萬t/d規模下，需7 d。由此可見，中水回用對河道補水的效果，主要取決于污水廠的處理規模。處理規模越大，補水流量越大，補水歷時越短，補水效果越好。

表1 中水回用補水歷時表

采用長江引水時，在長江水位保證能夠引水的前提下，引水流量可根據工程需要調節。結合不同水位，不同流量（1.0 m3/s、2.0 m3/s、3.0 m3/s）得到全面補水的歷時時間，當補水流量取1.0 m3/s時，水位補充至8.0 m需要約7 d；當補水流量取2.0 m3/s時，水位補充至8.0 m需要約3 d；當補水流量取3.0 m3/s時，水位補充至8.0 m需要約2 d，歷時更短，補水效果相對更好。但補水流量越大，相應的引水泵站及沿線管道造價也更高。2.3實施難度

在污水廠處理能力及中水水質達標的前提下，中水回用引水方式技術可行，實施條件較為成熟，同時能減輕污水的排放壓力。長江引水方式是常用的取水方式，但該段長江兩岸均為灘地，施工難度較大；長江水源尚存在血吸蟲等問題，長江側取水至城區河道還需采取滅螺措施，相對于中水回用投資造價也更高。

綜合以上各種因素，在城市河道的補水工程中，中水回用雖目前應用較少，但具有潛在的優勢。

3 結語

再生水是城市穩定的淡水資源，污水再生利用減少了城市對自然水的需求量，削減了對水環境的污染負荷，減弱了對水自然循環的干擾，是維持健康水循環不可缺少的措施。目前各城市的污水處理能力有限，應用于城市河道補水工程時補水流量受到規模限制，造成其成效不及傳統的調水方式顯著，但中水回用在取水方式上基本為就近原則，管線施工條件較成熟，同時在水資源再利用方面具有獨特的優勢。水利行業中傳統的引調水方式往往受地域條件限制，取水距離較遠，涉及影響因素較多，實施難度大。因此，在未來日益膨脹的用水壓力下，逐步成熟的中水處理技術將引導中水回用技術在水利行業中不斷推廣及應用。

（責任編輯 崔春梅）

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1009-6159（2014）-09-0046-02

2014-03-18

吳利華（1984—），女，工程師