張智文
(淮南市環境保護監測站 安徽淮南 232001)
加快淮南市中水回用體系建設淺析
張智文
(淮南市環境保護監測站 安徽淮南 232001)
闡述淮南市水資源環境現狀,全市中水回用緊迫性,借鑒先進國家、先進城市經驗,依據淮南自身城市特點,提出本市中水回用體系建設建議。
中水回用;水資源現狀;建議
中水(Reclaimed Water),又稱“再生水”,主要指城市生活污水經二級以上污水處理廠處理后,其尾水水質優于污水綜合排放標準,低于生活飲用水衛生標準,可在市政、企業等范圍內重復利用的非飲用水。
中水是公認的“第二水源”,是提高水資源利用率,改善水環境質量,實現環境與發展“雙贏”的有效途徑,成為各國解決水環境問題的必選。
2013年,淮南市用水總量295045.98×104t,其中:工業用水量285064.51×104t,城鎮生活用水量9981.47×104t,工業與生活用水比例96.62:3.38;用水總量中:新鮮用水量35822.07×104t,其中:工業新鮮用水量25840.6×104t,工業重復用水量259223.92× 104t,工業重復用水率87.86%。
全市工業廢水治理設施98套,處理能力97.75×104t/d,運行費用6295.3萬元;工業廢水處理量8438.29×104t,去除COD 21929.36t、NH3-N 11698.53t。城市污水處理廠5座,累計投資49327.1萬元,設計處理能力35×104t/d,實際處理污水7142× 104t/a,運行費用 5518.68萬元,去除 COD 9446.41t、NH3-N 1208.39t。
全市污廢水排放總量19656.26×104t,其中:工業廢水10686.25×104t,生活污水8959.14×104t;此外,城鎮污水處理廠10.87×104t。主要水污染物排放量:COD 43724.7t,其中:工業6525.2t,城鎮生活27221.5t,城鎮污水處理廠737.54t;NH3-N 5202.12t,其中:工業1203.69t,城鎮生活3139.74t,城鎮污水處理廠72.39t。
美國、日本、以色列等國家,廁所沖洗、園林綠化、農田灌溉、道路保潔、洗車、城市噴泉、冷卻設備補充水等大量利用中水資源。
20世紀70年代以來,美國用水總量增加1.4倍,取水總量未增反降;全美至少有7個地區建成中水回用廠。日本在城市上下水道之間設中水管道,新建政府機關、學校、企業辦公樓、會館、公園、運動場等都須設中水管網,通過減免稅金、提供融資和補助金等手段推廣中水。新加坡推廣中水市場,目前,不僅單純中水利用,還有至少數×104t/d深度處理的中水輸入飲用水管網。以色列中水利用世界領先,采取城市污水→輸送處理中心處理→季節性儲存→輸送用戶的中水回用模式,42%中水灌溉,33%回灌地下,回灌中水再輸至管網系統,最南部地區作為飲用水源。
我國20世紀50年代開始以污灌方式回用污水,但污水深度處理回用生產生活是近年發展起來的,目前,全國中水回用率15%左右。
1958年,我國城市污水處理與利用研究列入國家科研課題,20世紀60年代污水灌溉研究達到一定水平;20世紀80年代初,北京、天津、大連、青島、太原、西安等缺水城市相繼開展污水回用試驗研究。2002年,出臺《城市污水再生利用·城市雜用水水質》、《城市污水再生利用·景觀環境用水水質》、《農田灌溉水質標準》。
近年來,國內許多城市建成中水回用工程,例如:北京建成高碑店30×104m3/d全國最大中水回用工程,主要是河(湖)補水、城市綠化、道路灑水、熱電廠冷卻用水;天津東郊7×104m3/d污水處理回用工程將二級出水過濾、消毒回用;河北邯鄲6×104m3/d回用水工程用于火電廠冷卻水;山東棗莊和泰安分別建成3× 104m3/d和2×104m3/d回用水工程;青島海泊河4×104m3/d中水回用工程用于工業冷卻、綠化和生活雜用;大連中水回用工程運行10余年;北京華能熱電廠、大慶油田采油廠、克拉瑪依油田采油廠等中水回用工程用于循環冷卻水。
淮南市轄淮河90%保證率,多年最枯月平均流量20m3/s,2013年全市取水量(不含農業)占多年最枯月平均流量61.14%;95%保證率,2020年全市需水量21.51×108m3,可利用水資源21.08×108m3,超過40%國際公認警戒線。因城市中水回用滯后,2020年缺水問題嚴重。
淮南煤化工基地取水,將進一步降低市轄淮河干流水環境容量;90%保證率最枯月流量下,減少COD納污能力2060.09 t/a、氨氮納污能力61.11 t/d,2020年減少COD納污能力7526.62 t/d、NH3-N納污能力223.27 t/d,將加重境內地表水環境負荷。
據調查,20世紀50年代以來,市轄淮河干流水資源量逐年遞減;淮河魯臺孜水文站年平均徑流量60年代較50年代減少14.26%,70年代較60年代減少19%,70年代較50年代減少30.55%,31年平均遞減1.49%;尤其枯水時段,境內淮河水環境壓力進一步加大。
市轄淮河飲用水源地直接受上游客水影響,僅1994~1999年,淮河上游污水團下泄6次;污水團嚴重時,色度60度、DO 0.96 mg/L、CODMn 20.6 mg/L、NH3-N 17.32 mg/L,DO低于《地表水環境質量標準》(GB3838-2002)Ⅲ類標準80.8%、CODMn超標2.43倍、NH3-N超標16.32倍,飲用水源地面臨嚴重沖擊。
2013年末,市第一污水處理廠、西部污水處理廠、鳳臺縣污水處理廠完成提標改造工程,以鳳臺縣污水處理廠為例,通過除磷脫氮后,主要污染物去除率:BOD 97.0%、NH3-N 86.1%、TN 70.0%、TP 91.4%,處理后尾水達到《城鎮污水處理廠污染物排放標準》(GB18918-2002)一級A標準(城鎮景觀用水和一般回用水等用途)。
上述3座污水處理廠設計處理能力25×104t/d,分別占全市城鎮污水處理能力71.43%、城鎮生活用水量91.42%。淮南屬較大城市,具有立法權,中水回用體系建設應走在全省前頭。通過中水回用體系建設,提升水資源重復利用率,對于緩解水資源供需矛盾具有戰略意義。
4.1 完善水資源管理相關法規
市十一屆人大常委會11次會議通過、省八屆人大常委會12次會議批準施行的《淮南市水資源管理條例》至今已20余年,同時,《條例》缺乏城市中水回用內容。中水回用既有直接經濟效益,又有社會效益和環境效益,因而,市政府相關職能應轉進研究完善《條例》,切實將中水回用納入市轄淮河流域用水管理軌道,明確中水資源費計價標準,通過立法和行政手段,實施中水回用策略。
4.2 研究制定城市中水回用規劃
城市中水回用規劃是城市總體規劃和水資源保護規劃的前提和保障,應從市轄淮河流域出發,創新體制機制,努力解決中水回用與地表水質改善等重大問題,提高水資源利用效率與利用效益,實現轉型發展。城市中水回用規劃應充分考慮生產生活用水結構、水質現狀,綜合考慮地表(下)水、中水、雨水等水資源開發利用和現有供水系統、排水系統和防洪系統等,中水回用應全面參與綜合平衡。
4.3 建設城市中水回用示范工程
充分發揮市第一污水處理廠、西部污水處理廠、鳳臺縣污水處理廠提標改造工程作用,抓緊建設市區東西部中心區和鳳臺縣城區中水回用示范工程,引導公廁沖洗、園林綠化、景觀設施、農田灌溉、道路保潔、機動車清洗、建材生產與建筑施工、城市居民盥洗等利用中水資源,鼓勵大型火電廠冷卻塔補充水利用中水資源,淮南煤化工業園污水處理廠處理后尾水重復利用,用中水回用替代取水指標;以此為契機,積累經驗,為實施大規模中水回用工程提供借鑒。
4.4 建立部門之間協調聯動機制
建立水資源宏觀調控與中水回用體系,由市政府責成水利主管部門牽頭,協調市規劃、城建、環保等相關職能部門研究制定全市中水回用中長期發展規劃,城建部門落實中水回用工程及其管網建設方案,環保部門結合污染減排協助中水回用工程實施,市政府及其相關職能部門各司其職,共同參與,成立組織,統一行動,切實保障中水回用工程順利實施。
4.5 開展關鍵技術與相關政策研究
實施能源城市中水回用體系建設,必須依靠科技進步和政策落實;為此,應結合淮南實際,盡快開展中水回用全流程技術、水資源經濟高效利用技術、雨水水文循環修復技術等項研究工作,為全面實施中水回用工程,提供技術支撐。市政府相關職能部門應盡快研究建立中水回用制度,一切新建、改建、擴建和技術改造項目水資源論證,必須落實中水回用替代取水指標方案。
4.6 全面提升公眾中水回用意識
城市中水回用技術屬新生事物,必須通過各類新聞媒體,開展有針對性的宣傳教育,進一步增強企業和公眾水資源憂患意識、節約用水意識、水資源循環利用意識,努力消除社會公眾對中水的心理障礙,取得中水回用共識和公眾廣泛支持。
張智文(1976—),男,安徽淮南人,大專,助理工程師,從事環境自動監測工作。