淮北市再生水規劃配置與應用

許　一　朱岳松

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淮北市再生水規劃配置與應用

許一朱岳松

一、引言

淮北市地處蘇魯豫皖四省交界，2014年總人口215.9萬，總面積2741km2，轄相山區、杜集區、烈山區3個市轄區和濉溪縣1個縣。淮北礦產頗豐、品種繁多，其中以煤為最，遠景儲量350億t，工業儲量80億t，是安徽省及我國重要的煤電工業基地之一。全市人均水資源量約318m3，遠低于國際公認的人均500m3的國際用水緊張線。

近年來隨著經濟社會和城市化的快速發展，煤化工及電廠等高耗水企業的相繼上馬投產，水資源供求矛盾日益突出。由于缺乏必要的地表水體攔蓄和調蓄工程，枯水季節或干旱年份地表水可利用量極少，且供水保證率很低，從而加劇了對地下水的開采。工業與生活、城市與農村爭水矛盾越來越突出。根據《安徽省水資源綜合規劃》，2020年安徽省給予淮北市用水指標考核總量為4.82億m3，而2014年全市供水總量已達4.831億m3，已超過安徽省考核用水總量，而未來經濟社會進一步發展仍需要一定數量的水資源作保障，可見淮北市的經濟社會發展已經明顯受制于水資源短缺，由于地表水和地下水開發程度較高，有限傳統的“開源”辦法難以解決城市水源短缺問題。相比開發其他水源而言，再生水受自然條件的限制較少，且產出量穩定。類似于淮北這樣的典型工業城市有著相對豐富的再生水源，具有較大的開發利用空間。

二、水資源供需平衡分析

1.水資源量及可供水量

根據淮北市水資源調查評價結果，當地多年地表水資源量3.951億m3、淺層地下水資源量4.791億m3、巖溶水資源量0.389億m3、重復量0.790億m3，水資源總量為8.341億m3、產水系數0.36，產水模數30.4萬m3/km2。多年平均水資源可利用量為4.082億m3，水資源可利用率為48.9%。其中地表水可利用量為1.304億m3，占水資源可利用量的31.9%，水資源可利用率為33.0%；淺層地下水可開采量為2.878億m3，占水資源可利用量的70.5%，水資源可開采率為56.5%；巖溶裂隙水資源可開采量為0.828億m3，占水資源可利用量的20.3%，水資源可開采率為71.7%；重復計算量為0.928億m3，占水資源可利用量的22.7%。

淮北市現狀供水主要以地下水為主，地表水為輔。2020年規劃水平年50%、75%和95%淮北市可供水量匯總分別是5.27億m3、4.65億m3和4.21億m3，此外規劃新增的供水工程主要有跨流域調水工程即淮水北調工程，工程規劃2020年調水至四鋪閘上7m3/s，除用于新增需水量之外還將逐步替換超采的中深層地下水。

2.規劃水平年需水量

在淮北市國民經濟和社會發展規劃總體目標下，預測滿足國民經濟和社會發展規劃的需水量，以保證規劃區國民經濟與社會發展戰略目標的實現。預測到2020年淮北市50%，75%，95%的需水量見表1。

由表1可見，規劃至2020年，在各行業推進節水型社會前提下，淮北市50%、75%和95%需水量仍需到6.8億m3、7.2億m3和7.6億m3。

3.供需分析及水資源配置

水資源供需分析的目的是摸清水資源開發利用在現狀條件下存在的主要問題，提出水資源供需分析中的供水滿足程度、余缺水量、缺水程度等指標。水資源配置是指在區域范圍在綜合采用合理抑制需求、有效增加供水、積極保護水資源策略的基礎上，對區內水資源進行的統籌調配。根據規劃水平年淮北市需水量和可供水量作出供需平衡分析及配置詳見表2。

由表2可以看出，規劃水平年供水主要有地表水、地下水以及淮水北調的水源。淮北市在加入淮水北調水源后，仍在75%保證率出現了8.2%的缺口，95%保證率情況下出現了19.3%的供需缺口。多年以來淮北市仍以地下水供水為主，此外還有部分地表水供水，對再生水源重視不足，由于再生水具有受自然條件的限制較少、產出量穩定等優點，此時應從區域內挖潛再生水源來取代常規水資源，對緩解區域水資源短缺具有十分重要的意義。

目前淮北市已經建成丁樓污水處理廠和濉溪污水處理廠，其中丁樓污水處理廠現狀規模12萬t/a（一期8萬t/a、二期4萬t/a）、濉溪污水處理廠現狀規模2.5萬t/a，規劃淮北市規劃新建5座污水處理廠，分別是烈山污水處理廠（6萬m3/d），礦山集污水處理廠（6萬m3/d），臨渙污水處理廠（2萬m3/d），百善污水處理廠（2萬m3/d），南坪污水處理廠（1萬m3/d）。原有的丁樓污水處理廠由12萬m3/d擴建至16萬m3/d。濉溪污水處理廠由2.5萬m3/d擴建至8萬m3/d）。預計2020年再生水可供水量可達6300萬m3，加入再生水供水量之后淮北市規劃年（2020年）水資源配置分析詳見表3。

由表3可見，由于加入了再生水資源的進行規劃水平年供水配置，淮北市規劃水平年缺水程度將大幅下降，基本滿足75%保證率情況下全市的用水要求，同時置換出了部分地下水資源，在節約大量水資源的前提下，為保護及涵養地下水資源也起到了一定的作用。

表1　江蘇省水生態文明城市指標體系表

表2　淮北市規劃年（2020年）供需平衡分析表（不含再生水）（單位：萬m3）

表3　淮北市規劃年（2020年）供需平衡分析表（含再生水）（單位：萬m3）

三、再生水源配置應用

1.污水處理設施現況

淮北市污水處理廠屬國務院“三河三湖”水污染治理重點項目，是我國沿淮首批動工建設的重點城市污水處理工程之一。目前淮北市已經建成丁樓污水處理廠和濉溪污水處理廠，其中丁樓污水處理廠現狀規模12萬t/a、濉溪污水處理廠現狀規模2.5萬t/a。丁樓污水處理廠設計總規模為日處理12萬t城市污水，其中一期工程日處理8萬t城市污水，2014年處理量達到2364.02萬m3/d，二期工程建設規模4萬m3/d，并于2005年竣工投產，2014年處理量達1457.59萬m3/d，濉溪污水處理廠2008年建成投產，2014年處理量達到871.03萬m3/d，以上污水處理廠出水水質均已達到《城鎮污水處理廠污染物排放標準》一級B排放標準，已經具備了再生水資源化的條件。

2.現狀再生水回用情況

淮北市中水處理廠又稱“淮北市污水處理再生回用工程”，廠址位于淮北市南郊丁樓村西側，主要工藝流程為：二級出水→混凝→沉淀→過濾→消毒。項目總造價約7500萬元。設計處理規模12萬m3/d，全部接納并處理淮北市污水處理廠一期工程、二期工程、濉溪污水處理廠的出水，經該項目處理后出水水質達到《城鎮污水處理廠污染物排放標準》（B18918-2002）一級A標準。由于淮北水資源緊缺且同時又作為煤炭和電力基地，因此考慮將電力冷卻循環水等對水質要求不高的需水量用再生水來替代。

根據水資源論證批復要求，淮北市中水處理項目中10.7萬t中水定向回用至大唐淮北虎山發電廠和淮北熱電聯產項目。（其中大唐虎山電廠2×660MW回用7.1萬m3/d、大唐淮北×300MW熱電聯產項目回用3.6萬m3/d）。目前項目已實施2年多，其中2014年污水再生利用量為1450萬m3。

3.現狀淮北市再生水配置應用

根據2014年淮北市用水情況，再生水回用項目要求以及規劃水平年對再生水利用總量的估算，按2014年現有再生水處理規模對將其納入全市水資源的統一配置應用，詳見表4。

由表4可以看出，2014年淮北全市供水總量4.831億m3，其中，地表水供水量1.363億m3，占總供水量的28.2%；地下水供水量3.323億m3，占總供水量的68.8%；其他水源（再生水）供水量0.1450億m3，占總供水量的3.0%。全市2014年總用水量4.831億m3，地表水用水量1.363億m3，占總用水量的28.2%。主要為農田、林果灌溉、工業和生態環境等項目用水。淺層地下水（孔隙水）用水量1.621億m3，占總用水量的33.6%。主要為農田、林果灌溉、工業、居民生活和城鎮公共等項目用水。深層地下水（含巖溶水）用水量1.702億m3，占總用水量的35.2%。主要用于工業、城鎮居民生活和公共等項目用水。再生水利用量為1450萬m3，主要用于大唐淮北虎山發電廠和淮北熱電聯產項目。

由以上可以得出，目前淮北市再生水配置量已達到總供水量的3%，實現了淮北市再生水配置零的突破，同時也是對2020年淮北市規劃水平年對再生水配置現階段的配置應用。實踐證明，再生水源回用項目運行2年多以來，在水資源綜合配置方面緩解了淮北市經濟發展與水資源需求的矛盾，大大節約淮北市水資源，發揮了巨大的經濟、社會和環境效益，同時為區域的水污染治理、水資源的重復利用，地下水的涵養保護均起到重要作用。

表4　2014年淮北市現狀用水和供水配置表（單位：萬m3）

四、結語

從淮北市規劃水平年水資源供需平衡分析，該地現有的常規水資源承載能力已無法支撐經濟社會發展用水需求，水資源嚴重短缺是淮北市經濟社會發展的瓶頸，除外調水外，開發利用現有再生水源是解決供水緊張局面的最直接有效的辦法。目前再生水源已經納入淮北市水資源統一配置，實踐證明再生水的配置不僅緩解了水資源緊缺矛盾，減輕常規水資源的開發利用壓力，還優化區域供水格局，置換部分地下水源，提高水資源利用的效率和效益，對皖北其他煤炭城市再生水開發利用有較大參考價值■

（作者單位：水利水資源安徽省重點實驗室安徽省·水利部淮利委水利科學研究院233000安徽省水利廳230009）