虞城縣再生水利用工程設計

樊英霞

(虞城縣水利局，河南 虞城 476300)

1 引言

虞城縣正在進行城區河流水系綜合整治工作，亟需大量水資源對整治后的河道進行活水補源，以維持河道的基本生態功能；城區道路、綠地的澆灑和建筑施工也需要消耗大量的水資源；這些用水的水質要求不高，屬于低水質用水需求，可采用再生水進行供應。截止目前，虞城縣尚未進行再生水利用的項目。

2 再生水需水量預測

2.1 工業生產用水

虞城縣是典型的農業縣城，為加快城市產業升級、優化城市產業結構，近年來在河南省委省政府的支持下，大力發展虞城縣產業集聚區，形成了以裝備制造業、紡織服裝、食品加工為主的產業鏈條，取得了不俗的成績，但也存在龍頭企業數量偏少，經濟總量較小，產業化水平低的問題。這些工業類型中裝備制造業對再生水需求量較小，紡織服裝和食品加工，衛生要求高，用水水質要求高，不適于進行再生水利用。

2.2 道路和綠化澆灑用水

根據《虞城縣城鄉總體規劃(2016-2035)》對虞城縣中心城區的用地相關規劃，至2025年城市道路廣場用地面積為514.27 hm2，綠地面積為336.03 hm2。根據《室外給水設計標準》澆灑道路用水量取2 L/(m2·d)，澆灑綠地用水量取1 L/(m2·d)。

2.3 沖廁用水

目前，在北京、天津等一線城市已經開始推廣再生水沖廁利用，但從實際運行情況來看，再生水用于沖廁還存在以下問題：①再生水管網管理復雜，存在一定的供水安全性風險。②再生水利用需要對現有衛生潔具供水系統進行改造，投資較大，改造難度也很大。③小區內再生水存儲、升壓及消毒設備不完善、設備故障率高，導致再生水系統運行不理想。④老社區內道路狹窄，管線綜合交錯，再生水管網系統敷設難度很大。⑤再生水對配水管線及用水器具的防腐要求較高。

2.4 洗車用水

根據統計數據，截止2018年度，虞城縣的機動車保有量近10萬輛，預計至2025年將達到約14萬輛，至2035年將達到約20萬輛。單輛汽車每次洗車用水量約0.10 m3，每輛車平均7 d洗車1次，則每輛車平均每天洗車用水量為1.40×102m3，由此可知虞城縣城近期的洗車用水量約為0.20萬m3/d，遠期洗車用水量約為0.28萬m3/d。考慮到洗車用水量較小，且用戶分布分散，單獨敷設再生水管道代價過大且不易管理，因此暫不考慮再生水的洗車之用。

2.5 建筑施工用水

虞城縣城目前處于快速城市化的發展過程中，各種建筑拔地而起，建設工地較多。建筑施工用水主要用于沖洗、壓塵、砂漿、混凝土養護等，用水量不穩定，不易估算，且較為分散，為避免再生水管道建設過多，工程投資過大，工程暫不考慮再生水的建筑施工用水。

2.6 景觀河道補充水

虞城縣城區內響河、牛河、周商永運河、十字河、十字河西支、運糧河、東沙河、白河、中心干渠等河道，大部分為季節性河道，不降雨時，河道流動性較差，易腐敗變質。項目的一個很重要的建設目的是為隴海鐵路以南的季節性河道補充水源，使其形成活水，實現長制久清，避免整治后再返黑返臭。

2.7 再生水需水總量

通過分析預測，可以得出虞城縣中心城區至近期2025年的再生水需水量，具體需水量見表1。

表1 虞城縣城2025年再生水需求量預測表

3 再生水水源選擇

城市污水量與城市供水量幾乎相當，就近可得，易于收集，經過污水處理廠深度處理處理后其污染物含量已相對較低，水質水量相對穩定，目前水再生處理技術比較成熟，經適當處理后可做為工農業生產的水源。

虞城縣第三污水處理廠建成后，虞城縣3座污水處理廠的總處理能力將達到10萬 m3/d，主要出水指標將提升至地表水Ⅳ類水標準，可提供大量優質的再生水資源。但虞城縣尚未對這些水資源進行有效利用，而是直接排放至響河，造成資源浪費。

這些處理后的尾水白白排入自然水體，不但造成污染，還是一個巨大的浪費，根據《城鎮污水再生利用工程設計規范》其水量水質可滿足8萬m3/d再生水廠的需求，也是虞城縣縣城周邊唯一具有如此規模的水源。確定將虞城縣3座污水處理廠處理后的尾水做為再生水廠的水源，即利用虞城縣第一、第二、第三污水處理廠處理后的尾水資源建設虞城縣再生水廠。

4 工程建設規模的確定

4.1 再生水水源供水能力分析

虞城縣中心城區現有3座污水處理廠，分別為虞城縣第一污水處理廠、虞城縣第二污水處理廠和虞城縣第三污水處理廠。根據《城鎮污水再生利用工程設計規范》4.3.1條和4.3.2條，再生水廠的設計規模按最高日水量確定，且不宜超過污水處理廠規模的80%。虞城縣3座污水處理廠的總規模為10萬m3/d，大于再生水的需水量，作為水源的供水能力是可以滿足再生水廠的取水需求的。

項目再生水的用途主要是城區道路和綠地澆灑用水、河道生態補水，用水的穩定性和保證率要求不高，且還有城市自來水和河水可作為備用水源，因此，即使再生水供水量偶爾不足也不會造成大的影響。擴大再生水廠的供水能力對水資源的有效利用、再生水廠的經濟效益有較大的促進作用，對環境保護也是非常有益的事，因此應能用盡用。

4.2 工程建設規模

根據上述的再生水需水量預測和再生水水源供水能力分析，確定虞城縣再生水廠的建設規模為8萬m2/d。

5 再生水供水水質與污水處理廠設計出水水質

5.1 污水處理廠的設計出水水質

虞城縣第一、第二、第三污水處理廠正在進行提標改造工程，該工程完成后，出水COD、BOD5、氨氮、總磷將達到《地表水環境質量標準》Ⅳ類水質要求，其余指標繼續執行《城鎮污水處理廠污染物排放標準(GB18918-2002)》的一級A標準。各污水處理廠設計出水水質見表2。

表2 虞城縣第一、第二、第三污水處理廠的設計出水水質表 (單位：mg/L)

5.2 污水處理廠需要進一步提高的水質指標

①對于溶解氧指標，由于污水處理廠均設有好氧生化工藝，后續的深度處理過程中也會陸續經過跌水堰充氧等，實際運行中其出水溶解氧均會高于1 mg/L，因此無須進行特別處理即可達標。②對于余氯指標，第三污水處理廠目前采用次氯酸鈉消毒，只需加大污水處理廠的次氯酸鈉投加量即可達到再生水的指標要求。③對于嗅和味，2座污水處理廠均設有混凝、沉淀、過濾、消毒的深度處理系統，流程與地表水凈水工藝相同，出水基本無嗅和味。④對于色度指標，污水處理廠出水要求較低，而再生水要求較高，現有工藝不易達到。因此，為進行再生水利用，滿足用戶對水質的需求，污水處理廠尚需增加脫色工序，進一步降低出水色度。

5.3 目前常用的脫色方法

目前常用的脫色方法：①臭氧氧化脫色法；②絮凝脫色法；③吸附法；④反滲透膜脫色法；⑤芬頓脫色法。

5.4 脫色工藝選擇和再生水廠工藝流程

脫色工藝選擇和再生水廠工藝流程：目前常用的5種脫色工藝，認為臭氧氧化脫色法具有脫色效果好、反應迅速、流程簡單、沒有二次污染、兼具去除嗅、味、CODcr的優點，適合于項目用地緊張、縣級污水處理廠管理水平相對較低的特點，工程推薦采用臭氧氧化的脫色工藝。

由于3座污水處理廠的提標改造項目正在進行，提標改造工藝中已經加入了臭氧氧化工藝，提標改造完成后各污水處理廠出水將能夠滿足再生利用的要求;故不新建脫色設施。

6 結語

總之，虞城縣再生水利用一期工程擴大再生水利用范圍，節約有限的水資源，緩解虞城縣水資源利用緊張局面；利用再生水對城區道路、公園綠地進行澆灑，創造美好的生活環境；對周商永運河、運糧河、十字河、十字河西支等河道景觀水體進行生態補水，活水保質，消除城市黑臭水體，提高河道生態景觀標準，增加濱水空間，提升城市品質。