朝阳市中水回用存在问题与改造工程建设分析

2016-07-07吴事陆

水利技术监督 2016年1期

关键词：中水回用污水处理水资源

吴事陆

（国电电力朝阳水务环保有限公司，辽宁朝阳122000）

朝阳市中水回用存在问题与改造工程建设分析

吴事陆

（国电电力朝阳水务环保有限公司，辽宁朝阳122000）

摘要：介绍了朝阳市城区供水现状和污水排放情况，着重对中水回用存在的主要问题和所面临的问题进行了分析，阐述了中水回用工程建设的必要性，并由此提出了对原有污水厂基础上进行中水提标升级改造，使中水再利用提高了水资源的再利用率，可以使朝阳市水资源紧缺现状得到有效缓解，为经济社会发展提供了坚实的基础保障。

关键词：中水工程；中水回用；水资源；污水处理

我国作为一个水资源十分贫乏的国家，水污染现象也较为严重。供水短缺及水环境的质量恶化形势也十分严峻。在我国城市化进程不断加快的现在，城市中的生活污水及工业废水已逐渐成为我国各地污水的主要来源。然而中水回用工程的有效运用，能够实现污染治理及开发非传统水源的双赢目的。

1　城区供水与污水排放现状

1.1城区供水

朝阳市地处辽宁省的西部，北与内蒙古自治区的赤峰市、哲里木盟接壤，其东北、东南及南部分别与阜新市及荆州市及葫芦岛市毗邻，西部与河北省的平泉及青龙两县交界。

朝阳市的城区供水的设施比较齐备，供水水源主要为地下水，管道的覆盖率较高，在2000年的时候，供水普及率就基本达到80%以上。

城区现有较大水源两处，分别为扣北水源、中山水源，两个水源日供水能力共约为15万t/d。根据2014年朝阳市水资源公报记录，2014年朝阳市双塔区、龙城区年用水量共约11783.1万t。

1.2污水排放

朝阳市城区已建成3座污水处理厂，处理规模最大的为净源污水处理厂，日处理量10万t。城区污水经污水管网收集至各污水厂，进行统一处理且达标排放。

城区内排水管道有3种：雨水管道、合流管道、污水管道，其中多数为雨水管道和污水管道，合流管道较少，主要分布在市区。市内有3条排洪沟穿过，分别是榆树林沟、南沟、北沟。市区西北侧有一主排洪沟，排山洪入什家河。

朝阳市区共有3个排污口，其中2014年污水入河排放总量约为4774.6万t，全年主要污染物入河排放量约为4424.6t。

2　中水回用的主要问题

2.1现存主要问题

（1）朝阳市城市污水仍有小部分未经处理排入市区内排洪沟，污染水体，影响生态环境及广大人民健康水平。

（2）排水工程未形成完善系统，建设施工中未严格遵照规划执行，致使设置管道管径较小，出现一路多管“拉链”现象。

（3）在现在的管线常出现雨污混接的现象，降雨的时候会造成污水的溢流以及环境污染现象的出现，进而大大的增加了污水的处理厂处理的费用。

（4）部分现状管线管径不够合理，通常都是按照经验估算得出的。雨水的管径通常较小，过水的能力不足，进而造成了汛期时常会发生溢水的现象。污水的支管管径较大，主干管的管径较小，很难充分发挥管渠系统地工程效益［6］。

城市污水、废水的处理回用，不仅可以有效的减少对地下水的开采，还能给我们带来一定的经济效益。更是解决城市水资源的和水环境的主要出路之一。

然而由于中水水质的主要指标未达到生活饮用水的水质要求，可又高于允许排放污水的水质标准，处在其两者之间，所以称之为中水。中水主要用于宾馆或者是居民小区，机关部队等单位的浇洒绿地和景观用水，同时也适用于消防给水、水冷却循环补充水、冲车用水、居民冲厕等。

2.2面临主要问题

建设污水处理厂工程不仅是公益事业，也是开发资源和发展生产的主要举措。水资源的开发利用方向主要是污水资源化及再生化的利用，加强污水处理机的再生开发利用步伐，以提高水资源地利用效率，加大兴建污水处理机再生水利工程，进而提高污水的处理率和回用率［7］。但是仍然面临着很多问题。

（1）观念问题：改变人们对中水地片面认识及偏见，将中水的利用范围从局限于荒山绿化及农业的灌溉扩展到城市的工业领域。

（2）技术问题：因为中水获取主要是来自城市中的生活及工业用污水，污染的成分十分复杂，所以必须运用可靠的工艺，及稳定的处理技术，促使中水水质的安全可靠，以达到各行各业对用水水质的要求［5］。

（3）经济问题：最新采用的水处理厂工艺的成本应该低于现阶段各行业地经济承受范围，最好是低于自来水地价格，使中水的水质安全能够有效的达到各行业的用水要求。

（4）管网建设问题：在现阶段朝阳市的中水利用尚还处在起步的阶段，中水的管网建设十分落后，所以，必须全面加强对管网的建设，所需要的工程投资量较大，建设的难度也相对较大。

3　改造工程建设的必要性

3.1中水回用工程建设必要性

3.1.1水资源严重不足

随着我国国民经济的不断增长，城市化进程也在不断的加快，城乡差距、水污染的问题也是日益严重，造成了我国地城市缺水问题较为突出。其中严重缺水的城市主要在北方，而朝阳地区地处我国第1建筑气候区的ID小区。

同时又具有自身特点，年平均气温在8.4°C左右，平均无霜期为125d，多年平均降水量为486mm。冬季降雪量少，春季多干旱大风，蒸发量是降水量的4倍多，主导风向为南南西，平均风速为3m/s，最大风速高达28.3m/s，冻土最大深度1.35m，日照年平均达2800h，由于蒸发量大于降雨量，所以气候干燥，常年干旱且多风沙。因此，朝阳水资源再利用尤显重要。节约用水、发展可持续利用水资源已是当务之急。

3.1.2中水回用用户需求

首先，朝阳市燕山湖电厂已建成，位于净源污水厂西南角，将污水厂清水池的中水，作为电厂循环冷却水。

其次，国电电力朝阳2×330MW热电项目正在建设当中，也需要再生水作为循环冷却水。

最后，朝阳市燕都新城的居民冲厕每日需1万t中水+超滤深度处理的中水为其供应。

综上，本工程的建设，符合国内外现代化城市发展的趋势，符合辽宁省朝阳市朝阳县城市城市总体规划，符合中水回用用户的实际需要，项目的实施是必要的。

3.2污水厂提级改造的必要性

朝阳净源污水处理厂自2008年运行，所执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB18918-2002的规定中的一级排放标准B标准。但根据《辽宁省污水综合排放标准》（DB21 /1627-2008）要求：省辖市规划城市中心区的城镇污水处理厂及国家、省、市级的各类工业园区（开发区）污水处理厂的出水标准应执行GB18918《城镇污水处理厂污染物排放标准》中，一级标准的A标准。因此污水处理厂出水水质提标升级标准势在必行。

4　中水回用改造工程建设分析

4.1厂址的选择

依据可研报告中的技术经济比较，将朝阳市中水回用工程中水处理厂的厂址确定在净源污水处理厂东北侧中水回用预留地。

4.2中水处理工艺选择

该工程原污水处理厂工艺采用悬挂链式曝气活性污泥法，可以很好地去除氨氮、总氮，但随着污水处理厂进水水质中氨氮、总氮的不断升高，为更好的将其去除［4］。

该次中水回用工程对原有生物池进行改造，结合该工程水源水质、再生水服务对象、深度处理后的水质要求，综合考虑投资及运行成本。最后确定提级改造工程和电厂中水回用工艺方案为（图1为工艺流程图）［1］。

改造悬挂链式曝气生物池：增加流动生物床（MBBR）、增加内回流，从而变相增加池容，提高氨氮、总氮去除率。

增加处理工艺采用：混凝-沉淀-过滤-消毒。其作用是：进一步去除二级处理后水中残存的悬浮物（包括活性污泥颗粒）、脱色、除臭，BOD5、CODcr等使水进一步得到澄清。而消毒、杀菌，则是去除水中的细菌、微生物及有毒有害物质。

燕都新城中水采用：一级A出水+超滤+臭氧处理。

污泥处理采用：直接浓缩脱水+深度脱水。

图1　朝阳市中水回用工程工艺流程图

4.3中水处理工程规模确定

现朝阳净源污水处理厂工程规模为10万m3/d，因此现提级改造工程即中水回用工程规模为10万m3/d。依据中水用水协议，国电电力朝阳2× 330MW热电厂、燕山湖发电厂及规划建设的燕都新城总需水量为7.7万m3/d，近期燕都新城中水量为1 万m3/d。因此确定中水回用工程规模为8.7万m3/d。

4.4工程设计

4.4.1平面设计

朝阳市中水回用工程厂址位于已建的朝阳市污水治理工程厂区的东南侧。厂区内布置的建、构筑物有：提升泵池、混合反应沉淀池、转盘过滤器间、清水池、送水泵房及变电站、污泥泵池、加药间、臭氧发生器间、臭氧接触池、净水间、污泥深度脱水间。

新建工程厂区内的具体布置方式是：将两座混合反应沉淀池、加药间布置在厂区北侧；将转盘过滤器、臭氧发生器间、臭氧接触池由东向西布置在厂区中部；将净水间布置在厂区南侧，并在厂区东南角预留一座净水间的位置；将清水池、送水泵房、变电站布置在厂区西侧。将提升泵池布置在已建污水厂厂区门卫东侧的空地上，将污泥深度脱水间布置在已建污水厂污泥脱水机房西侧。

建、构筑物的总体布置既能满足工艺流程要求、相互紧密联系，又能体现出各个单体建、构筑物的功能及使用要求［2］。

4.4.2竖向设计

厂区竖向布置可以有效的运用平坡式。建筑物的室内外地坪标高最好是高出室外场地设计整平标高的0.3m以上，按照场地的现状标高，以及现状污水厂的场地设计标高，工程场地设计标高与已建污水厂一致为159.20m。厂区需回填土方，并需修建挡土墙［3］。