淮北市再生水规划配置与应用

许　一　朱岳松



淮北市再生水规划配置与应用

许一朱岳松

一、引言

淮北市地处苏鲁豫皖四省交界，2014年总人口215.9万，总面积2741km2，辖相山区、杜集区、烈山区3个市辖区和濉溪县1个县。淮北矿产颇丰、品种繁多，其中以煤为最，远景储量350亿t，工业储量80亿t，是安徽省及我国重要的煤电工业基地之一。全市人均水资源量约318m3，远低于国际公认的人均500m3的国际用水紧张线。

近年来随着经济社会和城市化的快速发展，煤化工及电厂等高耗水企业的相继上马投产，水资源供求矛盾日益突出。由于缺乏必要的地表水体拦蓄和调蓄工程，枯水季节或干旱年份地表水可利用量极少，且供水保证率很低，从而加剧了对地下水的开采。工业与生活、城市与农村争水矛盾越来越突出。根据《安徽省水资源综合规划》，2020年安徽省给予淮北市用水指标考核总量为4.82亿m3，而2014年全市供水总量已达4.831亿m3，已超过安徽省考核用水总量，而未来经济社会进一步发展仍需要一定数量的水资源作保障，可见淮北市的经济社会发展已经明显受制于水资源短缺，由于地表水和地下水开发程度较高，有限传统的“开源”办法难以解决城市水源短缺问题。相比开发其他水源而言，再生水受自然条件的限制较少，且产出量稳定。类似于淮北这样的典型工业城市有着相对丰富的再生水源，具有较大的开发利用空间。

二、水资源供需平衡分析

1.水资源量及可供水量

根据淮北市水资源调查评价结果，当地多年地表水资源量3.951亿m3、浅层地下水资源量4.791亿m3、岩溶水资源量0.389亿m3、重复量0.790亿m3，水资源总量为8.341亿m3、产水系数0.36，产水模数30.4万m3/km2。多年平均水资源可利用量为4.082亿m3，水资源可利用率为48.9%。其中地表水可利用量为1.304亿m3，占水资源可利用量的31.9%，水资源可利用率为33.0%；浅层地下水可开采量为2.878亿m3，占水资源可利用量的70.5%，水资源可开采率为56.5%；岩溶裂隙水资源可开采量为0.828亿m3，占水资源可利用量的20.3%，水资源可开采率为71.7%；重复计算量为0.928亿m3，占水资源可利用量的22.7%。

淮北市现状供水主要以地下水为主，地表水为辅。2020年规划水平年50%、75%和95%淮北市可供水量汇总分别是5.27亿m3、4.65亿m3和4.21亿m3，此外规划新增的供水工程主要有跨流域调水工程即淮水北调工程，工程规划2020年调水至四铺闸上7m3/s，除用于新增需水量之外还将逐步替换超采的中深层地下水。

2.规划水平年需水量

在淮北市国民经济和社会发展规划总体目标下，预测满足国民经济和社会发展规划的需水量，以保证规划区国民经济与社会发展战略目标的实现。预测到2020年淮北市50%，75%，95%的需水量见表1。

由表1可见，规划至2020年，在各行业推进节水型社会前提下，淮北市50%、75%和95%需水量仍需到6.8亿m3、7.2亿m3和7.6亿m3。

3.供需分析及水资源配置

水资源供需分析的目的是摸清水资源开发利用在现状条件下存在的主要问题，提出水资源供需分析中的供水满足程度、余缺水量、缺水程度等指标。水资源配置是指在区域范围在综合采用合理抑制需求、有效增加供水、积极保护水资源策略的基础上，对区内水资源进行的统筹调配。根据规划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详见表2。

由表2可以看出，规划水平年供水主要有地表水、地下水以及淮水北调的水源。淮北市在加入淮水北调水源后，仍在75%保证率出现了8.2%的缺口，95%保证率情况下出现了19.3%的供需缺口。多年以来淮北市仍以地下水供水为主，此外还有部分地表水供水，对再生水源重视不足，由于再生水具有受自然条件的限制较少、产出量稳定等优点，此时应从区域内挖潜再生水源来取代常规水资源，对缓解区域水资源短缺具有十分重要的意义。

目前淮北市已经建成丁楼污水处理厂和濉溪污水处理厂，其中丁楼污水处理厂现状规模12万t/a（一期8万t/a、二期4万t/a）、濉溪污水处理厂现状规模2.5万t/a，规划淮北市规划新建5座污水处理厂，分别是烈山污水处理厂（6万m3/d），矿山集污水处理厂（6万m3/d），临涣污水处理厂（2万m3/d），百善污水处理厂（2万m3/d），南坪污水处理厂（1万m3/d）。原有的丁楼污水处理厂由12万m3/d扩建至16万m3/d。濉溪污水处理厂由2.5万m3/d扩建至8万m3/d）。预计2020年再生水可供水量可达6300万m3，加入再生水供水量之后淮北市规划年（2020年）水资源配置分析详见表3。

由表3可见，由于加入了再生水资源的进行规划水平年供水配置，淮北市规划水平年缺水程度将大幅下降，基本满足75%保证率情况下全市的用水要求，同时置换出了部分地下水资源，在节约大量水资源的前提下，为保护及涵养地下水资源也起到了一定的作用。

表1　江苏省水生态文明城市指标体系表

表2　淮北市规划年（2020年）供需平衡分析表（不含再生水）（单位：万m3）

表3　淮北市规划年（2020年）供需平衡分析表（含再生水）（单位：万m3）

三、再生水源配置应用

1.污水处理设施现况

淮北市污水处理厂属国务院“三河三湖”水污染治理重点项目，是我国沿淮首批动工建设的重点城市污水处理工程之一。目前淮北市已经建成丁楼污水处理厂和濉溪污水处理厂，其中丁楼污水处理厂现状规模12万t/a、濉溪污水处理厂现状规模2.5万t/a。丁楼污水处理厂设计总规模为日处理12万t城市污水，其中一期工程日处理8万t城市污水，2014年处理量达到2364.02万m3/d，二期工程建设规模4万m3/d，并于2005年竣工投产，2014年处理量达1457.59万m3/d，濉溪污水处理厂2008年建成投产，2014年处理量达到871.03万m3/d，以上污水处理厂出水水质均已达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级B排放标准，已经具备了再生水资源化的条件。

2.现状再生水回用情况

淮北市中水处理厂又称“淮北市污水处理再生回用工程”，厂址位于淮北市南郊丁楼村西侧，主要工艺流程为：二级出水→混凝→沉淀→过滤→消毒。项目总造价约7500万元。设计处理规模12万m3/d，全部接纳并处理淮北市污水处理厂一期工程、二期工程、濉溪污水处理厂的出水，经该项目处理后出水水质达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（B18918-2002）一级A标准。由于淮北水资源紧缺且同时又作为煤炭和电力基地，因此考虑将电力冷却循环水等对水质要求不高的需水量用再生水来替代。

根据水资源论证批复要求，淮北市中水处理项目中10.7万t中水定向回用至大唐淮北虎山发电厂和淮北热电联产项目。（其中大唐虎山电厂2×660MW回用7.1万m3/d、大唐淮北×300MW热电联产项目回用3.6万m3/d）。目前项目已实施2年多，其中2014年污水再生利用量为1450万m3。

3.现状淮北市再生水配置应用

根据2014年淮北市用水情况，再生水回用项目要求以及规划水平年对再生水利用总量的估算，按2014年现有再生水处理规模对将其纳入全市水资源的统一配置应用，详见表4。

由表4可以看出，2014年淮北全市供水总量4.831亿m3，其中，地表水供水量1.363亿m3，占总供水量的28.2%；地下水供水量3.323亿m3，占总供水量的68.8%；其他水源（再生水）供水量0.1450亿m3，占总供水量的3.0%。全市2014年总用水量4.831亿m3，地表水用水量1.363亿m3，占总用水量的28.2%。主要为农田、林果灌溉、工业和生态环境等项目用水。浅层地下水（孔隙水）用水量1.621亿m3，占总用水量的33.6%。主要为农田、林果灌溉、工业、居民生活和城镇公共等项目用水。深层地下水（含岩溶水）用水量1.702亿m3，占总用水量的35.2%。主要用于工业、城镇居民生活和公共等项目用水。再生水利用量为1450万m3，主要用于大唐淮北虎山发电厂和淮北热电联产项目。

由以上可以得出，目前淮北市再生水配置量已达到总供水量的3%，实现了淮北市再生水配置零的突破，同时也是对2020年淮北市规划水平年对再生水配置现阶段的配置应用。实践证明，再生水源回用项目运行2年多以来，在水资源综合配置方面缓解了淮北市经济发展与水资源需求的矛盾，大大节约淮北市水资源，发挥了巨大的经济、社会和环境效益，同时为区域的水污染治理、水资源的重复利用，地下水的涵养保护均起到重要作用。

表4　2014年淮北市现状用水和供水配置表（单位：万m3）

四、结语

从淮北市规划水平年水资源供需平衡分析，该地现有的常规水资源承载能力已无法支撑经济社会发展用水需求，水资源严重短缺是淮北市经济社会发展的瓶颈，除外调水外，开发利用现有再生水源是解决供水紧张局面的最直接有效的办法。目前再生水源已经纳入淮北市水资源统一配置，实践证明再生水的配置不仅缓解了水资源紧缺矛盾，减轻常规水资源的开发利用压力，还优化区域供水格局，置换部分地下水源，提高水资源利用的效率和效益，对皖北其他煤炭城市再生水开发利用有较大参考价值■

（作者单位：水利水资源安徽省重点实验室安徽省·水利部淮利委水利科学研究院233000安徽省水利厅230009）