东莞市再生水利用现状与规划——以石马河流域与茅洲河流域为例

莫灼英

（东莞市水务监测中心，广东 东莞 523000）

1 污水处理及再生水利用现状

1.1 污水处理现状

石马河流域（东莞境内流域面积为601km2）和茅洲河流域（东莞境内流域面积为77.38km2），总面积为678.38km2，涉及清溪、凤岗、塘厦、樟木头、谢岗、桥头、常平、黄江、大岭山、虎门和长安共11个镇街。 两河流域现有12座污水处理厂， 现状污水处理厂分布如表1及图1。

图1 两河流域现状污水处理厂分布

由表1可得，现状污水处理厂总规模为96.5万m3/d，其中石马河流域61.5万m3/d，茅洲河流域35万m3/d（含长安新区污水处理厂）。在排放标准方面，绝大部分污水处理厂执行一级B排放标准， 只有少量尾水执行一级A排放标准（现状执行一级A排放标准的污水厂规模共计32万m3/d，占现状污水厂总规模的33.2%）。 总体而言，现状污水处理厂站处理规模有限，无法满足日益增长的城市再生水需求， 且水质指标有待提标改造。

表1 两河流域内现状污水处理厂统计

1.2 再生水利用现状及发展

依据GB/T 18921—2002 《城市污水再生利用分类》［3］，再生水主要可用于农、林、牧、渔业用水，以及城市杂用水、工业用水、环境用水、补充水源水等多种用途。 对于两河流域，由于农业用地较少，且农业用地大部分位于生态保护区内， 分布极为分散，故农、林、牧、渔业用水所占比重约5%，再生水使用困难。 对于城市杂用水，争议较大的是建筑冲厕、空调冷却水等用水。一方面，建筑冲厕用水相比其他几类用水所占比重很少， 但其再生水管网投资和管理费用却很高，投入和产出相差较大。尤其对于两河流域而言，绝大部分区域为已建成区，进行建筑再生水管网改造实属不易；另一方面，建筑冲厕使用再生水难免存在错接误接风险。因此，城市建成区不建议利用再生水冲厕及用于空调冷却水。 对于再生水补充水源水，考虑到再生水的水质风险，且在国内应用先例并不多，两河流域不建议将再生水作为补充水源水。地表水和地下水可通过集蓄、 涵养雨水资源及海绵城市建设等措施进行直接和间接补充。长远来看，城市杂用水、工业用水及环境用水（主要指河流生态补水）是两河流域再生水利用的重点方向。

2 再生水用水规模预测

2.1 城市杂用水

在当前水环境治理压力大， 且污水处理厂尾水尚不能达到国家再生水相关水质标准的背景下，近期再生水主要考虑用于生态景观用水， 以解决当前东莞市水环境污染问题。 远期待再生水厂站建设完善，再生水水质符合国家相关标准后，可考虑将部分再生水用于工业用水及市政杂用。

两河流域城市杂用水用途主要包括城市绿化、道路清扫、建筑施工和车辆冲洗等。由于建筑施工和车辆冲洗用水难以定量计算， 因此重点对绿化用水和道路清扫用水规模进行预测， 并在预测中考虑一定的弹性系数，以充分考虑前两者用水的可能。经计算， 两河流域远期绿化和道路浇洒平均日再生水用量10.64万m3/d， 近期绿地浇洒再生水平均日用水量3.55万m3/d。

2.2 工业用水

由于工业用水范畴非常广泛， 再生水可替代于工业用水的范畴主要包括冷却用水、洗涤用水、锅炉用水、工艺用水、产品用水等。 工业再生水用水量由两部分构成：①大用户企业用水量；②一般工业企业用水量。经计算，远期大用户企业平均日再生水用量合计为1.945万m3/d， 一般工业企业平均日再生水用量16.54万m3/d。

2.3 环境用水

两河流域环境用水对象主要为河流。 流域内河流众多，大小河流、排洪沟渠共计130余条。其中凤岗镇12条，塘厦镇12条，清溪镇30条，谢岗镇7条，樟木头镇5条，常平镇34条，桥头镇13条，长安镇17条。 河流环境需水量一般采用最小生态需水量法进行河流生态需水量的预测， 即以多年平均流量的10%作为生态补水量低方案， 以多年平均流量的20%作为生态补水量高方案。 设计年径流计算公式如下：

式中 W为径流总量（m3）；R为径流深（mm），由《广东省水文图集》查得，取800mm；F为流域面积（km2）。

上述公式计算所得设计年径流量再乘以10%即得枯水期径流量，即生态环境需水量。经计算，流域内各河涌所需环境补水量较小，均低于现有污水处理厂处理规模。 考虑到现有河道黑臭水体治理、水环境提升等需要，以及将来人民对于水景观、水生态需求的不断提升，河道补水应坚持“多多益善”的原则。 因此，各污水处理厂扣除市政杂用水量和工业用水量后，剩余水量应尽量补充至河道。

综上，经汇总计算三类用水规模预测值，结果表明远期环境补水用水量最大，占再生水总产量的76.7%；其次为工业用水，占比14.2%；城市杂用水占比最小，为9.1%。

3 再生水厂站布局规划

3.1 厂站提标改造分析

根据东莞市污水处理厂提标改造计划，近期两河流域污水处理厂出水标准提至一级A以后，可直接用于河道补水及城市杂用水。 由于一级A标准部分检测项会对工业生产设备产生不良影响，因此一级A标准的出水需进一步处理，达到相应水质标准后方可用于工业用水。随着国家对水环境质量重视程度的持续提高，远期所有污水处理厂提标改造至准Ⅳ类排放。

3.2 再生水厂站布局

再生水厂站布局以污水处理厂服务范围为基本单位，做到再生水系统供需平衡。 对于在规划范围内无污水处理厂的常平镇，采用就近原则，由樟木头污水处理厂供水。考虑到近期规划区面临着水环境治理的紧迫任务， 规划近期再生水利用以河道补水为主。同时，由于道路和绿地浇洒等市政杂用水可采用罐车取用再生水，近期规划区再生水利用可兼顾部分距离污水处理厂较近的道路和绿地浇洒。随着污水处理厂出水标准的提高及再生水管网的完善，远期规划区再生水利用方向包括工业用水、城市杂用和河道补水。

由上述分析和规划策略可知， 无论是近期还是远期，规划区内均无需建设专门的再生水厂站，现有污水处理厂即是再生水厂站。因此，规划再生水利用设施建设内容主要包括泵站及再生水管网， 石马河流域近远期再生水厂站布局如图2及两河流域规划污水处理厂布局统计表2。

图2 石马河流域近、远期再生水厂站布局

表2 两河流域规划污水处理厂布局统计

3.3 再生水处理工艺

远期为使得污水处理厂在一级A出水标准的基础上提高到准IV类， 需要对二级或二级强化处理后的城市污水进行深度处理， 进一步去除TN、TP、SS、COD等污染物。 根据北京、天津、深圳等城市实际设计和运营经验， 准IV类出水标准下污水处理厂的深度处理工艺常见有以下4种：①一级A出水+反硝化生物滤池+高效沉淀池+V型滤池+臭氧高级催化氧化+消毒；②一级A出水+高效沉淀池+深床滤池+臭氧氧化工艺+消毒；③预处理+MBR+臭氧氧化+消毒；④一级A出水+反硝化生物滤池+臭氧氧化工艺+曝气生物滤池+消毒。 各污水处理厂远期提标时，应根据进水水质及用地情况选择合适的处理工艺。

4 再生水利用效益分析

总体来讲，再生水利用工作属于公益性事业，其效益主要为环境效益和社会效益， 同时亦兼具一定的经济效益。

4.1 环境效益分析

规划的实施，可开辟城市第二水源，有效缓解东莞市日益紧张的水资源供需矛盾：如按规划实施，则再生水可部分替代自来水（用于市政杂用水及工业用水），在节约优质水资源的同时，有效缓解东莞市日益紧张的水资源供需矛盾。根据再生水利用规划，近期污水处理规模共计134万m3/d； 一级A及以上标准的再生水利用规模将达到78.4万m3/d，则近期再生水利用率将达到58.5%，可实现再生水利用率近期不低于20%的目标；远期污水处理规模共计145万m3/d，一级A及以上标准的再生水利用规模将达到116万m3/d，则远期再生水利用率将达到80%，实现再生水利用率远期不低于60%的目标。

4.2 社会效益分析

在带来巨大环境效益的同时，规划的实施还具有良好的社会效益：①可有效提高全民节水意识和环保意识；②再生水利用是循环经济的具体表现，可为节水型城市、生态示范市、海绵城市等创建奠定基础；③再生水利用有利于构建可持续的城市水系统，有利于建设资源节约型、环境友好型城市；④结合河道综合治理，改善水环境，提升水景观，为市民提供亲水娱乐空间，进一步提升城市形象，改善市民生活质量。

4.3 经济效益分析

规划的实施将减少因远距离引水产生的管道建设及运行维护费用：①通过优惠水价，使用户节约了用水成本。 近期再生水价格与自来水价格价差按0.5元/m3计，则每天可节约自来水费用约5.78万元；②为鼓励再生水的推广， 建议政府对使用再生水的企业免征污水处理费。

5 结语

（1）东莞市两河流域现状污水处理厂规模为96.5万m3/d， 且绝大部分污水处理厂执行一级B排放标准，执行一级A排放标准的较少。总体而言，现状污水处理厂站处理规模有限， 无法满足日益增长的城市再生水用水需求，且水质指标有待提标改造。

（2）城市杂用水、工业用水及环境用水是两河流域再生水利用的重点方向，经对用水规模进行预测，远期环境用水量需求最大，其次为工业用水，城市杂用水最小。

（3） 两河流域规划近期污水处理厂出水执行一级A标准，远期提标改造至准IV类水质排放。 近远期无须建设专门的再生水厂站， 通过完善泵站及再生水管网建设，可实现流域内再生水利用规划目标。

（4）规划实施后将产生一定的环境效益、社会效益和经济效益。 目前东莞市正在开展城市升级、一河一策、黑臭水体治理等工作，建议再生水利用规划应与相关规划及工作进行合理衔接， 将再生水泵站、管网建设纳入相关供、排水专项规划，以期尽快实现再生水资源综合开发利用，保障区域可持续发展。