城市污水处理厂的尾水资源化利用

'城市污水处理厂的尾水资源化利用摘要：本文以合肥市王小郢污水处理厂中水回用工程为例，论述了将污水处理厂的尾水经深度处理回用于城市，并能取得良好的社会效益、环境效益和经济效益。关键词：尾水，污水处理，中水回用，景观用水概述：水是人们生活和国民经济建设中不可缺少的重要资源，是不可替代的物质。随着经济的发展、人口的增长和人们物质文化生活水平的提高，人们对水的需求在日益增长。目前，水资源的污染和短缺已成为制约我国社会经济实现可持续发展的重要因素，同时，城市污水处理厂达标排放的尾水直接排入水体,被白白浪费掉.市政府对污水处理厂的建设和运行投入了大量资金,污水处理厂的运行大大改善了城市的水环境,但我们不能仅仅满足于取得的环境效益,还应考虑将污水处理厂的尾水利用经深度处理后，回用于城市建设。国内外大量实践证明，经过深度处理的城市污水处理厂的尾水可以作为一种再生资源，大量回用于工业、市政、居民卫生等用水领域。目前已投人运行的污水处理厂中水回用工程，均产生了巨大的经济效益和社会效益，污水资源化已成为缓解水资源不足，合理开发水资源的重要战略对策，是实现我国社会经济的可持续发展的重要保证。为此，我国在“十五计划纲要”中明确要求，全国所有城市都要建设污水处理设施，同时积极开展污水处理回用，以有效缓解我国的水资源短缺问题1．合肥市王小郢污水处理厂概述合肥市王小郢污水处理厂处理能力30万ｍ3/ｄ,其中生活污水占60%以上。一期工程15万ｍ3/ｄ，位于合肥市东南郊王小郢村，厂区占地15公顷，二期工程15万ｍ3/ｄ，位于一期工程西侧，占地10公顷。污水处理厂采用的改良型氧化沟处理工艺属二级强化处理工艺,除能有效去除碳源污染物外,具备较好的除磷脱氮效果,工艺突出了好氧、厌氧、兼氧处理方法的结合,打破了传统的好氧法和厌氧法的界限,在去除生物难降解物质和氮磷方面有明显改进，且运行平稳，污水再生利用的水资源可靠、保证率高，为实施污水资源化奠定了基础。近几年运行成本除去折旧费外一直保持在0．2元/ｍ3以下,年运行费用1500万元左右,其中电耗费用1000万元,人员工资100万元,絮凝剂及污泥处置费用100万元,设备润滑维修费用300万元左右。厂区一期工程投资1．8亿元,二期投资2亿元,投资、运行费用低于国内同等水平。表1合肥市王小郢污水处理厂进出水水质情况项目一期二期进水(mg/L)出水(mg/L)去除率(%)进水(mg/L)出水(mg/L)去除率(%)BOD95.63.1396.71094.7895.6COD22519.591.319018.990.1SS2532490.51782586.0NH3-N24.40.3298.722.01.2494.4TN36.517.531.216.7TP3.250.983.281.58PH7.927.497.797.262．王小郢污水处理厂中水回用工程工程总建设规模20万立方米／日，占地21亩，位于王小郢污水处理厂旁,采用“混凝——过滤——消毒” 处理工艺、V型滤池形式，处理后出水符合景观用水标准。工程分两期建成，一期建设规模为10万立方米／日，主要包括一座10万立方米／日的污水深度处理厂，17．8公里配套送水管网，5．7公里出水管网，回用水经深度处理后将主要用于城市和小区景观用水，绿化用水和工业用水。二期建设规模为10万立方米／日，待建。2.1中水回用工程的实施背景合肥作为园林绿化城市,是华东地区唯一不靠江不近海的省会城市，城市水资源以地表水为主，地下水资源缺乏，尤其是城区水环境由于没有固定的水源补给，景观用水一向比较缺乏，无论是新建小区和公园内的人造水景或是城市现有的天然水体，由于缺乏补水水源，大部分水体都是一潭死水，自净能力差，极易被污染。例如合肥市著名风景区环城公园内的环城水体，水体包括逍遥津，银河，包河，鱼花塘和黑池坝等，水体概况见表2。近年来，每至夏季高温，水体富营养化加速，几项主要指标BOD、COD、总磷、总氮等严重超标，极易引起水体污染,严重影响了公园景观，制约了公园的发展。而合肥王小郢污水处理厂处理出来的尾水排入南淝河，仅小部分用于灌溉，大部分污水资源被白白浪费掉，十分可惜。要从根本上解决水污染问题，又要节约有限优质的水资源，有效利用污水资源，合肥市城市污水处理回用工程应运而生，并成为全国污水处理回用示范项目之一。表2环城公园水体概况项目水面高程/m水面面积/ha平均水深/m主要功能逍遥津11.811.21.2景观银河14.135.01.3景观包河12.0910.171.5景观鱼花塘22.089.62.2景观黑池坝10.01.6景观合计45.972.2　设计进出水指标　　深度污水处理厂进水取自合肥市王小郢污水厂二级处理后出水，从水质监测数据分析来看，大部分指标已达到景观用水的要求，景观用水标准见表3，不满足要求的指标主要为悬浮物（SS）,总磷（TP）和总大肠菌群，结合污水深度处理后的用途，确定王小郢污水深度处理厂的设计进出水指标，见表4：表4设计进水水质项目进水指标(mg/L)出水指标(mg/L)BOD≤20≤10COD≤95≤50SS≤30≤10NH3-N≤3≤3TN≤20≤8TP≤2≤1 表3　景观环境用水的再生水水质指标（GB/T18921-2002）序号项目观赏性景观用水娱乐性景观用水河道类湖泊类水景类河道类湖泊类水景类1基本要求无漂浮物,无令人不愉快的嗅和味2pH值(无量纲)6.0-9.03五日生化需氧量(BOD5)　　　　≤10664悬浮物(SS)　　　　　　　　　≤20105浊度(NTU)　　　　　　　　　　≤5.06溶解氧　　　　　　　　　　　≥1.52.07总磷(以P计)　　　　　　　　　≤1.00.51.00.58总氮　　　　　　　　　　　　≤159氨氮(以N计)　　　　　　　　≤510粪大肠菌群(个/L)　　　　　　≤10002000500不得检出11余氯b　　　　　　　　　　　　≥0.0512色度(度)　　　　　　　　　　≤3013石油类　　　　　　　　　　　≤1.014阴离子表面活性剂　　　　　　≤0.5 2.3工艺流程及设计说明王小郢污水处理厂中水回用一期工程设计规模10万m3/d，考虑自用水后，总设计水量为10.5万m3/d。采用混凝＋砂滤方法去除水中污染物质。工艺流程见图1，提升泵站将水提升至混凝池；投加混凝剂进行混凝，使得磷与化学药剂发生反应，生成不溶于水的化合物；再进入V型快速砂滤池过滤；滤池的反冲洗水进入污水处理厂；滤池出水口投加液氯消毒；经接触池停留30分钟后，送往用户。 图1深度处理的工艺流程图2.4构筑物设计说明进水泵房：流量Q=10.5万m3/d，设计四台泵，三用一备。混凝池：集快速混合与接触反应为一体，构筑物由两个区域构成，一个区用于药剂混合，配有一台快速搅拌器，以确保水和混凝剂的有效混合，另一个区用于保证“混凝剂接触时间”，混合和接触反应时间4分钟。混凝剂采用固体的碱式氯化铝，投加在快速混合区，磷酸盐离子与水解的三价铝离子结合生成磷酸铝，其溶解度很低，在滤池的过滤中被去除。滤池：数量6个，每池2格，单位面积91平方米，为自重式，单一介质砂滤池，恒滤速，恒液位过滤，采用气水同时冲洗。消毒系统：设计2台加氯机，平均后加氯量5mg/l，最大后加氯量10mg/l。一点加氯，投加点在滤后水出口。接触池：设计2座，流量10万m3/d，总容积2187m3，停留时间30分钟。各构筑物主要设备技术参数见表5表5各构筑物主要设备技术参数表 项目名称进水泵房混凝池V型滤池加氯系统加药系统接触池技术说明KSBKRTK350-420/806U1G-425/385Q=1460m3/h快速搅拌器HM2000S320/P直径2000mm转速68.4T/min单池面积91m2滤速8m/h法国ALLDOSGS147投加量40kg/h加药泵Q=150L/h停留时间30min数量4台1台6组2台2台2个2.5输水管网设计说明深度处理后出水管底标高为21.5m，采用DN1400的预应力钢筋混凝土管，将11.6万ｍ3/ｄ的回用水通过马鞍山路，芜湖路，金寨路调至银河最西端，银河水面标高约14.5m。压力管有关参数为d=1400mm，Q=1342L/s，1000i=0.523，V=0.884，全长约5.7km，沿程水头损失约2.929m，局部水头损失按其30%考虑，为0.879m,因此出水管通过压力1管至银河始端时，尚富裕水头3.192m。其中4.2万ｍ3/ｄ用来在始端做成小型瀑布，使来水以瀑布形式跌入银河中，即可以增加景点的内容，又可增加水中溶解氧的含量以弥补处理后出水溶解氧不足的缺陷。其余7.4万ｍ3/ｄ补充给鱼花塘和黑池坝。鱼花塘水面标高约22.08m,回水无法自流过去，需设加压泵站，泵站流量为860L/s，设在银河最西端。回水加压后，出水管选用DN1000的预应力钢筋混凝土管，过金寨路后沿环城马路敷设至长江西路，向北供给黑池坝，向南供给鱼花塘，管道长度约1.8Km。经过回水补给，水体可实现5天循环一次。2.6工程效益工程投资约8500万元。项目实施后，通过提升泵站每天将6万吨中水以瀑布的形式补充到环城公园水体，增加水的“爆气点”，促进水的流动，周期循环一次，使环城水体按照银河——包河、雨花塘——琥珀潭——黑池坝——杏花公园两条水路流通，活化了水源，沟通了水系，彻底改善了环城水系波澜不惊的旧貌，把“流水不腐”的真理溶入到公园建设的实际中来。中水回用项目的实施，每年可节约自来水4380万m3，节约水处理费用3500万元，实现了合肥的污水资源化，为节约优质水资源，缓解该市用水压力，改善城市水体环境，提高人居环境质量起到了积极的推动作用。在全力保障对环城景区水体补水的同时，将处理后的中水接入沿中水管线一些规模较大的住宅小区，作为景观和绿化用水。目前，碧湖云溪、万振逍遥苑、金大地等沿马鞍山路中水管线的几个小区已经开始使用中水。“中水价格约为0.6元/吨，而自来水的价格是1.9元/吨，吨水费用可节约1.3元。3结论通过合肥市王小郢污水处理厂中水回用工程，将中水回用于城市和小区景观用水，绿化用水和工业用水,避免城市自来水的“高质低用”，实现治污与污水再生利用同步进行。这样既保护了环境,保护了资源,还能取得客观的经济效益.'