淮北市再生水規(guī)劃配置與應(yīng)用

許　一　朱岳松

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淮北市再生水規(guī)劃配置與應(yīng)用

許一朱岳松

一、引言

淮北市地處蘇魯豫皖四省交界，2014年總?cè)丝?15.9萬，總面積2741km2，轄相山區(qū)、杜集區(qū)、烈山區(qū)3個(gè)市轄區(qū)和濉溪縣1個(gè)縣?；幢钡V產(chǎn)頗豐、品種繁多，其中以煤為最，遠(yuǎn)景儲(chǔ)量350億t，工業(yè)儲(chǔ)量80億t，是安徽省及我國重要的煤電工業(yè)基地之一。全市人均水資源量約318m3，遠(yuǎn)低于國際公認(rèn)的人均500m3的國際用水緊張線。

近年來隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)和城市化的快速發(fā)展，煤化工及電廠等高耗水企業(yè)的相繼上馬投產(chǎn)，水資源供求矛盾日益突出。由于缺乏必要的地表水體攔蓄和調(diào)蓄工程，枯水季節(jié)或干旱年份地表水可利用量極少，且供水保證率很低，從而加劇了對(duì)地下水的開采。工業(yè)與生活、城市與農(nóng)村爭水矛盾越來越突出。根據(jù)《安徽省水資源綜合規(guī)劃》，2020年安徽省給予淮北市用水指標(biāo)考核總量為4.82億m3，而2014年全市供水總量已達(dá)4.831億m3，已超過安徽省考核用水總量，而未來經(jīng)濟(jì)社會(huì)進(jìn)一步發(fā)展仍需要一定數(shù)量的水資源作保障，可見淮北市的經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展已經(jīng)明顯受制于水資源短缺，由于地表水和地下水開發(fā)程度較高，有限傳統(tǒng)的“開源”辦法難以解決城市水源短缺問題。相比開發(fā)其他水源而言，再生水受自然條件的限制較少，且產(chǎn)出量穩(wěn)定。類似于淮北這樣的典型工業(yè)城市有著相對(duì)豐富的再生水源，具有較大的開發(fā)利用空間。

二、水資源供需平衡分析

1.水資源量及可供水量

根據(jù)淮北市水資源調(diào)查評(píng)價(jià)結(jié)果，當(dāng)?shù)囟嗄甑乇硭Y源量3.951億m3、淺層地下水資源量4.791億m3、巖溶水資源量0.389億m3、重復(fù)量0.790億m3，水資源總量為8.341億m3、產(chǎn)水系數(shù)0.36，產(chǎn)水模數(shù)30.4萬m3/km2。多年平均水資源可利用量為4.082億m3，水資源可利用率為48.9%。其中地表水可利用量為1.304億m3，占水資源可利用量的31.9%，水資源可利用率為33.0%；淺層地下水可開采量為2.878億m3，占水資源可利用量的70.5%，水資源可開采率為56.5%；巖溶裂隙水資源可開采量為0.828億m3，占水資源可利用量的20.3%，水資源可開采率為71.7%；重復(fù)計(jì)算量為0.928億m3，占水資源可利用量的22.7%。

淮北市現(xiàn)狀供水主要以地下水為主，地表水為輔。2020年規(guī)劃水平年50%、75%和95%淮北市可供水量匯總分別是5.27億m3、4.65億m3和4.21億m3，此外規(guī)劃新增的供水工程主要有跨流域調(diào)水工程即淮水北調(diào)工程，工程規(guī)劃2020年調(diào)水至四鋪閘上7m3/s，除用于新增需水量之外還將逐步替換超采的中深層地下水。

2.規(guī)劃水平年需水量

在淮北市國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展規(guī)劃總體目標(biāo)下，預(yù)測滿足國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展規(guī)劃的需水量，以保證規(guī)劃區(qū)國民經(jīng)濟(jì)與社會(huì)發(fā)展戰(zhàn)略目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。預(yù)測到2020年淮北市50%，75%，95%的需水量見表1。

由表1可見，規(guī)劃至2020年，在各行業(yè)推進(jìn)節(jié)水型社會(huì)前提下，淮北市50%、75%和95%需水量仍需到6.8億m3、7.2億m3和7.6億m3。

3.供需分析及水資源配置

水資源供需分析的目的是摸清水資源開發(fā)利用在現(xiàn)狀條件下存在的主要問題，提出水資源供需分析中的供水滿足程度、余缺水量、缺水程度等指標(biāo)。水資源配置是指在區(qū)域范圍在綜合采用合理抑制需求、有效增加供水、積極保護(hù)水資源策略的基礎(chǔ)上，對(duì)區(qū)內(nèi)水資源進(jìn)行的統(tǒng)籌調(diào)配。根據(jù)規(guī)劃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詳見表2。

由表2可以看出，規(guī)劃水平年供水主要有地表水、地下水以及淮水北調(diào)的水源?；幢笔性诩尤牖此闭{(diào)水源后，仍在75%保證率出現(xiàn)了8.2%的缺口，95%保證率情況下出現(xiàn)了19.3%的供需缺口。多年以來淮北市仍以地下水供水為主，此外還有部分地表水供水，對(duì)再生水源重視不足，由于再生水具有受自然條件的限制較少、產(chǎn)出量穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，此時(shí)應(yīng)從區(qū)域內(nèi)挖潛再生水源來取代常規(guī)水資源，對(duì)緩解區(qū)域水資源短缺具有十分重要的意義。

目前淮北市已經(jīng)建成丁樓污水處理廠和濉溪污水處理廠，其中丁樓污水處理廠現(xiàn)狀規(guī)模12萬t/a（一期8萬t/a、二期4萬t/a）、濉溪污水處理廠現(xiàn)狀規(guī)模2.5萬t/a，規(guī)劃淮北市規(guī)劃新建5座污水處理廠，分別是烈山污水處理廠（6萬m3/d），礦山集污水處理廠（6萬m3/d），臨渙污水處理廠（2萬m3/d），百善污水處理廠（2萬m3/d），南坪污水處理廠（1萬m3/d）。原有的丁樓污水處理廠由12萬m3/d擴(kuò)建至16萬m3/d。濉溪污水處理廠由2.5萬m3/d擴(kuò)建至8萬m3/d）。預(yù)計(jì)2020年再生水可供水量可達(dá)6300萬m3，加入再生水供水量之后淮北市規(guī)劃年（2020年）水資源配置分析詳見表3。

由表3可見，由于加入了再生水資源的進(jìn)行規(guī)劃水平年供水配置，淮北市規(guī)劃水平年缺水程度將大幅下降，基本滿足75%保證率情況下全市的用水要求，同時(shí)置換出了部分地下水資源，在節(jié)約大量水資源的前提下，為保護(hù)及涵養(yǎng)地下水資源也起到了一定的作用。

表1　江蘇省水生態(tài)文明城市指標(biāo)體系表

表2　淮北市規(guī)劃年（2020年）供需平衡分析表（不含再生水）（單位：萬m3）

表3　淮北市規(guī)劃年（2020年）供需平衡分析表（含再生水）（單位：萬m3）

三、再生水源配置應(yīng)用

1.污水處理設(shè)施現(xiàn)況

淮北市污水處理廠屬國務(wù)院“三河三湖”水污染治理重點(diǎn)項(xiàng)目，是我國沿淮首批動(dòng)工建設(shè)的重點(diǎn)城市污水處理工程之一。目前淮北市已經(jīng)建成丁樓污水處理廠和濉溪污水處理廠，其中丁樓污水處理廠現(xiàn)狀規(guī)模12萬t/a、濉溪污水處理廠現(xiàn)狀規(guī)模2.5萬t/a。丁樓污水處理廠設(shè)計(jì)總規(guī)模為日處理12萬t城市污水，其中一期工程日處理8萬t城市污水，2014年處理量達(dá)到2364.02萬m3/d，二期工程建設(shè)規(guī)模4萬m3/d，并于2005年竣工投產(chǎn)，2014年處理量達(dá)1457.59萬m3/d，濉溪污水處理廠2008年建成投產(chǎn)，2014年處理量達(dá)到871.03萬m3/d，以上污水處理廠出水水質(zhì)均已達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》一級(jí)B排放標(biāo)準(zhǔn)，已經(jīng)具備了再生水資源化的條件。

2.現(xiàn)狀再生水回用情況

淮北市中水處理廠又稱“淮北市污水處理再生回用工程”，廠址位于淮北市南郊丁樓村西側(cè)，主要工藝流程為：二級(jí)出水→混凝→沉淀→過濾→消毒。項(xiàng)目總造價(jià)約7500萬元。設(shè)計(jì)處理規(guī)模12萬m3/d，全部接納并處理淮北市污水處理廠一期工程、二期工程、濉溪污水處理廠的出水，經(jīng)該項(xiàng)目處理后出水水質(zhì)達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（B18918-2002）一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)。由于淮北水資源緊缺且同時(shí)又作為煤炭和電力基地，因此考慮將電力冷卻循環(huán)水等對(duì)水質(zhì)要求不高的需水量用再生水來替代。

根據(jù)水資源論證批復(fù)要求，淮北市中水處理項(xiàng)目中10.7萬t中水定向回用至大唐淮北虎山發(fā)電廠和淮北熱電聯(lián)產(chǎn)項(xiàng)目。（其中大唐虎山電廠2×660MW回用7.1萬m3/d、大唐淮北×300MW熱電聯(lián)產(chǎn)項(xiàng)目回用3.6萬m3/d）。目前項(xiàng)目已實(shí)施2年多，其中2014年污水再生利用量為1450萬m3。

3.現(xiàn)狀淮北市再生水配置應(yīng)用

根據(jù)2014年淮北市用水情況，再生水回用項(xiàng)目要求以及規(guī)劃水平年對(duì)再生水利用總量的估算，按2014年現(xiàn)有再生水處理規(guī)模對(duì)將其納入全市水資源的統(tǒng)一配置應(yīng)用，詳見表4。

由表4可以看出，2014年淮北全市供水總量4.831億m3，其中，地表水供水量1.363億m3，占總供水量的28.2%；地下水供水量3.323億m3，占總供水量的68.8%；其他水源（再生水）供水量0.1450億m3，占總供水量的3.0%。全市2014年總用水量4.831億m3，地表水用水量1.363億m3，占總用水量的28.2%。主要為農(nóng)田、林果灌溉、工業(yè)和生態(tài)環(huán)境等項(xiàng)目用水。淺層地下水（孔隙水）用水量1.621億m3，占總用水量的33.6%。主要為農(nóng)田、林果灌溉、工業(yè)、居民生活和城鎮(zhèn)公共等項(xiàng)目用水。深層地下水（含巖溶水）用水量1.702億m3，占總用水量的35.2%。主要用于工業(yè)、城鎮(zhèn)居民生活和公共等項(xiàng)目用水。再生水利用量為1450萬m3，主要用于大唐淮北虎山發(fā)電廠和淮北熱電聯(lián)產(chǎn)項(xiàng)目。

由以上可以得出，目前淮北市再生水配置量已達(dá)到總供水量的3%，實(shí)現(xiàn)了淮北市再生水配置零的突破，同時(shí)也是對(duì)2020年淮北市規(guī)劃水平年對(duì)再生水配置現(xiàn)階段的配置應(yīng)用。實(shí)踐證明，再生水源回用項(xiàng)目運(yùn)行2年多以來，在水資源綜合配置方面緩解了淮北市經(jīng)濟(jì)發(fā)展與水資源需求的矛盾，大大節(jié)約淮北市水資源，發(fā)揮了巨大的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和環(huán)境效益，同時(shí)為區(qū)域的水污染治理、水資源的重復(fù)利用，地下水的涵養(yǎng)保護(hù)均起到重要作用。

表4　2014年淮北市現(xiàn)狀用水和供水配置表（單位：萬m3）

四、結(jié)語

從淮北市規(guī)劃水平年水資源供需平衡分析，該地現(xiàn)有的常規(guī)水資源承載能力已無法支撐經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展用水需求，水資源嚴(yán)重短缺是淮北市經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的瓶頸，除外調(diào)水外，開發(fā)利用現(xiàn)有再生水源是解決供水緊張局面的最直接有效的辦法。目前再生水源已經(jīng)納入淮北市水資源統(tǒng)一配置，實(shí)踐證明再生水的配置不僅緩解了水資源緊缺矛盾，減輕常規(guī)水資源的開發(fā)利用壓力，還優(yōu)化區(qū)域供水格局，置換部分地下水源，提高水資源利用的效率和效益，對(duì)皖北其他煤炭城市再生水開發(fā)利用有較大參考價(jià)值■

（作者單位：水利水資源安徽省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室安徽省·水利部淮利委水利科學(xué)研究院233000安徽省水利廳230009）