太原市城市污水處理廠再生水回供景觀用水的分析

郜 俊 峰

(太原市排水管理處，山西 太原 030006)

太原市城市形象的目標(biāo)定位為“經(jīng)濟(jì)強(qiáng)市、文明城市、園林城市、歷史文化古城”。建筑與山水為主體的現(xiàn)代化生態(tài)園林城市是總的城市景觀構(gòu)架基調(diào)與特色。而水資源短缺是制約山西經(jīng)濟(jì)發(fā)展的首要因素。太原市人均占有水資源量僅為173 m3，不足全省人均占有量的1/2，僅為全國人均占有量的1/13，屬于嚴(yán)重缺水城市。水資源已成為制約太原市今后發(fā)展的主要瓶頸之一。

1 太原市目前景觀水體情況

太原市目前有各類湖、河、公園等景觀水體10余個，水域面積及蓄水量巨大，其中汾河公園水域面積達(dá)320萬m2，同時太原市啟動的汾河美化三期工程，將新增水域面積約360萬m2，由于太原市基本沒有地表徑流，地下水也十分匱乏，維持景觀水體蓄水全部依靠補(bǔ)充水源，為此太原市汾河、森林公園、城西水系以及迎澤公園等每年均需從汾河水庫大量調(diào)水。但汾河水庫水源主要為引黃水源，一方面原水價格高昂，另一方面由于供水距離較長，因而，利用水庫作為景觀水體補(bǔ)水水源經(jīng)濟(jì)效益差。

2 太原市再生水情況

目前，太原市城市生活污水處理廠6座，分別為北郊污水凈化廠、楊家堡污水凈化廠、晉陽污水凈化廠、城南污水凈化廠、趙莊污水凈化廠、經(jīng)濟(jì)區(qū)金世紀(jì)陽光水凈化廠，總設(shè)計處理能力為82萬t/d。太原市污水處理廠出水水質(zhì)均達(dá)到GB 18918—2002一級A類標(biāo)準(zhǔn)，具備回用條件，目前太原市正在對城市污水處理廠進(jìn)行提標(biāo)改造，待改造完成后出水COD、氨氮、總磷三項指標(biāo)將達(dá)到地表水Ⅴ類標(biāo)準(zhǔn)。

多年來，太原市一直積極推進(jìn)再生水的回用工作，主要回用對象為工業(yè)、市政雜用以及農(nóng)田灌溉。由于近年來太原市產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，工業(yè)用戶十分有限，而市政雜用受用水量的限制，用量也非常少，僅靠工業(yè)和市政雜用已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，必須開辟再生水景觀回用的途徑，才能確保太原市完成再生水回用的目標(biāo)。

3 再生水回用景觀可行性分析研究

3.1 技術(shù)可行性

太原市污水處理廠目前出水水質(zhì)基本達(dá)到一級A標(biāo)準(zhǔn)，晉陽污水處理廠MBR工藝部分指標(biāo)已達(dá)北京地方類四類地方標(biāo)準(zhǔn)(除總氮外，其余各主要指標(biāo)達(dá)地表水4類標(biāo)準(zhǔn))，各水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)見表1。

為提高再生水的回用，做好節(jié)約用水工作，合理利用再生水資源，實現(xiàn)城市污水再生利用，推動城市污水在景觀環(huán)境用水中的回用工作，我國出臺制定了GB/T 18921—2002城市污水再生利用景觀環(huán)境用水水質(zhì)，見表2。

表1 一級A、地表水Ⅴ類、北京類四類標(biāo)準(zhǔn)對比表 mg/L

表2 GB/T 18921—2002城市污水再生利用景觀環(huán)境用水水質(zhì)

上述標(biāo)準(zhǔn)對比各項指標(biāo)，污水廠出水一級A標(biāo)準(zhǔn)完全滿足GB/T 18920—2002城市污水再生利用景觀環(huán)境用水水質(zhì)的觀賞性景觀環(huán)境用水標(biāo)準(zhǔn)，北京類四類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)滿足全部城市污水再生利用景觀環(huán)境用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。目前，太原市污水廠出水回用景觀主要還是擔(dān)心引起水體富營養(yǎng)化的問題，再生水回用景觀標(biāo)準(zhǔn)中對停留時間做了嚴(yán)格的要求，完全使用再生水的景觀水體，水力停留時間宜在5 d之內(nèi)，水溫超過25 ℃，停留時間不宜超過3 d，這一要求，給太原市再生水的景觀回用制約非常大。為應(yīng)對水體富營養(yǎng)化的問題，國內(nèi)做過多年研究，目前再生水回用景觀防止富營養(yǎng)化可采用以下方法：

1)在目前一級A標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，采用深度處理工藝，進(jìn)一步降解氮、磷等植物性營養(yǎng)。主要深度處理工藝有超濾、生物曝氣濾池、濕地處理等。

2)采取嚴(yán)密的監(jiān)控措施，利用投加藥劑、增加體外循環(huán)、采取曝氣等形式預(yù)防和解決水體富營養(yǎng)化的發(fā)生。

3)采取多水源配水解決水體富營養(yǎng)化發(fā)生的可能性。

另外，相對于其他水源而言，城市污水處理廠再生水不會隨著開采和使用而減少，具有水源穩(wěn)定的特點(diǎn)。

3.2 經(jīng)濟(jì)可行性

太原市污水處理廠目前出水水質(zhì)全部達(dá)到一級A標(biāo)準(zhǔn)，噸水處理成本約1元，年污水處理費(fèi)用達(dá)2.2億元以上。但出水絕大部分排入汾河下游河道，未起到任何經(jīng)濟(jì)與環(huán)境效益。城市污水處理廠均靠近市區(qū)，如作為景觀回用僅需建設(shè)回用管網(wǎng)。

就目前水處理技術(shù)而言，達(dá)到任何標(biāo)準(zhǔn)都不存在障礙，關(guān)鍵是經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)。如前所述，植物性營養(yǎng)物氮、磷的去除，可以依靠增加深度處理工藝來實現(xiàn)，相對目前一級A標(biāo)準(zhǔn)出水，采用深度處理工藝需增加投資約800元/t～1 200元/t，運(yùn)行成本增加約0.5元/t。

相較其他水源而言，再生水回用具有明顯的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢。

3.3 相關(guān)案例分析研究

目前，我國最早將城市污水廠出水回用于景觀環(huán)境用水的研究開始于“七五”國家科技攻關(guān)計劃。此后，北京、天津、西安、大連等城市陸續(xù)開始了污水再生利用的技術(shù)、工藝及經(jīng)濟(jì)等方面的研究工作。天津市制定了地方標(biāo)準(zhǔn)《天津市景觀河道水質(zhì)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》，并開始將天津市紀(jì)莊子污水處理廠的二級出水引入景觀環(huán)境再生水實踐?！鞍宋濉惫リP(guān)的成果在理論創(chuàng)新和實踐方面都有長足的進(jìn)步，并在山東省泰安市建立了城市污水廠出水再生利用于景觀環(huán)境的示范工程，并對水質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行了長時間監(jiān)測，取得了較好的效果?！笆濉逼陂g“城市污水再生利用政策、標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)研究與示范”的課題研究全面展開，并在天津市、北京市、青島市等城市建立了一批再生水景觀環(huán)境再利用示范工程，為再生水景觀環(huán)境再利用推廣奠定了基礎(chǔ)。

目前，我國再生水回用于景觀的案例主要有：

1)石家莊市一級A出水作為城區(qū)水系主要水源。

2)北京清河污水處理廠采用生物曝氣濾池出水供清水河。

3)高碑店污水處理廠經(jīng)超濾后出水供高碑店湖。

4)沈陽污水處理廠出水經(jīng)濕地處理系統(tǒng)后進(jìn)入公園。

5)清河污水處理廠出水經(jīng)超濾出水供奧林匹克公園。

這些項目都運(yùn)轉(zhuǎn)良好，尤其是北京奧林匹克公園，使用再生水作為補(bǔ)水水源五年來未發(fā)生過任何水華現(xiàn)象。

綜上所述，再生水回用景觀環(huán)境用水在經(jīng)濟(jì)、技術(shù)方面均具有可行性，并且在國內(nèi)有大量使用案例支撐。

4 太原市再生回供景觀的思路及建議

依據(jù)《太原市總體規(guī)劃(2010—2020)》《太原市城市排水專項規(guī)劃(2014—2020)》，太原市于2015年5月編制完成《太原市城市再生水利用專項規(guī)劃》?！兑?guī)劃》中明確了城區(qū)主要河道及景觀水體蓄水使用再生水。

太原市建成區(qū)范圍內(nèi)主要河流有汾河，主河道有陽興河、北澗河、北沙河、南沙河、北排洪渠、玉門河、虎峪河、九院沙河、冶峪溝、風(fēng)峪溝等較大支流，河道總面積約1 876萬m2。太原市將要實施的汾河三期工程,具體位置位于祥云橋南0.5 km至?xí)x祠迎賓路南2 km，共計12 km，河道將拓寬至430 m～450 m，河道面積約360萬m2。

建議太原市選取汾河三期工程作為再生水景觀環(huán)境回用的試點(diǎn)，逐步擴(kuò)展太原市再生水景觀回用工作。在汾河三期建設(shè)過程中考慮再生水的使用，結(jié)合汾河特點(diǎn)，確定再生水回用的規(guī)模、水質(zhì)等參數(shù)。并在太原市建成區(qū)范圍內(nèi)主要河流工程建設(shè)中考慮再生水回供、多水源供水等供水模式。加強(qiáng)工程的監(jiān)督、管理，提出合理的預(yù)警、應(yīng)急等方案。