烏魯木齊市再生水處理效果分析與評價

朱燕榮　冶軍　張建

【摘 要】當(dāng)前，烏魯木齊市對水資源開發(fā)的需求日漸增大，地下水資源出現(xiàn)枯竭的現(xiàn)象，人均水資源占有率不足500 m3/a。文章通過調(diào)查、統(tǒng)計與分析烏魯木齊市污水廠水質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)體系、處理工藝發(fā)現(xiàn)：烏魯木齊市污水處理廠采用了目前國內(nèi)最先進(jìn)的處理工藝處理污水，采用國標(biāo)分析方法，根據(jù)進(jìn)出水的指標(biāo)、污染物去除率的高低，判斷污水處理效果是否達(dá)標(biāo)。目前，烏魯木齊市的再生水回用僅限于水廠周邊園林綠化和工業(yè)冷卻用水，處理完的污水大部分直接排放到江河湖泊中，沒有得到充分的利用，資源浪費較大。文章對烏魯木齊市污水回用的途徑、回用的目標(biāo)進(jìn)行研究和闡述，以期推動烏魯木齊市水資源的可持續(xù)發(fā)展和利用。

【關(guān)鍵詞】烏魯木齊市;污水處理廠;處理效果;分析評價

【中圖分類號】X703 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】1674-0688（2019）04-0125-03

近年來，烏魯木齊市的工業(yè)發(fā)展水平不斷提升，人口的不斷增長，導(dǎo)致污水處理量不斷增加，長期以來，沒有經(jīng)過處理的污水直接排放到農(nóng)田或用于綠化中，使烏魯木齊市的土地遭到嚴(yán)重污染，地下水水質(zhì)也受到威脅，污水接納的土壤中的硝酸鹽、亞硝酸鹽及鈣鎂離子含量逐漸增高。大量需氧有機物在土壤中發(fā)酵分解，嚴(yán)重影響了農(nóng)業(yè)的發(fā)展和農(nóng)民生活水平的提高。據(jù)水利部門的統(tǒng)計，全國共有32個嚴(yán)重缺水干旱的城市，其中烏魯木齊市的缺水程度排名第4位。為此，2010年以來，烏魯木齊市已建成的污水處理廠有17座;2015年新建成的污水廠有7座、擴建的污水廠有3座;截至2020年，將繼續(xù)擴建的污水處理廠有10座。

1 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

一些發(fā)達(dá)國家在再生水利用方面取得了比較好的成績，最具有代表性的國家有美國、日本和以色列，其政府投入大量精力，積極探索研究、大力深入挖掘再生水的回用技術(shù)，并制定有關(guān)法律法規(guī)，不斷完善再生水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。

目前，美國對再生水資源的利用已經(jīng)達(dá)到2.6×106 m3/d，其中在工業(yè)用水所占比例為30%、農(nóng)業(yè)灌溉用水所占比例為62%[1-5];2007年，日本東京對再生水的利用率已然達(dá)到9.3%;以色列作為全球利用再生水程度最高的國家[6-8]，以法律的形式，給予污水再生利用保障。

我國的污水再生技術(shù)起步比較晚。分析相關(guān)資料發(fā)現(xiàn)，我國對于污水的回用發(fā)展大體可以分為3個階段：起步階段，即“六五”期間;引導(dǎo)階段，為“六五”后10年間的技術(shù)儲備、示范工程;2001年開始為全面啟動階段[4]。目前，全國城鎮(zhèn)污水的處理率已經(jīng)達(dá)到45%，城鎮(zhèn)污水的排放量已達(dá)到414億m3/a[9-11]。今后，我國對于再生水資源的利用，必然會成為農(nóng)業(yè)灌溉方面重要的補充水源，并且可降低缺水導(dǎo)致農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上的損失，達(dá)到農(nóng)業(yè)上的增產(chǎn)、增量及農(nóng)民的增收，還有利于解決“三農(nóng)”問題，不斷推動我國經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。

2 調(diào)查材料與方法

本文所用的調(diào)查方法為抽樣調(diào)查法，統(tǒng)一收集了烏魯木齊市及其附近具有代表性的6座污水處理廠的污水處理信息，綜合分析污水廠的處理工藝與規(guī)模，并且進(jìn)行了現(xiàn)場監(jiān)測與取樣分析，具體情況見表1。

2.1 數(shù)據(jù)來源與監(jiān)測項目

根據(jù)新疆環(huán)境保護(hù)廳2017年環(huán)境監(jiān)測工作計劃，烏魯木齊市每天對所有污水處理廠的進(jìn)水入口和出水出口進(jìn)行在線監(jiān)測，同時派專人每天巡視現(xiàn)場，每4 h取一次進(jìn)出水水樣，共計取樣6次，并于第二天早上進(jìn)行6個時間段水樣的混合，做綜合水樣化驗分析，并及時將檢測數(shù)據(jù)上報環(huán)保部門，由于數(shù)據(jù)較多，本文只針對主要進(jìn)出水的8個監(jiān)測項目（BOD、SS、COD、NH4-N、TP、TN、pH、糞大腸桿菌）進(jìn)行分析與評價。

2.2 分析方法

目前，采用國標(biāo)分析方法的試驗有稀釋接種法、重鉻酸鉀法、蒸餾滴定法、紫外分光光度法、鉬銻抗分光光度法、多管發(fā)酵法、稱量法[12]。

2.3 評價標(biāo)準(zhǔn)與評價方法

烏魯木齊市污水處理廠出水水質(zhì)是否達(dá)標(biāo)，具體水質(zhì)要求見表2、表3、表4。

2.4 結(jié)果與討論

通過以上分析可以得出結(jié)論：烏魯木齊市的污水處理廠均采用國家規(guī)定的進(jìn)出水指標(biāo)、污染物去除率判斷污水處理最終的效果是否達(dá)標(biāo);每個污水處理廠處理的工藝、方式都不同，但最終達(dá)到的處理效果均相同，符合國家節(jié)能、環(huán)保、可持續(xù)發(fā)展的理念。但是，對再生水回用方面，目前只用于水廠周邊園林綠化和工業(yè)冷卻用水，大部分直接排放到江河湖泊中，在農(nóng)業(yè)方面的利用幾乎沒有，技術(shù)比較落后。

3 烏魯木齊市再生水利用存在問題及解決方案

3.1 烏魯木齊市再生水存在的問題

{1}再生水利用方面的政策存在漏洞、價格優(yōu)勢不大。污水要進(jìn)行一系列復(fù)雜的處理且達(dá)標(biāo)后，才能作為工業(yè)用水。但是，目前沒有對再生水進(jìn)行統(tǒng)一定價，每平方米的成本水價為4元，均比自來水高，如果沒有相關(guān)法律法規(guī)的支持，大多數(shù)企業(yè)都不會選擇利用再生水。{2}再生水沒有相對的水庫儲存，處理完后都排入江河湖泊當(dāng)中，留不住水資源。按市區(qū)人均每日用水量0.1 m3計算，足夠供給16萬～17萬人全天的水量。如果每天能夠處理存儲5萬m3再生水，相當(dāng)于烏魯木齊市50萬人一天的用水量。但是烏魯木齊市的再生水由于沒有地方放置存儲，所以都直接排到江河湖泊中。{3}再生水利用率不高，目前在農(nóng)業(yè)、綠化等方面還是主要利用自來水。通過分析烏魯木齊市水務(wù)局統(tǒng)計的數(shù)據(jù)可以看出，到2017年底，全市所有的污水處理廠處理能力約93萬m3/d。但是全市對于再生水的利用量僅為40%左右，主要用于園林的綠化、農(nóng)業(yè)的灌溉，小部分用于工業(yè)。{4}再生水處理一般都設(shè)在河道下游，處理后的再生水需要往上游輸送，目前管道無法滿足，需要相應(yīng)的工程建設(shè)提供支持與保障。

3.2 烏魯木齊市再生水解決方案

{1}留住水資源，調(diào)整供水結(jié)構(gòu)。再生水作為烏魯木齊市的第二水源，必須充分發(fā)揮其價值，建設(shè)相應(yīng)的基礎(chǔ)設(shè)施，調(diào)整供水結(jié)構(gòu)。{2}優(yōu)化水資源，修建水庫。每年汛期時，為了防洪，必須降低水庫水位來調(diào)節(jié)汛期水量，汛期過后，水庫水量一直供應(yīng)不上，出現(xiàn)旱季時，水庫的水又不能及時補上，出現(xiàn)供水緊張的情況。所以，烏魯木齊市應(yīng)該修建再生水儲水水庫，當(dāng)出現(xiàn)居民自來水供水緊張情況時，就能及時抽調(diào)再生水進(jìn)行農(nóng)業(yè)、綠化灌溉，緩解供水緊張狀況。{3}提升再生水利用率。烏魯木齊受氣候條件的影響，目前再生水的利用率僅為30%，歷年再生水的主要利用方向為城北綠化;2018年，政府計劃將再生水的資源利用擴展至旅游景觀方面，以此提升再生水的利用率。{4}應(yīng)加強對再生水利用的政策支持，加強再生水的科普宣傳。在政策方面，政府應(yīng)盡快研究制定《烏魯木齊市再生水資源利用方案》，建立健全法律法規(guī)體系，明確規(guī)定綠化、農(nóng)業(yè)灌溉、工業(yè)用水等必須使用再生水，同時制定相應(yīng)的優(yōu)惠補貼政策及措施，通過政府的支持，推動再生水利用工作的開展。依據(jù)不同市場的需求，在可控范圍內(nèi)合理地制定水價，提高企業(yè)、群眾對污水回用方面的積極性。此外，一定要加強對市民科普知識的宣傳工作，為后續(xù)科學(xué)合理地利用再生水打下堅實的基礎(chǔ)。再生水不僅具有經(jīng)濟效益，而且產(chǎn)生的社會效益也是巨大的。

4 烏魯木齊市再生水在農(nóng)業(yè)方面的利用

為了合理地利用再生水進(jìn)行農(nóng)業(yè)灌溉，1973年，世界衛(wèi)生組織出版了《關(guān)于污水回用于農(nóng)田灌溉和水產(chǎn)養(yǎng)殖的健康指南》;1979年，我國頒布了《農(nóng)田灌溉水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》;2003年，我國又修訂《城市污水再生利用》系列標(biāo)準(zhǔn)，作為其中的《城市污水再生利用農(nóng)田灌溉用水水質(zhì)》也已頒布實施[13-14]，這無疑對烏魯木齊市的再生水在農(nóng)業(yè)方面的安全回用起到了巨大的促進(jìn)作用[15-18]。但是，再生水不是普通的自來水，用于農(nóng)業(yè)灌溉時必須考慮再生水的水質(zhì)、灌溉的制度、灌溉的技術(shù)等多個方面的因素，而目前對于烏魯木齊市來說，利用再生水進(jìn)行農(nóng)田的灌溉還存在很多工程技術(shù)、安全利用及規(guī)范方面的問題，急需制定一套能夠完善再生水資源安全回用到農(nóng)業(yè)灌溉的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范。

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[責(zé)任編輯：陳澤琦]