再生水為主水源的建設(shè)項目水資源論證分析

蒙海泳

(遵義水利水電勘測設(shè)計研究院，貴州 遵義 563000)

水資源短缺、水污染嚴(yán)重和水生態(tài)惡化等問題，已成為制約區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會可持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展的重要瓶頸[1]。為促進(jìn)水資源的優(yōu)化配置和可持續(xù)利用，保障建設(shè)項目的合理用水需求，2002年水利部發(fā)布《建設(shè)項目水資源論證管理辦法》，編制建設(shè)項目水資源論證報告開始全面實(shí)施[2]?；谖覈緡椤⑺楹徒?jīng)濟(jì)發(fā)展新要求，2011年中央1號文件中明確要求“實(shí)行最嚴(yán)格水資源管理制度”；2012年，國務(wù)院發(fā)布《關(guān)于實(shí)行最嚴(yán)格水資源管理制度的意見》。十三五期間，為確保用水總量、用水效率和入河湖排污總量的目標(biāo)設(shè)定、制度建設(shè)和措施落實(shí)，國務(wù)院辦公廳和水利部等九個部門分別于2013年和2016年發(fā)布了《關(guān)于印發(fā)實(shí)行最嚴(yán)格水資源管理制度考核辦法的通知》和《關(guān)于印發(fā)〈“十三五”實(shí)行最嚴(yán)格水資源管理制度考核工作實(shí)施方案〉的通知》，針對水資源管理工程提出了具體指導(dǎo)方針、制度建設(shè)和考核辦法[3]。

受城鎮(zhèn)化推進(jìn)、工業(yè)發(fā)展等影響，水資源短缺已成為遵義市社會經(jīng)發(fā)展亟待解決的問題。目前，遵義市人均水資源量僅為2208m3，屬中度缺水地區(qū)，而播州區(qū)城鎮(zhèn)人口成倍增長和工農(nóng)業(yè)快速發(fā)展，水資源短缺問題更為嚴(yán)重，屬重度缺水地區(qū)。近年來，在最嚴(yán)格水資源管理制度的實(shí)施和考核條件下，再生水在缺水地區(qū)已成為緩解供需矛盾和維持區(qū)域水利生態(tài)的寶貴水資源，對協(xié)調(diào)經(jīng)濟(jì)建設(shè)和水資源優(yōu)化配置具有重要意義[4-5]。本文以遵義東能鋁業(yè)有限公司2×160萬t/a氧化鋁項目水資源論證為例，探討以城市再生水作為主水源的項目取用水合理性，為建設(shè)項目取水許可審批提供詳細(xì)數(shù)據(jù)支撐。

1 區(qū)域水資源狀況

項目分析范圍為魚塘河三岔河河口以上流域、螞蟻河全流域，面積共計260km2。該區(qū)域地下水向?yàn)踅捌渲Я髋判?，不存在潛流和潛流蒸發(fā)量，區(qū)域水資源總量等于河川徑流量，多年平均徑流深450mm，分析范圍內(nèi)水資源總量1.17億m3，人均占有水資源量較地區(qū)及全國均低，屬水資源嚴(yán)重缺乏區(qū)域?，F(xiàn)狀年(2017年)總供水量為1200萬m3，其中，人飲工程供水量206萬m3，農(nóng)田灌溉供水量994萬m3。水資源開發(fā)利用率10.3%。根據(jù)《遵義市水資源管理控制目標(biāo)(修編)》，播州區(qū)2030年用水總量控制目標(biāo)為3.601億m3以內(nèi)，2030年重要江河湖泊水功能區(qū)水質(zhì)達(dá)標(biāo)率均需達(dá)到100%。統(tǒng)計分析表明，播州區(qū)用水總量雖未達(dá)到2030年用水總量控制目標(biāo)，但已基本飽和。因此，在項目水源配置過程中，應(yīng)優(yōu)先以再生水水源作為第一水源，生活用水由地表水進(jìn)行補(bǔ)充。

2 用水合理性分析

遵義東能鋁業(yè)有限公司2×160萬t/a氧化鋁項目,位于遵義市播州區(qū)茍江鎮(zhèn)紅山村鋁工業(yè)循環(huán)經(jīng)濟(jì)園內(nèi)，采用“焙燒脫硫堿浸脫硅+拜耳法生產(chǎn)工藝”生產(chǎn)氧化鋁產(chǎn)品，生產(chǎn)規(guī)模2×160萬t/a，設(shè)計生產(chǎn)取水量925萬m3/a。通過對分析范圍內(nèi)各類水源及氧化鋁生產(chǎn)用水特點(diǎn)及要求進(jìn)行分析，最終確定項目循環(huán)冷卻用水等生產(chǎn)用水供水主水源為龍坑污水處理廠和播州區(qū)南部污水處理廠的再生水，并以茍江水庫作為備用和補(bǔ)充水源，其中，污水處理廠再生水取水量717萬～925萬m3/a，占項目總生產(chǎn)取水量925萬m3/a的77.5%～100%。這種水源取水方案可以減少對地表水的取用量，提高區(qū)域水資源的再利用率，同時還可以降低城市廢污水的排放，有利于水生態(tài)環(huán)境的改善。項目運(yùn)行期廢水及生活污水均經(jīng)處理后回用于各循環(huán)水系統(tǒng)，不排入環(huán)境，基本不影響當(dāng)?shù)厮δ軈^(qū)的限制納污指標(biāo)，項目供水水源配置方案符合遵義市最嚴(yán)格水資源管理制度的要求。

3 再生水水資源論證

3.1 污水處理廠出水量核算

根據(jù)《遵義市播州區(qū)土寨污水處理廠工程初步設(shè)計》和《遵義市播州區(qū)南部污水處理廠提標(biāo)改造及擴(kuò)建工程初步設(shè)計》，土寨污水處理廠(位于已建成的龍坑污水處理廠下游，覆蓋已建的龍坑污水處理廠納污范圍，新命名為土寨污水處理廠)近期(2023年)、遠(yuǎn)期(2030 年)的污水出水量分別為4.75萬m3/d、9.78萬m3/d；南部污水處理廠近期(2023年)、遠(yuǎn)期(2030 年)的污水出水量分別為3.04萬m3/d、7.0萬m3/d。

為合理確定近期(2023年)、遠(yuǎn)期(2030 年)污水處理廠的出水量，結(jié)合污水處理廠服務(wù)區(qū)域污水收集情況及污水處理廠實(shí)際運(yùn)行情況，根據(jù)居住人口現(xiàn)狀及遠(yuǎn)期預(yù)測數(shù)據(jù)建立污水出水量線性關(guān)系，近期排污量按0.2t/d人復(fù)核，遠(yuǎn)期排污量按0.25t/d人預(yù)測，即：龍坑污水處理廠服務(wù)范圍為播州區(qū)中部排水分區(qū)，居住區(qū)面積20.57km2。服務(wù)范圍內(nèi)近期(2023年)服務(wù)人口為21.45萬人，復(fù)核排污量為4.29萬t/d；遠(yuǎn)期(2030年)規(guī)劃服務(wù)人口為34.1萬人，預(yù)測排污量為8.53萬t/d。南部污水處理廠服務(wù)范圍為播州區(qū)城南排水分區(qū)。服務(wù)范圍內(nèi)近期(2023年)服務(wù)人口為15.1 萬人，復(fù)核排污量為3.02萬t/d；遠(yuǎn)期(2030年)規(guī)劃服務(wù)人口為30 萬人，預(yù)測排污量為7.50萬t/d。

經(jīng)污水出水量核算及預(yù)測，龍坑污水處理廠和南部污水處理廠規(guī)劃水平年來水量與其初步設(shè)計成果基本一致，污水處理廠設(shè)計規(guī)模合理，待上述兩個污水處理廠建成(擴(kuò)建)并投入運(yùn)行后，規(guī)劃水平年近期(2023年)再生水出水量2843.35萬t/a、遠(yuǎn)期(2030年)再生水出水量6124.7萬t/a，均遠(yuǎn)大于項目需水量(925萬t/a)，也滿足《建設(shè)項目水資源論證導(dǎo)則》中要求的“污水處理廠的可利用量一般為污水處理廠實(shí)際處理水量的50%～70%”指標(biāo)，項目用水的供水保障率達(dá)100%，且不影響其他用水戶的取水。

3.2 水源水質(zhì)分析

考慮到一般每年1—2月為污水處理廠進(jìn)水量較少、水質(zhì)較差時期，根據(jù)龍坑污水處理廠和南部污水處理廠2018年2 月實(shí)測資料分析，選取代表性污染物項目COD(化學(xué)需氧量)、氨氮、總磷作為評價因子進(jìn)行分析。龍坑污水處理廠和南部污水處理廠典型月(2月)的出水水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)及變化情況見表1～表2和圖1～圖2。

表1 龍坑污水處理廠典型月(2月)出水水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù) 單位：mg/L

表2 南部污水處理廠典型月(2月)出水水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù) 單位：mg/L

圖1 龍坑污水處理廠典型月(2月)出水水質(zhì)變化情況

圖2 南部污水處理廠典型月(2月)出水水質(zhì)變化情況

污水處理廠典型月(2月)出水水質(zhì)變化情況分析結(jié)果表明：南部污水處理廠再生水出水的COD、氨氮、總磷含量均在允許值范圍之內(nèi), 符合循環(huán)冷卻水要求；龍坑污水處理廠再生水出水的COD、氨氮符合循環(huán)冷卻水要求，但有個別天數(shù)總磷含量超標(biāo), 不符合冷卻水指標(biāo)規(guī)定，主要原因是該污水處理廠設(shè)備老化及原廠區(qū)池體構(gòu)造等歷史遺留問題，造成總磷指標(biāo)不達(dá)標(biāo)。為解決龍坑污水處理廠處理設(shè)備老化、出水水質(zhì)不達(dá)標(biāo)等問題，實(shí)現(xiàn)污水再生利用，充分利用水資源，已規(guī)劃在龍坑污水處理廠下游新建“新土寨污水處理廠”。

4 取退水影響分析

4.1 取水影響分析

南部污水處理廠和龍坑污水處理廠的再生水出水量近期2023年規(guī)?？蛇_(dá)2843.35萬t/a，而項目近期(2023年)年取水量(再生水925萬t/a)僅占可供水量的32.5%，且污水處理廠暫無其他用水戶，故項目取水水源的供水保障率達(dá)100%，也不會對其他用水戶取水產(chǎn)生影響。另外，取用再生水不占用當(dāng)?shù)赜盟偭靠刂浦笜?biāo)，滿足遵義市最嚴(yán)格水資源管理制度要求，可在一定程度上緩解播州城區(qū)水資源供需矛盾。

4.2 退水影響分析

遵義東能鋁業(yè)有限公司2×160萬t/a氧化鋁項目，年平均水重復(fù)利用率95.9%，高于《國家節(jié)水型城市考核標(biāo)準(zhǔn)》中“工業(yè)用水重復(fù)利用率≥83%”的考核指標(biāo)要求。項目運(yùn)行期廢水及生活污水均經(jīng)處理后回用于各循環(huán)水系統(tǒng)，不排入環(huán)境，故其排放量不影響當(dāng)?shù)厮δ軈^(qū)的限制納污指標(biāo)，不會對項目區(qū)河水生態(tài)環(huán)境造成影響。

5 結(jié) 語

污水再生利用水源作為水資源供需緊張、水資源開發(fā)利用條件較差、可挖潛余地小區(qū)域新建項目的特殊首選水源，合理進(jìn)行再生水水資源的論證分析是保障企業(yè)正常穩(wěn)定運(yùn)行的技術(shù)關(guān)鍵。論證結(jié)果表明：遵義東能鋁業(yè)有限公司2×160萬t/a氧化鋁項目采用再生水作為主水源，在水量、供水保障率、水質(zhì)等方面均滿足項目取用水要求。使用再生水可實(shí)現(xiàn)污水資源化再利用，降低地表水取用量，同時取退水對其他取水用戶和水生態(tài)環(huán)境不會造成負(fù)面影響，有利于落實(shí)遵義市最嚴(yán)格水資源管理制度，為建設(shè)項目取水許可審批提供科學(xué)合理依據(jù)。