佳縣污廢水產(chǎn)生與回用排放量預(yù)測

徐冬梅，李 瑩

(佳縣水資源服務(wù)中心，陜西 榆林 719200)

1 概 況

位于榆林市東南部的佳縣，為黃土丘陵溝壑區(qū)第Ⅰ副區(qū)[1]，全縣總土地面積2144 km2，人口25萬人，屬于北溫帶干旱半干旱大陸性季風(fēng)氣候，多年平均降雨量395 mm[2]，境內(nèi)主要河流有佳蘆河、烏龍河、五女河、車會河、坑鎮(zhèn)河，過境河流有禿尾河、黃河。區(qū)內(nèi)水資源缺乏，水土流失嚴(yán)重，給人畜飲水和生態(tài)環(huán)境建設(shè)及工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用水造成極大困難。

2 水資源開發(fā)利用狀況

2.1 水資源特點(diǎn)

佳縣水資源總量為4.01億m3，其中地表水資源1.53億m3，地下水資源2.48億m3，徑流輸入總量為4.85 m3/s，輸出總量為1.31 m3/s。佳縣水資源特點(diǎn)[3]：

(1)水資源缺乏，分布不均勻，地區(qū)差異大。沿黃地區(qū)過境水量充沛，而其他地區(qū)地表經(jīng)流和過境水量嚴(yán)重缺乏，且地下水埋藏深度大，水量不足。

(2)徑流年內(nèi)分布不均勻，年際變化大。根據(jù)多年觀測，七、八、九三個月徑流之和占全年徑流的45.6%，形成汛期棄水，使得汛期水量嚴(yán)重不足，水資源不能充分利用。

2.2 水資源開發(fā)利用情況

佳縣目前建成自引灌渠19條，高抽提灌站56處，機(jī)電抽灌井13眼，集雨集灌水窖2190眼，中型水庫2座，池塘89處，蓄水總量為3990萬m3，縣城供水工程1處。2013年佳縣各產(chǎn)業(yè)、生活以及生態(tài)用水總量為1164×104m3，滿足佳縣水資源可利用量5999×104m3以及“三條紅線”2015年用水指標(biāo)2280×104m3的要求。從用水總量及水源分析，佳縣地表水、地下水用水量分別占縣地表水可利用量、地下水可開采量的10.7%和31.0%，滿足水資源可利用量要求，同時，地表水與地下水尚有開發(fā)利用潛力，無開采深層地下水情況。

從用水結(jié)構(gòu)分析，佳縣農(nóng)業(yè)灌溉用水量最多，為505×104m3，約占縣總用水量的43.4%，其次為居民生活用水，占縣總用水量的34.2%，說明佳縣用水主要以農(nóng)業(yè)用水為主。而農(nóng)業(yè)用水大部分為地表水，約占佳縣地表水用水量的58.3%。

總體來說，佳縣地表水、地下水現(xiàn)狀開發(fā)利用較小，未來開發(fā)利用潛力較大，但因地下水可開采量較小，因此，在發(fā)展工農(nóng)業(yè)時，應(yīng)謹(jǐn)慎使用地下水。從2020年能和2030年總量控制指標(biāo)2300×104m3和3000×104m3來看，還存在一定的工業(yè)發(fā)展空間，但要考慮規(guī)模限制。

3 廢污水產(chǎn)生量預(yù)測

再生水回用量主要根據(jù)城鎮(zhèn)生態(tài)、河道內(nèi)生態(tài)和工業(yè)等用水特征和污水處理設(shè)施、再生水利用設(shè)施實(shí)施情況等預(yù)測確定。這里選取耗水系數(shù)、污水處理率和再生水回用率三個指標(biāo)，并根據(jù)榆林市發(fā)展目標(biāo)和相關(guān)規(guī)劃確定耗水系數(shù)、污水處理率和再生水回用率指標(biāo)值。此處只計算工業(yè)、生活、建筑業(yè)和第三產(chǎn)業(yè)這四個部門的廢污水產(chǎn)生量。采用的方法為排污系數(shù)法。各業(yè)的排污系數(shù)分析如下：

3.1 生活用水排污系數(shù)

生活用水分為城鎮(zhèn)生活和農(nóng)村生活用水兩部分，其中城市生活污水通過城市的下水管網(wǎng)收集后進(jìn)入污水處理廠；而農(nóng)村生活產(chǎn)生的污水則直接消耗，一般不具有收集能力或僅有極少部分水量可以收集。研究整理了2004—2013年近10 a間佳縣城鎮(zhèn)生活污水用水量與排污量的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，見表1。

表1 佳縣2004—2013年城鎮(zhèn)生活供、排水量數(shù)據(jù)統(tǒng)計

根據(jù)分析，排污系數(shù)呈現(xiàn)上下波動的狀態(tài)，報告按照近10 a統(tǒng)計數(shù)據(jù)的平均值0.72進(jìn)行取值。另考慮到隨著我國污染物治理力度的加大，部分城區(qū)、鄉(xiāng)鎮(zhèn)周邊的農(nóng)村用水也會逐步納入到鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水收集系統(tǒng)，但這部分污水量比例很小，報告參考其他研究成果，按照0.03進(jìn)行取值。

3.2 工業(yè)污水排放系數(shù)

收集了榆林市水資源公報統(tǒng)計數(shù)據(jù)及陜西省水利廳發(fā)布的《陜西省水資源公報》數(shù)據(jù)，進(jìn)行對比分析，見表2。

表2 佳縣2004—2013年工業(yè)供、排水量數(shù)據(jù)統(tǒng)計表

從兩組數(shù)據(jù)對比來看，榆林市水資源公報中統(tǒng)計的工業(yè)排污水量數(shù)據(jù)相對偏小，對應(yīng)的排污系數(shù)也偏小，參考其他區(qū)域的工業(yè)排污情況，認(rèn)為省公報數(shù)據(jù)可靠性更高。榆林市水資源公報數(shù)據(jù)是工業(yè)的綜合排污系數(shù)，其中規(guī)模以上的工業(yè)排污系數(shù)相對較低，而規(guī)模以下的工業(yè)排污系數(shù)相對較高。

根據(jù)水資源管理要求，對于進(jìn)入工業(yè)園區(qū)的企業(yè)，要求其在生產(chǎn)過程中，產(chǎn)生的生產(chǎn)廢水必須進(jìn)行處理后自身回用，實(shí)現(xiàn)近“零”排放，故預(yù)測中按照這部分廢污水全部自身回用處理。故綜合考慮后，工業(yè)園區(qū)內(nèi)的排污系數(shù)取0，園區(qū)外的工業(yè)項目排污系數(shù)取0.2，城區(qū)內(nèi)的規(guī)模以下工業(yè)項目排污系數(shù)取0.4。

3.3 建筑業(yè)和服務(wù)業(yè)排污系數(shù)

在公報數(shù)據(jù)中未對建筑業(yè)和服務(wù)業(yè)的排污水量進(jìn)行單獨(dú)統(tǒng)計，參考其他項目的經(jīng)驗取值，建筑業(yè)排污系數(shù)取值為0.5；服務(wù)業(yè)排污系數(shù)取值0.7。根據(jù)以上系數(shù)，乘以相應(yīng)部門的用水量，可以得到不同水平年的廢污水量。

3.4 污廢水產(chǎn)生量預(yù)測

根據(jù)以上各行業(yè)排污系數(shù)，計算污廢水產(chǎn)生量。佳縣2020年生活用水量700.7×104m3，生產(chǎn)需水量1848.5×104m3，生態(tài)環(huán)境需水量83.6×104m3；2030年生活用水量961.4×104m3，生產(chǎn)需水量3326.4×104m3，生態(tài)環(huán)境需水量105.2×104m3，經(jīng)計算，佳縣的污水量2020年為376.5×104m3，2030年為629.7×104m3，計算結(jié)果見表3。

從表3可以看出，從污水來源來說，生活污水量最多，2020年占到總廢污水產(chǎn)生量的82.6%，2030年占總廢污水產(chǎn)生量的79.4%；其次為工業(yè)廢水，2020年占到總污水量的8.8%，2030年占總污水量的7.3%。從污水產(chǎn)生的區(qū)域來說，縣城還是相對較多，因此要加強(qiáng)縣城污水處理廠建設(shè)。

表3 佳縣廢污水產(chǎn)生量計算結(jié)果 104 m3

4 廢污水排放及回用情況分析

4.1 污水回用情況

2020年，佳縣污廢水總量為376.5×104m3，處理后得到中水總量為287.4×104m3。佳縣污廢水主要來自縣城城區(qū)佳蘆鎮(zhèn)(縣城城區(qū)污廢水主要來自城鎮(zhèn)生活廢水)，為101.6×104m3，約占總廢水量的27.0%，處理后得到中水量為76.2×104m3。

2030年，佳縣污廢水總量為629.7×104m3，處理后得到中水總量為512.8×104m3。佳縣污廢水主要來自縣城城區(qū)佳蘆鎮(zhèn)(縣城城區(qū)污廢水主要來自城鎮(zhèn)生活廢水)，為138.0×104m3，約占總廢水量的21.9%，處理后得到中水量為110.3×104m3。佳縣各區(qū)域中水可利用量統(tǒng)計見表4。

表4 佳縣中水可利用量統(tǒng)計表 104 m3

4.2 污廢水達(dá)標(biāo)排放水量及污染物排放量預(yù)測

(1)2020年達(dá)標(biāo)排放水量及污染物排放量。2020年，佳縣城區(qū)、典型鄉(xiāng)鎮(zhèn)以及其它區(qū)域產(chǎn)生的中水總量為282.4×104m3，主要來源于城鎮(zhèn)生活、工業(yè)以及服務(wù)業(yè)，分別占區(qū)域中水總量的80.5%、8.8%及7.0%。

佳縣中水回用總量為153.4×104m3，包括工業(yè)回用量69.8×104m3，生態(tài)環(huán)境(主要包括道路廣場路面噴灑、城鎮(zhèn)綠化、生態(tài)林地以及生態(tài)草地)回用量83.6×104m3。區(qū)域廢污水達(dá)標(biāo)排放量為141.17×104m3，COD和氨氮排放總量分別為70.58 t、7.06 t，主要來源于王家砭以及店鎮(zhèn)、烏鎮(zhèn)等其它區(qū)域。其它地區(qū)中水全部回收自用，不再排放。

(2)2030年達(dá)標(biāo)排放水量及污染物排放量。2030年，縣城城區(qū)、典型鄉(xiāng)鎮(zhèn)以及其它區(qū)域產(chǎn)生的中水總量為503.7×104m3，主要來源于城鎮(zhèn)生活、工業(yè)以及服務(wù)業(yè)，分別占區(qū)域中水總量的78.2%、7.3%及10.8%。

佳縣中水回用總量為207.7×104m3，包括工業(yè)回用量102.5×104m3，生態(tài)環(huán)境(主要包括道路廣場路面噴灑、城鎮(zhèn)綠化、生態(tài)林地以及生態(tài)草地)回用量105.2×104m3。

區(qū)域廢污水達(dá)標(biāo)排放量為321.18×104m3，COD和氨氮排放總量分別為160.59 t、16.06 t，主要來源于縣城城區(qū)、王家砭以及店鎮(zhèn)、烏鎮(zhèn)等區(qū)域。其它地區(qū)中水量全部回收自用，不再排放。佳縣中心城區(qū)、典型鄉(xiāng)鎮(zhèn)以及其它區(qū)域廢污水達(dá)標(biāo)排放量以及污染物排放量見表5。

表5 佳縣達(dá)標(biāo)排放水量及污染物排放量統(tǒng)計表

5 結(jié) 語

佳縣水資源極度緊缺，為了節(jié)約用水，提高用水效益，文章根據(jù)佳縣水資源開發(fā)利用情況，對2020年、2030年佳縣污水產(chǎn)生量、中水總量、回用量、排放量分別進(jìn)行了分析預(yù)測，經(jīng)探討分析，2020年佳縣污廢水產(chǎn)生總量為376.5×104m3，處理后得到中水總量為282.4×104m3，回用總量為153.4×104m3，排放量為141.16×104m3。2030年佳縣污廢水產(chǎn)生總量為629.7×104m3，處理后得到中水總量為503.7×104m3，回用總量為207.7×104m3，排放量為321.18×104m3，為加強(qiáng)水資源管理，提高污水處理，促進(jìn)節(jié)水高效起到了重要技術(shù)支撐。