虞城縣再生水利用工程設計

樊英霞

(虞城縣水利局，河南 虞城 476300)

1 引言

虞城縣正在進行城區(qū)河流水系綜合整治工作，亟需大量水資源對整治后的河道進行活水補源，以維持河道的基本生態(tài)功能；城區(qū)道路、綠地的澆灑和建筑施工也需要消耗大量的水資源；這些用水的水質要求不高，屬于低水質用水需求，可采用再生水進行供應。截止目前，虞城縣尚未進行再生水利用的項目。

2 再生水需水量預測

2.1 工業(yè)生產用水

虞城縣是典型的農業(yè)縣城，為加快城市產業(yè)升級、優(yōu)化城市產業(yè)結構，近年來在河南省委省政府的支持下，大力發(fā)展虞城縣產業(yè)集聚區(qū)，形成了以裝備制造業(yè)、紡織服裝、食品加工為主的產業(yè)鏈條，取得了不俗的成績，但也存在龍頭企業(yè)數(shù)量偏少，經(jīng)濟總量較小，產業(yè)化水平低的問題。這些工業(yè)類型中裝備制造業(yè)對再生水需求量較小，紡織服裝和食品加工，衛(wèi)生要求高，用水水質要求高，不適于進行再生水利用。

2.2 道路和綠化澆灑用水

根據(jù)《虞城縣城鄉(xiāng)總體規(guī)劃(2016-2035)》對虞城縣中心城區(qū)的用地相關規(guī)劃，至2025年城市道路廣場用地面積為514.27 hm2，綠地面積為336.03 hm2。根據(jù)《室外給水設計標準》澆灑道路用水量取2 L/(m2·d)，澆灑綠地用水量取1 L/(m2·d)。

2.3 沖廁用水

目前，在北京、天津等一線城市已經(jīng)開始推廣再生水沖廁利用，但從實際運行情況來看，再生水用于沖廁還存在以下問題：①再生水管網(wǎng)管理復雜，存在一定的供水安全性風險。②再生水利用需要對現(xiàn)有衛(wèi)生潔具供水系統(tǒng)進行改造，投資較大，改造難度也很大。③小區(qū)內再生水存儲、升壓及消毒設備不完善、設備故障率高，導致再生水系統(tǒng)運行不理想。④老社區(qū)內道路狹窄，管線綜合交錯，再生水管網(wǎng)系統(tǒng)敷設難度很大。⑤再生水對配水管線及用水器具的防腐要求較高。

2.4 洗車用水

根據(jù)統(tǒng)計數(shù)據(jù)，截止2018年度，虞城縣的機動車保有量近10萬輛，預計至2025年將達到約14萬輛，至2035年將達到約20萬輛。單輛汽車每次洗車用水量約0.10 m3，每輛車平均7 d洗車1次，則每輛車平均每天洗車用水量為1.40×102m3，由此可知虞城縣城近期的洗車用水量約為0.20萬m3/d，遠期洗車用水量約為0.28萬m3/d?？紤]到洗車用水量較小，且用戶分布分散，單獨敷設再生水管道代價過大且不易管理，因此暫不考慮再生水的洗車之用。

2.5 建筑施工用水

虞城縣城目前處于快速城市化的發(fā)展過程中，各種建筑拔地而起，建設工地較多。建筑施工用水主要用于沖洗、壓塵、砂漿、混凝土養(yǎng)護等，用水量不穩(wěn)定，不易估算，且較為分散，為避免再生水管道建設過多，工程投資過大，工程暫不考慮再生水的建筑施工用水。

2.6 景觀河道補充水

虞城縣城區(qū)內響河、牛河、周商永運河、十字河、十字河西支、運糧河、東沙河、白河、中心干渠等河道，大部分為季節(jié)性河道，不降雨時，河道流動性較差，易腐敗變質。項目的一個很重要的建設目的是為隴海鐵路以南的季節(jié)性河道補充水源，使其形成活水，實現(xiàn)長制久清，避免整治后再返黑返臭。

2.7 再生水需水總量

通過分析預測，可以得出虞城縣中心城區(qū)至近期2025年的再生水需水量，具體需水量見表1。

表1 虞城縣城2025年再生水需求量預測表

3 再生水水源選擇

城市污水量與城市供水量幾乎相當，就近可得，易于收集，經(jīng)過污水處理廠深度處理處理后其污染物含量已相對較低，水質水量相對穩(wěn)定，目前水再生處理技術比較成熟，經(jīng)適當處理后可做為工農業(yè)生產的水源。

虞城縣第三污水處理廠建成后，虞城縣3座污水處理廠的總處理能力將達到10萬 m3/d，主要出水指標將提升至地表水Ⅳ類水標準，可提供大量優(yōu)質的再生水資源。但虞城縣尚未對這些水資源進行有效利用，而是直接排放至響河，造成資源浪費。

這些處理后的尾水白白排入自然水體，不但造成污染，還是一個巨大的浪費，根據(jù)《城鎮(zhèn)污水再生利用工程設計規(guī)范》其水量水質可滿足8萬m3/d再生水廠的需求，也是虞城縣縣城周邊唯一具有如此規(guī)模的水源。確定將虞城縣3座污水處理廠處理后的尾水做為再生水廠的水源，即利用虞城縣第一、第二、第三污水處理廠處理后的尾水資源建設虞城縣再生水廠。

4 工程建設規(guī)模的確定

4.1 再生水水源供水能力分析

虞城縣中心城區(qū)現(xiàn)有3座污水處理廠，分別為虞城縣第一污水處理廠、虞城縣第二污水處理廠和虞城縣第三污水處理廠。根據(jù)《城鎮(zhèn)污水再生利用工程設計規(guī)范》4.3.1條和4.3.2條，再生水廠的設計規(guī)模按最高日水量確定，且不宜超過污水處理廠規(guī)模的80%。虞城縣3座污水處理廠的總規(guī)模為10萬m3/d，大于再生水的需水量，作為水源的供水能力是可以滿足再生水廠的取水需求的。

項目再生水的用途主要是城區(qū)道路和綠地澆灑用水、河道生態(tài)補水，用水的穩(wěn)定性和保證率要求不高，且還有城市自來水和河水可作為備用水源，因此，即使再生水供水量偶爾不足也不會造成大的影響。擴大再生水廠的供水能力對水資源的有效利用、再生水廠的經(jīng)濟效益有較大的促進作用，對環(huán)境保護也是非常有益的事，因此應能用盡用。

4.2 工程建設規(guī)模

根據(jù)上述的再生水需水量預測和再生水水源供水能力分析，確定虞城縣再生水廠的建設規(guī)模為8萬m2/d。

5 再生水供水水質與污水處理廠設計出水水質

5.1 污水處理廠的設計出水水質

虞城縣第一、第二、第三污水處理廠正在進行提標改造工程，該工程完成后，出水COD、BOD5、氨氮、總磷將達到《地表水環(huán)境質量標準》Ⅳ類水質要求，其余指標繼續(xù)執(zhí)行《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準(GB18918-2002)》的一級A標準。各污水處理廠設計出水水質見表2。

表2 虞城縣第一、第二、第三污水處理廠的設計出水水質表 (單位：mg/L)

5.2 污水處理廠需要進一步提高的水質指標

①對于溶解氧指標，由于污水處理廠均設有好氧生化工藝，后續(xù)的深度處理過程中也會陸續(xù)經(jīng)過跌水堰充氧等，實際運行中其出水溶解氧均會高于1 mg/L，因此無須進行特別處理即可達標。②對于余氯指標，第三污水處理廠目前采用次氯酸鈉消毒，只需加大污水處理廠的次氯酸鈉投加量即可達到再生水的指標要求。③對于嗅和味，2座污水處理廠均設有混凝、沉淀、過濾、消毒的深度處理系統(tǒng)，流程與地表水凈水工藝相同，出水基本無嗅和味。④對于色度指標，污水處理廠出水要求較低，而再生水要求較高，現(xiàn)有工藝不易達到。因此，為進行再生水利用，滿足用戶對水質的需求，污水處理廠尚需增加脫色工序，進一步降低出水色度。

5.3 目前常用的脫色方法

目前常用的脫色方法：①臭氧氧化脫色法；②絮凝脫色法；③吸附法；④反滲透膜脫色法；⑤芬頓脫色法。

5.4 脫色工藝選擇和再生水廠工藝流程

脫色工藝選擇和再生水廠工藝流程：目前常用的5種脫色工藝，認為臭氧氧化脫色法具有脫色效果好、反應迅速、流程簡單、沒有二次污染、兼具去除嗅、味、CODcr的優(yōu)點，適合于項目用地緊張、縣級污水處理廠管理水平相對較低的特點，工程推薦采用臭氧氧化的脫色工藝。

由于3座污水處理廠的提標改造項目正在進行，提標改造工藝中已經(jīng)加入了臭氧氧化工藝，提標改造完成后各污水處理廠出水將能夠滿足再生利用的要求;故不新建脫色設施。

6 結語

總之，虞城縣再生水利用一期工程擴大再生水利用范圍，節(jié)約有限的水資源，緩解虞城縣水資源利用緊張局面；利用再生水對城區(qū)道路、公園綠地進行澆灑，創(chuàng)造美好的生活環(huán)境；對周商永運河、運糧河、十字河、十字河西支等河道景觀水體進行生態(tài)補水，活水保質，消除城市黑臭水體，提高河道生態(tài)景觀標準，增加濱水空間，提升城市品質。