東莞市再生水利用現(xiàn)狀與規(guī)劃
——以石馬河流域與茅洲河流域為例

莫灼英

（東莞市水務(wù)監(jiān)測中心，廣東 東莞 523000）

1 污水處理及再生水利用現(xiàn)狀

1.1 污水處理現(xiàn)狀

石馬河流域（東莞境內(nèi)流域面積為601km2）和茅洲河流域（東莞境內(nèi)流域面積為77.38km2），總面積為678.38km2，涉及清溪、鳳崗、塘廈、樟木頭、謝崗、橋頭、常平、黃江、大嶺山、虎門和長安共11個鎮(zhèn)街。 兩河流域現(xiàn)有12座污水處理廠， 現(xiàn)狀污水處理廠分布如表1及圖1。

圖1 兩河流域現(xiàn)狀污水處理廠分布

由表1可得，現(xiàn)狀污水處理廠總規(guī)模為96.5萬m3/d，其中石馬河流域61.5萬m3/d，茅洲河流域35萬m3/d（含長安新區(qū)污水處理廠）。在排放標準方面，絕大部分污水處理廠執(zhí)行一級B排放標準， 只有少量尾水執(zhí)行一級A排放標準（現(xiàn)狀執(zhí)行一級A排放標準的污水廠規(guī)模共計32萬m3/d，占現(xiàn)狀污水廠總規(guī)模的33.2%）。 總體而言，現(xiàn)狀污水處理廠站處理規(guī)模有限，無法滿足日益增長的城市再生水需求， 且水質(zhì)指標有待提標改造。

表1 兩河流域內(nèi)現(xiàn)狀污水處理廠統(tǒng)計

1.2 再生水利用現(xiàn)狀及發(fā)展

依據(jù)GB/T 18921—2002 《城市污水再生利用分類》［3］，再生水主要可用于農(nóng)、林、牧、漁業(yè)用水，以及城市雜用水、工業(yè)用水、環(huán)境用水、補充水源水等多種用途。 對于兩河流域，由于農(nóng)業(yè)用地較少，且農(nóng)業(yè)用地大部分位于生態(tài)保護區(qū)內(nèi)， 分布極為分散，故農(nóng)、林、牧、漁業(yè)用水所占比重約5%，再生水使用困難。 對于城市雜用水，爭議較大的是建筑沖廁、空調(diào)冷卻水等用水。一方面，建筑沖廁用水相比其他幾類用水所占比重很少， 但其再生水管網(wǎng)投資和管理費用卻很高，投入和產(chǎn)出相差較大。尤其對于兩河流域而言，絕大部分區(qū)域為已建成區(qū)，進行建筑再生水管網(wǎng)改造實屬不易；另一方面，建筑沖廁使用再生水難免存在錯接誤接風險。因此，城市建成區(qū)不建議利用再生水沖廁及用于空調(diào)冷卻水。 對于再生水補充水源水，考慮到再生水的水質(zhì)風險，且在國內(nèi)應(yīng)用先例并不多，兩河流域不建議將再生水作為補充水源水。地表水和地下水可通過集蓄、 涵養(yǎng)雨水資源及海綿城市建設(shè)等措施進行直接和間接補充。長遠來看，城市雜用水、工業(yè)用水及環(huán)境用水（主要指河流生態(tài)補水）是兩河流域再生水利用的重點方向。

2 再生水用水規(guī)模預測

2.1 城市雜用水

在當前水環(huán)境治理壓力大， 且污水處理廠尾水尚不能達到國家再生水相關(guān)水質(zhì)標準的背景下，近期再生水主要考慮用于生態(tài)景觀用水， 以解決當前東莞市水環(huán)境污染問題。 遠期待再生水廠站建設(shè)完善，再生水水質(zhì)符合國家相關(guān)標準后，可考慮將部分再生水用于工業(yè)用水及市政雜用。

兩河流域城市雜用水用途主要包括城市綠化、道路清掃、建筑施工和車輛沖洗等。由于建筑施工和車輛沖洗用水難以定量計算， 因此重點對綠化用水和道路清掃用水規(guī)模進行預測， 并在預測中考慮一定的彈性系數(shù)，以充分考慮前兩者用水的可能。經(jīng)計算， 兩河流域遠期綠化和道路澆灑平均日再生水用量10.64萬m3/d， 近期綠地澆灑再生水平均日用水量3.55萬m3/d。

2.2 工業(yè)用水

由于工業(yè)用水范疇非常廣泛， 再生水可替代于工業(yè)用水的范疇主要包括冷卻用水、洗滌用水、鍋爐用水、工藝用水、產(chǎn)品用水等。 工業(yè)再生水用水量由兩部分構(gòu)成：①大用戶企業(yè)用水量；②一般工業(yè)企業(yè)用水量。經(jīng)計算，遠期大用戶企業(yè)平均日再生水用量合計為1.945萬m3/d， 一般工業(yè)企業(yè)平均日再生水用量16.54萬m3/d。

2.3 環(huán)境用水

兩河流域環(huán)境用水對象主要為河流。 流域內(nèi)河流眾多，大小河流、排洪溝渠共計130余條。其中鳳崗鎮(zhèn)12條，塘廈鎮(zhèn)12條，清溪鎮(zhèn)30條，謝崗鎮(zhèn)7條，樟木頭鎮(zhèn)5條，常平鎮(zhèn)34條，橋頭鎮(zhèn)13條，長安鎮(zhèn)17條。 河流環(huán)境需水量一般采用最小生態(tài)需水量法進行河流生態(tài)需水量的預測， 即以多年平均流量的10%作為生態(tài)補水量低方案， 以多年平均流量的20%作為生態(tài)補水量高方案。 設(shè)計年徑流計算公式如下：

式中 W為徑流總量（m3）；R為徑流深（mm），由《廣東省水文圖集》查得，取800mm；F為流域面積（km2）。

上述公式計算所得設(shè)計年徑流量再乘以10%即得枯水期徑流量，即生態(tài)環(huán)境需水量。經(jīng)計算，流域內(nèi)各河涌所需環(huán)境補水量較小，均低于現(xiàn)有污水處理廠處理規(guī)模。 考慮到現(xiàn)有河道黑臭水體治理、水環(huán)境提升等需要，以及將來人民對于水景觀、水生態(tài)需求的不斷提升，河道補水應(yīng)堅持“多多益善”的原則。 因此，各污水處理廠扣除市政雜用水量和工業(yè)用水量后，剩余水量應(yīng)盡量補充至河道。

綜上，經(jīng)匯總計算三類用水規(guī)模預測值，結(jié)果表明遠期環(huán)境補水用水量最大，占再生水總產(chǎn)量的76.7%；其次為工業(yè)用水，占比14.2%；城市雜用水占比最小，為9.1%。

3 再生水廠站布局規(guī)劃

3.1 廠站提標改造分析

根據(jù)東莞市污水處理廠提標改造計劃，近期兩河流域污水處理廠出水標準提至一級A以后，可直接用于河道補水及城市雜用水。 由于一級A標準部分檢測項會對工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備產(chǎn)生不良影響，因此一級A標準的出水需進一步處理，達到相應(yīng)水質(zhì)標準后方可用于工業(yè)用水。隨著國家對水環(huán)境質(zhì)量重視程度的持續(xù)提高，遠期所有污水處理廠提標改造至準Ⅳ類排放。

3.2 再生水廠站布局

再生水廠站布局以污水處理廠服務(wù)范圍為基本單位，做到再生水系統(tǒng)供需平衡。 對于在規(guī)劃范圍內(nèi)無污水處理廠的常平鎮(zhèn)，采用就近原則，由樟木頭污水處理廠供水?？紤]到近期規(guī)劃區(qū)面臨著水環(huán)境治理的緊迫任務(wù)， 規(guī)劃近期再生水利用以河道補水為主。同時，由于道路和綠地澆灑等市政雜用水可采用罐車取用再生水，近期規(guī)劃區(qū)再生水利用可兼顧部分距離污水處理廠較近的道路和綠地澆灑。隨著污水處理廠出水標準的提高及再生水管網(wǎng)的完善，遠期規(guī)劃區(qū)再生水利用方向包括工業(yè)用水、城市雜用和河道補水。

由上述分析和規(guī)劃策略可知， 無論是近期還是遠期，規(guī)劃區(qū)內(nèi)均無需建設(shè)專門的再生水廠站，現(xiàn)有污水處理廠即是再生水廠站。因此，規(guī)劃再生水利用設(shè)施建設(shè)內(nèi)容主要包括泵站及再生水管網(wǎng)， 石馬河流域近遠期再生水廠站布局如圖2及兩河流域規(guī)劃污水處理廠布局統(tǒng)計表2。

圖2 石馬河流域近、遠期再生水廠站布局

表2 兩河流域規(guī)劃污水處理廠布局統(tǒng)計

3.3 再生水處理工藝

遠期為使得污水處理廠在一級A出水標準的基礎(chǔ)上提高到準IV類， 需要對二級或二級強化處理后的城市污水進行深度處理， 進一步去除TN、TP、SS、COD等污染物。 根據(jù)北京、天津、深圳等城市實際設(shè)計和運營經(jīng)驗， 準IV類出水標準下污水處理廠的深度處理工藝常見有以下4種：①一級A出水+反硝化生物濾池+高效沉淀池+V型濾池+臭氧高級催化氧化+消毒；②一級A出水+高效沉淀池+深床濾池+臭氧氧化工藝+消毒；③預處理+MBR+臭氧氧化+消毒；④一級A出水+反硝化生物濾池+臭氧氧化工藝+曝氣生物濾池+消毒。 各污水處理廠遠期提標時，應(yīng)根據(jù)進水水質(zhì)及用地情況選擇合適的處理工藝。

4 再生水利用效益分析

總體來講，再生水利用工作屬于公益性事業(yè)，其效益主要為環(huán)境效益和社會效益， 同時亦兼具一定的經(jīng)濟效益。

4.1 環(huán)境效益分析

規(guī)劃的實施，可開辟城市第二水源，有效緩解東莞市日益緊張的水資源供需矛盾：如按規(guī)劃實施，則再生水可部分替代自來水（用于市政雜用水及工業(yè)用水），在節(jié)約優(yōu)質(zhì)水資源的同時，有效緩解東莞市日益緊張的水資源供需矛盾。根據(jù)再生水利用規(guī)劃，近期污水處理規(guī)模共計134萬m3/d； 一級A及以上標準的再生水利用規(guī)模將達到78.4萬m3/d，則近期再生水利用率將達到58.5%，可實現(xiàn)再生水利用率近期不低于20%的目標；遠期污水處理規(guī)模共計145萬m3/d，一級A及以上標準的再生水利用規(guī)模將達到116萬m3/d，則遠期再生水利用率將達到80%，實現(xiàn)再生水利用率遠期不低于60%的目標。

4.2 社會效益分析

在帶來巨大環(huán)境效益的同時，規(guī)劃的實施還具有良好的社會效益：①可有效提高全民節(jié)水意識和環(huán)保意識；②再生水利用是循環(huán)經(jīng)濟的具體表現(xiàn)，可為節(jié)水型城市、生態(tài)示范市、海綿城市等創(chuàng)建奠定基礎(chǔ)；③再生水利用有利于構(gòu)建可持續(xù)的城市水系統(tǒng)，有利于建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型城市；④結(jié)合河道綜合治理，改善水環(huán)境，提升水景觀，為市民提供親水娛樂空間，進一步提升城市形象，改善市民生活質(zhì)量。

4.3 經(jīng)濟效益分析

規(guī)劃的實施將減少因遠距離引水產(chǎn)生的管道建設(shè)及運行維護費用：①通過優(yōu)惠水價，使用戶節(jié)約了用水成本。 近期再生水價格與自來水價格價差按0.5元/m3計，則每天可節(jié)約自來水費用約5.78萬元；②為鼓勵再生水的推廣， 建議政府對使用再生水的企業(yè)免征污水處理費。

5 結(jié)語

（1）東莞市兩河流域現(xiàn)狀污水處理廠規(guī)模為96.5萬m3/d， 且絕大部分污水處理廠執(zhí)行一級B排放標準，執(zhí)行一級A排放標準的較少?？傮w而言，現(xiàn)狀污水處理廠站處理規(guī)模有限， 無法滿足日益增長的城市再生水用水需求，且水質(zhì)指標有待提標改造。

（2）城市雜用水、工業(yè)用水及環(huán)境用水是兩河流域再生水利用的重點方向，經(jīng)對用水規(guī)模進行預測，遠期環(huán)境用水量需求最大，其次為工業(yè)用水，城市雜用水最小。

（3） 兩河流域規(guī)劃近期污水處理廠出水執(zhí)行一級A標準，遠期提標改造至準IV類水質(zhì)排放。 近遠期無須建設(shè)專門的再生水廠站， 通過完善泵站及再生水管網(wǎng)建設(shè)，可實現(xiàn)流域內(nèi)再生水利用規(guī)劃目標。

（4）規(guī)劃實施后將產(chǎn)生一定的環(huán)境效益、社會效益和經(jīng)濟效益。 目前東莞市正在開展城市升級、一河一策、黑臭水體治理等工作，建議再生水利用規(guī)劃應(yīng)與相關(guān)規(guī)劃及工作進行合理銜接， 將再生水泵站、管網(wǎng)建設(shè)納入相關(guān)供、排水專項規(guī)劃，以期盡快實現(xiàn)再生水資源綜合開發(fā)利用，保障區(qū)域可持續(xù)發(fā)展。