北京市城市污水处理与再利用

北京市城市污水处理与再利用（二）

2.3城市污水回用技术经济分析

（1）城市污水回用经济性

城市污水采用分区集中处理后将处理水作为新水源与开发其它水源比较，在经济上具有明显优势。

远距离引水：国内一些城市为解决水源不足，采用远距离引水，如天津"引滦入津工程"引水距离234 km，青岛"引黄入青工程"引水距离297 km等，均花费巨额投资，而城市污水深度处理就近回用于低质用水用户，替代优质水，可节省大量基建投资和运行费用。

海水淡化：城市污水杂质含量一般＜0.1%，可采用普通生化、物化法去除；而海水含有约3.5%的溶解盐类和有机物，需采用复杂的预处理和反渗透等膜处理技术，基基建投资和运行成本远高于污水回用。

新建自来水厂：污水回用提供新水源同时可减少自来水用量，从而缩减自来水厂建设规模，节省工程投资。

缩减水污染治理费用：污水回用可减少污水外排量，不仅有利于实行污染物总量控制，而且减少了污染征收费用。

（2）城市污水回用的技术性分析

一般情况下，任何污水都可以采用不同的工艺进行处理，达到各类用户对水质的要求。目前国内外城市污水二级处理水主要回用于工业、农业、市政和生活杂用、景观河道等方面，除市政和生活杂用对水质要求较高，须经混凝沉淀、过滤、消毒等深度处理后才可回用外，城市污水处理厂二级处理水基本可满足其它用户对水质的要求。

为了推动城市污水回用的进程，国内外相继制定了一些城市污水回用的规范和标准，例如1998年世界卫生组织颁布的《污水回用农业的微生物含量标准》；同年10月我国颁布了《生活杂用水水质标准》1992年美国国家环保局修订了《污水回用综合规范》，涉及到污水回用于非饮用的市政、生活杂用、工业、农业等方面的水质标准；1995年由中国工程建设标准化协会颁布了《城市污水回用设计规范》等。这此规范和标准为污水回用提供了可靠依据，现以北京高碑店污水处理厂二级出水和深度处理出水水质为代表与各种回用水水质进行比较，分析北京市城市污水再生利用在技术上的可行性。

1）污水回用于工业

在工业用水冷却水用量所占的比例，而且对水质要求不高。可以看出，高碑店污水处理厂二级出水基本上达到《城市污水回用设计规范》中工业冷却水的建议水质标准。但是对于要求较高的冷却设备，为防止腐蚀和结垢，一般应投加水质稳定剂，对循环冷却水水质进行稳定处理。

2）污水回用于农业

未经处理的城市污水直接灌溉农田，不仅会造成农作物产品质量下降，还会引起土壤恶化，污染地下水。为了合理利用污水灌溉，1992年我国颁布了《农田灌溉水质标准》（GB 5084－92），高碑店污水处理厂二级出水与农灌水质标准对照，高碑店污水处理厂二级出水水质能够满足农灌水质的要求。

3）污水回用景观河道补充水

北京市区河道均为季节性河流，没有补充水源。《北京城市总体规划》规定："位于城市上游的莲花河、清河（清河闸上）、凉水河（大红门闸上）等风景观赏河道，因无水源保证，为维持河道景观，需用经处理后的污水解决补水问题；位于城市下游的清河（清河闸下）、坝河（酒仙桥以下）、凉水河（大红门闸下）、通惠河（高碑店闸下）等河道，是城市的排水尾闾，水体要求低一些，可结合污水厂建设补充河道水源，逐步改善河道水质"。因此，采用污水回用水补充河道是十分必要的。

根据《地表水环境质量标准》（GHZB 1－1999），北京市主要河道分别属于Ⅳ类和Ⅴ类河道。城市污水二级处理后必须进行深度处理，才能达到相应的地面水体标准，这与当前北京市的经济状况是不相符的。因此考虑其可行性采用《城市污水回用设计规范》中规定的市区景观河道用水建议水质标准，与高碑店二级出水进行比较，可以看出，高碑店污水处理厂二级出水基本可满足要求。

4）污水回用市政和生活杂用

市政和生活杂用水在使用中有可能与人体直接或间接接触，因此对水质要求较高，一般应经过深度处理后才能使用。高碑店二级出水经混凝、沉淀、过滤、消毒等深度处理后，可满足市政、生活杂用和中水水质要求。

综上所述，城市污水处理厂二级出水水质已经达到一般工业冷却水和景观河道用水水质标准，如果再经适当深度处理，将可达到更高要求的水质标准。因此，城市污水再生回用于一些非饮用性、低质用水的用户在技术上是完全可行的，国内外许多成功的经验也证明了这一点.

3．北京市城市污水回用方案设想

3.1回用原则、对象及回用水需求量

根据国内外经验，城市污水二级处理后，优先回用于农业。虽然农田灌溉季节性强，但农田面积大，用水量多，水质要求不高，是符合我国国情，易于实现的回用途径。相对于农灌，工业及市政杂用需水量较为稳定，所产生的资源效益较高，也是重点回用对象之一。在工业回用中，应首先选择回用于工业冷却，其次是工艺低质用水和厂内杂用水。

根据北京市污水处理厂规划和污水灌溉对地下水的影响，近期回用农灌的主要地区为朝阳区和丰台区，有效灌溉面积约22.7万亩，需水量约1亿m3/a，远期可扩大至通州区、大兴县等地，总需水量为1450万m3/a。

近期工业回用对象主要在东郊工业区，垡头工业区、南郊工业区、石景山工业区和西三旗工业区等，需深度处理可回用水量为29万m3/d，远期考虑原有地区增加水量及新建各工业边缘地区需水量，可回用水量约50万m3/d。

3.2污水回用方案设想

从上述分析可以看出，需要深度处理（包括工业、Ⅳ类水体河道换水及住宅杂用水等）的回用水量，近期约37万m3/d，远期为86万m3/d，结合北京市近、远期拟建污水处理厂的布局，确定深度处理厂地点及规模。

3.3水资源供需平衡分析

"北京城市总体规划"近期（2000年）平水年（50%）需水量19.3亿m3/a，可用水资源量18.67亿m3/a，缺水0.67亿m3/a；远期（2010年）平水年需水量25.08亿m3/a，可用水资源量16.77亿m3/a，缺水2.34亿m3/a，前述污水回用方案实施后，近、远期分别可提供回用水2.63亿m3/a和5.97亿m3/a，除枯水年稍有欠缺外，均可补足用水量供需不平衡缺口，大大缓解北京市水资源不足的危机。

3.4高碑店污水处理厂一期工程回用方案

高碑店污水处理厂一期工程投产后，出水水质稳定达标且优于设计目标值，其中1万m3/d 二级出水经深度处理后用于厂内杂用，另有7.68万m3/d二级出水供给华能热电厂，再经深度处理后用于工业冷却，除此以外，绝大部分均用于农灌或排入通惠河闸下。

为此，市政府决定开发利用高碑店污水处理厂二级出水，代替清洁水，回用于工业，市政杂用及河道景观等，达到城市污水资源化目的，解决北京市水资源短缺现状。

经多种方案比选，推荐方案如下：

建设一座规模50万m3/d回用水泵站，近期水泵安装规模30万m3/d。

近期由回用水泵站提升20万m3/d回用水，经输水管向北送至高碑店湖，供给第一热电