Discussion on Municipal Wastewater Reuse in Jining City
LENG Zhen, YANG Chang-ling
(1.Jining
Zhengyuan Reconnaissance and Design of Water and Wastewater Engineering Co. Ltd.;2.Jinan Municipal
Engineering Design and Research Institute)
Abstract: In order to develop untraditional water resource effectively
,accomplish the reuse of wastewater, this article discuss the feasibility of
wastewater reuse, based on the status quo of water resources,wastewater
treatment and reuse. The original layout about wastewater reuse is advanced from
the view of capacity,purpose, treatment technology ,project investment ,water
price and benefits and so on. In addition,a detailed discussion is given on the
existing problem and countermeasure.
Key word:wastewater reuse; treatment
technology; layout; Jining City
随着人口的增加和经济的迅速发展，人类对水资源的消耗越来越多，超出了水资源承载能力，导致水资源成为制约经济发展的重要“瓶颈”之一，严重地威胁着人类生存。为了维持社会的可持续发展，必须彻底改变原有的水资源利用方式，提高水资源的利用率。因此水资源短缺成了推动污水回用的原动力，而污水回用又成为人类可持续发展的必然选择。污水回用是根据用水户对水质的需求，将工业和生活的废污水经过处理后再利用，又称作污水再生利用或中水回用。目前我国污水处理率低，回用率更低，许多已建成的污水厂未能充分发挥其作用和效益，因此污水回用还有很多工作要做。
济宁市位于山东省西南部，是一个资源性缺水城市，属温带大陆性气候区，年平均降雨量676毫米，年际变化常出现连丰连枯现象，具有明显的周期性，其丰枯变化周期为10年左右。枯水期时水资源尤其紧张，严重制约着济宁市经济和社会的发展。近年来，济宁市实施了远距离引水工程和一系列节水措施，暂时缓解了用水紧张的局面，但随着引水距离越来越远，投资规模越来越大，制水成本越来越高，同时工业废水的污染使得水源井相继停用。因此，在面临水资源危机不断加剧、水环境质量不断恶化的现状，如何开发非传统水资源、实现城市污水资源化，促进城市向生态城市目标迈进是一项较为紧迫的工作。
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城市污水处理、回用现状
济宁市城区面积47.43平方公里，城市人口41.5万人，污水排放量约18.5×104
m3/d，其中生活污水10×104
m3/d，工业废水8.5×104
m3/d。目前济宁市的污水处理有集中和分散两种形式，一是城市污水处理厂，主要集中处理城市污水，城市污水集中处理率64.86％。；二是工业企业内部污水处理措施，对内部产生的工业废水进行处理，达标后排放。
1.1 城市污水处理厂
目前济宁市已建成污水处理厂1座，采用AB法处理工艺，工程1992年立项，由于资金等原因，到2002年7月A段才建成投产，2004年11月B段建成投产，设计处理能力20×104
m3/d，目前实际处理污水量12×104
m3/d，生产负荷率60％。
1.2 工业企业内部处理设施
根据济宁市环保局提供的资料，济宁城区44个工业企业建有自己的污水处理设施，其中能正常运行的有41个，其中26个为二级处理，其余为一级处理。
1.3 回用现状
污水回用主要体现在污水厂二级处理后的水直接排入城区老运河，作为景观用水，这是济宁市惟一的污水回用形式，也是最原始的污水回用形式。目前济宁市还没有专门的区域污水回用设施或独立建筑污水回用设施。
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城市污水回用的可行性
2.1 国家政策方面
1995年建设部出台了《城市中水设施管理暂行办法》。2000年全国许多地区出现饮用水告急的危机情况，国务院于2000年月25日召开了“全国城市供水节水与水污染防治工作专题会议”，把污水再生回用作为重点发展目标之一，在随后下发的文件《关于加强城市给水和水污染防治工作的通知》（国发[2000]36号）中规定：在新建污水厂的同时需同步建设污水回用工程以便充分利用污水处理厂出水。2001年污水回用被写入“十五”发展纲要。同年济宁市建委组织编写的“十五”城市给水排水规划中，对污水回用也进行了规划和定位。
2.2 标准和规范方面
国家于1989年颁布了《生活杂用水的水质标准》（CJ25.1-89），1992年颁布了《建筑中水设计规范》（CECS30:91）、1995年颁布了《城市污水回用设计规范》（CECS61：94）、《工业循环冷却水水质标准》（GBJ5050-95），2000年颁布了《再生水回用于景观水体的水质标准》（CJ/T95-2000）,2003年颁布了《城市污水回用分类》（GB/T18919-2002）、《城市污水回用城市杂用水水质》（GB/T18920-2002）、《城市污水回用景观环境用水水质》（GB/T18921-2002）、这些标准和规范为污水回用工程设计和建设提供了依据，奠定了基础。
2.3 水源保障方面
污水回用深度处理是以污水处理厂二级处理出水为水源，目前污水处理厂实际处理污水量12×104
m3/d，随着截污管网的建设完善和工业项目的增加，预计在2006年处理量将达到18～20×104
m3/d，因此污水回用水源是有保障的、是稳定的。
2.4 使用安全方面
污水回用安全性主要体现在对水质的要求上。回用水作为现有水源的补充水源，主要应用在非饮用水领域，如工业冷却、生产工艺用水、生活杂用、园林绿化、景观用水、车辆冲洗、消防、农业灌溉等低质用水方面，对水质的要求不高，现有的污水处理工艺可以使回用水水质达到非饮用水的质量标准，满足安全性的要求。回用水也可用于地下水回灌，解决水源的涵养问题和地面沉降，但是地下水回灌对回用水水质要求较高，成本较高，需要有足够的经济实力来支持，目前对济宁来说，应暂缓考虑。
2.5 经济方面
经济的可行性体现在投入和产出上。污水处理是污水回用的基础，在现有污水设施的基础上进行污水回用设施的建设，是极为经济的，根据用户对水质的要求，二级处理出水可直接利用，或者在现有工艺基础上增加深度处理工艺，因此投资可大大降低。济宁污水处理厂在当初设计时就已预留了深度处理用地，为下一步污水回用奠定了良好的基础。
在产出方面，由于回用水价格比自来水价格低得多，因此，具有较强的竞争力和潜力。根据后面的测算，回用水价格不会超过0.80元/m3，而自来水工业用水价格2.10元/m3，经营和其它用水价格3.20元/m3，并且下一步自来水的价格还将上调，如再考虑到生态效益因素，中水回用的成本更低。
2.6 技术方面
污水回用在国外已经有较长的历史，以色列的污水回用率由1974年的8%发展到目前的80%以上，美国已经有350多个城市采取了污水处理后回用，日本东京地区将三河岛污水处理厂处理过的水用于300多家工厂。我国的污水回用研究始于20世纪80年代，目前已经有一批污水处理厂建设或设计中考虑了污水处理回用工程，有的已投入运行。污水处理厂采用的多为二级生化处理技术，其工艺主要分为活性污泥法、生物膜法、生物氧化塘法、土地处理法四大类，其中以活性污泥法居多。如果对回用水要求较高，还需要进行深度处理和消毒。深度处理就是以二级出水为原水，采用活性炭吸附、混凝过滤、离子交换、电渗析、反渗透、消毒等工艺进行进一步处理。经过几十年的研究、应用和发展，上述污水处理技术已经成熟，所以污水再生回用从技术上是可行的。
2.7 市场方面
由于价格优势明显，污水再生回用市场前景广阔，潜力很大。目前济宁市区周围热电厂、化工厂较多，对冷却水的需求量很大，如里能集团三期热电厂日用水量3×104
m3,华润集团日用水量2×104 m3。
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济宁市污水回用规划设想
3.1 回用水规模
根据济宁污水处理厂的处理能力和目前实际处理量，回用水规模拟定12×104
m3/d，分期建设，一期工程6×104
m3/d，二期工程规模6×104
m3/d。
3.2 水厂位置
济宁污水处理厂在当初设计时就已预留了深度处理用地，因此回用水厂与污水处理厂合并建设，可省去一系列的附属性工程。水源就地取水，既不需要远距离引水的工程投资和输水电费，又无需支付大笔的水资源费。
3.3 回用水用途
根据对济宁市一些工业用水大户的调查，绝大多数企业对回用水表现出了浓厚的兴趣，希望改变使用自来水导致的成本较高的状况。因此回用水以工业用水为主，辅于河道景观用水、园林绿化、车辆冲洗。
3.4 回用水处理工艺
不同的回用水用途要求不同的回用水质，这也决定了回用水的处理工艺。一般经过二级处理和适度消毒就基本满足回用水的要求了。因为以工业用水为主，就要求去除水中会引起冷却装置结垢的硬度，还要去除会引起装置腐蚀和生物结垢的氨，使出水水质符合《工业循环冷却水水质标准》，同时符合《生活杂用水的水质标准》，以满足景观用水等水质的要求。工艺流程为：二级处理出水→石灰软化→碳酸化→过滤澄清→消毒→回用。深度处理构筑物利用污水厂预留用地，如若不够，可在污水处理厂南临征地，此处是开阔的田地。
3.5 管理机构
为降低经营成本，把因此而增加的管理人员、生产人员并入污水处理厂管理机构，由污水厂统一管理，充分利用污水厂现有人员，提高人力资源的利用率。
3.6 工程投资和资金来源
工程总投资预计12200万元，其中回用水生产系统投资5800万元，回用水管道投资6400万元。资金来源可考虑融资或贷款。
3.7 回用水价格
根据“保本微利”的原则拟定水价，利润率（毛利）控制在5％～7％之间。经测算，回用水单位制水成本0.593元/m3，售水价格为0.719～0.734元/m3。
3.8 回用水效益
污水回用工程经济效益、社会效益和环境效益显著。通过污水回用，将污水变成了商品或产品，变公益性事业单位为经营性单位，回用水所得收入可以补贴污水处理的部分费用，维持污水处理厂的财政收支平衡，能大大提高污水处理厂的运行效率和处理质量。但污水回用工程直接经济效益有限，更多地体现在社会效益、环境生态效益和缓解水资源供需矛盾上。
