北京市城市污水资源化领域的新纪元.doc

北京市城市污水资源化领域的新纪元 张荣辉 方先金 杭世珺 冯运玲 (北京市市政工程设计研究总院) 摘要：本文从北京市所拥有的水资源量、污水量及污水回用量等水的平衡系统出发，重点结合高碑店污水处理厂处理水资源化再利用工程的实际，全面、系统地阐述了污水资源化实施过程中的关键环节及对改善北京市生态环境、促进水资源合理利用、缓解北京市水资源供需矛盾所具有的重要意义。该污水回用工程是世界上较大的回用工程，它开创了北京市城市污水资源化领域的新纪元，并为污水资源化技术在全国的推广与实施奠定了良好的基础，本文重点论述如下问题： （1）通过对北京市污水资源化发展历程的回顾，论述污水资源化客观上的必要性及技术、经济的可行性。 （2）高碑店污水处理厂处理水资源化再利用工程日处理规模为47万立方米，回用水用户类别为工业、农业及市政杂用等。本文以该工程为例，论述如下污水资源化实施过程中的关键环节。 充分调研分析回用水用户种类、用水水质及需水量，是保证污水资源化实施的首要前提。 针对不同的回用用途，对城市污水处理厂二级出水补充相应的处理措施是保证回用水水质的技术保障体系。 建议国家制订有关法规和政策，促进城市污水回用设施的发展。同时，城市规划应包含污水资源化的内容，污水资源化工程的实施要在规划的统一指导下进行。 污水资源的价格是推广应用过程中的敏感因素，不容忽视。 （3）借鉴国内外经验并结合北京市的实际情况，提出北京市污水资源化发展思路。北京作为全国的政治中心和文化中心，社会经济及城市建设得到了迅速发展。同时，水资源的供需矛盾也日益突出。北京人均占有水资源量约300m3，为全国人均水资源占有量的1/8，世界人均水资源量的1/32, 是一个严重缺水的城市。为了实现北京市国民经济可持续发展战略，缓解21世纪北京市面临的城市发展和可利用水资源的矛盾，北京市政府决定开发城市污水资源作为城市的第二水源［1］。 高碑店污水处理厂污水回用工程于1999年列入北京市政府《关于北京市环境污染治理目标与对策》十大研究课题中，于2000年列入北京市重点工程。 本工程于1999年3月至8月完成该项目的前期研究及可行性研究工作；1999年10月完成项目的立项和审批；2000年1月完成该工程的初步设计和审批工作，同年3月完成施工图设计，4月开始工程施工。目前该工程施工已完成，正在进行工程验收和试运行工作,预计近期将正式启用。该工程是将高碑店污水处理厂二级出水提升用于自河道取水的工业用水，替代清洁水源、改善河道景观，并将部分二级出水经深度处理后用于市政杂用（如道路喷洒、绿地浇灌等），替代自来水，达到城市污水资源化和改善河道水质的目的。回用水用户涉及到工业、公园绿化和河湖补水、道路喷洒等。本项目的实施，开创了北京市城市污水资源化领域的新纪元。 本文主要通过对该工程实施的分析，探讨城市污水回用工程设计中的技术与经济要求。 高碑店污水处理厂是目前我国最大的污水处理厂，一期工程于1993年10月24日竣工投产，处理能力50万m3/d。二期工程于1999年年底竣工投产。目前总处理能力为100万m3/d。高碑店污水处理厂污水系统流域面积96平方公里，服务人口240万人，汇集北京市南部城区的大部分生活污水、东郊工业区、使馆区和化工路的全部污水。 根据我们对该厂出水的实测和该厂提供的1999年出水水质分析结果，出水水质水量稳定，其出水水质达到了设计要求，其二级出水多数参数已接近相关的回用水水质标准。但高碑店污水处理厂二级出水中氨氮和磷的含量偏高，主要是该厂立项较早，当时在国家城市污水处理厂排放标准中还没有除磷脱氮的要求。因此该厂一期处理工艺中未设除磷脱氮设施。该处理厂的工艺特点是采用前置缺氧段活性污泥法工艺，即在推流式曝气池前设置缺氧段，其目的是改善污泥性质，防止污泥膨胀。 目前高碑店污水处理厂二级处理出水直接排入通惠河下游，除每年约5500万m3用于农业灌溉外，其余每年超过3亿m3的出水没有得到利用。因此，合理利用此污水资源迫在眉睫。 城市污水回用应符合城市总体规划要求。根据北京市城市布局、水系和市政供水分布以及工业布局现状，按照北京市城市规划要求，高碑店污水处理厂回用水的主要潜在用户有工业、市政杂用和农业灌溉等。通过调查分析，主要潜在用户用水量如表1所示［2］。 表1： 回用水用户及用水量 单位：万m3/d 本项目主要用户是第一热电厂、市政杂用和东郊工业区。 在确定第一热电厂回用水规模时，考虑到目前河道水质现况，为保持河道水质上游仍需来水，北京市第二热电厂部分惯流退水仍能用于第一热电厂，在近期方案中第一热电厂回用水用水量仅考虑为20万m3/d；在远期工程方案中，采取措施使第二热电厂采用封闭式循环冷却方式运转，则第二热电厂的耗水量将大大减少，第二热电厂不再有