包頭市北郊污水廠污水資源化利用可行性研究

《包頭市北郊污水廠污水資源化利用可行性研究》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《包頭市北郊污水廠污水資源化利用可行性研究（63頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、 包頭市北郊污水廠污水資源化利用可行性研究 摘 要 本論文通過分析國內(nèi)外城市污水回用現(xiàn)狀及存在問題，針對包頭市水資源嚴重短缺和污水再利用的情況，尋求解決污水資源化利用的有效途徑。根據(jù)包頭市水資源規(guī)劃情況，調(diào)研了包頭市北郊污水廠二級出水水質(zhì)及主要用戶的水質(zhì)要求，通過對深度處理技術(shù)的比擬選擇，結(jié)合包頭市冬季時間長、氣溫低的特點，確定北郊污水資源化利用的工藝方案為：絮凝—沉淀—過濾。在確定個構(gòu)筑物尺寸及工藝參數(shù)后，對該方案進行環(huán)境、社會和經(jīng)濟效益的分析及經(jīng)濟評價，證明該方案具有可行性。經(jīng)靜態(tài)投資估算及經(jīng)濟評價后可得出結(jié)論：在銷售水價為1.0元/噸的根底上，處理水量到達設(shè)計水量的29.

2、5%后即可實現(xiàn)收益，即該方案具有較好的經(jīng)濟效益。 關(guān)鍵詞： 污水資源化 可行性研究 V型濾池 經(jīng)濟評價 Feasibility Study For Reuse of Baotou Beijiao Wastewater Treatment Plant Effluent Abstract By analyzing the recycling state of sewage and problems home and abroad, this thesis seeks a effective way to make the reuse of reclaime

3、d water come true, on account of the sever shortage of water resource in Baotou. According to the strategies of water resource in Baotou, this thesis surveys the quality of effluent of Beijiao Waste Water Treatment Plant and the quality of water requirement of the main subscribers. By comparing the

4、technology of Tertiary Treatment, confirming the technology of the reclamation of sewage in Beijiao Waste Water Treatment Plant is: flocculation—sedimentation—filtration, based on the long-winter, low- temperature character of Baotou. In determine the sizes and process parameters of these structures

5、, the environmental and social assessment, economic evaluation tell us that: the project is feasible. After the estimation of static investment and economic evaluation, we can get the conclusion: Based on the sales price of 1.0 yuan/t, the water amount treated get to 95% of the design value, gains c

6、an be realized. So the project has good economic benefits. Keywords: Reclamation of Sewage Feasibility Study V-Filter Economic Evaluation 可修改 歡送下載 精品 Word 目 錄 摘 要 I Abstract II 目 錄 III 第一章 緒論 1 第二章 再生水回用的可行性 3 2.1 我國的水污染現(xiàn)狀 3 2.2 污水排放量 3 2.3 水質(zhì)污染狀況 3 2.4 國內(nèi)外城市再

7、生水利用簡介 4 2.4.1 國外城市再生水利用簡述 4 2.4.2 國內(nèi)城市再生水利用簡述 6 2.4.3 我國中水回用技術(shù)的開展及現(xiàn)狀 7 2.5 包頭市再生水利用的前景 8 2.5.1 工業(yè)用水再生水水量預(yù)測 9 2.5.2 雜用水水量測算 9 2.5.3 城市景觀環(huán)境用水量測算 11 2.6 包頭市再生水利用的意義 12 第三章 污水再生利用工藝確定 13 3.1 再生水處理工藝的比擬 13 3.1.1 常用污水深度處理工藝簡介 13 3.1.2 再生水處理工藝選擇原那么 14 3.2 可行性方案設(shè)計 14 3.2.1 可行性方案設(shè)計原那么 14 3.2.

8、2 可行性方案設(shè)計范圍及建設(shè)規(guī)模 15 3.3 工程建設(shè)的必要性 15 3.3.1 城市污水回用的意義 15 3.3.2 工程建設(shè)的必要性 15 3.4 回用水工藝方案選擇 16 第四章 污水再生利用方案設(shè)計 19 4.1 進出水水質(zhì) 19 4.2 水處理構(gòu)筑物 21 4.3 工藝設(shè)計 22 4.3.1 污水調(diào)節(jié)池及提升泵站 22 4.3.2 凈水間 22 4.3.3 配水井 23 4.3.4 機械絮凝池 23 4.3.5 斜管沉淀池 23 4.3.6 V型濾池 24 4.3.7 鼓風機房 25 4.3.8 清水池 25 4.3.9 送水泵房 26 4.3.

9、10 加藥間 26 4.3.11 加氯間 27 4.3.12 附屬設(shè)施 27 4.4 電氣設(shè)計 28 4.4.1 設(shè)計范圍 28 4.4.2 控制方式 28 4.4.3 防雷、接地及電纜敷設(shè) 28 4.5 自動化控制及儀表設(shè)計 28 4.5.1 自控系統(tǒng) 29 4.5.2 儀表 29 4.6 環(huán)境保護、節(jié)能措施 30 4.6.1 環(huán)境保護 30 4.6.2 節(jié)能措施 30 第五章 工程效益分析及投資估算 31 5.1 環(huán)境效益分析 31 5.2 社會效益分析 31 5.3 經(jīng)濟效益分析 31 5.4 編制說明 31 5.4.1 概述 31 5.4.2 編制

10、依據(jù) 32 5.4.3 資金籌措 33 5.4.4 經(jīng)濟評價 33 5.4.5 財務(wù)評價 33 第六章 平安及衛(wèi)生措施 38 6.1 編制依據(jù) 38 6.2 生產(chǎn)危害因素分析 38 6.3 平安衛(wèi)生及防范措施 39 6.4 回用水廠風險預(yù)測分析 41 6.4.1 地震對構(gòu)筑物、管網(wǎng)的可能影響 41 6.4.2 回用水處理系統(tǒng)維修風險分析 41 第七章 結(jié)論 43 參考文獻 44 Evaluation of Possible Options For Reuse of Ardebil Wastewater Treatment Plant Effluent 46 阿德比爾

11、市污水處理廠中水回用的多種用途的評估 51 附 錄A 54 表A.1 建設(shè)投資估算表 54 表A.2 現(xiàn)金流量表 55 附 錄B 56 圖B.1 北郊廠回用水管網(wǎng)示意圖 56 致 謝 57 第一章 緒論 我國水資源總儲量平均每年達28000億m3，但人均水資源擁有量僅為2340m3/a,為世界平均值的1/4左右。而且，水資源在我國地域分布不勻，呈現(xiàn)“南多北少，東多西少〞的狀況。目前，我國有四百多個城市缺水，其中110個城市嚴重缺水。隨著工農(nóng)業(yè)的開展，水資源匱乏已經(jīng)成為嚴重制約我國經(jīng)濟社會開展的重要因素之一。據(jù)統(tǒng)計，在城市供水中工業(yè)用水占50%~80%，其中約8

12、0%是水質(zhì)要求不高的循環(huán)冷卻水，城市生活用水中約50%是不與人體直接接觸的水質(zhì)要求較低的雜用水。因此，城市供水65%以上的水量可以采用再生“中水〞來代替新鮮自來水[1]。 隨著我國經(jīng)濟的迅速開展、人口的迅速增加、人民生活水平的逐步提高、工業(yè)化和城市化步伐的加快，用水量急劇增加，污水排放量也相應(yīng)增加。我國年排放污水800多億m3，城鎮(zhèn)日排污水約1.37億噸，但污水處理率僅為6%，這不但造成水環(huán)境的污染，還是水資源的極大浪費。 當前世界上有不少國家把城市污水開辟作為城市第二水源，其費用遠遠低于開辟新鮮水源和遠距離引水。我國的許多城市也建設(shè)了污水資源化利用工程，經(jīng)濟效益十分可觀[2]。 包頭市

13、屬于我國缺水地區(qū)，受降水和地質(zhì)條件的限制，水資源嚴重缺乏。包頭市地下水資源開發(fā)和利用已有幾十年的歷史，除城市工業(yè)和居民生活用水外還有大量的地下水用作農(nóng)業(yè)灌溉，隨著包頭城市和農(nóng)業(yè)的開發(fā)，地下水的開采隨之猛增。八十年代以來，包頭地區(qū)又新增了許多水源井，同時也有以許多水源井因地下水位下降，局部地區(qū)含水層被疏干而停用。城市總開采地下水量約25.94×104m3/d，農(nóng)用灌溉開采量31.21×104m3/d，因此包頭市地下水每年開采量大約2.09億m3，地下水總補給約1.8億m3，可開采量約1.6億m3。地下水超采嚴重，勢必帶來地下水大幅度下降，局部含水層被疏干，開采漏斗的面積和深度

14、逐年擴大和加深，地下水位年下降速度為0.37m~0.8m，多年過量開采，造成地下水位持續(xù)下降，形成多處漏斗區(qū)，已不可能繼續(xù)擴大開采，并急需保護控制措施，才能逐步改變地下水資源破壞性開采。包頭市地表水分為兩大水系，其一是黃河水系，其二是內(nèi)陸河系。地表水在時空分布上有明顯的差異性。從地區(qū)分布上看，山谷地表水分布易于引起溝谷川灘地帶；就季節(jié)性而言，降雨集中在7~9月份。因此，本市地表水的特點是徑流集中，突發(fā)流量大，可利用性低。黃河是包頭最大的地表水源，流經(jīng)包頭段全長214km，自西向東流過市區(qū)南緣。黃河沿岸取水量由國家統(tǒng)籌分配，在分配給內(nèi)蒙的黃河年取水量58.6億m3中，允許包頭用水量4.64億m3

15、，分配水量缺口8.04億m3。對于包頭市而言，可用的黃河水資源也供不應(yīng)求。 隨著城市建設(shè)開展，居民生活水平日益提高，城市對環(huán)境的綠化、美化的要求日益提高，綠化用水量急驟增加。但綠化用水缺乏，且目前綠化用水水價已高達1.5元/立方米。以建設(shè)路為例，路段全長11.5km的綠化帶及樹木每日用水約7000m3，夏季有25~40輛水車晝夜?jié)菜?，每噸水澆水本錢約為6元以上。即使如此，建設(shè)路兩側(cè)還有大量的規(guī)劃綠化用地因沒有綠化用水而不能澆水。 很長一段時間以來，水資源的短缺與水污染已經(jīng)成為了制約城市社會與國民經(jīng)濟開展的重要因素。如果將污水通過各種方法進行處理、凈化，使其能滿足一定的使用目的，讓有害廢物變

16、成資源，即污水資源化已受到廣泛關(guān)注。當今世界許多興旺國家解決水資源問題時，城市污水被選為可靠的第二水源。城市污水的再生回用在國外已有很久的歷史，規(guī)模很大，有著成熟的運轉(zhuǎn)經(jīng)驗。我國近十幾年來隨著對水危急的認識提高，污水回用已提到了領(lǐng)導層和決策層的議事議程。包頭市是我國嚴重缺水城市之一，水資源嚴重缺乏，目前已開發(fā)的供水水源雖暫時解決了城市供水的燃眉之急，但由于可開采量小，距離遠等原因，且由于長期開采，地下水位嚴重下降，不僅缺乏進一步開發(fā)的潛力，供水本錢也十分昂貴。包頭市現(xiàn)行生活用水價格占收入的比例已不低，水價之高在我國各城市名列前茅，水資源短缺已成為制約包頭市經(jīng)濟開展的關(guān)鍵因素，隨著西部大開發(fā)戰(zhàn)略

17、的實施，今后對水資源的需求將更加迫近。 城市污水經(jīng)處理后排放，是對水資源的大量浪費，這對水資源貧乏的包頭市是一種極大的奢侈。而城市污水處理的出水經(jīng)深度處理后，回用于工業(yè)、市政景觀、城市雜用水等方面，為我們提供了一個經(jīng)濟可靠的新水源，同時可以減少優(yōu)質(zhì)的飲用水用量，也相應(yīng)減少了城市凈化廠處理設(shè)施的投資。另外，污水回用還可以降低污水外排放量，減少控制水體污染引起的費用，同時也可以改變污水處理廠只投入無產(chǎn)出，沒有經(jīng)濟效益的現(xiàn)狀，為城市建設(shè)和經(jīng)濟騰飛起到重要作用。 通過以上論證證明，對于包頭市這樣一個資源型缺水城市，利用二級處理的污水這種水量穩(wěn)定的再生水資源開展城市綠化和農(nóng)業(yè)灌溉，是包頭市節(jié)約用水，

18、保護水資源，改善生態(tài)環(huán)境的一個重大舉措，也是實現(xiàn)可持續(xù)開展戰(zhàn)略的一項重要內(nèi)容，必將對包頭市的城市環(huán)境建設(shè)和城市開展起到積極的作用。 第二章 再生水回用的可行性 隨著全球水資源危機的加劇，越來越多的國家開始尋找可靠的第二水源，城市污水的再生回用在國外已有很久的歷史，規(guī)模很大，有著成熟的運轉(zhuǎn)經(jīng)驗。我國近十幾年來隨著對水危急的認識提高，污水回用已提到了領(lǐng)導層和決策層的議事議程。 2.1 我國的水污染現(xiàn)狀 我國是一個干旱缺水嚴重的國家，水環(huán)境的現(xiàn)狀令人擔憂。由于傳統(tǒng)的社會開展模式以“高投入、高消耗、高污染〞為特點，水源污染長久以來得不到有效控制，導致環(huán)境質(zhì)量整體惡化。時至今日，我國有82%

19、的河流受到不同程度的污染，42%的城市引用水源受到嚴重污染，農(nóng)村有70%的飲用水不符合衛(wèi)生標準。水污染已嚴重影響了人們的生活。 2.2 污水排放量 我國從20世紀80年代以來，隨著工業(yè)化和城鎮(zhèn)化的開展，工業(yè)、生活污水的排放量迅速增加，人為污染水源、使水質(zhì)惡化的現(xiàn)象越來越嚴重。2005年全國污水排放總量717億噸，其中工業(yè)污水占2/3，第三產(chǎn)業(yè)和城鎮(zhèn)居民生活污水占1/3，2006年全國廢污水排放總量731億噸，其中工業(yè)廢水占2/3，第三產(chǎn)業(yè)和城鎮(zhèn)居民生活污水占1/3，2007年全國廢污水排放總量750億噸，其中工業(yè)廢水占2/3，第三產(chǎn)業(yè)和城鎮(zhèn)居民生活污水占1/3，直至現(xiàn)在的800億噸。各流域

20、中以長江流域接納的污水量為最多，2007年到達220億噸，占全國總污水排放量的35.1%。 2.3 水質(zhì)污染狀況 根據(jù)2021年中華人民共和國環(huán)境保護部公布的?2007年全國水環(huán)境質(zhì)量狀況?的數(shù)字說明，全國地表水污染依然嚴重。長江、黃河、珠江、松花江、淮河、海河和遼河等七大水系總體水質(zhì)污染為中度污染。197條河流，407個斷面中，Ⅰ~Ⅲ類、Ⅳ~Ⅴ類和劣Ⅴ類水質(zhì)的斷面比例分別為49.9%，26.5%和23.6%。其中，松花江為輕度污染，黃河、淮河為中度污染，遼河、海河為重度污染，湖泊富營養(yǎng)化問題尤為突出。地表水流經(jīng)城市的河段有機物污染較重，太湖、滇池等淡水湖泊的水質(zhì)更是到達驚人的劣Ⅴ類。

21、其中，長江水系總體水質(zhì)良好。103個地表水監(jiān)測斷面中，Ⅱ～Ⅲ類、Ⅳ類、Ⅴ類和劣Ⅴ類水質(zhì)的斷面比例分別為81.5%，3.9%和6.8%.主要污染指標為氨氮、石油類和五日生化需氧量。長江干流總體水質(zhì)優(yōu)，與上年相比，水質(zhì)無明顯變化。黃河水系總體為中度污染，44個地表水國控監(jiān)測斷面中，Ⅱ～Ⅲ類、Ⅳ類、Ⅴ類和劣Ⅴ類水質(zhì)的斷面比例分別為63.7%、9.1%、4.5%和22.7%。黃河干流總體水質(zhì)優(yōu)，與上年相比，水質(zhì)有所好轉(zhuǎn)。山東菏澤段、河南三門峽段為輕度污染，其它河段水質(zhì)優(yōu)或良好。黃河支流總體為重度污染，與上年相比，水質(zhì)無明顯變化。除伊河、洛河、沁河水質(zhì)優(yōu)或良好外，其余支流普遍污染嚴重。渭河下游西安段和渭

22、南段，湟水河西寧下游段，汾河太原段、臨汾段和運城段，北洛河渭南段，涑水河運城段污染嚴重。 據(jù)1998~2006年的國家環(huán)境質(zhì)量通報報道，全國江河水域普遍受到不同程度的污染，除局部內(nèi)陸河流及大型水庫外，污染呈加重趨勢。2006年我國七大水系污染輕重排列次序依次為：長江、珠江、松花江、淮河、黃河、海河、大遼河。我國湖泊普遍受到氮、磷等營養(yǎng)物的污染，富營養(yǎng)化問題已成為我國湖泊的主要的主要環(huán)境和生態(tài)問題之一。我國四大海區(qū)沿岸近海海域水質(zhì)惡化日趨明顯，其中渤海、東海污染較嚴重，南海較輕。 據(jù)全國七大水系和內(nèi)陸河流110多個重點河段統(tǒng)計，符合?地面水環(huán)境質(zhì)量標準?Ⅰ、Ⅱ類的占32%，Ⅲ類的占29%，屬

23、于Ⅳ、Ⅴ類的占39%。主要污染指標為氨氮、COD、揮發(fā)酚和BOD等。黃河、松花江、遼河屬于Ⅳ、Ⅴ類水質(zhì)的河段已超過60%；淮河枯水期的水質(zhì)已到達Ⅲ類，其大局部支流的水質(zhì)，常年在Ⅴ類以上。長江和珠江的水質(zhì)Ⅳ、Ⅴ類的河段已超過20%。在所評價的24個湖泊中，優(yōu)于Ⅲ類的為9個，4個受污染，11個受到嚴重污染，城市內(nèi)及附近的湖泊普遍存在于嚴重富營養(yǎng)化。目前全國多數(shù)城市地下水受到一定程度的點狀和面狀污染，且有逐年加重的趨勢。97%的大中城市的地下水受到嚴重污染，地下水污染物一般以酚、氰、砷、硝酸鹽為主，鉻、硫、汞次之。 2.4 國內(nèi)外城市再生水利用簡介 2.4.1 國外城市再生水利用簡述 20世紀

24、上半葉，在水和廢水處理的物理、化學和生物方面的技術(shù)進步，導致了“污水再生利用時代〞的到來[4]。城市再生水利用，在國外實施的時間已很長，規(guī)模較大，已經(jīng)成為世界不少國家解決水資源缺乏的戰(zhàn)略性措施，再生水的利用滿足了工農(nóng)業(yè)和城市開展水水的需要。再生水利用技術(shù)的研究與應(yīng)用已有近百年的歷史。當前，各國都在開展再生水利用技術(shù)的實施，美國、西歐、日本、以色列和澳大利亞等一些興旺國家走在了前列。 　　美國的城市污水處理等級根本上都在二級以上，處理率到達100%。自1920年在亞利桑那州修建第一個分質(zhì)供水系統(tǒng)用于澆灌綠地、沖廁、洗車、冷卻水和建筑等以來，美國的城市污水再生利用已經(jīng)從試驗研究階段進入生產(chǎn)應(yīng)用階

25、段，再生水作為一種合法的替代水源，正在得到越來越廣泛的利用，成為城市水資源的重要組成局部，城市再生水利用設(shè)施的數(shù)量和規(guī)模隨之迅速增長。美國再生水利用的范圍涉及農(nóng)業(yè)、工業(yè)、地下水回灌和娛樂等方面，其比例大致為62%用于各種灌溉和景觀，31.5%用于工業(yè)，5%用于地下回灌，1.5%用于娛樂、漁業(yè)等。　　 作為緩解水危機的途徑之一，日本在1962年就開始回用污水，20世紀70年代已初見規(guī)模。隨著再生水利用技術(shù)的不斷更新和開展，再生本錢不斷下降、水質(zhì)不斷提高，逐漸成為緩解水資源短缺的重要措施之一。20世紀90年代初，日本在全國范圍內(nèi)進行了污水再生回用的調(diào)查研究與工藝設(shè)計，對再生水利用在日本可行性進行

26、深入的研究和工程示范，在嚴重缺水的地區(qū)廣泛推廣再生水利用技術(shù)，使日本近年來的取水量逐年減少，節(jié)水已初見成效。在1991年日本的“造水方案〞中明確將污水再生利用技術(shù)作為最主要的開發(fā)研究內(nèi)容加以資助，開發(fā)了很多污水深度處理工藝，在新型脫氮、除磷技術(shù)，膜生物反響器技術(shù)等許多方面取得了很大進展的同時，生物膜法進行不同水體的工藝試驗，建立起許多“水再生工廠〞。 以色列再生水利用最突出的特點是它已經(jīng)把再生水作為國家水量平衡的重要組成局部。以色列長期缺水，認為把城市污水作為非傳統(tǒng)的水資源加以開發(fā)利用是唯一的出路，也是容易實現(xiàn)的，早在20世紀60年代，就把回用所有污水列為一項國家政策，規(guī)定：廢水如果沒有用盡

27、，不可采用海水淡化；城市的每一滴水至少應(yīng)回用一次。污水再生本錢大約是海水談化的1/3~1/5，這種經(jīng)濟性使人們認識到必須優(yōu)失利用污水。截至1987年，該國已建造了210個市政再生水利用工程，100%的生活污水和72%的市政污水已經(jīng)回用，回用規(guī)模最大為20萬m3/d，最小為27m3/d，一般介于0.5~1萬m3/d之間。以色列42%的再生水直接回用于灌溉，30%回灌地下和排入河道供間接回用，其余的用于工業(yè)和城市雜用?；毓嗟叵碌脑俪槌鲋凉芫W(wǎng)系統(tǒng)，輸送到南部地區(qū)，最南部地區(qū)甚至將它作為飲用水源。在以色列，由于水資源異常短缺，因此污水回用量在總供水量中所占的比例很大，目前已超過了10%。 除以上幾個

28、國家之外，世界其他一些國家如阿根廷、巴西、智利、墨西哥、科威特、沙特阿拉伯等國，在再生水利用工程上也做了許多工作，處理程度為一級、二級、三級不等。國外城市再生水利用的事實說明：興旺國家比開展中國家做得好；再生水利用與經(jīng)濟開展存在一些相互制約的關(guān)系；興旺國家污水處理與回用進程也需要與各國自身的經(jīng)濟根底與經(jīng)濟開展相適應(yīng)。 2.4.2 國內(nèi)城市再生水利用簡述 雖然我國早在20世紀50年代就開始采用污水灌溉的方式回用污水，但真正經(jīng)污水深度處理后回用于城市生活和工業(yè)生產(chǎn)那么是近20年才開展起來的。1992年全國第一個城市污水回用于工業(yè)的示范工程在大連建成，并已成功運行了15年?！笆濞暺陂g，城市污水

29、再生利用政策、標準技術(shù)研究與示范課題列入國家十五科技攻關(guān)方案，建設(shè)部組織開展相關(guān)研究與示范工作。與此同時，城市污水再生利用相關(guān)的技術(shù)標準不斷完善。2002年以后，國家陸續(xù)公布了?城市污水再生利用分類標準?、?城市污水再生利用城市雜用水水質(zhì)標準?、?城市污水再生利用景觀環(huán)境用水水質(zhì)標準?、?污水再生利用工程設(shè)計標準?、?建筑中水設(shè)計標準?等技術(shù)標準，標準了污水再生利用設(shè)計工作，也為城市污水再生利用工程設(shè)計提供了依據(jù)。 北京城市總體規(guī)劃要求，到2021年城區(qū)要建成9座水廠，再生水回用率要到達50%。要讓再生水流進百姓家，目前的管線遠遠不能滿足使用要求。標志性工程高碑店污水處理廠再生水利用工程于2

30、001年3月實現(xiàn)全線貫穿，成為我國最大的污水再生利用工程。再生水將作為第二水源，效勞于工業(yè)、園林、環(huán)衛(wèi)等行業(yè)，每年將節(jié)水約1億m3。 天津市從2001年加大城市污水再生利用的范圍和規(guī)模，利用紀莊子污水處理廠二級出水再生會用的梅江居住區(qū)示范工程、靜?？h農(nóng)業(yè)灌溉工程、陳塘莊熱電廠冷卻用水工程、衛(wèi)津河景觀綠化回用工程和利用東郊污水處理廠二級出水再生回用的程林苗圃工程、再生水沖洗車業(yè)等6項大型中水回用示范工程已陸續(xù)啟動或投產(chǎn)。 近年來，我國在城市污水再生利用技術(shù)研究與工程實踐方面取得了一定的進展，但總的來說，城市污水再生利用規(guī)模較小，二級處理出水的深度處理根本套用常規(guī)給水處理工藝，一般僅限于局部利

31、用或處理廠內(nèi)部利用，與當前城市污水再生利用的多元化需求極不相稱。城市污水再生利用技術(shù)、經(jīng)濟和產(chǎn)業(yè)政策的滯后，相關(guān)水質(zhì)標準與工程技術(shù)標準體系的集成應(yīng)用、工程建設(shè)與工程實施技術(shù)的開發(fā)、用水對象及其水質(zhì)要求的研究、用水水質(zhì)的保障、用水用戶的開發(fā)、大規(guī)模工程設(shè)施的建設(shè)與運行，以及政策、法規(guī)、標準和技術(shù)指南的研究編制。從這個意義來說，我國的城市污水再生利用，目前還處于開展起步階段。展望今后更長的時期，我國城市污水處理和污水利用必將有更大開展。 2.4.3 我國中水回用技術(shù)的開展及現(xiàn)狀 我國的污水回用事業(yè)大致可以分為三個階段， 1985前的“六五〞期間是起步階段，1986~2000 年的“七

32、五〞、“八五〞、“九五〞，這十五年時間是技術(shù)儲藏、示范工程引導階段， 2001年以“十五〞綱要明確提出污水回用為標志，中水回用進入到全面啟動的階段。 1976年以后，我國進入以經(jīng)濟建設(shè)為中心的新時期，水資源緊缺，已經(jīng)對國民經(jīng)濟開展產(chǎn)生了影響，因此，引起了領(lǐng)導和專家的關(guān)注。建設(shè)部在“六五〞專項科技方案中，最先列入了城市污水回用課題，分別在青島、大連開點作試驗探索。大連的小試1983年10月27日通過了建設(shè)部鑒定，認為是國內(nèi)首次提出有關(guān)城市污水回用的有用成果，填補了國內(nèi)空白。青島于1984年也順利完成了中試研究。這兩個成果說明，污水可以通過簡易深度處理再次回用，是很有前途的水源，我國污

33、水回用完成了起步階段工作。 從1986年開始，污水資源化相繼列入了國家“七五〞、“八五〞、“九五〞重點科技攻關(guān)方案。有40余個單位，幾千人的攻關(guān)大軍投入攻關(guān)研究中，他們辛勤工作，刻苦鉆研，團結(jié)協(xié)作，完成了大量試驗室小試、中試、生產(chǎn)性試驗，取得成千上萬個數(shù)據(jù)，經(jīng)國家鑒定驗收，許多成果被評為國際先進或國際領(lǐng)先水平?！捌呶濞暪リP(guān)工程名稱“水污染防治及城市污水資源化技術(shù)〞，下設(shè)七個專題，就污水再生工藝，不同回用對象的回用技術(shù)，回用的技術(shù)經(jīng)濟政策等進行了系統(tǒng)研究。 “八五〞攻關(guān)工程名稱為“污水凈化與資源化技術(shù)〞，課題名稱為“城市污水回用技術(shù)〞，下設(shè)5個專題，分別以大連、太原、天津、泰安、燕山石化為依

34、托工程，開展工程性試驗?！鞍宋濞曁峁┑某晒^“七五〞提高到實用水平，研究內(nèi)容經(jīng)過了生產(chǎn)性檢驗，涵蓋了污水回用的大局部領(lǐng)域。 “九五〞攻關(guān)，所屬工程為“污水處理與水工業(yè)關(guān)鍵技術(shù)研究〞，專題名稱為“城市污水處理技術(shù)集成化與決策支持系統(tǒng)建立〞。“九五〞具體攻關(guān)有兩局部內(nèi)容：回用技術(shù)集成化研究和城市污水地下回灌深度處理技術(shù)研究。 從“七五〞到“九五〞15年期間，以科技為先行，以示范工程為樣板，把我國的污水回用技術(shù)推向國際水平。這是由幾千人，包括有關(guān)領(lǐng)導、技術(shù)人員的艱辛勞動取得的，而且已形成技術(shù)政策。但由于管理體制限制，一些城市水資源規(guī)劃中遺忘回用，回用工程資金缺口較大，以及一些地方一些行業(yè)部門沒有

35、從傳統(tǒng)觀念上解脫出來，動那么長距離跨流域調(diào)水，還沒把污水看作資源，因此可以說這期間全國沒有形成回用大氣候，回用工程較少，沒見到多大實效。 “十一五〞期間，內(nèi)蒙古將加強城市污水處理設(shè)施建設(shè)，使污水處理率由目前的53.53%提高到2022年的70%。內(nèi)蒙古已建成污水處理廠21座，污水處理能力為97.8萬噸/日。2006年，內(nèi)蒙古城市污水排放總量為4.7億噸，污水處理率為53.53%，再生水利用總量為1990萬噸。 目前，內(nèi)蒙古在建污水處理工程35個，總投資31億多元，建成后新增污水處理能力104.5萬噸/日。預(yù)計2007年底完工工程28個，占在建工程總數(shù)的80%。按照規(guī)劃，到2022年，內(nèi)蒙古城

36、市污水處理率到達70%，COD排放總量比2005年的29.7萬噸削減6.7%，到達27.7萬噸。 目前，污水回用在全國已普遍開展，國家發(fā)改委、建設(shè)部、環(huán)保總局發(fā)改投資 [2007] 2006號文件中的規(guī)劃目標要求，力爭2022年底：全國設(shè)市城市污水處理率到達70%，其中省會以上城市平均到達80%以上、地級市平均到達60%、縣級市平均到達50%〔縣城城市污水處理率到達30%；人口集中、污水產(chǎn)生量大、具備條件的鎮(zhèn)要加快污水處理設(shè)施建設(shè)，提高污水處理率；北方地區(qū)缺水城市再生水利用率到達污水處理量的20%以上〕。全國每天排放約1.6億m3城市污水，預(yù)測2022年我國能實現(xiàn)污水處理回用率55%以上，這

37、樣可以緩解城市水資源短缺的供需矛盾。到2022年全國城市污水回用率可提高到70%以上，那么我國將可持續(xù)緩解城市水資源短缺矛盾10~15年。所以污水回用是合理利用水資源，保護水生態(tài)環(huán)境的根本方法，是造福子孫后代的長遠方針。 污水再生利用產(chǎn)業(yè)在我國尚處于開展之初，它在未來是否能夠開展到一定的市場規(guī)模，成為緩減水資源短缺和水污染嚴重的重要手段，將不僅取決于其自身的經(jīng)濟技術(shù)可行性，而且還與政府的產(chǎn)業(yè)政策密切相關(guān)。健全的污水再生利用產(chǎn)業(yè)政策可以開展污水再生利用產(chǎn)業(yè)，擴大再生水的需求，提高污水再生利用在解決水資源短缺的諸多解決方案中的重要性；可以標準污水再生利用產(chǎn)業(yè)，保障再生水平安性和經(jīng)濟效率目標的實現(xiàn)

38、；可以鼓勵污水再生利用企業(yè)提高運營效率、降低本錢；可以優(yōu)化政府職能，為污水再生利用產(chǎn)業(yè)的開展提供良好的體制環(huán)境。 2.5 包頭市再生水利用的前景 包頭市是我國的新型工業(yè)城市、國家園林城市，更是一座資源型缺水城市。隨著工業(yè)化、產(chǎn)業(yè)化、城鎮(zhèn)化進程的不斷加快，城市資源與社會、經(jīng)濟開展的供需矛盾日益突出。水資源短缺和水環(huán)境污染，是制約包頭市各項事業(yè)可持續(xù)開展的一個重要因素。 近年來，城市人口以每年3%的速度增加，用水需求逐年增加；包頭市工業(yè)持續(xù)以25%以上的速度快速開展，工業(yè)用水量已占城市供水量的70%以上并成增長態(tài)勢； 2021年，城市建成區(qū)綠地面積6641公頃、綠化覆蓋率33.87%，年綠化

39、用水量在400萬m3以上并穩(wěn)步增加?？梢哉f，在今后很長一個時期，水資源承載能力都面臨著極大的挑戰(zhàn)。 污水，既是城市的水污染源，又是穩(wěn)定的第二水源。再生水利用對減少水污染、節(jié)約水資源、緩解供水緊張、改善生態(tài)環(huán)境具有積極的現(xiàn)實意義和長遠的戰(zhàn)略意義。 2.5.1 工業(yè)用水再生水水量預(yù)測 ?城市污水再生利用工業(yè)用水水質(zhì)?中明確規(guī)定，再生水用作冷卻水、洗滌水時，只要滿足再生水水質(zhì)即可。包頭市工業(yè)興旺，冶金、機械、化工電力行業(yè)對冷卻水的需求量數(shù)目巨大，而目前為止，只有較小水量的污水再生回用工程，致使企業(yè)生產(chǎn)所需的補充冷卻水直接取自自來水，造成水資源的極大浪費。冶金、機械、化工、電力行業(yè)是用水大戶，所

40、需的冷卻用水水質(zhì)相對較低，再生水水質(zhì)也較容易保證。因此，大型工業(yè)企業(yè)是再生水的主要用戶。包頭市工業(yè)年用水量為16000×104m3，年增長率約為3.5%，占城市總用水量的70%，產(chǎn)業(yè)集中度高，再生水近期以30%、遠期以40%作為替代用水是符合實際的，據(jù)此測算，近期再生水年用水量為5300×104m3,遠期再生水年用水量為10400×104m3。再生水回用規(guī)劃初期，一般優(yōu)先規(guī)劃設(shè)計各污水再生處理廠附近的用水大戶的管網(wǎng)系統(tǒng)和用水量，其他較小工業(yè)可根據(jù)回用情況從周圍用水大戶的已有管線接入，逐步采用再生水。 2.5.2 雜用水水量測算 雜用水包括城市市政雜用水和生活雜

41、用水。市政雜用水主要是城市道路廣場綠化澆灑水、建筑施工降塵用水、消防用水、城市公共廁所沖洗水等；生活雜用水范圍包括居住建筑、公共建筑和工業(yè)企業(yè)非生產(chǎn)區(qū)內(nèi)用于沖洗衛(wèi)生器具、洗滌、清掃、洗車、澆灑居住區(qū)草坪以及中央空調(diào)冷卻水等。 1.綠地、道路廣場澆灑用水量預(yù)測 城市綠地可分為公共綠地、道路綠地、居住區(qū)綠地、單位附屬綠地和生產(chǎn)綠地等。多年來，各級政府都非常重視綠化工作，城市園林綠化有了長足的開展，綠地水平逐步提高。到2006年為止，全市園林綠地面積6641公頃，其中公用綠地面積1300公頃，根據(jù)包頭市綠化辦提供的綠化用水量測算，平均每年綠地用水量為1.35m3/m2，再生水用量按總用水量的70

42、%計，預(yù)測近期綠化澆水所需水量為1230×104m3/a；遠期〔2022年〕規(guī)劃城市建成區(qū)綠化覆蓋率達45%，城市公用綠地面積2200公頃，遠期再生水需水量約2080×104m3/a。 2.洗車用水 到2006年為止，包頭市市區(qū)內(nèi)汽車總數(shù)約為110000輛，其中大型車18000輛，小型車92000輛，按照包頭市城市總體規(guī)劃，市內(nèi)小汽車的擁有水平將控制在80輛/千人到100輛/千人，即規(guī)劃中市區(qū)內(nèi)小汽車的總數(shù)為140000到175000輛。洗車用水由于沒有相對完整的長期實測資料，因此采用定額法進行預(yù)測。汽車沖洗用水定額應(yīng)根據(jù)道路路面等級和玷污程度確定，洗車用水標準

43、按照?給水排水標準標準實施手冊?中汽車沖洗用水定額：小汽車，250~400L/〔輛*次〕，公共汽車等大型車為400~600L/〔輛*次〕，本規(guī)劃分別按照300L/〔輛*次〕和500 L/〔輛*次〕計。汽車平均沖洗周期按一個月沖洗一次計算。由于目前包頭市洗車點較為分散，市區(qū)內(nèi)無大型集中的洗車中心，因此再生水的利用條件非常不利，很難采取有效措施使各分散的各洗車點均采用再生水作為水源，建議有關(guān)部門對小型洗車點嚴格控制開展，重點扶持和建設(shè)幾個大型洗車中心，尤其是在靠近城市污水處理廠及再生水廠附近，這樣不僅可以大大節(jié)省管網(wǎng)和用水本錢，而且洗車中心的成立，也可以加快洗車行業(yè)開展。預(yù)計到2022年，市區(qū)內(nèi)洗

44、車用水的50%將優(yōu)先采用再生水，遠期以到達70%計，總再生水用水量見表2.1。 表2.1 洗車用再生水水量預(yù)測 規(guī)劃年份 洗車需水量〔×104m3/a〕 再生水需求量〔×104m3/a〕 近期〔2022年〕 33 16.5 遠期〔2022年〕 50.4 35.3 3.生活雜用水 生活雜用水主要是指住宅小區(qū)內(nèi)用于沖洗衛(wèi)生器具、盥洗、清掃、洗車、澆灑住宅區(qū)草坪以及中央空調(diào)冷卻用水等雜用水。 城市市政排水管網(wǎng)覆蓋到的區(qū)域，由于管道鋪設(shè)的難度和回用設(shè)施本錢較高，原那么上不要求獨立的中水系統(tǒng)，但是對于局部覺悟較高，愿意進行中水回用的單位還是給予鼓勵。另外

45、，對于全市范圍內(nèi)建筑面積超過10萬m2并且日污水量超過500m3/d的用水單位，包括賓〔旅〕館、飯店、商場、公寓，綜合性效勞樓、住宅小區(qū)、機關(guān)、科研單位、企業(yè)、大專院校和大型綜合性文化、體育建筑；優(yōu)質(zhì)雜排水〔即不含糞便和廚房排水的生活污水〕水量超過1000m3/d的獨立企業(yè)及成片開發(fā)的工業(yè)小區(qū)等，如果進行污水的就地回收、處理、利用，由于供水管道短，容易實現(xiàn)，回用水根本能滿足區(qū)內(nèi)沖洗、澆灑等用水需求，不僅可以減少污水的排放，減輕排水系統(tǒng)的壓力，而且可以節(jié)約大量的自來水，從而減緩生活用水對供水量的增長需求，鼓勵建設(shè)中水回用設(shè)施。 2.5.3 城市景觀環(huán)境用水量測算 目前包頭市幾乎所有污水處理廠

46、的尾水均直接拍放到附近河道，雖然大局部二級出水能到達一級B的水質(zhì)標準，但是尾水中所含污染物仍會導致河水水質(zhì)的惡化。將尾水再生處理后，可以大大提高排放水的水質(zhì)，減少進入河道的污染物總量，而且再生水可以及時補充河道流量，增大河水的環(huán)境容量，改善水質(zhì)，從而保證城市給水和工業(yè)企業(yè)取水水源的水質(zhì)。 到2022年，包頭市規(guī)劃污水廠處理規(guī)模32×104m3/d，城市污水處理率90%，按污水處理量的60%的水量生產(chǎn)再生水，再生水產(chǎn)量約19.2×104m3/d，除大局部供應(yīng)工業(yè)用水大戶和城市雜用外，其余均作為環(huán)境景觀用水補充城區(qū)河道，以改善城市水環(huán)境；規(guī)劃到2022年污水廠處理規(guī)模到達55

47、×104m3/d，再生水產(chǎn)量預(yù)計到達34 ×104m3/d的規(guī)模，使再生水真正走進人們的日常生活和生產(chǎn)中，成為必不可少的一局部，真正表達再生水作為城市“第二水源〞的作用價值。見表2.2。 表2.2 包頭市再生水近期與遠期回用水量規(guī)劃 再生水用途 近期〔2022年〕〔×104m3/a〕 遠期〔2022年〕〔×104m3/a〕 工業(yè)用水 5300 10400 城市雜用水 道路廣場綠化澆灑水 1545 2384 洗車用水 16.5 35.3 小區(qū)內(nèi)回水 符合條件的建筑建議采用建筑中水回用 城市景觀環(huán)境用水 污水廠再生水除

48、供應(yīng)工業(yè)和城市雜用外，其余局部均作為景觀環(huán)境用水排放周圍河道 再生水回用目標 6900〔19×104m3/d〕 12400〔34×104m3/d〕 從以上對包頭市再生水的預(yù)測可以看出，包頭市缺水嚴重，中水回用是解決缺水的最有效的措施，建設(shè)中水回用工程迫在眉睫。 2.6 包頭市再生水利用的意義 對包頭市而言，進行污水的再生利用，也具備開展?jié)摿涂尚行浴? 1. 包頭市目前城市污水處理量約14×104m3/d，到2022年，每日實際污水處理量將到達32 ×104m3/d，再生處理的穩(wěn)定水源，為城市污水再生利用提供了根底。 2. 包頭市工業(yè)興旺，

49、大型工業(yè)企業(yè)，特別是熱電、冶金和化工類企業(yè)每年需水量數(shù)額龐大，大局部用水都用作循環(huán)冷卻水，對水質(zhì)要求不高，污水再生處理后水質(zhì)根本上可以滿足工業(yè)冷卻用水要求，因此，以再生水作為企業(yè)自備水源的替代用水，其開展?jié)摿薮蟆? 3. 包頭市作為國家園林城市，城區(qū)綠化和道路廣場面積很大，澆灑和沖洗等城市雜用水水量十分可觀，雜用水對水質(zhì)要求并不高，而目前所用水大多取自自來水和地下水，造成了大量優(yōu)質(zhì)水的浪費。經(jīng)處理后的再生水水質(zhì)足以滿足此類用水要求，由于環(huán)衛(wèi)部門設(shè)有專門的澆灑用水的供水站，因此可以將再生水用過管道輸送到各供水站，或?qū)⒐┧驹O(shè)在再生水廠附近，這樣不僅可以節(jié)約大量的優(yōu)質(zhì)自來水，而且也為再生水的利用

50、提供了良好的出路。 4. 包頭市市內(nèi)主要河道或季節(jié)性枯水或水質(zhì)惡劣，嚴重影響包頭市的城市整體形象。為此，市政府已加大決心和力度啟動了河道整治工程，但由于投入本錢高，進展緩慢。利用再生水通入改造后的河道，可以有效替代現(xiàn)有優(yōu)質(zhì)水，具有良好的治理效果，節(jié)約大量整治本錢，改善城市環(huán)境景觀，也實現(xiàn)了再生水的利用。從技術(shù)上講，目前的技術(shù)水平可把污水處理成為滿足大多數(shù)用戶的水質(zhì)要求。 包頭市屬資源型缺水城市，因此，實現(xiàn)污水的再生回用，對包頭市的水資源戰(zhàn)略將會產(chǎn)生重大影響。充分利用包頭市污水處理優(yōu)勢，通過再生處理，將污水作為“第二水源〞供應(yīng)工業(yè)用水和市政雜用，提高污水的再生利用率，不但能節(jié)約城市的供水本錢

51、，而且將會大大改善城市的水環(huán)境，對水資源的可持續(xù)利用進而社會的可持續(xù)開展，都具有重大的意義。 第三章 污水再生利用工藝確定 3.1 再生水處理工藝的比擬 3.1.1 常用污水深度處理工藝簡介 一、污水再生利用系統(tǒng) 城市再生利用系統(tǒng)一般由污水收集、二級處理、深度處理、再生水輸配、用戶用水管理等局部組成。 污水收集系統(tǒng)應(yīng)依靠城市排水管網(wǎng)進行。再生水處理工藝的選擇及主要構(gòu)筑物的組成，根據(jù)再生水水源的水質(zhì)、水量和再生水用戶的使用要求等因素，按相似條件下再生水廠的運行經(jīng)驗，結(jié)合當?shù)貤l件，通過技術(shù)經(jīng)濟比擬綜合研究確定。再生水的輸配水系統(tǒng)應(yīng)建成獨立系統(tǒng)。再生水用戶的用水管理，應(yīng)根據(jù)用水設(shè)施

52、的要求確定。當用于工業(yè)冷卻時，一般包括水質(zhì)穩(wěn)定處理、菌藻處理和進一步改善水質(zhì)的其他特殊處理，其處理程度和藥劑的選擇，可以通過試驗或參照相似條件下循環(huán)水廠的運行經(jīng)驗確定。當用于城鎮(zhèn)雜用水和景觀環(huán)境用水時，應(yīng)進行水質(zhì)水量監(jiān)測、補充消毒、用水設(shè)施維護等工作[7]。 二、再生水處理工藝 城市污水再生處理，一般選用以下根本工藝： 二級處理—消毒； 二級處理—過濾—消毒； 二級處理—混凝—沉淀〔澄清、氣浮〕—過濾—消毒； 二級處理—微孔過濾—消毒。 三、工藝流程概述 1、活性砂直接過濾法 采用活性砂為濾料的全自動污水壓力過濾器處理污水，其流程是： 二級出水→加藥混合→砂濾→清水池→回用

53、 該處理工藝優(yōu)點是管理簡單、節(jié)省基建投資，節(jié)約占地，減少運行費用。缺點是對進水水質(zhì)的適應(yīng)性差，對溶解性污染物如BOD5，COD以及氮、磷等去除率低，對運行管理要求較嚴。如當雨季來臨時，原水水質(zhì)、水量變化很大時，采用該工藝很難適應(yīng)。 2、混凝—沉淀〔澄清〕—過濾法 沿襲了傳統(tǒng)給水處理工藝，將化學藥劑投入原水中，經(jīng)充分混合、反響使原水中懸浮的細小顆粒與膠體能凝聚、絮凝成大的可沉絮體，通過沉淀或澄清取出，其流程是： 加藥 加氯 ↓ ↓ 二級出水→絮凝→沉淀〔澄清〕→過濾→清水池→回用

54、 污水處理廠二級出水中仍含有少量的懸浮物以及溶解性有機物、氮、磷等污染物質(zhì)，在此段處理工藝就是要將隨污水處理廠二級出水流出的輕浮的活性污泥碎片去除。對于輕浮的有機顆粒，沉淀技術(shù)處理效果不夠理想，但澄清工藝卻為其創(chuàng)造了良好的固液別離條件[8]。 由于包頭市北郊污水處理廠二級處理工藝采用常規(guī)活性污泥法，其出水的氮磷含量偏高，并且COD、BOD5的設(shè)計出水指標也為國家排放標準的上限值，故采用活性砂直接過濾難以穩(wěn)定的到達回用水水質(zhì)標準，而混凝—沉淀〔澄清〕—過濾流程可以較好的滿足回用水水質(zhì)要求，更適于包頭市北郊水質(zhì)凈化廠。該流程即使在雨季污水廠二級出水水質(zhì)、水量瞬時變化很大時也能滿足回用水水質(zhì)標準

55、要求。 3.1.2 再生水處理工藝選擇原那么 1. 根據(jù)各污水處理廠的出水水質(zhì)、不同的回用要求、可用地面積和再生處理等因素的變化靈活選擇適宜的再生水處理工藝； 2. 對于原污水處理廠出水氨氮濃度偏高，污水處理缺乏升級強化潛力的，再生水處理宜選用具有脫氮能力的工藝，如曝氣生物濾池工藝； 3. 對于原污水處理廠用地較為緊張，無法再新征用地場合，選擇集約型再生水處理工藝，如濾布濾池工藝，同時對原污水處理廠的處理效果進行強化； 4. 對于再生水取出對象主要為無機性污染物質(zhì)的，選擇混凝沉淀過濾等主要去除懸浮和膠體物質(zhì)為主的再生水處理工藝； 5. 對于原污水處理廠出水水質(zhì)復(fù)雜而回用水水質(zhì)要求較

56、高的場合，選擇超濾、納濾、反滲透等深度處理工藝[7]。 3.2 可行性方案設(shè)計 3.2.1 可行性方案設(shè)計原那么 1. 依據(jù)包頭市城市總體規(guī)劃，合理利用和開發(fā)水資源，積極開展污水回用，尋求解決城市缺水的有效途徑。 2. 在本方案中充分利用現(xiàn)有二級污水處理廠的周邊控制用地，做到合理布置、管理方便、降低建設(shè)投資和運行費用。 3. 將污水處理廠污水處理和中水處理整體考慮，合理選擇中水處理的工藝流程。 4. 根據(jù)當前國內(nèi)外中水工程的經(jīng)驗，吸收“八五〞、“九五〞國家科技攻關(guān)研究成果，本著運行平安、維修方便的原那么，盡可能采用成熟的中水處理新技術(shù)、新材料，提高工程的技術(shù)水平。 5. 貫徹節(jié)能

57、的方針，設(shè)計中選用節(jié)能型機電設(shè)備，降低能耗、藥耗，提高管理水平，力爭取得更好的經(jīng)濟效益和社會效益。 6. 執(zhí)行現(xiàn)行的國家和地方的有關(guān)標準、標準和規(guī)定。 3.2.2 可行性方案設(shè)計范圍及建設(shè)規(guī)模 本方案設(shè)計范圍包括：對中水處理廠內(nèi)的中水工藝流程進行可行性分析，包括建筑、電氣、概預(yù)算等專業(yè)的方案分析。 包頭市北郊污水廠污水資源化建設(shè)規(guī)模確定可考慮以下因素： 要盡量考慮滿足各用戶的用水要求，主要解決建設(shè)路綠化用水嚴重短缺的矛盾； 建設(shè)規(guī)模確實定要經(jīng)濟合理，工業(yè)用水在總回用水中所占比例到達40%以上，冬季用水應(yīng)占處理能力的60%以上。 據(jù)調(diào)研結(jié)果可確定，北郊污水廠的回用水的需求量為4.5

58、 ×104m3/d。 3.3 工程建設(shè)的必要性 3.3.1 城市污水回用的意義 包頭市是相對缺水城市之一，雖然黃河流經(jīng)包頭市南端，但城市取水和水質(zhì)污染總是困擾著包頭市的用水。城市水資源的短缺已成為制約包頭市經(jīng)濟開展的重要因素。為實現(xiàn)包頭市國民經(jīng)濟可持續(xù)開展戰(zhàn)略，緩解包頭市面臨的21世紀城市開展和可利用水資源的矛盾，盡早開發(fā)城市污水資源作為城市的第二水源具有十分重要的意義。 3.3.2 工程建設(shè)的必要性 1.包頭市水資源現(xiàn)狀 包頭市地下水資源開發(fā)和利用已有幾十年的歷史，除城市工業(yè)和居民生活用水外，還有大量的地下水用作農(nóng)業(yè)灌溉，隨著包頭城市和農(nóng)業(yè)的開發(fā)，地下水的開采隨之猛增。

59、八十年代以來，包頭地區(qū)又新增了許多水源井，同時也有一些水源井因地下水位下降，局部地區(qū)含水層被疏干等原因停用。城市總開采地下水量約為25.94 m3，農(nóng)用灌溉開采量31.21 ×104m3/d，因此包頭市每年開采量大約2.09億m3以上，平均每天開采量57.15 m3，地下水總補給約1.8億m3，可開采量約1.6億m3，由此可見包頭地下水超量開采比擬嚴重，平均每天超采13.42 m3。 包頭地表水分為兩大水系，其一是黃河水系，其二是內(nèi)陸河水系。地表水在時空分布上有明顯的差異性。從地區(qū)分布上看，山谷地表水分布易于引起溝谷川灘地帶。就季節(jié)性而言，降雨集中在7~9月。因此，本市地表水的特點

60、是徑流集中，洪水期的表現(xiàn)為峰大量小，持續(xù)時間短，陡漲陡落，難以利用。黃河是包頭最大的地表水源，流經(jīng)包頭短全長214km，自西向東流過市區(qū)南緣。黃河包頭段水深1.4~9.3m，平均流速1.4m/s，受上游水庫調(diào)控影響，常年多為低流量，一般為200~600m3/s。黃河沿岸取水量由國家統(tǒng)籌分配，在分配給內(nèi)蒙的黃河年取水量58.6億m3中，允許包頭用水量4.6億m3，分配水量缺口8.04億m3。對于包頭市而言，可用的黃河水資源也供不應(yīng)求。 包頭市地表水資源較為貧乏，可利用率低，地下水因多年超采，水位大幅度下降，地下水資源逐漸枯竭，是全國嚴重缺水城市之一。 經(jīng)專家預(yù)測和國內(nèi)外經(jīng)驗證實，水資源優(yōu)化配

61、置的合理次序是：地表水、地下水、城市再生水、雨水、外來水、淡化海水。對于包頭市，城市污水經(jīng)綜合治理后，回用于工業(yè)，實現(xiàn)污水資源化，是緩解水資源短缺的重要途徑。 二級處理后的水經(jīng)深度處理后回用于城市景觀、城市雜用、農(nóng)業(yè)灌溉、不僅節(jié)約了有限的水資源，而且減少了污水的排放，中水可適當收取費用來彌補污水處理廠運行經(jīng)費缺乏的問題，是件一舉兩得的事。 綜合上述，中水回用工程的建設(shè)是必要的、迫在眉睫的。 3.4 回用水工藝方案選擇 我國是一個水資源貧乏的國家，人均水資源僅為世界平均水平的1/4，同時水資源在時間和地區(qū)分布上很不平衡，南方多北方少，北方大局部地區(qū)人均水資源更低，城市缺水問題十分突出，已

62、成為經(jīng)濟開展的制約因素，黨和政府十分重視。污水回用是緩解水資源緊張的重要途徑。早在1985年我國的污水回用事業(yè)已經(jīng)起步，1986~2000年我國投入大量的人力和物力進行污水回用的研究，并建設(shè)示范工程，對污水回用的推廣應(yīng)用打下了根底。 結(jié)合本污水處理廠污水處理工藝——傳統(tǒng)活性污泥法工藝，使二級處理出水水質(zhì)到達?污水綜合排放標準?〔GB8978—1996〕中的二級標準。并考慮回用水的水質(zhì)要求和工程經(jīng)驗，用于回用水處理的流程主要有：1、二級處理出水直接回用；2、二級處理出水直接過濾回用；3、二級處理出水接觸過濾后回用；4、二級處理出水混凝沉淀、過濾后回用；5、二級出水混凝沉淀、過濾、活性炭吸附后回

63、用。個別城市還有脫鹽處理要求〔RO反滲透〕[10]。 對于本工程，過濾是污水回用保證再生水水質(zhì)的關(guān)鍵。故二級處理出水直接回用的流程不予考慮。過濾是使二級生物處理后的廢水通過顆粒濾料，污染物質(zhì)截留在濾料上，同時去除局部氨氮，使水得到凈化。待濾料逐漸堵塞時，不能正常過濾時，進行反沖洗沖掉污染物質(zhì)，使過濾恢復(fù)正常運行。 對于特定濾池而言，進水的性質(zhì)將影響濾池的過濾效果，為了保證慮后水質(zhì)到達設(shè)計標準，也為了保證濾池能平安、穩(wěn)定的運行，不至于周期過短或濾料內(nèi)泥球堵塞，因而對濾池進水水質(zhì)，如懸浮固體濃度，絮體或懸浮顆粒的大小與分布，絮體強度，絮體或顆粒電荷等均有一定要求。對于活性污泥法來說，污泥膨脹時

64、二沉池跑泥將對濾池產(chǎn)生嚴重影響。生物處理一般不能總保持穩(wěn)定，在生物處理和濾池之間通常設(shè)有混凝沉淀等預(yù)處理設(shè)施，以保證濾池平安運行。另外，通過混凝沉淀等預(yù)處理設(shè)施可進一步去除COD、BOD、SS、P等污染物，降低進入濾池的污染負荷，使硝化細菌轉(zhuǎn)為優(yōu)勢細菌。 中國市政工程華北設(shè)計院對天津市紀莊子污水處理廠二級出水作了直接過濾、微絮凝過濾和絮凝沉淀過濾三種情況的對照試驗。結(jié)論是：直接過濾工藝操作簡單，但COD和TP去除率低，適合于夏季，而冬季無法滿足水質(zhì)要求；微絮凝過濾去除率高，但過濾周期短，特別是冬季縮短到2~4小時；而沉淀過濾工藝能保證全年水質(zhì)合格，過濾周期17小時以上，認為過濾前增加絮凝沉淀

65、是必要的。 在氨氮處理方面，工業(yè)用水，特別是電廠冷卻水，對氨氮有較高的要求，一般要求氨氮小于1mg/L?；赜眉夹g(shù)必須包括脫氮，然而僅在污水處理廠范疇內(nèi)，沒有很好的解決方法，只能從水的大循環(huán)中尋求有效的脫出氨氮的方法[12]。 工業(yè)供水中采用最廣泛的是帶冷卻塔的循環(huán)水系統(tǒng)，該循環(huán)水系統(tǒng)由水的冷卻設(shè)備、循環(huán)泵和換熱設(shè)備組成。在冷卻塔內(nèi)，水與空氣接觸，進行蒸發(fā)冷卻，然后重入換熱設(shè)備循環(huán)使用。冷卻塔由于蒸發(fā)、風吹、排污而需補充水，城市污水再生處理后作為補充水進入循環(huán)式系統(tǒng)中。再生水在循環(huán)水系統(tǒng)中，主要在冷卻塔內(nèi)，氨氮得以去除。表3.1及表3.2中是模擬試驗中的典型數(shù)據(jù)。 表3.1 某廠使用再

66、生水的循環(huán)水系統(tǒng)水質(zhì)分析 工程 單位 補充水〔再生水〕 循環(huán)水 PH 7.0 7.9 Cl- mg/L 121 282 硬度 以CaCO3計 mg/L 150 330 堿度 以CaCO3計 mg/L 95 150 NH4-N mg/L 13 0.4 SS mg/L 4.2 4.4 COD mg/L 21 30 城市污水經(jīng)二級處理后，氨氮尚有30mg/L，進入冷卻系統(tǒng)后，在濃縮倍數(shù)2的情況下，氨氮到達0.4mg/L這樣的低值。且不隨濃縮倍數(shù)的增加和運行時間長

67、短而積累。表3.1是某廠幾年中使用再生水的典型的水質(zhì)分析。 表3.2說明在工業(yè)用水實踐中，循環(huán)系統(tǒng)水中氨氮小于0.5mg/L，滿足包括電力工業(yè)在內(nèi)的循環(huán)水氨氮指標小于1mg/L的要求。 表3.2 動態(tài)模擬冷卻系統(tǒng)試驗水質(zhì) 單位〔mg/L〕 工程 補充水〔再生水〕 循環(huán)水 PH 7.3 8.2 Cl- 260.7 511.0 硬度 297.5 567.7 堿度 222.1 249.6 NH4-N 30.0 0.4 COD 42.2 27.6 結(jié)合包頭冬季長的特點，并保證回用水處理常年穩(wěn)定運行和回用水水質(zhì)要求，推薦采用二級出水