劉寶香

(太原市供熱管理中心，山西太原 030012)

隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人們對資源的索取和要求越來越大，同時(shí)給社會環(huán)境帶來了巨大的破壞，在經(jīng)濟(jì)快速增長的同時(shí)，一方面是資源的枯竭，另一方面是環(huán)境的污染，都是我們不得不面對的問題。近年來，尤其是水環(huán)境的逐漸惡化和水資源的匱乏，引起了國內(nèi)的廣泛關(guān)注，以前不為人們重視的污水處理與再生水行業(yè)也由此開始蓬勃發(fā)展。作為國內(nèi)最早建立污水處理廠的城市之一，太原市也面臨著同樣的問題，水資源的匱乏嚴(yán)重影響著我市社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。據(jù)2010年太原市完成的第三次水資源評價(jià)成果顯示，太原市水資源總量僅為5.33億m3，人均水資源為168 m3，僅為全國人均量的1/12，全省人均量的1/2。由于水資源的嚴(yán)重短缺，太原市每年靠超采0.7億m3地下水來支撐經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展與居民生活用水。長期大量持續(xù)超采地下水，導(dǎo)致降落漏斗擴(kuò)大，含水層疏干，地下水位下降，地面下沉，泵水?dāng)嗔?，水源地產(chǎn)量減少，大批機(jī)井報(bào)廢，煤碳產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展，更加劇了地下水資源的破壞，使環(huán)境水文地質(zhì)條件一步步惡化。為了解決供水緊張的矛盾，涵養(yǎng)地下水，從“九五”期間開始，太原市開始實(shí)施跨流域、長距離的引黃入并調(diào)水工程。一方面是水資源的嚴(yán)重匱乏，另一方面是水污染的日趨加劇。在這種嚴(yán)峻的形勢下，太原市的污水處理業(yè)受到了前所未有的考驗(yàn)。

針對這種情況，太原市相關(guān)部門在污水處理廠升級及再生水回用方面做了大量的工作，經(jīng)過多方探討和論證，確定了污水廠升級及再生水回用的方向項(xiàng)目。

1 太原市污水處理廠的升級

太原市現(xiàn)有3座城市生活污水處理廠，這3座污水處理廠承擔(dān)著太原市污水處理的主要任務(wù)，升級改造前形成的設(shè)計(jì)處理能力僅為28.64萬t/d，改造后設(shè)計(jì)處理能力達(dá)到36萬t/d。其中，北郊污水廠2006年改造完成(設(shè)計(jì)處理量4萬t/d，出水標(biāo)準(zhǔn)一級A)，其他兩座廠始建于二十世紀(jì)七八十年代，出水標(biāo)準(zhǔn)均為二級。隨著國家對污水處理廠除磷脫氮要求的提高以及山西省藍(lán)天碧水工程的需要，原有污水廠大多面臨升級改造，因此太原市在2008年～2011年對河西北中部污水處理廠及楊家堡污水處理廠進(jìn)行了改擴(kuò)建和升級改造。

1)原楊家堡污水廠建設(shè)于20世紀(jì)70年代，一級處理系統(tǒng)于1986年10月1日投產(chǎn)運(yùn)行，二級處理于1990年8月開始運(yùn)行。處理規(guī)模為16萬t/d，出水標(biāo)準(zhǔn)為二級標(biāo)準(zhǔn)，處理工藝為傳統(tǒng)活性污泥法，流程如下:進(jìn)水→粗格柵→細(xì)格柵→提升泵→曝氣沉砂池→初沉池→傳統(tǒng)活性污泥曝氣池→二沉池→消毒→出水→排入汾河。原河西北中部污水處理廠工程于1999年9月1日正式開工建設(shè)，2002年5月投入運(yùn)行。規(guī)模為7.5萬t/d，出水標(biāo)準(zhǔn)為二級標(biāo)準(zhǔn)，處理工藝為AB法，流程如下:進(jìn)水→粗格柵→提升泵→細(xì)格柵→曝氣沉砂池→A段曝氣池→A段沉淀池→B段曝氣池→B段沉淀池→消毒→排放汾河。

2)結(jié)合目前的污水處理技術(shù)，經(jīng)過合理的優(yōu)化組合，在保證出水達(dá)標(biāo)的前提下，進(jìn)行了多方案的比較，最終確定兩個原有項(xiàng)目及新建項(xiàng)目采用除磷脫氮效果好的改良AAO工藝+深度處理，其工藝流程如下:進(jìn)水→粗格柵→提升泵→細(xì)格柵→曝氣沉砂池→初沉池→預(yù)反硝化池→厭氧池→缺氧池→好氧池→二沉池→中間提升→高效混合反應(yīng)沉淀池→轉(zhuǎn)盤濾池→消毒→出水。項(xiàng)目完成后，太原市城市污水處理廠出水標(biāo)準(zhǔn)達(dá)到GB 18918-2002中的一級A標(biāo)準(zhǔn)，且基本上可達(dá)到城市污水的全處理。項(xiàng)目前后形成的對比，設(shè)計(jì)處理量實(shí)現(xiàn)翻番，達(dá)到了國家對36個大中城市污水處理能力的要求。

3)項(xiàng)目工藝選擇的原則和特點(diǎn)。a.處理工藝先進(jìn)成熟，要有較強(qiáng)的除磷脫氮能力，主要污染物的去除以生物處理為主，減少運(yùn)行費(fèi)用。b.布局布置合理，盡量減少占地，在改造項(xiàng)目中，充分利用舊有構(gòu)、建筑物。c.始終貫徹節(jié)能降耗的宗旨，減少投資，降低運(yùn)行成本。d.進(jìn)水格柵間隙設(shè)計(jì)5 mm，大大的減輕了后續(xù)處理工藝的負(fù)擔(dān)。e.減少初沉池的停留時(shí)間，并對初沉池設(shè)計(jì)超越，一方面對去除SS起到積極的作用，減輕生化處理段的負(fù)擔(dān)，另一方面有效的解決了反硝化段碳源不足的問題。f.在生化池前段設(shè)計(jì)預(yù)反硝化段，使回流污泥得到反硝化，成功的解決了硝態(tài)N進(jìn)入?yún)捬醭貙哿拙挠绊?。g.在風(fēng)機(jī)和脫水機(jī)的選擇上遵循節(jié)能的原則，選擇了高速單級離心風(fēng)機(jī)和帶式壓濾機(jī)，有效的降低了運(yùn)行成本。h.在深度處理的選擇上，為了保證出水水質(zhì)的穩(wěn)定達(dá)標(biāo)，同時(shí)兼顧到未來再生水回用的需求，在高效混合反應(yīng)池后設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)盤過濾。

2 太原市再生水回用

長期以來，人們把使用過的水稱為“污水”，總是把這種水與“污垢”“骯臟”等形象相聯(lián)系，難以相信和接受它還能再用。事實(shí)上水在自然界中是唯一不可替代，也是唯一可以再生的資源，人類使用過的水，污染雜質(zhì)只占0.1%左右，比海水3.5%少得多，其余絕大部分是可再用的清水。污水經(jīng)過再生處理，即可以重復(fù)利用，實(shí)現(xiàn)水在自然界的良性循環(huán)。城市污水就近可得，易于收集，易于處理，數(shù)量巨大，穩(wěn)定可靠，不受制于天、不受制于人。作為城市第二水源，要比海水、雨水來得實(shí)際，比長距離引水花錢更少，實(shí)現(xiàn)污水資源化，對保障城市安全供水具有重要的戰(zhàn)略意義。

作為一個缺水型城市來講，太原市有著豐富的污水資源，每日排放近64萬t污水，為了解決太原市水資源緊張的情況，太原市在城市污水再生回用方面作了大量的努力和工作。

1)太原市中水回用現(xiàn)狀。

北郊污水廠較早回用太鋼作為工業(yè)用水，1987年市政府投資200萬元建成了北郊污水廠1萬t/d回用太鋼高爐冷卻水工程，經(jīng)過多年的改造提升，目前回用量為2萬t/d;楊家堡污水廠多年前就已經(jīng)將二級水用于農(nóng)業(yè)灌溉、出水長期用于園林綠化，但是農(nóng)灌并未形成體系，也從未收費(fèi)，只是近年來才意識到，但也只是象征性的收取，園林等市政雜用水只限于車?yán)昧繕O其有限。近年來，高新區(qū)的一些小型企業(yè)也回用楊廠水作為冷卻水使用。

2)目前制約中水回用的因素。

a.人們對中水的認(rèn)識有誤區(qū)，對中水回用的安全性仍有顧慮，再生水原水畢竟是污水，即便是園林灌溉等用戶在使用方面也存在著疑慮。b.污水廠處理規(guī)模不足，城市中水生產(chǎn)能力有限。c.原有污水廠處理工藝簡單，大多都是只有二級處理，出水只能達(dá)到GB 18918-2002中的二級標(biāo)準(zhǔn)，對于影響中水回用的N，P指標(biāo)很難得以控制。由于沒有深度處理系統(tǒng)，目前各廠出水很難達(dá)到回用水的水質(zhì)指標(biāo)。d.輸配設(shè)施落后，除楊家堡供太化、北郊供太鋼兩條管網(wǎng)外，基本上沒有中水輸配管網(wǎng)。e.再生水回用政策不健全，沒有明確的回用法律、法規(guī)。政策導(dǎo)向不明顯，缺少對回用水的總體規(guī)劃和政策優(yōu)勢。隨著污水廠升級和改造項(xiàng)目的完成，污水處理規(guī)模不足及標(biāo)準(zhǔn)偏低的問題將得到解決，就出水一級A標(biāo)準(zhǔn)的水質(zhì)來看，幾項(xiàng)主要指標(biāo)基本符合再生水回用于景觀水體標(biāo)準(zhǔn)及循環(huán)冷卻系統(tǒng)補(bǔ)充水標(biāo)準(zhǔn)，為再生水回用于工業(yè)及景觀奠定了基礎(chǔ)。通過對各種再生水回用水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的比較，污水處理廠達(dá)GBF 18918-2002一級A標(biāo)準(zhǔn)的水質(zhì)后，幾項(xiàng)主要的考核指標(biāo)均能滿足再生水回用景觀觀賞性河道類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)與工業(yè)回用鍋爐循環(huán)冷卻水水質(zhì)指標(biāo)。這也是我們選擇城鎮(zhèn)污水廠出水達(dá)一級A標(biāo)準(zhǔn)的原因，以避免重復(fù)的投資和增加運(yùn)行成本，力爭在污水廠設(shè)計(jì)和運(yùn)行中考慮再生水回用的問題，也為下一步再生水的回用創(chuàng)造了條件。污水廠再生水的回用，不僅可以改變汾河污染狀況，改善太原市生態(tài)環(huán)境和氣候條件，同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)污水資源和水資源的優(yōu)化配置，達(dá)到分質(zhì)供水，優(yōu)水優(yōu)用的效果。為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，太原市確定了未來再生水回用的規(guī)劃。

3)太原市再生水利用設(shè)想。

北郊污水處理廠3萬t出水回供于城西水系作為景觀補(bǔ)充水。楊家堡污水廠出水3萬t用于學(xué)府公園景觀水，8萬t用于太原一電廠循環(huán)。河西北中部污水廠15萬t沿汾河供上游太鋼及二電廠作為循環(huán)冷卻水，多余部分作為汾河景觀的補(bǔ)充水。城南污水廠出水10萬t用于清徐工業(yè)園區(qū)工業(yè)用水。屆時(shí)，太原市再生水利用量將達(dá)到40萬t左右，再生水回率將達(dá)到60%的水平。

4)太原市再生水回用的原則。

堅(jiān)持可持續(xù)發(fā)展的原則和理念，合理利用有限的水資源，實(shí)現(xiàn)水資源的優(yōu)化配置，將環(huán)境效益、社會效益、經(jīng)濟(jì)效益有機(jī)的結(jié)合起來。把握工業(yè)、景觀、市政雜用、農(nóng)灌順序的原則。結(jié)合產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及污水處理廠的情況，制定相應(yīng)的措施，并借助市場經(jīng)濟(jì)的價(jià)格杠桿作用，促進(jìn)污水的再生利用。確定可靠的回用水源，合理的回用方向、回用對象以及再生水回用規(guī)模。

3 結(jié)語

通過污水廠的升級改造和再生利用項(xiàng)目，不但有效的改善了太原市的生存環(huán)境，而且可以成功的緩解太原市水資源短缺的狀況。我們有機(jī)的結(jié)合了污水廠升級改造及再生水回用的工作，將它們看作一個整體來考慮，在污水廠升級改造項(xiàng)目的確定中，充分考慮到了未來中水回用的目的，在工藝設(shè)計(jì)上兼顧了達(dá)標(biāo)水質(zhì)和回用水質(zhì)的要求，為中水回用奠定了良好的基礎(chǔ)。在再生水回用方面，還有待完善相應(yīng)的政策、法規(guī)，建立激勵機(jī)制，利用政策和經(jīng)濟(jì)杠桿的雙重作用來推動再生水事業(yè)的發(fā)展，另外還需要大力宣傳中水回用，增強(qiáng)全體市民對再生水的認(rèn)識，提高社會對再生水的心理接受能力，為再生水的發(fā)展創(chuàng)造良好的環(huán)境，實(shí)現(xiàn)環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益的雙贏。

［1］ 周 彤.污水回用決策與技術(shù)［M］.北京:化學(xué)工業(yè)出版社，2002.

［2］ 王業(yè)俊，許保玖.水和廢水技術(shù)研究［M］.北京:中國建筑工業(yè)出版社，1992.