吳利華，張曉芳

（南京市水利規(guī)劃設(shè)計(jì)院有限責(zé)任公司，江蘇南京 210006）

中水回用在城市水利工程中的應(yīng)用

吳利華，張曉芳

（南京市水利規(guī)劃設(shè)計(jì)院有限責(zé)任公司，江蘇南京 210006）

結(jié)合某城市河道補(bǔ)水工程建設(shè)，從投資造價(jià)、補(bǔ)水效果、實(shí)施難度3個(gè)方面對(duì)比分析中水回用補(bǔ)水及長(zhǎng)江補(bǔ)水兩種方式的特點(diǎn)，提出中水回用在城市水利工程中應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)及不足，預(yù)測(cè)其應(yīng)用前景。

中水回用；城市水利；河道補(bǔ)水；長(zhǎng)江補(bǔ)水

近年來(lái)，城市河道由于氣象、環(huán)境等因素，時(shí)常存在蓄水不足、水質(zhì)惡化的問(wèn)題，對(duì)周邊人居環(huán)境造成了惡劣影響。究其原因，主要是由于截污不徹底、垃圾堆放及傾倒、農(nóng)業(yè)及漁業(yè)污染等。由于大部分城市內(nèi)河水系基本為平原河網(wǎng)水系，流量小，流速慢，水體缺少必要的循環(huán)，抗污染沖擊能力小，水質(zhì)容易惡化。雖然城市在保障水循環(huán)方面可采用傳統(tǒng)的引調(diào)水工程進(jìn)行水體補(bǔ)充，但取水水源通常受到各種客觀因素的影響，在水位較低、水源不足的情況下，無(wú)法保證補(bǔ)水工作的持續(xù)性。若利用中水回用技術(shù)解決取水問(wèn)題，將為未來(lái)城市水利工程的發(fā)展提供更多的水源，意義深遠(yuǎn)。

1 工程實(shí)例

中水回用除用于工業(yè)、城市雜用、農(nóng)業(yè)灌溉以外，還可用于水利工程中城市河道的景觀用水。國(guó)家對(duì)景觀水質(zhì)制定了水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，二級(jí)污水處理廠的出水水質(zhì)與河道景觀用水水質(zhì)要求相似。在水質(zhì)達(dá)標(biāo)的前提下，可以將中水調(diào)入城市河道進(jìn)行補(bǔ)給，滿足河流的生態(tài)需求。結(jié)合工程實(shí)例，分析中水回用在城市河道補(bǔ)水工程中的可行性。

1.1 工程背景

某通江河道長(zhǎng)5.5 km，全線有排污口、泄洪溝、排污溝、城市泵站、公廁等。非汛期河道上游支流來(lái)水小，河水呈黑色，底泥淤積嚴(yán)重，部分河段河面、岸坡上生活垃圾堆積，“臟亂差”現(xiàn)象嚴(yán)重。河流徑流量少，不能保證最基本的河流生態(tài)需水量。為切實(shí)改善河道水環(huán)境質(zhì)量，提升沿岸人居環(huán)境，計(jì)劃對(duì)該河道進(jìn)行綜合治理，其中一項(xiàng)措施為生態(tài)補(bǔ)水。通過(guò)對(duì)中水回用、引長(zhǎng)江水補(bǔ)水2種方式對(duì)比，分析城市河道更有效、節(jié)能的補(bǔ)水方式。

1.2 中水回用補(bǔ)水方式

采用該區(qū)污水處理廠中水作為河道的補(bǔ)水來(lái)源。污水處理廠目前處于達(dá)標(biāo)擴(kuò)建期，現(xiàn)規(guī)模為2.5萬(wàn)t/d，一期規(guī)模為4萬(wàn)t/d，遠(yuǎn)期規(guī)模為8萬(wàn)t/d。一期設(shè)水泵3臺(tái)，二期預(yù)留2臺(tái)。擬用污水廠的泵房，對(duì)預(yù)留管線進(jìn)行改造。中水通過(guò)污水處理廠的改造水泵進(jìn)入補(bǔ)水管道。按照遠(yuǎn)期規(guī)模8萬(wàn)t/d，換算可得最大補(bǔ)水泵設(shè)計(jì)流量1.0 m3/s。

該補(bǔ)水路線全線長(zhǎng)6.20 km（污水處理廠至支河泵站），其中HDPE管道長(zhǎng)4.60 km，支河段長(zhǎng)1.60 km。沿線建污水廠改造泵站1座（1.0 m3/s）、提升泵站1座（1.0 m3/s）、控制閘1座、HDPE（SN8）管4.6 km，配套清淤1.8萬(wàn)m3。

中水管道沿線避開(kāi)農(nóng)田、魚塘用水，自污水處理廠經(jīng)田間支路進(jìn)入某工業(yè)園區(qū)支河，支河長(zhǎng)1.60 km。支河段配套工程包括控制閘1座，隔斷周邊水系與支河中水的交匯；提升泵站1座，建于支河與補(bǔ)水河道交匯處；支河清淤1.8萬(wàn)m3，確保支河的蓄水量滿足補(bǔ)水要求。1.3引長(zhǎng)江水補(bǔ)水方式

通江河道水位較低時(shí)，引長(zhǎng)江水至河道進(jìn)行補(bǔ)水，是引調(diào)水工程中較為傳統(tǒng)的補(bǔ)水方式。由于枯水期長(zhǎng)江水位較低，在水源處需建2級(jí)泵站將水源引至補(bǔ)水管線中。補(bǔ)水路線全線長(zhǎng)5.80 km。沿線建泵站3座、控制閘1座、HDPE引水管道4.20 km，支河清淤1.60 km、1號(hào)引水泵站引水河清淤1.5 km。

2 對(duì)比分析

在該補(bǔ)水工程中，中水回用方案與長(zhǎng)江引水方案的管線長(zhǎng)度較為相近，區(qū)別主要體現(xiàn)在取水水源不同。通過(guò)投資造價(jià)、補(bǔ)水效果及實(shí)施難度幾個(gè)方面，對(duì)兩種方案進(jìn)行對(duì)比分析。

2.1 投資造價(jià)

通過(guò)初步估算，中水回用在引水1.0 m3/s時(shí)，污水廠改造泵站、支河泵站、閘各1座，投資900萬(wàn)元；頂管施工80 m，投資180萬(wàn)元；HDPE（SN8）管4.6 km，投資1 955萬(wàn)元；支河清淤1.8萬(wàn)m3，投資110萬(wàn)元；棄土征地魚塘0.67 hm2、農(nóng)田1 hm2，投資35萬(wàn)元；青苗補(bǔ)償6.67 hm2，投資150萬(wàn)元；道路恢復(fù)500 m，投資90萬(wàn)元：總投資為3 420萬(wàn)元。采用長(zhǎng)江引水，引水1.0 m3/s時(shí)，引水泵站2座、支河泵站1座、閘1座，投資2 350萬(wàn)元；HDPE管4.2 km，投資1 800萬(wàn)元；支河清淤1.8萬(wàn)m3，投資110萬(wàn)元；棄土征地魚塘2.33 hm2、農(nóng)田2.67 hm2，投資90萬(wàn)元；青苗補(bǔ)償9.33 hm2，投資200萬(wàn)元；管道沿線道路恢復(fù)500 m，投資90萬(wàn)元：總投資為4 640萬(wàn)元。經(jīng)比較，引水相同的情況下，中水回用引水較采用長(zhǎng)江引水節(jié)省投資1 220萬(wàn)元。

2.2 補(bǔ)水效果

中水回用進(jìn)行生態(tài)補(bǔ)水時(shí)，最大補(bǔ)水流量根據(jù)污水廠處理規(guī)模確定。污水處理廠現(xiàn)規(guī)模為2.5萬(wàn)t/d，一期規(guī)模為4萬(wàn)t/d，遠(yuǎn)期規(guī)模為8萬(wàn)t/d。根據(jù)不同水位下的污水處理能力，換算出河道相應(yīng)的換水時(shí)間，從而明確其補(bǔ)水效果，結(jié)果見(jiàn)表1。當(dāng)河道補(bǔ)水至8.0 m時(shí)，在2.5萬(wàn)t/d規(guī)模下，需21 d；4萬(wàn)t/d規(guī)模下，需13 d；8萬(wàn)t/d規(guī)模下，需7 d。由此可見(jiàn)，中水回用對(duì)河道補(bǔ)水的效果，主要取決于污水廠的處理規(guī)模。處理規(guī)模越大，補(bǔ)水流量越大，補(bǔ)水歷時(shí)越短，補(bǔ)水效果越好。

表1 中水回用補(bǔ)水歷時(shí)表

采用長(zhǎng)江引水時(shí)，在長(zhǎng)江水位保證能夠引水的前提下，引水流量可根據(jù)工程需要調(diào)節(jié)。結(jié)合不同水位，不同流量（1.0 m3/s、2.0 m3/s、3.0 m3/s）得到全面補(bǔ)水的歷時(shí)時(shí)間，當(dāng)補(bǔ)水流量取1.0 m3/s時(shí)，水位補(bǔ)充至8.0 m需要約7 d；當(dāng)補(bǔ)水流量取2.0 m3/s時(shí)，水位補(bǔ)充至8.0 m需要約3 d；當(dāng)補(bǔ)水流量取3.0 m3/s時(shí)，水位補(bǔ)充至8.0 m需要約2 d，歷時(shí)更短，補(bǔ)水效果相對(duì)更好。但補(bǔ)水流量越大，相應(yīng)的引水泵站及沿線管道造價(jià)也更高。2.3實(shí)施難度

在污水廠處理能力及中水水質(zhì)達(dá)標(biāo)的前提下，中水回用引水方式技術(shù)可行，實(shí)施條件較為成熟，同時(shí)能減輕污水的排放壓力。長(zhǎng)江引水方式是常用的取水方式，但該段長(zhǎng)江兩岸均為灘地，施工難度較大；長(zhǎng)江水源尚存在血吸蟲等問(wèn)題，長(zhǎng)江側(cè)取水至城區(qū)河道還需采取滅螺措施，相對(duì)于中水回用投資造價(jià)也更高。

綜合以上各種因素，在城市河道的補(bǔ)水工程中，中水回用雖目前應(yīng)用較少，但具有潛在的優(yōu)勢(shì)。

3 結(jié)語(yǔ)

再生水是城市穩(wěn)定的淡水資源，污水再生利用減少了城市對(duì)自然水的需求量，削減了對(duì)水環(huán)境的污染負(fù)荷，減弱了對(duì)水自然循環(huán)的干擾，是維持健康水循環(huán)不可缺少的措施。目前各城市的污水處理能力有限，應(yīng)用于城市河道補(bǔ)水工程時(shí)補(bǔ)水流量受到規(guī)模限制，造成其成效不及傳統(tǒng)的調(diào)水方式顯著，但中水回用在取水方式上基本為就近原則，管線施工條件較成熟，同時(shí)在水資源再利用方面具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。水利行業(yè)中傳統(tǒng)的引調(diào)水方式往往受地域條件限制，取水距離較遠(yuǎn)，涉及影響因素較多，實(shí)施難度大。因此，在未來(lái)日益膨脹的用水壓力下，逐步成熟的中水處理技術(shù)將引導(dǎo)中水回用技術(shù)在水利行業(yè)中不斷推廣及應(yīng)用。

（責(zé)任編輯 崔春梅）

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1009-6159（2014）-09-0046-02

2014-03-18

吳利華（1984—），女，工程師