济宁市城市污水回用分析

冷震¹， 杨长岭²
（1.济宁正源给排水勘察设计有限公司；2.济南市市政工程设计研究院）　　

　　摘　 要：为有效开发非传统水资源，实现污水资源化，本文根据济宁市城市水资源和污水处理、回用现状，分析了进行污水回用、推进污水资源化的的可行性，从规模、用途、处理工艺、投资、水价等方面对污水回用提出了初步规划设想。探讨了实施过程中存在的问题，并针对性地提出了对策和建议。
　　关键词： 污水回用； 处理工艺； 规划； 济宁市

Discussion on Municipal Wastewater Reuse in Jining City

LENG Zhen, YANG Chang-ling

(1.Jining Zhengyuan Reconnaissance and Designof　 Water and Wastewater Engineering Co. Ltd.;2.Jinan Municipal Engineering Design and ResearchInstitute)

Abstract: In order to develop untraditional water resource effectively ,accomplish the reuse ofwastewater, this article discuss the feasibility of wastewater reuse, based onthe status quo of water resources,wastewater treatment and reuse. The originallayout 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 andcountermeasure.
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。

1 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10×10⁴m³/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20×10⁴m³/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。

2 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18～20×10⁴m³/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。

3 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6×10⁴m³/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。

4 污水回用存在的主要问题

4.1 认识不足，缺乏系统规划
　　对解决缺水的措施，相当一部分人还是偏重于开辟传统水源或跨流域调水，对污水回用等非传统水源和节水没有引起足够重视，同时缺乏有效的宣传和引导，使公众和部分决策者对中水产生健康的担忧、心理的障碍。由于认识的不足，很难将污水回用置于优先发展的地位，导致在污水资源化的建设上缺乏较为系统的规划。目前我国尚未建立系统的城市污水回用规划指标体系，各地规划缺乏可操作性的依据。在济宁市城市给水排水规划中虽然涉及了污水回用工程，但论述简单，缺乏可操作性和指导性，需要进一步深入调查研究，多方收集资料，把污水回用规划做得系统、科学、合理。
4.2 建设资金缺口大，投融资渠道不畅
　　由于污水处理是一项综合性工程，既涉及到污水处理厂内的生产设施、设备的投资，又涉及到厂外的污水截流管网系统、回用水管网系统的投资，因此对资金需求较大。济宁市污水处理厂计划投资40448万元，实际到位资金34000万元，资金缺口6448万元，致使建设周期拉长，截污管网建设未能跟上，造成污水处理厂“吃不饱”的现象，目前每天处理仅12×10⁴m³/d。如再加上深度处理设施和回用水管网系统的投资，资金缺口更大。从目前投融资体制来看，污水处理作为一种社会公益性事业，投资主体主要局限于政府，而对民间的投资机制鼓励不足，导致投资渠道的单一，资金严重匮乏，也制约了污水回用的进程。
4.3 缺乏有效的运营管理体制，运营困难
　　济宁市污水处理费由供水部门代收，交到市财政，然后由市财政划拨到污水处理厂。目前污水处理厂制水成本1.16元/m³（包括折旧等费用），经营成本0.65元/m³，年运行费用2847万元，而每年收到的污水处理费1080万元，远不能满足正常运行所需费用，并且有时也出现市财政拖欠或挪用污水处理费的情况，致使污水处理厂停止运行。如污水处理厂无法正常运行，将直接导致其后的中水设施也无法正常运行。
4.4 污水处理费标准偏低
　　我国长期实行的低水价政策，导致水资源价格的形成与水资源供需的实际情况脱节，城市给水排水设施的建设运营资金负担沉重。目前济宁市污水处理费收取标准为：生活用水0.36元/m³，工业用水0.46元/m³，商业经营用水0.65元/m³。标准偏低，收取的污水处理费尚难满足设施的日常运行和维护，更谈不上形成合理利润、吸引社会资金的投入。近年来国家加强了对水价改革的政策引导，并明确提出了将污水处理费尽快调整到保本微利水平的要求，但受多种因素的制约，按上述要求调整到位尚需时日。
4.5 污水回用法规政策不健全
　　污水回用需要健全的法制保障和全面管理，而在我国两者都很薄弱。城市污水回用工作，单靠政府行为，必然动力不足；单靠市场推动，没有政府引导，也必然难见成效。因此有必要加强政府行为，出台和健全污水回用法规和政策，支持、鼓励和引导回用水工作。
4.6 污水回用技术标准不完善
　　我国的城市污水回用工程建设起步晚，工程设施设计、建设的标准、规范均不完善。

5 对策及建议

5.1 对污水回用进行全面规划
　　在制定城市给水排水规划和城市水资源综合利用规划时，要把污水回用作为一个重要组成部分列入其中，把污水这个非传统水资源纳入水资源的统一管理和调配，或者制定专门的污水回用系统的总体规划，以突出其重要地位。污水回用问题涉及面很广，涉及水资源工程布局、城市建设、产业结构、技术改造、工程投资、经济评价等多方面，所以要做好全面规划。在做污水回用规划时，按照“由近及远，先易后难”的原则进行，可以选择一些比较容易操作、效益好的项目先行实施，比如距离回用水厂较近的、可以用回用水的工业企业，可优先考虑。
5.2 合理定价，实现污水回用市场化运营
　　要实现市场化运营，水价是主要因素，合理的价格机制能够对回用水的需求产生经济激励，同时回用水的价格又决定了污水回用企业能否得到足够的收益以满足其财务平衡的需求。目前自来水价格偏低，造成用户对水资源缺乏正确的认识，节水减污积极性不高，水源浪费严重，也直接阻碍了回用水的使用。因此应建立合理的自来水水价格体系和回用水价格体系，科学合理地核定成本，改变水价过低的不利局面，充分利用经济杠杆的作用，根据“按质定价、保本微利”的原则，将各种水源的价格拉开，尤其是自来水与回用水应有较大的差距，使水资源的利用趋向合理，促进污水回用的市场化进程。
5.3 推进融资市场化
　　根据“政府主导，市场运作”的思路，推进济宁市城市污水处理和污水回用工程建设的投融资体制的市场化进程，确保建设资金的稳定来源，多渠道吸纳社会资金，确定企业投资主体，建立投资利益驱动机制和风险约束机制，多种经济成分参与，使污水处理与回用由单一的政府投资和管理走向社会化、产业化、市场化，形成投入产出的良性循环。
5.4 健全法规政策与技术标准
　　为保证污水回用能够落实，需增加一些强制性的法规和规范，使回用水项目的建设、管理有法可依、有章可循。制定城市回用水技术指标体系和适度超前的标准、规范，根据不同的回用水用途，确定不同的处理技术和工艺。
5.5 推进技术创新
　　污水回用，关键是回用水能用。目前污水回用力度不大，技术方面是一个原因，深度处理的技术还有待提高。随着科学技术的发展，污水处理技术也应该不断创新，对一些较难处理的污染物的处理技术，应进行多学科的联合攻关。对如何提高效能、降低成本，也需要在技术上提供支撑。通过加强科研与推广，把污水处理与污水回用的工艺，提高到一个新水平，促使污水回用尽快实现产业化。

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