撫順市污水回用規(guī)劃的探討

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簡介： 撫順市污水回用規(guī)劃的探討
關鍵字：效益分析 水資源現(xiàn)狀 污水回用

一、撫順市城市工業(yè)水資源現(xiàn)狀

　　撫順市位于遼寧省東部，遼河上游，市區(qū)處在南北兩山夾峙的渾河河谷沖積平原上，沿河兩岸呈帶狀布局，東西長30公里，南北寬6～8公里。市區(qū)規(guī)劃面積為199平方公里，其中建成區(qū)115.28平方公里。行政區(qū)域劃分為新?lián)?、東洲、望花、順城四個區(qū)。城市現(xiàn)有人口139.20萬人。撫順市是以煤炭、石油、化工、電力、冶金、機械為主的綜合性重工業(yè)城市，是我國重要的煤炭、石油、化工基地之一。市區(qū)現(xiàn)有工、礦企業(yè)1800余家。工業(yè)用水量81.58萬噸/日，工業(yè)供水能力92.2萬噸/日。具體見表一。

撫順市現(xiàn)狀水源、水廠能力表　　表一

單位：萬噸／日

　
　　1、撫順市西部望花地區(qū)工業(yè)給水現(xiàn)狀
　　西部望花區(qū)集中了我市20多家大中型工礦企業(yè)，工業(yè)用水量較大，占我市工業(yè)用水量的三分之一以上。望花區(qū)工業(yè)用水主要來源如下：
　　(1)望花凈水廠：建于1991年，位于望花橋西側渾河南岸，是目前望花地區(qū)工業(yè)用水的主要來源， 水源取至滴臺水源渾河表流水，供水能力15萬噸/日，通過專用工業(yè)用水管網(wǎng)送水到工礦企業(yè)。望花凈水廠的建成，有效的緩解了望花地區(qū)新建和原有工業(yè)企業(yè)用水緊張的問題。
　　(2)望花水源：建成于1967年，是望花凈水廠建成前西部地區(qū)工業(yè)用水的主要水源，設計能力4萬噸/日。由于采砂進水口阻塞，枯水期只能取到2萬噸/日，由7公里外的市中心永安橋水源補給2.65萬噸/日。
　　(3)砂石水源：1959年建成，專為新?lián)徜搹S供給工業(yè)用水。設計能力2萬噸/日，主要集取河床表流水。目前供水量1.5萬噸/日。
　　(4) 機修水源：建成年代較早，取地下水，專為撫順鋁廠供給工業(yè)用水。
　　李石經(jīng)濟開發(fā)區(qū)工業(yè)用水量較小，工業(yè)用水和生活用水和建，都來自開發(fā)區(qū)的凈水廠。凈水廠取自地下水，供水能力3000噸/日。
　　高灣經(jīng)濟特區(qū)除石油一廠新區(qū)工業(yè)用水量較大外，其余很小。石油一廠新區(qū)工業(yè)用水來自望花凈水廠，其它企業(yè)取自當?shù)氐叵滤?br />　　撫順市西部地區(qū)現(xiàn)有工業(yè)水源總供水能力約21萬噸/日，工業(yè)用水一般都有專用供水管道，與城市自來水管網(wǎng)分開。
　　２、現(xiàn)狀存在的主要問題
　　(1) 枯水期水資源緊張
　　撫順市地下水僅有極少量可以開采，工業(yè)水源主要取自渾河地表水，枯水期水資源僅能達到正常情況下的60%。近幾年東北地區(qū)干旱比較嚴重，位于渾河上游的大伙房水庫年平均入庫約1.7億噸。每年9月下旬到翌年5月上旬水庫關閘，沿渾河各水源都比較緊張，尤其是西部望花工業(yè)區(qū)，地處渾河下游，經(jīng)常因為工業(yè)供水緊張影響生產(chǎn)。
　　(2) 工業(yè)水源污染嚴重
　　由于渾河沿途接納了撫順市煤礦的洗煤水及部分生活污水，使渾河水質受到了一定的污染，到渾河枯水期，稀釋能力降低，河水污染比較嚴重。

二、污水回用的必要性和可行性

　　1、工程的必要性
　　撫順市西部望花地區(qū)工業(yè)水源總供水量約21萬噸/日，由于西部地區(qū)現(xiàn)有工業(yè)企業(yè)用水量未達到遠期需水規(guī)模，且一些企業(yè)由于虧損處于停產(chǎn)或半停產(chǎn)狀態(tài)，現(xiàn)有水源基本上能滿足西部地區(qū)工業(yè)用水需求。
　　(1) 工業(yè)需水量增加
　　隨著撫順市西部地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展，李石、高灣經(jīng)濟開發(fā)區(qū)的建設，撫順市遠期規(guī)劃的實施，西部地區(qū)工業(yè)用水量已經(jīng)增加。
　　(2) 工業(yè)用水水質標準提高
　　隨著科技的進步，生產(chǎn)設備越來越先進，對工業(yè)冷卻水水質標準要求越來越高，從渾河汲取的地表水因為污染越來越嚴重，必須進行深度處理后才能供給工業(yè)用戶。
　　(3) 工業(yè)水源減少
　　望花區(qū)現(xiàn)有水源主要取至河床表流水，還有一部分的地下水，再尋找新的滿足要求的水源比較困難。目前撫順市已經(jīng)對使用地下水源進行了限制，不久以后地下水源將被取消使用。而河床水水量受季節(jié)影響較大，枯水期流量大大減少，不得不用從距離很遠的市內水源補水，由于管線過長，耗能過大，造成能源浪費。
1.2工程的可行性
　　1）利用世界銀行貸款建設的撫順市三寶屯污水處理廠（處理規(guī)模是25萬噸/日）的建成，為撫順市西部工業(yè)用水尋找新的水源提供了可靠的保證。污水處理廠二級出水經(jīng)深度處理后，作為工業(yè)用水技術上是可行的。
　　2）撫順市西部望花地區(qū)工礦企業(yè)分布集中，工業(yè)用水量較大，具體見表二。

撫順市西部望花地區(qū)工業(yè)用水量一覽表　　表二 企業(yè)名稱地址 用水量(萬噸/日) 備注1 撫順石油三廠 鞍山路1號 1.5 2 撫順特殊鋼有限公司鞍山路8號 6.0 3 新?lián)徜撚邢薰?沈撫路18號 3.8 4 撫順鋁廠 鞍山路6號 2.0 5 撫順熱電廠 演武街29號 3.0 6 撫順洗化廠沈撫路20號 2.0 7 西露天礦 古城子 1.35 8 撫礦機械廠 鞍山路7號 0.08 9 撫順有機玻璃廠 鞍山路26號 0.37 10 撫順化工廠鞍山路48號 0.3 11 氧氣廠 和平路94號0.15 12 炭素廠 工農(nóng)街47號 0.09 13耐火材料廠 工農(nóng)街 0.060.06 14 飛利鋁型公司 李石開發(fā)區(qū) 0.06 15 天威公司 李石開發(fā)區(qū) 0.04 16 特海爾公司 李石開發(fā)區(qū) 0.01 17 鋁輪鼓公司 李石開發(fā)區(qū) 0.05 18 撫順石油一廠新廠 高彎開發(fā)區(qū) 1.30 19 肉雞聯(lián)營公司 高彎開發(fā)區(qū) 0.01 20 匯龍達制藥廠 高彎開發(fā)區(qū) 0.01 工業(yè)用水量總計22.18

　　在我們進行工業(yè)用水量調查的過程中，考慮了部分企業(yè)內部回用水的水量和即將建設回用系統(tǒng)的企業(yè)減少的水量，減去以上兩種水量，目前撫順市西部望花地區(qū)工業(yè)總用水量仍然約為22.18萬噸/日。其中用水量大的企業(yè)主要集中在石油、化工、鋼鐵等大型國有企業(yè)，占工業(yè)總用水量的百分之九十。隨著經(jīng)濟的發(fā)展，工業(yè)總產(chǎn)值的提高，各企業(yè)即使采取節(jié)水措施，總的供水量仍然還要增加。
　　3）企業(yè)工業(yè)用水主要用于生產(chǎn)冷卻水，水質要求不高。三寶屯污水處理廠處理能力近期為25萬噸/日，遠期50萬噸/日。水量上能滿足西部地區(qū)工業(yè)用水的要求，二級生物處理后的污水，再經(jīng)三級處理，水質完全能達到工業(yè)生產(chǎn)冷卻用水水質要求，且三級處理工藝成熟，能保證出水水質。
　　4）由于撫順市西部望花地區(qū)用水企業(yè)分布集中，距離三寶屯污水廠1－3公里，而且，工業(yè)用水與生活用水分設兩個管網(wǎng)系統(tǒng)，現(xiàn)管網(wǎng)運行可靠，不需重新建設配水管網(wǎng)，只增加污水處理廠輸水管線就能滿足要求。
　　5）現(xiàn)望花豐澤凈水廠為工業(yè)用水廠，規(guī)模為15萬噸/日一級處理(其中5萬噸/日二級處理)，處理工藝為機械加速澄清池－－普通快濾池－－氯氣消毒。該水廠可以改造、擴建，達到回用水量的要求。
　　綜上所述，在撫順市西部望花地區(qū)利用撫順市三寶屯污水廠處理后的二級出水作為水源建設污水回用設施，用于西部地區(qū)工業(yè)用水的項目，在技術和經(jīng)濟上都是可行的。

三、污水回用規(guī)劃

　　1、規(guī)劃內容
　　我國是水資源相對貧乏的國家，撫順市也是缺水城市之一，污水回用是必需的，根據(jù)城市二OOO年在二O一O年總體規(guī)劃的要求，撫順市編制了污水回用專項規(guī)劃。規(guī)劃內容包括新建20萬噸／日的污水回用水廠和輸配水管線，污水回用水廠的水源為撫順市三寶屯污水處理廠二級出水。
　　2、回用水的水質標準
　　撫順市三寶屯污水處理廠二級出水水質指標為 ：BoD5≤25mg/l
　　COD≤100mg/l 　SS≤25mg/l 　 NH3-N≤2.8mg/l 　　T-N≤15mg/l
　　為了滿足撫順市西部望花地區(qū)大部分工業(yè)企業(yè)水質要求下，參照《城市污水回用設計規(guī)范》規(guī)定的再生水用作冷卻水的建議水質標準，和污水廠二級出水作為冷卻水的標準，具體見表三、表四：

再生水用作冷卻用水的建議水質標準　　表三項 目 直 流 冷 卻 水 循環(huán)冷卻補充水PH值 6.0～9.0 6.5～9.0SS（mg/L）30 -濁度（度） -5BOD₅（mg/L） 30 10CODcr（mg/L） - 75鐵（mg/L） - 0.3錳（mg/L） - 0.2氯化物（mg/L） 300 300總硬度（以CaCO₃計mg/L） 850 450總堿度（以CaCO₃計mg/L） 500 350

二級出水進行混凝沉淀過濾的處理效率與目標水質　　　表四項 目 處理效率（%） 目標水質（mg/L）混凝沉淀過濾 綜合 濁度 50～60 30～50 70～80 3～5（度）SS 40～60 40～60 70～80 5～10BOD5 30～50 25～50 60～70 5～10CODcr 25～35 15～25 35～45 40～75總氮 5～15 5～15 10～20 -總磷 40～60 30～40 60～80 1鐵 40～60 40～60 60～80 0.3

　　根據(jù)上表中的規(guī)定，確定三寶屯污水廠三級處理出水水質指標如下：
　　BOD<10mg/l；COD<50mg/s；SS<10mg/l；濁度<5mg/s。
　　對于部分對水質有特殊要求的企業(yè)，由于這部分水量很小，目前企業(yè)內部都有自己的處理系統(tǒng)，可以對回用水廠出水做進一步處理。
　　 3、工藝流程
　　三級處理的目的是進一步降低懸浮物和BOD，去除氮、磷等營養(yǎng)鹽及某些非生物降解的有機物濃度，達到污水回用的目的。三級處理工藝和給水工藝基本一致，按照出水水質的不同要求，可以由以下工藝組合：混凝沉淀、過濾、消毒等。
作為沉淀池的具體形式又分為：平流式、豎流式、輻流式等。其中平流式沉淀池造價較低，施工簡單，管理方便。對原水濁度適應性強，處理效果穩(wěn)定。缺點是占地面積較大。豎流式沉淀池一般與反應池合建，占地面積小，排泥方便，但池子深度大，施工困難，沉淀效果較差。輻流式沉淀池沉淀效果好，排泥效果好，但基建投資費用大，刮泥機維護管理復雜。經(jīng)以上比較，擬采用平流式沉淀池。
　　過濾工藝一般有普通快濾池和雙閥濾池，最常見的是普通快濾池。 普通快濾池有成熟的運轉經(jīng)驗，運行穩(wěn)妥可靠。采用砂濾料，材料易得，價格便宜?？刹捎媒邓龠^濾，水質較好。因此過濾工藝采用普通快濾池。
　　消毒方法常見的有氯氣、紫外線、臭氧消毒等。其中氯氣消毒操作簡單，投量準確，不需較大的設備，價值成本較低。
　　綜上所述，三寶屯污水處理廠三級處理采用的工藝為：
　　平流式沉淀池→下流式砂過濾→氯氣消毒
　　4、規(guī)劃方案比較
　　由于撫順市西部望花地區(qū)用水企業(yè)分布集中，且距離三寶屯污水廠較近，使污水廠送水管網(wǎng)的布置能夠找到一個經(jīng)濟合理的方案。目前有兩個方案進行比選：
　　方案一：擬定在三寶屯污水處理廠廠區(qū)內建設回用規(guī)模20萬噸/日處理系統(tǒng)，供給望花區(qū)企業(yè)及李石開發(fā)區(qū)工業(yè)用水。望花豐澤凈水廠（出水用于工業(yè)用水，處理規(guī)模為15萬噸／日）供水改為生活用水。此方案充分利用了三寶屯污水處理廠二級處理能力，能合理利用現(xiàn)有工業(yè)供水管網(wǎng)。
　　方案二：擬定在三寶屯污水處理廠廠區(qū)內建設污水廠二級出水提升泵站和輸送管道,將二級出水輸送到望花豐澤凈水廠，將該水廠改造和擴建為20萬噸/日的處理規(guī)模，并利用該水廠現(xiàn)有工業(yè)供水管網(wǎng)。
　　方案一需要新建集中輸送管道和分區(qū)供水管網(wǎng)，總長度約30公里，廠區(qū)需要重新辦理征地手續(xù)，新建處理構筑物和建筑物(如緩沖池、混合池、沉淀池、濾池、清水池和供水泵站等)，重新采購設備?？傎M用估算為1.9億元人民幣。
　　方案二需要新建兩排DN1000鑄鐵管，總長度約7公里，利用原來水廠廠區(qū)，不需要重新征地，只改造和新建部分構筑物，采購部分設備即可?？傎M用估算為1.0億元人民幣。
　　通過方案比較，因為兩種方案處理工藝基本相同，處理規(guī)模相同，運行費用也就沒有多大的差別。我們認為方案二在經(jīng)濟、技術上更合理、可行，因此推薦采用第二方案。

四、效益分析

　　1、經(jīng)濟效益
　　污水回用的處理成本測算為0.8元/噸，目前撫順市工業(yè)用水的水價為1.45元/噸,而且水價還要提高，從經(jīng)濟效益上來看還是十分可觀的。污水回用水廠的建設，增加了經(jīng)濟收入，也就增加了污水處理廠運行費用的經(jīng)濟來源，為撫順市三寶屯污水處理廠正常運行提供了保證。
　　從財務評價來看，該項目全部投資內部收益率、投資利潤率、投資利稅率均接近4%，投資回收期小于15年，各項財務指標均符合要求。
　　2、社會效益
　　此項目有較大的社會效益，建設該項目，將大大改善社會環(huán)境，改善生活環(huán)境，改善投資環(huán)境，推動工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展及城市建設；該項目建成后，撫順市西部望花地區(qū)將不再從渾河中汲取地表水，有效的保護和節(jié)約了水資源，為改善渾河下游水體環(huán)境起了很大的作用。另外三級處理水回用于工業(yè)用水，污水不再直接排放到自然環(huán)境，從根本上消除了污水對環(huán)境的危害，對改善城市生態(tài)環(huán)境有重要意義。
　　可見，污水回用工程不僅能根除污染，保護和節(jié)約水資源，還能使污水處理廠得到可觀的經(jīng)濟效益，為污水處理廠的正常運行提供保障。從長遠看，污水回用是必需的。只有獲得經(jīng)濟效益，污水處理廠的建設才能更好的發(fā)展。