常州典型城市污水回用的问题识别和策略研究

摘要：本文通过分析了常州典型城市污水回用存在的问题,提出了我

市污水回用可持续发展的相应策略,促进城市污水回用在我市

的深入研究、应用和发展,使城市污水回用成为解决水资源短

缺和实现污水资源化的一种有效途经。

关键词：污水回用水质 水量

中图分类号：U664文献标识码： A

前言：根据常州城市的产业特点、污水厂现状及规划布局，对再生水回用于工业循环冷却系统企业、印染行业和城市景观水三种水量需求大、可行性高的需求进行研究，分析再生水回用的技术经济可行性及实施策略。

一、常州市污水处理的现状

至2010年底，常州市区建有各类污水处理厂22座，分属市建设局、武进区、新北区管理，总处理污水能力达到76.4万m³/d。其中城市污水处理厂包括江边、城北、戚区、清潭、武进城区、武南等6座，总规模为53.5万m³/d，2010年日均处理污水量为45.22万m³/d，污水处理厂平均处理负荷率达84.5%。常州市市区污水处理厂基本现状见表2-1。

常州市区现状城镇污水处理厂一览表（2010年底）

其中江边污水厂将从现在的20万m³/d扩建至近期50m³/d，戚墅堰污水厂从现在的5m³/d扩建至近期7.5m³/d。

二、工业循环冷却水的现状及再生水回用问题

以常州市为例，研究了工业循环冷却系统用户的区位分布和工业循环冷却系统补充水（以下简称工业循环水）的用水量，用水来源及水质等现状，并计算了再生水需求总量。通过比较目前工业循环水补充水源、污水厂尾水和国家行业再生水水质标准的差别研究了典型工业循环水水质要求和再生水回用存在的问题。

表1-1工业循环冷却企业自备水及工业水厂出水与水质标准对照表

对于使用自来水和工业水厂的工业水的用户来说，用水成本即是水价，对于使用河道水作为水源水并在内部水处理站处理后使用的用户来说，用水成本为水资源费加上水处理成本。2009年用水成本见表2-4。

表1-2 用水成本

2.1再生水回用的问题

对常州地区典型城市污水回用于工业循环水的问题进行研究。再生水水质必须符合国家及行业标准对再生水用于循环冷却系统补充用水时的水质要求，提高再生水水质稳定性的方法，以及解决再生水供需方水量波动的矛盾。

三、纺织印染企业现状及再生水回用的问题

3.1常州市纺织印染企业现状及布局

纺织印染是常州传统产业，也是常州经济支柱之一，常州市纺织印染企业主要集中于东南纺织工业园区和青龙纺织工业园区，本研究主要针对这两个园区展开。

东南纺织工业园和青龙纺织工业园位于常州天宁经济开发区，区内有包括黑牡丹集团等上市企业在内的众多纺织、印染企业，是以纺织、印染业为主的工业园区。目前园区内企业生产用水主要以工业水厂处理的河水为主，辅以部分的自来水和自备水。

图1-2常州纺织工业园布局图

纺织、印染行业因其工序、布料、产品种类、产品要求等方面的特殊性，国家尚未颁布该行业的统一生产用水标准。目前，常州市印染行业根据以往的经验积累，初定了一套行业内部的水质经验标准，见表2-9。

表1-3纺织印染行业用水水质标准

7 总硬度（CaCO3计） 1、原水硬度小于150mg/L可全部用于生产。

2、原水硬度在150―325mg/L之间，大部分可用于生产，但溶解性染料应使用小于或等于17.5 mg/L的软水，皂洗和碱液用水硬度最高为150 mg/L。

3、喷射冷凝器冷却水一般采用硬度≤17.5 mg/L的软水。

3.2再生水回用潜在的问题

城市再生水大面积回用于园区纺织印染企业生产用水在国内还比较少见，为分析回用存在问题，从水质、水量和回用规模等方面进行分析。

3.2.1再生水利用规模的确定

根据东南纺织工业园内企业生产用水水源情况调查，园内企业生产用水水源较为单一，主要依靠东南工业水厂供水为主，目前工业水厂供水规模为25000m3/d；同步，园区纺织印染企业用水量约为25000m3/d；综合两方面因素，初步拟定东南工业园再生水利用规模为25000m3/d。

青龙纺织工业园内企业生产用水水源较为复杂，分别有工业水厂供水、自备水、自来水三类，其中工业水厂供水占企业生产用水绝大部分比例；同步，园区纺织印染企业用水量约为24700m3/d；综合两方面因素，初步拟定青龙纺织工业园再生水回用工程规模为25000m3/d。

再生水利用纺织印染用水总规模为45000m3/d，

表1-4再生水利用规模

四、城市景观水现状和再生水回用的问题

4.1常州市景观水现状及布局

常州北靠长江，南临太湖、湖，大运河由西向东横贯市区，城区以运河为中心，形成一个北排长江、南注两湖和东泄下游的自然水系。全市水系主要由南运河、白荡河、龙游河等七大水系构成，城区现状建成区有大小河道118条，其中与主要河系沟通河道25条，其它为城区内河之间连通的小河小浜。水面积占全市总面积的16.7%，构成江南水乡独有的景观特色。根据《常州市公园绿地规划》，目前常州市已建和规划建设公园共计69座，分别散落于常州市各个镇区，见图1-8。目前已建成27座，见表2-13。

图1-3常州市公园分布图

注：来源《常州市公园绿地规划》

常州市公园内水体补水主要来源为自然降水，常年无换水、不流动，导致水质较差。

4.2再生水回用潜在的问题

4.2.1水量需求

水体需求水量主要分为水体蒸发量补偿、渗漏量补偿及水体换水量。

根据《城市污水再生利用景观水水质标准》（GB/T 18921-2002）要求，当完全使用再生水时，景观河道类水体的水力停留时间宜在5天以内，作为景观湖泊类水体，按照夏天时水体温度超过25°时，水体静止停留时间不宜超过3天。

我市各污水处理厂再生水供应潜在规模为：江边污水处理厂20万m3/d、城北污水处理厂15万m3/d、清潭污水处理厂1.5万m3/d、戚墅堰污水处理厂再生水5万m3/d，共计41.5万m3/d。常州市公园及绿地蒸发需要补充9765m3/d，渗漏需要补充26847m3/d，换水需要976150万m3/d，共需101.3万m3/d，目前的再生水供应量远远不能达到要求。

4.2.2水质

我国已经先后颁布了若干与景观水体有关的水质标准。城镇建设行业标准《再生水回用于景观水体的水质标准(CJ/T95-2000)》是我国首次制定的再生水回用于景观水体的水质标准，该标准对回用于娱乐性景观水体和观赏性景观水体的再生水水质做了规定，相对于地表水环境质量标准(GBZBI-1999)中V类水体水质标准而言，该标准对氮、磷等的指标要求都较低。该标准于2002年被废止，被《城市污水再生利用景观环境用水水质(GB/T 18921-2002)》取代。

目前我市城市污水厂尾水执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级A标准，根据《城市污水再生利用景观水水质标准》（GB/T 18921-2002）要求，公园水体纳入观赏性景观环境用水之湖泊类，断头河浜水体纳入观赏性景观环境用水之河道类，上述两种水质标准指标对比见表2-16。

表1-5水质标准对比表

从表1-16可以看出，《城市污水再生利用景观环境用水水质(GB/T 18921-2002)》与《城镇污水处理厂污染物排放标准(GB 18918-2002)》的一级A标准相近。而《地表水环境质量标准》(GB 3838-2002)中对一般娱乐用水区及景观水域的Ⅳ、Ⅴ类水体的各项指标尤其是氮、磷等营养盐指标控制都较为严格。GB/T 18921-2002与GB 3838-2002中景观娱乐用水的要求相比较，主要的水质要求偏低，这主要是考虑到目前我国污水处理厂对再生水处理程度的可实现性以及水体的自净能力。我市城市污水厂再生水整体水质符合回用于公园及河浜水体。

五、常州地区城市污水再生回用的策略研究

5.1再生水水量分配策略研究

经过对常州主要再生水回用在三个去向的水量需求分析，总计需水量大于再生水产量，但存在三个特征1、中心城区污水厂处理水量大于工业用水量需求2、城市东部戚墅堰区域工业用水量大于污水厂处理水量3、仅中天钢铁循环冷却需水量就大于戚墅堰污水厂现状处理量4、清潭污水厂周边无工业用水需求，景观用水量需求大于污水厂处理水量。基于水量供需要求，课题着重在下列方面展开深入的研究。

1、根据就近原则，按照戚墅堰污水厂全量供应中天钢铁的供水方案，研究污水厂进出水变化和企业供水水量的变化关系，提出调节池的设计方案，制定供水方案。

2、由于清潭污水厂周边无工业用水需求，景观用水量需求大于污水厂处理水量。重点研究清潭污水厂周边白家浜、叶家浜等滞留型河浜再生水利用的水量分配和水华控制技术。

3、以经济性为原则，考虑再生水回用在三个去向的水量分配时，优先考虑污水厂周边的工业循环冷却水和纺织园区回用，剩余再生水再考虑城市景观回用，根据再生水品质和不同回用途径对水质的不同要求逐步实现分质供水。

5.2基于回用目的的水质保障体系研究策略

根据对现状污水厂尾水的水质监测和用于循环冷却系统、纺织印染工艺用水、城市景观环境用水三个方向的水质标准的对照，虽可看出水质基本可行，但应根据不同用途的水质特征深入研究再生水水质保障技术和控制措施。

1、针对再生水回用于工业循环冷却系统的腐蚀结垢风险和问题，研究再生水回用于循环冷却系统的腐蚀结垢机理，研发适用于再生水的水质稳定剂，提高浓缩倍数，提出基于回用的污水处理厂运行控制要求

2、再生水回用于纺织印染工业时印染效果不确定的问题，针对研究再生水回用于纺织印染工艺用水对织物的染色质量的影响，分析产生影响的主要水质特征指标。

3、针对再生水回用于城市景观水体的藻类爆发的风险，研究再生水回用于城市景观水体时藻类产生的机理和主要影响因素，对景观水体藻类爆发的机理进行研究，并针对性地提出水质预警和控藻杀藻技术。由于景观水体回用主要为河浜，运用De-PAT技术有其局限性，暂不考虑改良研究。

4、针对再生水水质波动的问题开展相应的污水厂工艺和运行优化研究。

5、针对再生水供水量的矛盾开展动态平衡分析和保障措施研究。

5.3政策保障和系统规划研究

污水回用大部分用于工业用水，回用水价格较低，具有一定的公益性特征。污水收集管网具有非排他胜和非竞争性的特点，属典型的公共产品。污水收集管网又属基础设施，没有赢利能力，属公共投资的范畴。而再生水回用作为污水处理的延伸体现了再生水作为一种非典型市场产品的价值实现。因此，再生水回用具有非公益性和非竞争性，同时从城市可持续发展的角度看再生水回用又有其清晰的整体性和系统性。同时，再生水回用是政府、用户及再生水供应企业在社会效益、环境效益和经济效益的多方博弈。

结束语：因此，积极开展生水回用的政策保障研究和系统规划研究可实现再生水回用的总体效益的最大化，为将来城市再生水回用系统和良性机制的建立基础。