【正文】 技術(shù)進(jìn)步，導(dǎo)致了“污水再生利用時(shí)代”的到來(lái)[4]。再生水利用技術(shù)的研究與應(yīng)用已有近百年的歷史?！　∶绹?guó)的城市污水處理等級(jí)基本上都在二級(jí)以上，處理率達(dá)到100%。美國(guó)再生水利用的范圍涉及農(nóng)業(yè)、工業(yè)、地下水回灌和娛樂(lè)等方面，其比例大致為62%用于各種灌溉和景觀，%用于工業(yè)，5%用于地下回灌，%用于娛樂(lè)、漁業(yè)等。隨著再生水利用技術(shù)的不斷更新和發(fā)展，再生成本不斷下降、水質(zhì)不斷提高，逐漸成為緩解水資源短缺的重要措施之一。在1991年日本的“造水計(jì)劃”中明確將污水再生利用技術(shù)作為最主要的開發(fā)研究?jī)?nèi)容加以資助，開發(fā)了很多污水深度處理工藝，在新型脫氮、除磷技術(shù)，膜生物反應(yīng)器技術(shù)等許多方面取得了很大進(jìn)展的同時(shí)，生物膜法進(jìn)行不同水體的工藝試驗(yàn)，建立起許多“水再生工廠”。以色列長(zhǎng)期缺水，認(rèn)為把城市污水作為非傳統(tǒng)的水資源加以開發(fā)利用是唯一的出路，也是容易實(shí)現(xiàn)的，早在20世紀(jì)60年代，就把回用所有污水列為一項(xiàng)國(guó)家政策，規(guī)定：廢水如果沒(méi)有用盡，不可采用海水淡化；城市的每一滴水至少應(yīng)回用一次。截至1987年，該國(guó)已建造了210個(gè)市政再生水利用工程，100%的生活污水和72%的市政污水已經(jīng)回用，回用規(guī)模最大為20萬(wàn)m3/d，最小為27m3/d，~1萬(wàn)m3/d之間?；毓嗟叵碌脑俪槌鲋凉芫W(wǎng)系統(tǒng)，輸送到南部地區(qū)，最南部地區(qū)甚至將它作為飲用水源。除以上幾個(gè)國(guó)家之外，世界其他一些國(guó)家如阿根廷、巴西、智利、墨西哥、科威特、沙特阿拉伯等國(guó)，在再生水利用工程上也做了許多工作，處理程度為一級(jí)、二級(jí)、三級(jí)不等。 國(guó)內(nèi)城市再生水利用簡(jiǎn)述雖然我國(guó)早在20世紀(jì)50年代就開始采用污水灌溉的方式回用污水，但真正經(jīng)污水深度處理后回用于城市生活和工業(yè)生產(chǎn)則是近20年才發(fā)展起來(lái)的?！笆濉逼陂g，城市污水再生利用政策、標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)研究與示范課題列入國(guó)家十五科技攻關(guān)計(jì)劃，建設(shè)部組織開展相關(guān)研究與示范工作。2002年以后，國(guó)家陸續(xù)頒布了《城市污水再生利用分類標(biāo)準(zhǔn)》、《城市污水再生利用城市雜用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》、《城市污水再生利用景觀環(huán)境用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》、《污水再生利用工程設(shè)計(jì)規(guī)范》、《建筑中水設(shè)計(jì)規(guī)范》等技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)范了污水再生利用設(shè)計(jì)工作，也為城市污水再生利用工程設(shè)計(jì)提供了依據(jù)。要讓再生水流進(jìn)百姓家，目前的管線遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足使用要求。再生水將作為第二水源，服務(wù)于工業(yè)、園林、環(huán)衛(wèi)等行業(yè)，每年將節(jié)水約1億m3。近年來(lái)，我國(guó)在城市污水再生利用技術(shù)研究與工程實(shí)踐方面取得了一定的進(jìn)展，但總的來(lái)說(shuō)，城市污水再生利用規(guī)模較小，二級(jí)處理出水的深度處理基本套用常規(guī)給水處理工藝，一般僅限于局部利用或處理廠內(nèi)部利用，與當(dāng)前城市污水再生利用的多元化需求極不相稱。從這個(gè)意義來(lái)說(shuō)，我國(guó)的城市污水再生利用，目前還處于發(fā)展起步階段。 我國(guó)中水回用技術(shù)的發(fā)展及現(xiàn)狀 我國(guó)的污水回用事業(yè)大致可以分為三個(gè)階段， 1985前的“六五”期間是起步階段，1986~2000 年的“七五”、“八五”、“九五”，這十五年時(shí)間是技術(shù)儲(chǔ)備、示范工程引導(dǎo)階段， 2001年以“十五”綱要明確提出污水回用為標(biāo)志，中水回用進(jìn)入到全面啟動(dòng)的階段。建設(shè)部在“六五”專項(xiàng)科技計(jì)劃中，最先列入了城市污水回用課題，分別在青島、大連開點(diǎn)作試驗(yàn)探索。青島于1984年也順利完成了中試研究。從1986年開始，污水資源化相繼列入了國(guó)家“七五”、“八五”、“九五”重點(diǎn)科技攻關(guān)計(jì)劃?！捌呶濉惫リP(guān)項(xiàng)目名稱“水污染防治及城市污水資源化技術(shù)”，下設(shè)七個(gè)專題，就污水再生工藝，不同回用對(duì)象的回用技術(shù)，回用的技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策等進(jìn)行了系統(tǒng)研究?！鞍宋濉碧峁┑某晒^“七五”提高到實(shí)用水平，研究?jī)?nèi)容經(jīng)過(guò)了生產(chǎn)性檢驗(yàn)，涵蓋了污水回用的大部分領(lǐng)域?！熬盼濉本唧w攻關(guān)有兩部分內(nèi)容：回用技術(shù)集成化研究和城市污水地下回灌深度處理技術(shù)研究。這是由幾千人，包括有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)、技術(shù)人員的艱辛勞動(dòng)取得的，而且已形成技術(shù)政策?！笆晃濉逼陂g，內(nèi)蒙古將加強(qiáng)城市污水處理設(shè)施建設(shè)，%提高到2010年的70%。2006年，%，再生水利用總量為1990萬(wàn)噸。預(yù)計(jì)2007年底完工項(xiàng)目28個(gè)，占在建項(xiàng)目總數(shù)的80%。目前，污水回用在全國(guó)已普遍開展，國(guó)家發(fā)改委、建設(shè)部、環(huán)保總局發(fā)改投資 [2007] 2006號(hào)文件中的規(guī)劃目標(biāo)要求，力爭(zhēng)2010年底：全國(guó)設(shè)市城市污水處理率達(dá)到70%，其中省會(huì)以上城市平均達(dá)到80%以上、地級(jí)市平均達(dá)到60%、縣級(jí)市平均達(dá)到50%（縣城城市污水處理率達(dá)到30%；人口集中、污水產(chǎn)生量大、具備條件的鎮(zhèn)要加快污水處理設(shè)施建設(shè)，提高污水處理率；北方地區(qū)缺水城市再生水利用率達(dá)到污水處理量的20%以上）。到2020年全國(guó)城市污水回用率可提高到70%以上，則我國(guó)將可持續(xù)緩解城市水資源短缺矛盾10~15年。污水再生利用產(chǎn)業(yè)在我國(guó)尚處于發(fā)展之初，它在未來(lái)是否能夠發(fā)展到一定的市場(chǎng)規(guī)模，成為緩減水資源短缺和水污染嚴(yán)重的重要手段，將不僅取決于其自身的經(jīng)濟(jì)技術(shù)可行性，而且還與政府的產(chǎn)業(yè)政策密切相關(guān)。 包頭市再生水利用的前景包頭市是我國(guó)的新型工業(yè)城市、國(guó)家園林城市，更是一座資源型缺水城市。水資源短缺和水環(huán)境污染，是制約包頭市各項(xiàng)事業(yè)可持續(xù)發(fā)展的一個(gè)重要因素?？梢哉f(shuō)，在今后很長(zhǎng)一個(gè)時(shí)期，水資源承載能力都面臨著極大的挑戰(zhàn)。再生水利用對(duì)減少水污染、節(jié)約水資源、緩解供水緊張、改善生態(tài)環(huán)境具有積極的現(xiàn)實(shí)意義和長(zhǎng)遠(yuǎn)的戰(zhàn)略意義。包頭市工業(yè)發(fā)達(dá)，冶金、機(jī)械、化工電力行業(yè)對(duì)冷卻水的需求量數(shù)目巨大，而目前為止，只有較小水量的污水再生回用工程，致使企業(yè)生產(chǎn)所需的補(bǔ)充冷卻水直接取自自來(lái)水，造成水資源的極大浪費(fèi)。因此，大型工業(yè)企業(yè)是再生水的主要用戶。再生水回用規(guī)劃初期，一般優(yōu)先規(guī)劃設(shè)計(jì)各污水再生處理廠附近的用水大戶的管網(wǎng)系統(tǒng)和用水量，其他較小工業(yè)可根據(jù)回用情況從周圍用水大戶的已有管線接入，逐步采用再生水。市政雜用水主要是城市道路廣場(chǎng)綠化澆灑水、建筑施工降塵用水、消防用水、城市公共廁所沖洗水等；生活雜用水范圍包括居住建筑、公共建筑和工業(yè)企業(yè)非生產(chǎn)區(qū)內(nèi)用于沖洗衛(wèi)生器具、洗滌、清掃、洗車、澆灑居住區(qū)草坪以及中央空調(diào)冷卻水等。多年來(lái)，各級(jí)政府都非常重視綠化工作，城市園林綠化有了長(zhǎng)足的發(fā)展，綠地水平逐步提高。 到2006年為止，包頭市市區(qū)內(nèi)汽車總數(shù)約為110000輛，其中大型車18000輛，小型車92000輛，按照包頭市城市總體規(guī)劃，市內(nèi)小汽車的擁有水平將控制在80輛/千人到100輛/千人，即規(guī)劃中市區(qū)內(nèi)小汽車的總數(shù)為140000到175000輛。汽車沖洗用水定額應(yīng)根據(jù)道路路面等級(jí)和玷污程度確定，洗車用水標(biāo)準(zhǔn)按照《給水排水標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范實(shí)施手冊(cè)》中汽車沖洗用水定額：小汽車，250~400L/（輛*次），公共汽車等大型車為400~600L/（輛*次），本規(guī)劃分別按照300L/（輛*次）和500 L/（輛*次）計(jì)。由于目前包頭市洗車點(diǎn)較為分散，市區(qū)內(nèi)無(wú)大型集中的洗車中心，因此再生水的利用條件非常不利，很難采取有效措施使各分散的各洗車點(diǎn)均采用再生水作為水源，建議有關(guān)部門對(duì)小型洗車點(diǎn)嚴(yán)格控制發(fā)展，重點(diǎn)扶持和建設(shè)幾個(gè)大型洗車中心，尤其是在靠近城市污水處理廠及再生水廠附近，這樣不僅可以大大節(jié)省管網(wǎng)和用水成本，而且洗車中心的成立，也可以加快洗車行業(yè)發(fā)展。 洗車用再生水水量預(yù)測(cè)規(guī)劃年份洗車需水量（104m3/）再生水需求量（104m3/）近期（2010年）33遠(yuǎn)期（2010年）生活雜用水主要是指住宅小區(qū)內(nèi)用于沖洗衛(wèi)生器具、盥洗、清掃、洗車、澆灑住宅區(qū)草坪以及中央空調(diào)冷卻用水等雜用水。另外，對(duì)于全市范圍內(nèi)建筑面積超過(guò)10萬(wàn)m2并且日污水量超過(guò)500m3/d的用水單位，包括賓（旅）館、飯店、商場(chǎng)、公寓，綜合性服務(wù)樓、住宅小區(qū)、機(jī)關(guān)、科研單位、企業(yè)、大專院校和大型綜合性文化、體育建筑；優(yōu)質(zhì)雜排水（即不含糞便和廚房排水的生活污水）水量超過(guò)1000m3/d的獨(dú)立企業(yè)及成片開發(fā)的工業(yè)小區(qū)等，如果進(jìn)行污水的就地回收、處理、利用，由于供水管道短，容易實(shí)現(xiàn)，回用水基本能滿足區(qū)內(nèi)沖洗、澆灑等用水需求，不僅可以減少污水的排放，減輕排水系統(tǒng)的壓力，而且可以節(jié)約大量的自來(lái)水，從而減緩生活用水對(duì)供水量的增長(zhǎng)需求，鼓勵(lì)建設(shè)中水回用設(shè)施。將尾水再生處理后，可以大大提高排放水的水質(zhì)，減少進(jìn)入河道的污染物總量，而且再生水可以及時(shí)補(bǔ)充河道流量，增大河水的環(huán)境容量，改善水質(zhì)，從而保證城市給水和工業(yè)企業(yè)取水水源的水質(zhì)。 包頭市再生水近期與遠(yuǎn)期回用水量規(guī)劃再生水用途近期（2010年）（104m3/）遠(yuǎn)期（2020年）（104m3/）工業(yè)用水530010400城市雜用水道路廣場(chǎng)綠化澆灑水15452384洗車用水小區(qū)內(nèi)回水符合條件的建筑建議采用建筑中水回用城市景觀環(huán)境用水污水廠再生水除供給工業(yè)和城市雜用外，其余部分均作為景觀環(huán)境用水排放周圍河道再生水回用目標(biāo)6900（19104m3/d）12400（34104m3/d）從以上對(duì)包頭市再生水的預(yù)測(cè)可以看出，包頭市缺水嚴(yán)重，中水回用是解決缺水的最有效的措施，建設(shè)中水回用工程迫在眉睫。1. 包頭市目前城市污水處理量約14104m3/d，到2010年，每日實(shí)際污水處理量將達(dá)到32 104m3/d，再生處理的穩(wěn)定水源，為城市污水再生利用提供了基礎(chǔ)。3. 包頭市作為國(guó)家園林城市，城區(qū)綠化和道路廣場(chǎng)面積很大，澆灑和沖洗等城市雜用水水量十分可觀，雜用水對(duì)水質(zhì)要求并不高，而目前所用水大多取自自來(lái)水和地下水，造成了大量?jī)?yōu)質(zhì)水的浪費(fèi)。4. 包頭市市內(nèi)主要河道或季節(jié)性枯水或水質(zhì)惡劣，嚴(yán)重影響包頭市的城市整體形象。利用再生水通入改造后的河道，可以有效替代現(xiàn)有優(yōu)質(zhì)水，具有良好的治理效果，節(jié)約大量整治成本，改善城市環(huán)境景觀，也實(shí)現(xiàn)了再生水的利用。包頭市屬資源型缺水城市，因此，實(shí)現(xiàn)污水的再生回用，對(duì)包頭市的水資源戰(zhàn)略將會(huì)產(chǎn)生重大影響。第三章 污水再生利用工藝確定 再生水處理工藝的比較 常用污水深度處理工藝簡(jiǎn)介一、污水再生利用系統(tǒng)城市再生利用系統(tǒng)一般由污水收集、二級(jí)處理、深度處理、再生水輸配、用戶用水管理等部分組成。再生水處理工藝的選擇及主要構(gòu)筑物的組成，根據(jù)再生水水源的水質(zhì)、水量和再生水用戶的使用要求等因素，按相似條件下再生水廠的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合當(dāng)?shù)貤l件，通過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較綜合研究確定。再生水用戶的用水管理，應(yīng)根據(jù)用水設(shè)施的要求確定。當(dāng)用于城鎮(zhèn)雜用水和景觀環(huán)境用水時(shí)，應(yīng)進(jìn)行水質(zhì)水量監(jiān)測(cè)、補(bǔ)充消毒、用水設(shè)施維護(hù)等工作[7]。三、工藝流程概述活性砂直接過(guò)濾法采用活性砂為濾料的全自動(dòng)污水壓力過(guò)濾器處理污水，其流程是：二級(jí)出水→加藥混合→砂濾→清水池→回用 該處理工藝優(yōu)點(diǎn)是管理簡(jiǎn)單、節(jié)省基建投資，節(jié)約占地，減少運(yùn)行費(fèi)用。如當(dāng)雨季來(lái)臨時(shí)，原水水質(zhì)、水量變化很大時(shí)，采用該工藝很難適應(yīng)。對(duì)于輕浮的有機(jī)顆粒，沉淀技術(shù)處理效果不夠理想，但澄清工藝卻為其創(chuàng)造了良好的固液分離條件[8]。該流程即使在雨季污水廠二級(jí)出水水質(zhì)、水量瞬時(shí)變化很大時(shí)也能滿足回用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)要求。 可行性方案設(shè)計(jì) 可行性方案設(shè)計(jì)原則1. 依據(jù)包頭市城市總體規(guī)劃，合理利用和開發(fā)水資源，積極開展污水回用，尋求解決城市缺水的有效途徑。3. 將污水處理廠污水處理和中水處理整體考慮，合理選擇中水處理的工藝流程。5. 貫徹節(jié)能的方針，設(shè)計(jì)中選用節(jié)能型機(jī)電設(shè)備，降低能耗、藥耗，提高管理水平，力爭(zhēng)取得更好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。 可行性方案設(shè)計(jì)范圍及建設(shè)規(guī)模本方案設(shè)計(jì)范圍包括：對(duì)中水處理廠內(nèi)的中水工藝流程進(jìn)行可行性分析，包括建筑、電氣、概預(yù)算等專業(yè)的方案分析。據(jù)調(diào)研結(jié)果可確定， 104m3/d。城市水資源的短缺已成為制約包頭市經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要因素。 工程建設(shè)的必要性包頭市地下水資源開發(fā)和利用已有幾十年的歷史，除城市工業(yè)和居民生活用水外，還有大量的地下水用作農(nóng)業(yè)灌溉，隨著包頭城市和農(nóng)業(yè)的開發(fā)，地下水的開采隨之猛增。 m3， 104m3/d， m3，由此可見包頭地下水超量開采比較嚴(yán)重， m3。地表水在時(shí)空分布上有明顯的差異性。就季節(jié)性而言，降雨集中在7~9月。黃河是包頭最大的地表水源，流經(jīng)包頭短全長(zhǎng)214km，自西向東流過(guò)市區(qū)南緣。黃河沿岸取水量由國(guó)家統(tǒng)籌分配。包頭市地表水資源較為貧乏，可利用率低，地下水因多年超采，水位大幅度下降，地下水資源逐漸枯竭，是全國(guó)嚴(yán)重缺水城市之一。對(duì)于包頭市，城市污水經(jīng)綜合治理后，回用于工業(yè)，實(shí)現(xiàn)污水資源化，是緩解水資源短缺的重要途徑。綜合上述，中水回用工程的建設(shè)是必要的、迫在眉睫的。污水回用是緩解水資源緊張的重要途徑。結(jié)合本污水處理廠污水處理工藝——傳統(tǒng)活性污泥法工藝，使二級(jí)處理出水水質(zhì)達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB8978—1996）中的二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。個(gè)別城市還有脫鹽處理要求（RO反滲透）[10]。故二級(jí)處理出水直接回用的流程不予考慮。待濾料逐漸堵塞時(shí)，不能正常過(guò)濾時(shí)，進(jìn)行反沖洗沖掉污染物質(zhì)，使過(guò)濾恢復(fù)正常運(yùn)行。對(duì)于活性污泥法來(lái)說(shuō)，污泥膨脹時(shí)二沉池跑泥將對(duì)濾池產(chǎn)生嚴(yán)重影響。另外，通過(guò)混凝沉淀等預(yù)處理設(shè)施可進(jìn)一步去除COD、BOD、SS、P等污染物，降低進(jìn)入濾池的污染負(fù)荷，使硝化細(xì)菌轉(zhuǎn)為優(yōu)勢(shì)細(xì)菌。結(jié)論是：直接過(guò)濾工藝操作簡(jiǎn)單，但COD和TP去除率低，適合于夏季，而冬季無(wú)法滿足水質(zhì)要求；微絮凝過(guò)濾去除率高，但過(guò)濾周期短，特別是冬季縮短到2~4小時(shí)；而沉淀過(guò)濾工藝能保證全年水質(zhì)合格，過(guò)濾周期17小時(shí)以上，認(rèn)為過(guò)濾前增加絮凝沉淀是必要的。回用技術(shù)必須包括脫氮，然而僅在污水處理廠范疇內(nèi)，沒(méi)有很好的解決方法，只能從水的大循環(huán)中尋求有效的脫出氨氮的方法[12]。在冷卻塔內(nèi)，水與空氣接觸，進(jìn)行蒸發(fā)冷卻，然后重入換熱設(shè)備循環(huán)使用。再生水在循環(huán)水系統(tǒng)中，主要在冷卻塔內(nèi)，氨氮得以去除。且不隨濃縮倍數(shù)的增加和運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)短而積累。 動(dòng)態(tài)模擬冷卻系統(tǒng)試驗(yàn)水質(zhì) 單位（mg/L）項(xiàng)目補(bǔ)充水（再生水）循環(huán)水PHCl硬度堿度NH4NCOD結(jié)合包頭冬季長(zhǎng)的特點(diǎn)，并保證回用水處理常年穩(wěn)定運(yùn)行和回用水水質(zhì)要求，推薦采用二級(jí)出水混凝沉淀、v型濾池過(guò)濾、液氯消毒后回用的工藝流程。建筑面積2萬(wàn)多平方米，是一座設(shè)備先進(jìn)、設(shè)施完善的現(xiàn)代化污水處理廠，總投資10500萬(wàn)元，廠內(nèi)主要工藝設(shè)備及自控監(jiān)測(cè)