（环境科学专业论文）天津经济技术开发区污水回用规划及回用技术研究.pdf

a b s t r a c t k n o w na st h ei m p o r t a n tw a t e rs o u r c e ，t h em u n i c i p a lw a s t e w a t e rh a s b e e nr e c y c l e da n dr e u s e di n m a n yc o u n t r i e s ，s u c ha sa m e r i c a ，j a p a n ， i s e r a l ，g e r m a n ya n d s o u t ha f r i c a ，w h i c hn o to n l y s u p p l i e st h ea d e q u a t e r e s o u r c eb u ta l s og e t sp r o f i ti ne c o n o m y w a s t e r w a t e r r e c y c l i n gp l a y sa n i m p o r t a n t r o l ei nt h ed e v e l o p m e n to f i n d u s t r y a n d a g r i c u l t u r e a st oe s t a b l i s ht h ee c o i n d u s t r i a l p a r k a n dm e e tt h en e e d so f d e v e l o p m e n t ，t h eg o v e r n m e n to ft e c h n o l o g i c a l e c o n o m i cd e v e l o p m e n t a r e a ( h e r e a f t e r t e d a ) o ft i a n j i nr a t i f i e d t h ep r o j e c tn a m e da s “t h e r e s e a r c ho nt h ew a s t e w a t e rr e c l a m a t i o np l a na n dt e c h n o l o g i e s a tt h e b e g i n n i n go f19 9 8 ，t h e no ns e p t e m b e ro ft h es a m ey e a r e n v i r o n m e n t a l p r o t e c t i o nb u r e a uo ft e d a s i g n e dt h ec o o p e r a t i v ec o n t r a c tw i t ht i a n j i n a c a d e m y o fe n v i r o n m e n t a ls c i e n c e s t h r e e y e a r sl a t e r , w i t h a l l r e s e a r c h e r s e f f o r t s ，t h ef i n a lr e p o r to f1 0 0 0 0 0w o r d sw a sf i n i s h e d ，i n w h i c ht h ep r i n c i p a lo f d i s p e r s e da n d i n t e g r a t e d r e c l a m a t i o n w a sb r o u g h t o u tf o rt h ef i r s tt i m ei nc h i n aa n dt h et e c h n i q u e ，a sw e l li n v e s t m e n tw e r e d i s c u s s e di nd e t a i l s a f t e rt h e s t u d y , t h ef e a s i b i l i t ys t u d y w a sc a r r i e do u t b y t h e g o v e r n m e n to ft e d a u pt on o w , o nt h eb a s i so ft h i ss t u d y , t h en e w w a t e rp l a n th a sb e e ns e tu pw i t ht h es c a l eo f1 0 0 0 0m 3 p e rd a y , a sw e l l w a s t e r w a t e rh a sb e e n r e c y l e d i nt h en e s t l e c o m p a n ya n d n o v o e n z y m e l i m i t e d c o o p e r a t i o n f r o m19 9 8 k e y w o r d s ：w a s t e r w a t e rr e c l a m a t i o n ，d i s p e r s e dr e c l a m a t i o n ，i n t e g r a t e d r e c l a m a t i o n ，n e ww a t e rr e s o u r c e ，t e d a 前言 水是人类与物种生存环境必不可缺的三大要素之一，是地球上分布最广、 但又分布不匀的资源。 我国是水资源较为短缺的国家之一，人均占有水量仅为2 5 0 0 m 3 ，远低于世 界人均占有水量1 0 0 0 0 m 3 的水平，仅是其四分之一。我国又是以内陆省份为众 水资源分布十分不均的国家，北方诸多的省份只有1 0 的地表径流和3 0 的地 下径流，南方沿海省份则有9 0 左右的地表、地下径流。随着人口的剧增，各 种类型经济的发展，水的补给已成为十分突出的问题。与此同时，国内尚有近 9 0 的城市污水未经处理而直接排人周边的江河湖海近水体，使得共用水体资源 的上下游、近城乡区域株连受害，甚至形成流域性水污染灾难。水量的短缺和 水质的恶化，已经构成制约和引发一个地区或城市经济发展甚至社会不安定的 重要因素。因此，加快城市污水治理并使其形成可为人们所接受的再用资源( 中 水) ，既是当务之急，又是贯彻“可持续发展战略”创造良好生存空间的长远 之计。 随着国家、地方政府和人民对水资源认识的深化和经济上发展，越来越多 的城市己将水污染治理项目建设作为拉动地方经济，创建生存、投资环境的基 础硬件的重头戏。在污水处理方面，选用二级生物处理工艺也己成为多数城市 确立项目建设的主流和首选。随着二级污水处理厂投产和运行，科研技术的拓 展，二级处理后的出水已逐步为城乡所接受的第二类水源。 按用户对低质水的需求，中水回用可划分为初级回用、中级回用以及高级 回用三大类。 1 中水的初级回用 城市污水经一、二级处理后的出水，被用来灌溉、矿区深井、海边城市地下 回灌以及草场、高尔夫球场、公路两侧的花木浇洒用水，是经济可行的。污水 经过二级处理后仍含量较为丰富的氮、磷、有机物，作为灌溉使用，对此水质 的要求并不像其它用途的水质那样严格，农作物在生长期间，也是需要按各生 长阶段对肥分营养进行人工施肥的。因此，适时安排农灌，对改善地利条件， 追加作物养分是很有裨益的。现在城市污水处理厂在选址时，通常都远离市街 区繁华地带，处于城市的边缘，即人们常说的“城乡结合部”地带，处理后的 出水用于农灌，地理条件十分便利。如若与当地农业部门配合，安排少量资金， 配备必要的输水管渠和简易池塘，是完全可以取代河水抽灌的。处理后的二级 出水，进行洒水或喷灌时，如农田地或高尔夫球场设置与公众通道问的缓冲地 带是必要的。污水喷灌中散发出雾状气溶胶，含有大量的微生物和病毒，对人 畜健康都有一定影响。要求缓冲带为10 0 3 0 0 米是较为适宜的。由以上表明， 即便是中水的初级回用，其卫生，病理指标的确立，以及相关的检验和执法， 还是十分重要的。污水处理厂也应当根据地方农业作物的品种，向农业提供真 实的水质据，以利安全使用。 2 、中水的中级回用 中级回用，其前置的污水处理工艺必须具有除磷、脱氮功能( a 0 或a a 0 ) 再经过合理的过滤和消毒，出水用于城市污水处理厂附近的冶炼、发电厂 的冷却，是行之有效的。有材料表明，在火力发电作业中，燃料燃烧产生的热 约有三分之一转变为电能，约有二分之一消耗于冷凝器中，这是能耗的一面； 从其使用的冷却塔补水量上看，平均为每发一度电需要消耗水量为1 7 升。炼 钢厂生产一吨钢最小的需水量也要5 吨水。由此可见，将中水回用至这些工业 企业，其效益是十分可观，尤其是对北方缺水地区，则更为必要( 我国的北京、 太原、山东等地已有此类作法) 。 中水用于工业生产的冷却水，实现或达到已知使用循环水质的基本要求，即 中水中级处理后水质，其中影响管道使用率的几个常见因素为：生物繁殖造成 堵塞、腐蚀，结垢的有机物、盐量以及经消毒后由冷却塔喷淋散发出的细菌总 数应达到管道和设备的设计要求。从目前的技术处理水平上看，达到中级回用 的水平是完全可以做得到的，问题在于管理，有的污水处理厂中水用于工业冷 却水时，最初试车验收时是达标的，以后往往缺乏严格的跟踪管理，中级出水 水质下降，引起用户的不满意，也是要引起注意并要解决的。用于冷却水的标 准，可根据国家有关标准，并结合具体用户的要求，具体研究确定。 3 、中水的高级回用 中水的高级回用，其水质最低应达到我国制定的杂用水的水平，其中卫生 三项指标，与自来水的指标是一致的，即细菌总数为1 0 0 个毫升以下，总大 肠菌群3 个升以下。当然还有其它项目的指标，这样的水质，用于市政公众 场合中花木喷灌，蔬菜生产基地、冲厕、清洗路，地面水等。这方面做的更好 的，甚至可以达到饮用水水质标准。如西南北洲伯纳米比亚w n d h o e k 城、南非、 美国的个别缺水城市，回用的饮用水质量比许多地表水源的水质好。随着现代 技术的发展，过去认为只在实验室中可作的如纤维球、活性炭过滤，臭氧、二 氧化氯消毒，电渗析、微超滤、反渗透、离子交换等纯水制备工艺，已经有了 规模化的产品中水的高级回用不是技术问题，而更多表现为资金的投入、效 益的比算上。 2 中水回用处理工艺较多，处理工艺的确定主要依据回用用途而定。现将国 内外主要处理工艺简述如下： 1 、机械过滤工艺 主要应用于宾馆等的初级回用。国内外均有实例，国内如西单东南商业大 厦的中水回用就采用该工艺为主体工艺。工艺流程如下图所示： 嘏冉池 二他连沉淀渔、 ， h j 水池过涟嚣弭遒滩矗嚣t ；r 禾站牝池i | j 水泉 以日处理量1 6 0 立方米的中水回用为例，总投资约4 8 万元，吨水处理成本 为1 8 4 元。 2 、m b r 工艺 m b r 工艺流程如下图所示： r 一体式膜一生物反应器用于处理洗浴污水并回用在技术上是可行的。试验 表明，无论迸水水质如何变化，该技术均能得到优质而稳定的出水：c o d 4 0 m g l 、i q t 3 一h 0 5m g l 、l a s 石 油类 氨氮 铅 六价铬 无机氮 1 5 ，2 2 污染因子排放总量及浓度变化分析 l o a 各污染因子19 9 0 年一一l998 年的年均值，见表1 5 。 表1 - 5 污染因子年均值 废水排放量氮磷 c o d 石油类 铅 础 六价铬 年份 ( 吨) ( r a g i )( m g 1 )( m g 1 )( f a g i )( m g 1 )( m g 1 ) ( m g 1 ) 199 03 262 4 70 93293 5 3000 0 20 199 14 473 4 103 49 50000 199 26583 7 8o176 153 70oo 199 3 9 8 02 73o166 13o0o0 199 41 1775 5 50 4 6 43 4 3 7 4 0 16 200 1 12 199 5149 75 060 18 2 77 17 200o 199 62 0 8 74 7 10 9 53 83 9 1o i6 6o0 199 72 42 84 8 2 0 7 8 43 6 6 0 53 78 o 0 5 80 0 0 1 3 50 143 1998 269 17 9 0 4o 7 1343 4 42 4 20 2 580 0 0 2 4 50 0 3 8 b 19 9 8 年各污染物排放总量：见表卜6 表1 619 98 年各污染物排放总量 单位：吨 氮 磷 c o d石油类铂 础 六价铬 1 19 9 8 年 2 l2 6 96 619 i9 6 83 1 1 6 8 9 76s 122 26 9 4 27 8 d 065931 02 2 58 c c o d 、氨氮、活性磷排放总量及浓度变化分析 c o d 年均值变化趋势图 年均值( m g 1 ) ，、f f v ” 、一 年度 1 由左圈可见，污水排放c 0 1 ) 严重超标。 c o d 捧放总量变化趋势圈 一、 八 1 “。1 、”7 ，v | - - j ， 年度 2 b o d 排放总量以3 2 0 6 的年 递增率逐年增加。 铒氟1 i 。均f 【型纯趋扑l 年均仇 3 氨氮年均值未超标。 氰氰捧坡破变化的舟i q ? # n 肚 ，一 _ 氨氮年排放量逐年递增。 _i _ ，￥19e i l 口 ￥l 3 19 ￥l9 9 ；￥i 9 1 9 9 7 fi 9 0 4 活性磷酸盐年均值变化趋势图磷酸盐排放总量变化趋势图 由图可知，活性磷酸盐年均值均未超标，但排放总量增加较快。 第六节城市污水集中处理情况 6 1 污水处理规划 为保护渤海，改善水环境质量，开发区制定“集中处理”的原则， 按照总体规划的安排，至开发区建成后，污水处理厂日处理规模将 达到38 万吨，污水处理率1 o o 。 1 6 2 污水处理厂建设现状及工艺流程 i 6 2 i 基本情况 1998 年4 月，开发区投资1 8 9 亿元，修建一期污水处理厂， 日处理能力10 万吨，并于i 99 9 年i2 月25 日正式投入运行 开发区污水处理厂设计进水水质为： c o d40 0 m g 儿 b o d15o m g 儿 s s 20 0 m g l 开发区污水经s b r 工艺处理后，出水水质应达到国家污水综合 排放标准中二级新扩改标准。主要水质指标为： c o ds120 m g l b o d 30 m g l s s 30 m g l 处理后水质达到国家二级排放标准工艺流程 1 6 2 2 s b r 处理技术工艺流程 s b r 处理工艺流程图如下图所示。 进 出 污水处理厂s b r 处理工艺流程简图 1 6 2 3 污水处理厂排水水质及排放总量 表卜7 污水处理厂排水水质及排放总量 监测指标入水浓度( r a g 1 )出水浓度( m g 1 )排放总量( 吨年) 悬浮物 1762 67 1 18 化学需氧量 335 693 6256 2 3 生化需氧量 7 4 64 31 17 7 总磷 5 8 60 7 420 25 氨氮 10 32 8578 0 2 石油类 l5 70 154 1 全盐量 550 93 879 p h7 2 17 4 4 总铜来 总锌 0 1433 9 1 总铅 0 1 1 13 0 3 总镉耒 总镍 0 0 260 7 1 第七节工业发展与环境保护之关系 开发区在建区伊始，就确定了“绝不以牺牲环境为代价谋求快 速发展”。在环保方面大量投资，分别耗资1 8 亿元建设日处理量1o 万吨的污水处理厂及40 0 0 万元修建处理能力1 0 0 0 吨日的电镀废水 处理中心，增加了区域水污染防治能力，改善了水环境质量。 1 ，7 1 排污与发展分析 丛五元芒值q 叠雒蕨鼍堂年度 统计数据图可见，排污强度( c o d 年摊藏量工业产值) 余于0 0 0 0 4 - 0 0 1 之 间，且随着经济的快速发展，排污强度愈来惫低主要由于以下三个原因： ( 1 ) 产业结构的调整，生产向资本密集型、技术密集型发展，成为 良好的经济一环境发展模式的关键。 本区自“八五计划”起，在招商引资中，以商耪技、高附加值项 目为重点，致力于区域产业结构的调整，生产向资本密集型、技术 密集型发展。199 2 年，招商引资中，微电子、生物制品等高科技产 业已占19 ，至19 95 年已形成了一定规模的四大支柱产业：以移动 通讯、电子计算机为主的电子产业群；以食品饮料为主的食品轻工 产业群；以汽车零部件、数控机床为主的机械产业群；以酶制剂， 胰岛素为代表的生物工程产业群。发展一些企业的技术性收入占其 总收入的比重高达8 2 。 ( 2 ) 严格贯彻执行国家环境保护的政策法规，加大环保管理执法 的力度，构成良好的经济一环境发展模式的保障。 a 继199 4 年，开发区发展报告设置环保篇章后，1996 年环保规划 有纳入开发区总体规划之中，制定了大气环境、水环境、声环境、 固体废弃物处理、绿化等多项环保目标。作为可持续发展战略的重 要内容，环境保护与开发区经济同步发展。 b 对于新建项目，在招商引资的前期，提前介入，严格执行“三同 时”政策，保证污染物达标排放。 c 对于已建的项目，加强日常监督管理，按照国家的法律规范企业 的环保行为。设立每天检查环保设施运行、每月对重点污染源监测 的高频率的环保管理方式，并取得很好的效果 ( 2 ) 增加环保投资 绿化投资1998 年，600 0 万。 1999 年1 89 亿元污水处理厂、40 0 0 万电镀废水处理中心的建 成使用，更进一步削减了c o d 排放量，集中处理对水污染防治具有 显著作用。 由此可见开发区已摆脱单一的经济增长发展模式，形成经济快 速发展，环境质量有所改善的经济、环境良性循环的区域发展特点。 1 7 2 开发区c o d 排放总量分析 根据历史数据，绘制工业总产值- c o d 排放量关系图。 从图中可以看出： ( 1 )随着经济总量的快速增长，c o d 排放总量相应增加。 ( 2 )由于污水处理厂的投产，保证了区域污水100 的达标排放 率。但是，c o d 的排放总量仍随着经济的发展而快速增加。从 保护环境、改善环境质量的目的出发，应确定区域的c o d 排 放量的控制标准，开辟对区域污水排放实施总量削减途径， 从而实现经济、社会、环境的协调发展。 第八节开发区水污染防治措施和规划 开发区严格贯彻执行国家、地方的各种环境保护法规条例，在 19 96 年，全国人大执法检查中，受到王丙乾副委员长的赞扬。 在水污染防治方面，开发区制定了包括政策标准、管理方式、 防治措施、以鼓励水资源再利用为导向的工作体系。 8 1 水污染防治目标： 目标一：区域综合污水以及污染源排放污水达标率1 00 ； 目标二：2 0 05 年污水回用率5o 8 2 水污染防治工作示意图 改善水环境质量 制定政策水污染防治斗基础设施建设：集中管网、 i 审 集中处理污水处理厂 + 综合污水排放标准 建立污水回用工程 8 3 水污染防治管理办法： ( 1 ) 严格执行“三同时”制度，新建、扩建企业必须达标排放； ( 2 ) 加强执法力度，增加日常监察频率，保证设施正常运行； ( 3 )推进污水回用工作，削减污染物排放总量。 8 4 水污染防治工作计划 随着污水处理厂的运行，开发区在水污染控制方面取得一定效 果。但是开发区面对快速发展，尚需开展一些工作： ( 1 )根据开发区滚动开发的特点，确定开发区总量管理的模式， 在不断改善水环境质量的同时，使环境保护在国际化工业新城区的 建设中，成为一面鲜明的旗帜。 ( 2 )在不断尝试水质、水量在线监测的基础上，积极进行污水处 理设施运营方式的探索，降低运行费用，保证处理设施常年正常运 行，污水达标排放。 ( 3 ) 推进污水回用工作，使之成为循环经济，生态工业园的重要组 成。污水回用已纳入开发区总体规划和“十五”计划之中。 ( 4 )开发区污水中，活性磷的超标已日趋显著，但是以电子、食 品为主要产业的开发区企业磷酸盐的排放量较少，由第四章的分析 可知，在水污染方面，工业、居民生活、餐饮业、商业金融的污染 物排放呈现四足鼎立之势。所以，要进一步对磷酸盐的排放进行调 查，以找出来源，制定响应的管理控制措施，削减磷酸盐排放总量， 保护海洋。 1999 年4 月，在大量实验的基础上，开发区绿化公司与雀巢公 司、诺和诺德公司、顶益调理厂、顶益制面二厂签定协议，共同实 施污水回用方案，回用规模达1 50 0 吨日。 与此同时，开发区区域污水回用研究已基本结束，积极筹措资 金，加快污水回用工程实施。这项工作对开发区的发展、海洋的保 护具有重要意义。 第二章分散回用规划 开发区中水回用除具有一般城市中水回用的共性之外，还具 有其特殊性。开发区中水回用的主要用途与一般城市中水回用基 本相同，都包括工业冷却、绿化、生活杂用、景观等回用用途， 但是开发区污水处理厂污水中氯离子与全盐量较高，其集中回用 深度处理工艺中必须包括除盐工艺( 即低压反渗透工艺) ，因而集 中回用运行成本远远高于一般城市中水回周的运行成本。据调查， 开发区污水处理厂污水中氯离子与全盐量偏高主要是由于地下苦 咸水大量渗入下水管道造成的，企业排水、大型公建排水以及生 活小区排水等所含的氯离子与全盐量并不高，因而实现企业排水、 大型公建排水以及生活小区排水等的回用就可以不考虑除盐的问 题。在这种情况下，如何合理地利用开发区某些企业的二级达标 排放污水、大型公建的排水以及生活小区的排水，即进行分散回 用就显得尤为重要。 本章以绿化分散回用、个别企业的工业分散回用以及生活小 区污水的分散回用为研究对象，对上述分散回用形式的可行性进 行分析，最终提出开发区中水分散回用规划。 第一节绿化分散回用 开发区绿化面积大，用水量很大，但绿化分布面广，适于进行 绿化分散回用。本章中将首先对开发区绿化分散回用现状进行调查， 由试验结果来说明开发区绿化分散回用的可行性。然后调查适于进 行分散回周的绿地与林带的面积、用水量以及地理位置分布情况， 确定开发区绿化分散回用的规模。在此基础上，进行绿化分散回用 水源的调查，从而提出开发区绿化分散回用的实施方案。 2 1 1 绿化分散回用现状调查 自1998 年开始，开发区绿化公司便开始利用雀巢公司、顶益食 品公司的二级处理出水浇灌绿地。1999 年，开发区绿化公司专门立 题进行了雀巢公司、诺和诺德、顶益食品公司等的二级处理出水浇 灌绿地的研究，目前已完成了雀巢公司、诺和诺德二级处理出水用 于绿化的水质评价工作。表2 1 为开发区部分企业二级出水水质与 灌溉用水水质标准的比较数据。 表2 1 开发区部分企业二级出水水质与灌溉用水水质标准比较数 据表 处理出水 灌溉用是否 监测指标雀巢诺和诺德顶益调理 水标准 达标 色 2 88 p h7 8 7 57 59 5 5 8 5 是 s s ( m g l ) 13 10 457200 疋 c o d c r ( m g l ) 15 67 4 22 2 o300 是 氯离子( m g l ) 62 7 4 25 225250否 全盐量( m g l ) 168 0 73 45762000 是 细菌总数( 1o4 ) l 8 o483 2 注：灌溉用水水质标准中全盐量指标在盐成地区可取20 0 0 m g l ； 由表中数据也可看出，除氯离子一项指标以外，开发区企业二 级出水水质均能满足灌溉用水水质标准的要求。而研究与实践表明， 雀巢公司、顶益食品公司两家公司的二级处理出水虽然氯离子含量 较高( 平均氯离子浓度在50 0 - 70o m g 1 之间) ，但控制浇灌树木时氯 离子不高于5 0 0 m g 1 ，浇灌草坪时氯离子不高于3 0o m g 1 的情况下， 树木与草坪均没有明显的不良反应。使用雀巢公司、顶益食品公司 等的二级处理出水浇灌绿地时，出水没有采取任何进一步的处理措 施，迄今为止也未发生任何事故。由此可见，只要企业二级达标排 1 9 放出水的氯离子不高于5o o m g l ，其出水可以用于浇灌树木，氯离 子不高于3 0o m g l ，其出水可以用于浇灌树木和草坪。为了保障绿 化分散回用的安全回用，建议回用水经过消毒处理为妥。因此，开 发区企业二级出水回用于绿化，主要考查氯离子是否能够满足绿化 用水要求即可。另外，对于二级出水中可能含有铜、铅等金属离子 的企业，其二级出水的回用也须谨慎。 2 1 2 绿化分散回用规模调查 由绿化分散回用现状调查可知，企业二级达标排放出水回用于 绿化从水质要求来看是可行的。如何根据开发区的具体实际情况确 定绿化分散回用的规模是绿化分散回用的关键性问题之一。根据开 发区绿化公司的绿化面积统计数据与绿化规划，通过大量的分析与 论证，开发区适宜于分散回用的绿地与林带有：京山线防护林、高 压走廊绿带、南海路防护林、渤海路防护林以及泰达花园等上述 绿地与林带的建设面积与用水量统计数据如表2 - 2 所示： 表2 2 开发区绿化分散回用的绿地与林带面积及用水量数据表 已建绿地在建绿地规划绿地 绿地名称绿地类型 备注 ( 万m 2 )( 万m 2 )( 万m 2 ) 京山线防护林 3 6 73 170 防护林 高压走廊绿化带 2 2 3 41 75 4 道路绿化 南海路防护林 0o14 1 防护林 渤海路防护林 0o12 0 防护林 泰达花园 8 0 000 花园绿化 合计 3 4 0 l4 873 1 5 总计 7 0 3 8 需水量( 万吨年) 4 0 8 15 8 43 7 8 01 2 m 3 m 2 年 总水量( 万吨，年) 8 4 4 5 由表2 - 2 数据可知，开发区适宜于绿化分散回用的绿地与林带 总面积为7 0 38 万平方米，总需水量为8 4 45 万吨年，由此可以计 算出上述绿地与林带日平均用水量为23 14 吨天，加之这些绿地与 林带附近的道路、分散回用企业内部绿化以及分散回用企业附近绿 化的需水量，开发区绿化分散回用的总规模约250 0 吨天，绿化用 水高峰期按日平均用水量的1 5 倍计，可计算出绿化用水高峰期日 用水量为3750a 屯天。开发区绿化分散回用的贮水与输水设施应按 照绿化用水高峰期日用水量来考虑。 图2 1 为开发区绿化分散回用主要绿地与林带分布图。 图2 1 开发区绿化分散回用主要绿地与林带分布示意图 2 1 3 绿化分散回用水源调查 2 由绿化分散回用规模调查可知，开发区绿化分散回用日平均用 水量约2500 吨天，绿化用水高峰期日用水量约为3750 吨天。根 据开发区绿化分散回用的绿地与林带的分布情况，按照就近回用的 原则，我们对上述绿地与林带附近的二级达标企业与大型公建进行 了调查，根据企业用水量与排水量以及处理出水的水质情况，认为 下述企业的二级处理出水以及泰达大厦的排水适合作为绿化分散回 用的水源。表2 3 为绿化分散回用企业或大型公建用水量数据表。 表2 3 开发区绿化分散回用企业或大型公建用水量数据表 编号企业或大型公建名称年用水量( 万吨)水质特点 1诺和诺德有限公司 18 68稳定、连续 2 雀巢有限公司 12 o o 稳定、连续 3顶好油脂有限公司15 40 稳定、连续 4顶津食品有限公司2 1 0 0稳定、连续 5 顶益调理厂 13 0 4 稳定、连续 6摩托罗拉有限公司4 0 0 稳定、连续 7通用半导体有限公司8 42稳定、连续 8统一电池有限公司 2 4 33稳定、连续 9可口可乐有限公司65 0 4 浮动、连续 l0劲量电池有限公司0 9 4稳定、连续 1 1 华德温纺织有限公司 28 60稳定、连续 12美标陶瓷有限公司2o 0o 稳定、连续 13 真星纺织有限公司 1 2 0 0稳定、连续 14 制面二厂 7 82 稳定、连续 15 泰达大厦 1 1 6 8稳定、不连 续 总计 2 6 2 9 5 备注据计算，上述企业与大型公建日平均用水量720 4 吨天 上述企业的二级出水与大型公建的排水是否适于绿化回用，关 键在于其排水中氯离子与全盐量是否超过绿化用水的要求，另外， 其排水是否含有重金属离子或其它有毒物质也决定其排水是否能够 回用于绿化。为此，我们对上述企业中的部分企业进行了水质调查。 表2 4 为上述部分企业19 9 8 年10 月水质调查数据。 表2 - 4 开发区有关单位水质数据表( 1 9 9 8 年1 0 月) 人 雀巢公司诺和诺德真星可口可乐 顶益调理 色 284 1 68 p h7 8 07 5 07 8 07 7 87 5 9 悬浮物( m g l ) 1 31 0 4 l o 3 55 7 c o d c ，( m g l ) 1 5 67 4 25 8 62 8 5 02 2 0 细菌总数( 1 0 一个) c 8 o4 80 1 27 3 03 2 氯离子( m g l ) 6 2 74 2 57 91 2 8 2 2 5 全盐量( m g l ) 1 6 8 07 3 453 92 6 95 7 6 续表2 4 顶津顶好正大油脂制面二厂 2 7 1 0 2 8 10 2 7 1 02 8 1 02 7 i o 2 8 lo 色 444244 嗅微弱弱明显明显微弱明显 p h7 7 98 1 06 206 8 96 3 36 2 7 悬浮物( m g l ) 9 1 2 0 6 未捡出 551 8 c o d c ，( m g l ) 8 35 57 0 09 4 023 0 1 2 0 细菌总数“10 个) l 8 16 67 45 5 氯离子( m g l ) 6 5 2 03 9 5 13 85 1 9 5 8 7 全盐量( r a g l ) 1 5 8 89 0 83 2 63 3 49 3 03 5 0 由表2 4 的数据可以看出，这些企业的出水基本上都满足绿化 用水水质的要求，可以用作绿化分散回用的回用水源。泰达大厦的 排水主要为生活污水，经过一定的处理后肯定可以作为绿化分散回 用的水源。而统一电池与通用半导体两家企业的排水中因铜、铅的 含量较高，不适于绿化回用。扣除统一电池与通用半导体两家企业 的用水量，其它企业与泰达大厦的总用水量为23 0 20 万吨年，日 平均用水量为63 07 吨天，排水量按排水系数0 8 计，可以计算出 上述企业与泰达大厦的日平均排水量为50 45 吨天，远远超过绿化 分散回用水量，即使上述企业与泰达大厦的排水用于绿化回用的利 用率按60 计，上述企业的排水量仍可满足绿化分散回用的用水量。 图2 2 为表三中企业与大型公建的地理位置图。 图2 2 表三中企业与大型公建的地理位置图 2 1 4 绿化分散回用工程设计 根据开发区绿化分散回用的绿地与林带分布以及适于绿化分散 回用的企业与大型公建的分布情况，建议开发区绿化分散回用主要 以管道输水的方式来进行，适当地辅以水车输水方式。由前面的水 质调查情况可知，除泰达大厦的污水还没有经过任何处理之外，其 它企业的污水均已达到二级排放的要求。由于回用水主要采用管道 输送，过多的悬浮物易产生结垢从而腐蚀或堵塞输水管道与绿化喷 灌设备，因此，建议各企业回用水在消毒之前先进行微絮凝过滤等 深度处理，而泰达大厦的污水在回用深度处理之前还必须进行一定 的生物处理使其达到二级排放标准。据此，开发区绿化分散回用工 程设计如下： 2 1 4 1 设计范围 开发区绿化分散回用工程设计的范围包括各企业与大型公建污 水的深度处理，深度处理出水输送到各回用绿地的管道设计。另外， 回用水必须通过输水管道与绿化现有输水管道连接起来，为防止回 用水管道与自来水管网的混接，这部分绿化现有输水管道应加以改 造，与自来水管网分开，形成独立的绿化输水管道。绿化分散回用 输水管道的改造也包括在设计范围之内。 2 1 4 2 工艺流程 图2 3 与图2 - 4 分别为各企业绿化分散回用工艺流程图与泰达 大厦绿化分散回用工艺流程图。各企业污水均已达到二级排放标准， 其出水先采用“微絮凝过滤”一体化设备进行深度处理，然后加上 消毒处理即可回用，而泰达大厦的污水则在上述深度处理与消毒处 理之前还必须经过一定的生物处理才可。 图2 - 3 各企业绿化分散回用工艺流程简图 图2 4 泰达大厦绿化分散回用工艺流程简图 2 1 4 3 分散回用企业与大型公建的回用水量与输水距离 根据各企业与大型公建的年用水量与排水量可以粗略估计出各 企业与大型公建的回用水量。这些企业与大型公建的回用水采用就 近输水的原则进行回用，其输水距离也是已知的。表2 - 5 为分散回 用企业与大型公建的回用水量与输水距离统计表： 表2 - 5 分散回用企业与大型公建的回用水量与输水距离统计表 年用水量 年排水量可利用水量( 吨输水距离 企业名称 ( 吨年)( 吨年) 天)( 米) 可口可乐 6 5 0 45 2 0 34 2 89 5 0 美标陶瓷 2 0 0 0 1 6 0 02 6 27 0 0 顶益调理厂 1 3 0 410 4 317 ll3 5 0 诺和诺德 1 8 6 814 9 42 4 523 2 雀巢公司 1 2 0 09 6 0l5 72 0 2 顶好油脂 1 5 40l2 3 22 0 22 0 0 顶津食品 2 1 0 0 l6 8 027 64 0 0 摩托罗拉 4 0 0 3 2 05 23 50 华德温纺织 2 8 60 2 2 8 83 7 6150 真星纺织 1 2 0 09 6 015 72 7 7 制面二厂 7 8 26 2 6 10 23 3 0 泰达大厦 “6 89 3 41 5 41 0 0 总计 2 2 9 2 61 8 3 4 2 5 8 2 1 、排水系数取0 8 注2 、可口可乐有限公司可利用水量取排水量的3 0 ，其它 企业可利用水量取排水量的6 0 。 2 1 4 4 投资估算与运行成本 表2 6 绿化分散回用工程投资估算与运行成本 企业名称项目投资估算( 万元)合计( 7 元) “微絮凝”一体化设备 3 9 2 清水池( 4 0 0 m 3 ) 1 8 0 0 8 0 1 8 可口可乐有限公司泵房 4 7 0 氯消毒 12 9 0 管道( 9 5 0 米) 5 3 8 “微絮凝”一体化设备 23 4 清水池( 3 0 0 m 3 ) 13 5 05 6 9 3 美标陶瓷有限公司泵房 4 7 0 氯消毒 1 2 9 0 管道( 7 0 0 米) 2 4 3 “微絮凝”一体化设备 1 9 6 清水池( 2 0 0 m 3 ) 7 5 04 7 7 6 顶益调理厂泵房 4 7 0 氯消毒 12 9 0 管道( 13 5 0 米) 3 0 6 “微絮凝”一体化设备 23 4 清水池( 2 0 0 m 3 ) 1 0 0 0 5 1 诺和诺德有限公司泵房 4 7 0 7 5 氯消毒 1 2 9 0 管道( 2 3 2 米) 0 75 “微絮凝”一体化设备 1 9 6 清水池( 1 5 0 m 3 ) 7 5 0 4 5 1 2 雀巢有限公司泵房 4 7 0 氧消毒 1 2 9 0 管道( 2 0 2 米) 0 42 “微絮凝”一体化设备 1 9 6 清水池( 2 0 0 m 3 ) 1 0 0 0 4 7 7 4 顶好油脂有限公司泵房 4 7 0 氯消毒 1 2 9 0 管道( 2 0 0 米) 0 5 4 “微絮凝”一体化设备 2 3 4 清水池( 3 0 0 m 3 ) 13 55 5 9 6 顶津食品有限公司泵房 4 7 0 氯消毒 l2 9 0 管道( 4 0 0 米) 1 4 6 2 7 续表2 - 6 绿化分散回用工程投资估算与运行成本 企业名称项目投资估算( 万元)合计 1 时，设立中水系统就不经济) p d ：人1 ：2 净密度( 人h a ) p ：生活小区的总人口数( 人) r ：中水回用率( 中水占生活用水量的比例) q p ：生活小区人均日用水量( m3 ( 人、d ) ) l ：城市污水处理厂与生活小区之间的距离( m ) 上述模型适用于新开发的生活小区，对于已建成的生活小区， 其室内、外配管的建设费用一般为新建小区的两倍。在采用上述模 型时应视具体情况，在配管费用项乘上一个系数2 或2 左右的数。 开发区已建成生活小区的中水回用不考虑进入户内使用，可以节省 这部分的费用，为简单起见，上述因素都忽略不计。开发区生活小 区的中水回用经济分析直接使用上述经济模型来进行。表2 7 为开 发区生活小区分散回用经济模型分析结果。 表2 7 开发区生活小区分散回用经济模型分析结果 项目恬园生活小区翠亨村生活小区 p d ( 人h a )5 4 9 9 2 2 1 1 p ( 人) 4 6 24 4 2 2 r ( )1 0 0 2 2 6 1 q p ( m 3 ( 人、d ) ) 0 3o 3 l ( 米) 5 3 0 0 4 2 0 0 g2 8 31 4 9 注：表中数据按全部住户入住计算； 由上述计算可知，开发区已建成生活小区分散回用在经济上是 不可行的主要原因是回用规模太小。造成回用规模太小的主要因 素是生活小区面积太小，住户不多，形成不了较大的规模。据统计， 以生活污水为水源的中水系统，在q p = o 3 、l = o 、p d = l 500 人h a 的 情况下，如果住宅小区中水回用比在25 左右时，只有人口在1 0000 人以上或中水回用量在7 50 吨天以上时，建立生活小区中水系统才 是经济可行的。开发区单个生活小区的入住人数远远小于1 0 000 人， 生活小区人口密度也比1 500 人h a 要小得多，因而建立生活小区中 水系统是不经济的。 第三节企业分散回用 由于开发区工业区企业排水水质相对较好，除考虑将企业排水 回用于绿化之外，还可考虑企业内部进行自身回用。下面以正大集 团为例，简单介绍工业区企业污水分散回用方案。 2 3 i 方案简介 正大集团主要从事大豆精炼油生产，日产精炼油1 80 吨。精炼 油生产工艺中要使用自来水密封，日耗密封水2 00 吨。密封水与产 品不接触，主要对s s 要求较高。 目前，正大集团正筹建污水处理工程，处理规模为4 0o 吨日， 污水处理工艺流程图如图2 - 7 所示。 图2 7 正大油脂厂污水处理工艺流程简图 处理出水达国家污水综合排放三级标准( g b - 8 978 - i 99 6 ) ，主 要水质指标如下： c o d茎50o m g l s s40 0 m g l 动植物油10 0 m g l p h 6 - 9 实际处理出水的s s 大大低于40 0 m g l ，因此可毗考虑将部分排 放污水直接用于密封，从而实现其自身的污水回用。污水回用不需 要增加任何深度处理设施，用管道将处理出水输送至用水地点即可。 2 3 2 经济分析 正大油脂厂污水回用与其污水处理结合进行。回用污水的量相 当于节约自来水的量。污水回用产生的经济效益可以从污水处理运 行费用的降低来体现。主要数据见表2 - 8 表2 8 经济分析数据表 i 项目污水处理污水回用污水处理+ 污水回用i l水量( t d ) 400 200 | 运行费( 元吨) 0 7900 3 8 l 注：回用污水价格按1 3 元吨计； 由表中数据可知，污水回周后污水处理工程的运行费由0 79 元 吨污水降低为0 3 8 元吨污水；年节约运行费用为： 40o x ( 0 79 0 3 8 ) x3 65 = 5 99 万年 由此可知，污水回用具有明显经济效益，可以促进污水处理工 程的运行。 第四节分散回用工程实施计划 开发区中水分散回用工程应分期实施。由于生活小区分散回用 方案没有经济可行的方案，目前暂不考虑生活小区的分散回用；对 于工业区企业自身的分散回用，可以在近期内以正大集团分散回用 为示范，探索工业区企业自身分散回周的可行性；对于绿化分散回 用工程，建议分水车输送方式与管道输送方式分另4 选取两个点进行 示范工程的建设。在建设与运行过程中发现问题并解决问题，如果 示范工程比较成功，则其余分散回用工程可以陆续实施。开发区分 散回周规划如下表所示： 表2 - 9 开发区中水分散回用规划 实施时间分散回用企业与大型公建名称 绿化分泰达大