（环境工程专业论文）昆明市污水资源化研究.pdf

中文摘要 摘要 水资源是基础性自然资源和重要的经济资源，对社会经济发展至关重要。昆 明是资源性、水质性缺水的省会中心城市，水资源的合理利用与开发显得日益重 要和紧迫。将污水再生用作为城市低水质用水的第二水源，具有开源节流与环境 保护的综合作用。有效开辟新的水资源，实现污水资源化是本文研究的中心问题。 本论文在对昆明市水资源、供水系统、污水处理、水用户构成等城市水务情 况全面调研的基础上，通过分析水资源开发和利用现状、供水需水平衡现状和发 展趋势，结合昆明市经济、社会发展总体规划，遵循可持续发展和建立节水防污 型城市、促进水资源健康循环的战略方针，研讨了昆明市城市污水资源化的必要 性、可能性和可行性，为工程的具体实施提供了论证的依据；分析研究污水资源 化过程中常涉及到的服务对象、水质要求、处理工艺及运行管理模式等学术和工 程问题，同时为其它城市的污水资源化研究提供一种借鉴手段。 通过研究本论文认为，昆明市的污水资源化是可行的，经二级处理后的城市 污水处理厂出水，再通过絮凝沉淀、过滤的深度处理后，可以再生利用。再生利 用对象现阶段主要用于城市景观水体补充、城市道路冲洗和绿化用水。再生水和 输水管道采取分散处理、分散供给的形式。共需建厂四座，总规模2 6 5 万1 3 3 3 ，日， 敷设管道5 3 5 公里，总投资2 1 9 亿元。再生水工程运行成本0 2 3 元m 3 ，综合收 费单价为o 4 5 元，m 3 。 通过研究还认为，昆明市污水资源化要得以实现，应健全管理体制，统一指 导，并制定可行的规划方案和实施步骤。 关键词：水资源，城市污水，污水资源化( 再生) ，污水深度处理 英文摘要 _-_r。_-_-_-_-。-。_。_。_。_。一 a b s t r a c t w a t e ri sn a t u r a lr e s o u r c e ，i tc o m p o s e si n t e g r a t i v es t r e n g t ho fc o u n t r i e sa n da r e a s ， i t sv e r yi m p o r t a n tt oe c o n o m i cd e v e l o p m e n to fas o c i e t y t h ew a t e rr e s o u r c ea n dw a t e r q u a l i t yo fk u n m i n gc i t y a r en o tv e r ya b u n d a n t s ok u n m i n gi ss h o r to fw a t e r i fw e m a k er e c y c l ew a t e rr c s o u r c e , f f 皿nw ec a l lp r o t e c to u re n v i r o n m e n ta n ds a v ew a t e r r e s o u r c e t h em s e a r c h f u lq u e s t i o no f t h i sp a p e ra r es e e kn e w w a t e rr e s o u r c ea n dr e a l i z e s e w a g e r e s o u r c e i z a t i o n t i f f sp a p e ri n v e s t i g a t e dk u n m i n gc i t y sw a t e rr e s o u r c e , w a t e rs u p p l y , s e w e r a g e a n du s e rc o m p o s i n ge t c ，i ta l s oa n a l y s ew a t e rr e s o u r c ee m p o l d e ra n du s i n gs t a t u sq u o ， s u p p l y a n dn e e db a l a n c es t a t u sq u oo fw a t e rr e s c o u r c ea n di t sd e v e l o pc u r r e n t ，c o m b i n e e c o n o m y w i t hs o c i e t yd e v e l o pc o l l e c t i v i t yp r o g r a m m i n g ，k e e pt oc o n t i n u a n c ed e v e l o p a n ds e tu pac i t yo f p r e v e n t w a t e rp o l l u t e ，a d v a n c ew a t e rr e s c o u r c ec i r c u l a rs t r a t a g e m p o l i c y ，a n a l y s er e s e a r c h i t s n e c e s s a r i l y , p o s s i b i l i t y a n d f e a s i b i l i t y t h a t k u n m i n g s s e w a g er e s c o u r e i z a t i o n ，i ta f f o r d 舀s tf o r m a t e r i a lp r o j e c t f r o ma m o n gt h o s ea n a l y s e p r o c e s s o fs w e a g er e s e o u r s e z a f i o nc o m ed o w nt os e r v e o b j e c t ，w a t e rq u a l i t y d e m a n d ，d e a lw i t ht e c h n i c sa n d r u n m a n a g e m o d es c i e n c ea n de n g i n e e r i n gp r o b l e m ，a t t h es a m et i m ef o ro t h e rc i t i e ss e w a g er e s c o u r c e z a t i o nr e s e a r c hp r o v i d e b s ef o rr e f e r e n c e m e a n s g e ta c r o s s r e s e a r c h , k u n m i n gc i t y ss e w a g e r e s o u r c e i z a t i o ni sd o a b l e ，c i t ys e w a g e t h r o u g hs e c o n d a r yt r e a t m e n t ，t h a ng e ta c r o s sf l o c c u l a t e , d e p o s i ta n df i l t r a t et h o s ed e e p t r e a t m e n tm e t h o d ，t h ew a t e rc a nr e b k 拙u s i n g i tm o s t l y g h ec i t i e s s i 出f o r s u p p l e m e n t ，w a s hc i t y s r o a da n du s i n gw a t e ro fv i r e s c e n c e r e b i r t hw a t e ra n d t r a n s p o r tw a t e rp i p et a k ef o r mt h a td i s p e r s et r e a t m e n ta n dd i s p e r s es u p p l y i tb u i l du p f o u rf a c t o r i e sf o rr e b i r t hw a t e r i t s e a p a b i l i t ya r e2 6 5t h o u s a n dm 5 d a y , s e tu pp i p e l i n e 5 3 5 k m , i n v e s t 2 1 9m i l l i o n s y u a n t h e c o s to fr u nr e b i r t h w a t e r 铋西n e e r i n g o 2 3 y u a n m 3 , i n t e g r a t ec h a r g e i s0 4 5 y u a n m 3 b y r e s e a r c hw ea l s ot h i n ki f r e a l i z ek u n m i n gs e w a g er e s o u r c e i z a t i o n , w em u s tf u l l m a n a g es y s t e ma n du n i f yg u i d a n c e ，a l s om a k e f e a s i b l ep r o g r a m m i n gp r o j e c ta n d b r i n g i n t oe f f e c ts t e d k e y w o r d s ：w a t e rr e s o u r c e ，c i t ys e w a g e ，s e w a g er e c y c l e , s e w a g ei n d e p t ht r e a t m e n t i 1 引言 1 1 国外污水资源化的发展历史与现状 1 】 城市污水再生利用，在国外实施的时间已很长，规模较大，已经成为世界不 少国家解决水资源不足的战略性措施，满足了工农业和城市发展对水的需求。污 水再生利用技术的研究与应用已有近百年的历史。当前，各国都在开展污水再生 利用技术的实旌，西欧和北美是世界上采用污水再生利用较早的发达地区，而美 国和日本等一些发达国家走在了前例。 1 1 1 美国 2 0 世纪7 0 年代初美国开始大规模二级污水处理厂建设，并注意再生利用污水。 目前，有3 5 7 个城市再生利用污水，再生利用点5 3 6 个。全国城市污水再生利用 总量约9 4 x 1 0 9 m 3 a ，其中包括污灌用水、景观用水、工艺用水、工业冷却水、锅 炉补给水以及回灌地下水和娱乐养鱼等多种用途；其中灌溉用水约为5 _ 8 1 0 9 m 3 ，a ， 占总用水量的6 0 ；工业用水占总用水量的3 0 ，城市生活等其他方面的再生利 用水量不足1 0 。 美国从2 0 世纪7 0 年代初以来的3 0 年间，尽管总用水量增加约1 4 倍，但总 取水量反而减少，污水再生利用率稳步提高，使代表世界先进工业大国和农业大 国的美国水工业基本走上良性循环的轨道。 1 1 2 以色n t 2 以色列的需水量早已超过可用水资源量，不得不再生利用6 0 以上的废水。 再生利用水主要用于灌溉，同时还用于地下回灌、工业冷却用水等，在最南部地 区甚至作为饮用水源。以色列是最早使用污水灌溉的国家之一，也是目前世界上 使用污水灌溉比例最高的国家。 在过去1 0 年中，以色列将小区域的污水再生利用计划合并成大范围的污水再 生利用计划，提高污水供给和回收的灵活性。1 9 9 5 年以后，多余的污水必须输送 到收集区以外的地区利用。污水处理水平将最终达到非限制性灌溉，并替代沿岸 平原地区农业淡水需求量的一半。北方的剩余污水将被调给南部。 1 1 3 约旦、突尼斯和科威特【3 】 约旦的大多数城市已建立了污水处理厂，出水达到了w h o 回收水用于灌溉的 规定。2 0 0 0 年，1 8 家污水处理厂排放的污水总量为每年7 2 0 0 万立方米，相当于 约旦总污水量的5 1 。回收水早已被视为是一种有价值的可供灌溉的资源，同时 也被认为是约旦水策略中一项重要的水资源。到2 0 0 5 年，预计用于灌溉的污水达 到每年1 亿立方米。已经计划将大部分处理系统改为活性污泥法。 重庆大学硕士学位论文 突尼斯年回收水量可望在2 0 2 0 年达到2 9 亿立方米，大致相当于现有地下水 资源的1 8 ，代替地下水，灌溉过度开采地下水导致蓄水层受到盐水入侵的沿海 地区。 科威特1 9 9 4 年回收水灌溉的全部面积达整个灌溉面积4 7 7 0 公顷的2 5 。实 际回收水量不足1 0 。一部分工业污水经过处理也得到循环使用。然而，科威特 的国家环境资源保护政策是要再利用所有的污水，因此，科威特科学院已经建立 了“污水处理及使用的项目”，以开发并加速水的再利用。 科威特已建立了污水再利用于灌溉的质量标准。回收水仅灌溉可以烹煮的蔬 菜( 土豆和菜花) 、工业作物、饲料作物( 苜蓿，大麦和冬季饲料作物) 以及绿化 高速公路。 1 - 1 4 新加坡 政府正式接受新生水专家小组的建议，决定从2 0 0 3 年2 月起，每天把2 0 0 万 加仑的再生水掺入蓄水池，间接供应本地的饮用水，超过了本地目前饮用水供应 量的1 。处理工艺为微滤、反渗透、紫外线消毒。 政府将逐渐增加掺入蓄水池的再生水量，目标是2 0 1 1 年再生水量占该国饮用 水供应量的2 5 。 新加坡公用局1 万m 3 d 的再生利用水示范工程，已经向高技术和半导体工业 供给深度处理的高纯水。处理方法采用微滤和反渗透双膜工艺，再接紫外线消毒。 处理水量为4 5 万r l l 3 d 的再生利用水项目，正在建造中。 1 1 5 纳米比亚 为了解决早季严重缺水的问题，1 9 6 8 年在温得和克建造了一座产量为4 8 0 0 m 3 d 的再生水厂，这是世界上第一座饮用水的再生水厂。运行3 0 年以来，水厂一 直稳定地生产出可接受的饮用水水质的再生利用水。经过几次的扩建，水厂产水 量已经达到2 1 万m 3 d ，处理工艺采用双膜过滤技术。 1 9 6 8 年以来，再生利用水占温得和克总供水量的4 ，但在旱季严重缺水季节， 再生利用水所占的比例可以达到3 l 。 1 1 6 日本 日本早在1 9 6 2 年就开始再生利用污水，至7 0 年代已初见规模。随着再生利 用技术的不断更新和发展，再生成本不断下降、水质不断提高，逐渐成为缓解水 资源短缺的重要措越之一。2 0 世纪9 0 年代初，日本在全国范围内进行了再生再生 利用的调查研究与工艺设计，对污水再生利用在日本的可行性进行了深入的研究 和工程示范，在严重缺水的地区广泛推广污水再生利用技术，使日本近年来的取 水量逐年减少，节水已初见成效。 国外城市污水再生利用的事实表明，发达国家的污水再生利用明显比发展中 2 国家作得好。污水再生利用与经济发展存在一些相互制约的关系，发达国家污水 处理与再生利用进程也需与各国自身的经济基础与经济发展进程相适应。大体而 言，2 0 世纪7 0 年代以前各国对城市污水是以一级处理为主，处理水以农业再生利 用和土地处理结合以减轻对环境的污染为主：而7 0 年代以后逐步变为以二级处理 为主，处理水综合再生利用于工农业生产和城市生活，对水质要求逐步提高。 1 2 国内污水资源化现状 我国的城市污水资源化大致可以分为三个阶段【4 ，1 9 8 5 前的“六五”期间是起 步阶段，1 9 8 6 - 2 0 0 0 年的十五年时间是技术储备、示范工程引导阶段，2 0 0 1 年以“十 五”纲要明确提出污水再生利用为标志，进入到全面启动的阶段。 1 2 1 国内各主要城市污水再生利用现状 1 、北京5 1 【6 1 北京市区目前己建成的中水设旌有1 0 5 个，规模在5 0 - 3 0 0 m 3 d ，再生利用总 量2 4 万r r l 3 d ，主要建在宾馆饭店、大学、机关等，在建的还有1 0 0 多个。 高碑店污水处理厂处理水资源化再利用工程是北京市目前最大的城市再生水 利用项目，2 0 0 1 年已经建成投入运行，近期规模3 0 万m 3 d 。用作热电厂冷却循环 用水的补充水源和市政杂用。每年节约河水、自来水约1 亿m 3 。 北京市正在加快污水再生利用的规划与建设，即将建成北小清河、清河、吴 家村、卢沟桥、小红门等污水再生利用工程，使城市污水再生利用能力达到1 0 0 页矗缱， 根据北京市政府在 2 0 0 8 年奥运会申办报告中的承诺，北京市2 0 0 8 年城市 污水再生利用率达到5 0 。 根据北京市区污水处理厂再生水利用总体规划纲要，北京市在2 0 0 2 年至 2 0 0 8 年期间。将新建再生水处理设施9 座，新增处理能力4 7 万m 3 d 。 2 、天津7 f 8 】 天津市目前正在建设的第一个再生水利用示范工程，纪庄子污水再生利用工 程，施工进度不断加快，今年底一期工程竣工投入运营后，日供水能力可达到5 万m 3 以上，所产中水将用于梅江小区居民冲厕、小区绿化等。随着中水产量的增 加，中水还将用于热电厂工业冷却、二级河道水体水质改善、苗圃和农业浇灌等。 天津市已经做出决定，将在今后5 年内再建设咸阳路、北仓、双林3 个再生 水厂，届时，再生水日供水能力将由今年底的5 万 1 3 , 3 提高到1 0 万r n 3 。 3 、青岛9 】 青岛市将污水资源化技术研究与开发列为市社会发展领域重点攻坚项目之 一，并纳入了市科技发展九五计划和2 0 1 0 年长期规划。 3 重庆大学硕士学位论文 海泊河污水处理厂自1 9 9 5 年开始，对污水再生利用系统进行了系统研究与开 发。污水再生利用工程总投资9 0 0 7 万元，设计规模4 万m 3 d ，1 9 9 8 年动工建设， 1 9 9 9 年竣工投产。配套的中水管网于2 0 0 1 年建成。 4 、成都 成都市目前正在实施一项污水再生利用工程，即将污水处理厂出水( 规模为 3 0 万m 3 日) 提升到流经城区的府南河上游，用作景观环境用水。 5 、济南 济南市正在讨论城市污水处理及再生利用专项规划，建议按照“谁投资，谁决 策，谁受益，谁承担风险”原则，大力拓宽市场化筹资渠道，吸引社会资本、私人 资本和境外资本投资城市污水的处理再生利用。 6 、大连 大连市平均排放污水8 0 万m 3 d ，可利用的处理后污水量很大。正在合理规划， 分步实施，建设和改造城市污水处理的基础设施，坚持政策导向，大兴使用中水。 多渠道筹资，增加实施污水资源化的投入。按照市场机制，大力培育污水处理运 营主体。 7 、抚顺 根据城市2 0 1 0 年总体规划的要求，抚顺市2 0 0 0 年编制了污水再生利用专项 规划，内容包括新建2 0 万吨1 7 的污水再生利用水厂和输配水管线，将抚顺市三 宝屯污水处理厂二级出水，经三级处理后输送到望花丰泽净水厂，将该厂改造扩 建为污水再生利用水厂，并利用该水厂现有的工业供水管网输送再生水到用户。 8 、西安 1 2 】 西安市排水规划( 1 9 9 5 1 2 0 1 0 ) 将整个污水排放和再生利用分为六个系统， 见表1 1 。 9 、太原【1 3 太原市已完成城市污水资源化规划，一些再生利用示范工程已进行。太原北 郊污水处理厂二级出水符合太原钢铁厂高炉冷却用水标准，向太原钢铁厂提高1 的出水作高炉冷却用水；太原化工厂将自行建再生再生利用水厂，将太原杨家堡 污水处理厂二级出水，引入三级处理后作冷却用水。 4 表1 i 西安市规划建设的污水厂规模( 万m 3 d ) t a b l e1 1s c a l eo f w a s t e w a t e r t r e a l r a e n t p l a n t p l a n e d t o b e c o n s t r u c t e d i n x i a n c i t y 序总服务面积建设规模近期再生利用 处理厂名称备注 号( 公顷)近期远期2规模1 已建成处理能力1 2 万 邓家村污水处 m 3 d ，现正进行1 6 万 12 4 8 91 63 86 m 3 d 工艺改造和6 万 理厂 m 3 日再生利用水工程 施工建设 一期工程1 5 万m 3 d 已 北石桥污水净运行，再生利用水丁程 24 8 5 41 55 2l o 化中心5 万m 3 d ，正进行施工 建设 店子村污水处 正在商谈利用国外银 34 5 0 12 55 01 0 行贷款，完成项目可行 理厂 性研究报告 纺织城污水处 正在商谈利用国外银 4 2 0 9 61 02 05行贷款，完成项目可行 理厂 性研究报告 袁乐村污水处 54 5 6 82 04 01 0 理厂 六村堡水处理 63 3 3 91 03 05 合计2 1 8 4 79 62 3 04 6 注：1 、再生利用水规模仅包括工业利用、市政环卫和城市绿化用水。 2 、本表所列远期为2 0 2 0 年规划总规模。 1 2 2 昆明市污水资源化现状 昆明市是全国1 4 个水资源严重缺乏的城市之一，对城市污水的再生利用已在 进行。 昆明市1 9 9 8 年首先以昆明医学院作为试点，将该院学生淋浴室排出的污水收 集处理后利用于学生宿舍、卫生间冲洗，绿化草坪浇灌及猪舍冲洗，该工程的实 施，既节约了用水又减少了排放，取得了较好的效益，昆明医学院中水利用的成 功，推动了昆明市中水应用技术的向前发展，至今已有西南林学院，昆明船舶工 5 重庆大学硕士学位论文 业区等5 家单位完成了口水设施建设，每月节约用水近7 万m 3 。 昆明市第一污水处理厂的出水再生利用于金牛小区，日供水4 8 万m 3 。 昆明市第三污水处理厂的出水( 1 5 万m 3 日) 用于冲洗大观河，现已彻底改变 了大观河的面貌，使之流水不腐。 昆明市第四污水处理厂出水经消毒后用于置换翠湖公园水体，曰供水1 万m 3 曰，置换周期2 0 天。置换后的湖水清澈见底，透明度达1 5 米以上。 昆明市卷烟厂拟将厂区排放的污水再生利用于厂内大型水景用水，用水量 3 0 0 0 m 3 日。该工程目前正进行中。 昆明市官渡区绿化工程处拟利用汇集了城市生活污水的清水河河水，经处理 后用于春城路道路绿化用水，用水量7 0 m 3 h 。该工程目前正进行中。 昆明市官渡区关上公园管理处拟截留流经公园的城市污水，经处理后用于公 园内的绿化、冲厕用水，用水量1 5 0 m 3 d 。该工程目前正进行中。 1 3 国内污水资源化存在问题及解决办法 1 5 】 1 6 】 1 7 】 1 8 1 3 1 存在问题 1 、体制方面 首先是城市污水的再生利用尚未引起社会各界足够的重视，对水资源短缺的 严重性仍然缺乏正确估计，对于开发非传统水资源的必要性与优越性缺乏认识。 缺乏相应的产业、技术和经济政策，以提供强有力的引导与支持，投资和管 理体制也需要改革。 缺乏完善、必要的法规和配套政策体系及相应的鼓励政策。 污水处理价格形成机制不合理，严重制约着城市污水处理和污水再生利用设 施的建设与发展，现行城市自来水价格过低，污水再生利用缺乏内在动力。 污水处理设施投资和运营的市场化程度低，融资渠道不畅。 宣传力度不足，公众的污水资源化意识不强，接受程度较低。 2 、技术方面 缺乏系统的污水再生利用规划，而在发达国家如美国一般都有从概念性规划 到设施规划的完整的实旋程序1 9 1 1 2 0 1 。 缺乏足够的高效低耗城市污水再生利用技术与设备，以满足不同地区、不同 用水途径的技术设备选择和工程建设需求。 缺乏足够的城市污水再生利用技术与设备的工程研究力度，对于经济适用技 术的研究开发还缺少足够的支持与推广，以实现工艺技术与设备产品的产业化、 工程化。 缺乏相应的水质安全评价体系，以防范污水再生利用的风险。 6 现有中水设施运行管理良莠不齐，再生利用输配管道系统也需要健全。示范 工程虽多，但在全国水处理工程界的影响力不足。 城市废水的处理率、收集率和处理标准还很低，污水再生利用还缺乏必要条 件。在发达国家，污水收集和处理率基本上在9 0 以上，处理标准一般达到三级 处理。 1 3 2 解决办法 为解决我国污水资源化存在的上述问题，“十五”期间将重点开展下列工作。 1 、组织城市污水再生利用发展规划的研究和制订 开展城市污水再生利用规划的基础研究工作，以城市水系统良性循环为核心， 重点研究城市污水再生利用的战略对策、基本原则、总体目标和规划模式，建立 城市污水处理与再生水利用的综合规划概念与模式。 坚持集中和分散相结合、技术可行与经济适用相结合的原则，统筹制定污水 再生利用的近期和中长期规划。新建居住区和集中公共建筑区的各项市政专业规 划，应包括污水再生再生利用规划。城市道路市政管线规划，应预留中水藉生利 用管道的位置。污水处理厂和收集系统的规划，应正确决定再生水利用途径，并 切实保障城市污水资源化的安全性。 2 、开展城市污水再生利用法规政策的研究和制订 加强城市污水再生利用技术、经济和产业政策的基础性研究。通过典型城市 用水单元调查、关键数据收集和监测，提出体现城市水环境和水循环理念的城市 用水优化水量平衡模式。从产业推动、经济激励、收费制度、权益保障、市场化 运营、规范化管理和服务体系等方面，开展城市污水再生利用政策体系的综合性 研究。 各城市在城市中水再生利用初期，应从政策方面予以税收方面的优惠和扶持。 加强市场的培育和规范，努力营造公平、公正的污水处理和再生利用市场环 境。 城市再生水用水者的权益必须得到保障。保留再生水使用单位的新鲜水使用 权，保留被替代的用水设施和保留供水指标，在再生水因故不能保证使用时，可 恢复原先的水源使用，以解除再生水使用单位用水的后顾之忧。 3 、开展城市污水再生利用的标准与准则的研究和制订 开展城市污水再生水水质指标体系及准则、工程设计参数体系及准则的系统 研究，分析研究再生水相关水质参数与用水功能的相互关系，研究评价再生水用 水安全保障的水质指标体系及必要措施，确定满足功能要求的再生水水质理化指 标体系和安全评价指标体系，以及相应的配套水质检测方法和控制措施。 4 、开展城市污水再生利用关键技术的研究与工程示范 7 重庆大学硕士学位论文 加大科研投入，借鉴和吸收发达国家的先进技术，以市场需求为导向，积极 组织产、学、研相结合的科技攻关，研究开发适合中国经济现状和发展水平的安 全、可靠、高效、低能耗、低投资的城市污水再生利用成套技术设备，以及相关 的技术经济指标。 各地应根据再生利用途径和排水出路选择适合当地条件的处理技术，不盲目 除磷脱氮。提倡分期建设，不过高估计污水厂的规模。 实施示范工程，探索适合我国国情的城市污水再生利用技术路线、工程建设 与管理政策，以及相关的工程建设标准。市政、环卫、园林、绿化等公共设施用 水，要在实行计量计价制度的基础上，积极创造条件，率先示范使用再生水。 同时，应加强如对水资源承载力1 2 ”、再生水资源价值理论吲等学术研究，为 再生水的普及利用提供理论依据。 5 、通过经济政策推进城市污水再生利用及市场化运营 1 ) 制定合理的水价体系 在充分的公众参与下，制定合理的地表水、地下水、自来水、中水、污水处 理费之间的比价关系，拉大中水与地表水、地下水以及自来水之间的价格差，依 靠价格手段扩大中水利用的市场需求。 2 ) 拓宽融资渠道，加大投入力度 统一市场准入标准，减少市场准入限制，广泛吸纳国内多种经济成分的投资 和国外资金，推进污水资源化建设的投资主体多元化。积极争取利用国家开发银 行贷款、世界银行等国际金融组织贷款、国外政府低息贷款及赠款。积极探索发 行市政建设债券、优先股票等多种融资方式，加大对中水再生利用市场的资金投 入。实施基础设施建设风险补偿基金办法，保证投资回报。 3 ) 公司型的管理运营机制 再生利用水项目运营管理，应遵循市场规律，逐步建立与市场经济体制相适 应的公司型的企业管理体制和运营机制。再生利用水运营管理机构以独立法人为 宜，独立经营、自负盈亏，降低成本、争取效益，走上良性循环的新路子。 6 、强化城市污水处理与再生利用的协调发展 城市污水的收集与处理是城市污水再生利用的重要前提条件，强化城市污水 管网与污水处理工程设施的建设是推动城市污水再生利用的关键。城市污水处理 厂的建设应该与城市污水的再生利用需求和水质要求密切协同，相互促进。 7 、加强城市污水再生利用的宣传教育 利用各种媒介，加大宣传力度，提高污水再生利用的知识、意识和觉悟，克 服人们污水再生利用的心理障碍，真正理解和支持中水事业。 8 1 4 课题背景 1 4 1 课题由来 滇池流域水污染防治“十五”计划中安排了污染控制、生态恢复、监督管理、 资源调配与科技示范五大类共2 6 个项目，是昆明市当前和今后一段时期滇池污染 综合治理的纲领性文件。该计划经省政府上报国务院审批，昆明市人民政府下达 了“关于对滇池流域水污染防治“十五”计划项目前期工作实施意见的批复”，要 求抓紧作好项目实施前期准备工作，争取国家和省的资金支持，确保项目顺利实 施，按时完成建设任务。 “昆明市城市节水及污水资源化”即为该计划中的一个技术研究项目。 受昆明市公用局的委托，中国市政工程西南设计研究院承担了该项任务。笔者 作为负责人之一，主持参与完成了该研究报告的编制修改工作，并与2 0 0 3 年通过 了由昆明市公用局和滇管办组织的评审，成为昆明市实施污水资源化的指导性文 献。 该研究报告荣获中国市政工程西南设计研究院2 0 0 3 年度优秀工程咨询成果一 等奖、四川省2 0 0 3 年度优秀咨询成果三等奖。 1 4 2 课题研究目的 本题目拟通过对昆明市水资源、供水系统、污水处理、用户构成等城市水务情 况进行全面调研，分析水资源开发和利用现状、供需水平衡现状和发展趋势，结 合昆明市经济、社会发展总体规划，遵循可持续发展和建立节水防污型城市、促 进水资源健康循环的战略方针，分析研究昆明市污水资源化的必要性、可能性和 可行性，为工程的具体实施提供可靠的依据。并从中分析研究污水资源化过程中 常涉及到的服务对象、水质要求、处理工艺及运行管理模式等学术和工程问题， 同时为其它城市的污水资源化研究提供一种借鉴手段。 1 4 3 课题的研究内容 l 、昆明市城市污水资源化的必要性。通过对昆明市水资源状况( 水质现状、 开发利用情况) 和现状用水量及规划需水量增长情况的研究和对比分析，论证污 水资源化是解决供需水矛盾的有效途径，是城市可持续发展的需要，也是国家政 策的需要。 2 、昆明市城市污水资源化的可能性。分析各可能的污水回用对象的分布、需 水量和水质要求，结合各城市污水处理厂的位置、规模和处理深度，确定最终的 污水回用对象，证明其实施是可能的。 3 、确定各污水深度处理厂的场址。根据中污水处理厂用地情况和因用对象沿 线情况，分析确定深度处理厂场地。 4 、确定深度处理工艺。通过对各种深度处理工艺的技术经济比较，提出适合 9 重庆人学硕士学位论文 昆明市具体情况的处理工艺。 5 、研究方案具体经济技术措施，探讨工程管理和运营方式。 6 、测算工程建设投资和资金筹措渠道，对工程进行财务效益分析及财务评价。 7 、评估工程效益。 1 0 2 昆明市城市污水资源化的必要性研究 2 昆明市城市污水资源化的必要性研究 2 1 城市概况 2 1 1 地理位置 昆明市位于东经1 0 2 4 3 、北纬2 5 0 0 2 ，坐落在滇西横断山脉与滇东高原之间 的滇池盆地北端。东、西、北三面环山，南临滇池。 昆明市有较多小盆地、谷地，海拔约1 5 0 0 2 5 0 0 r n ，市中心海拔1 8 9 1 m 。 昆明市地处金沙江、珠江、红河三大流域分水岭地带。滇池水系是全国十三 个重点保护水系之一，是昆明市主要水源。亦是受纳昆明市生产、生活污( 废) 水的唯一水体。 2 1 2 城市性质及规模 l 。城市性质 云南省的省会；西南地区重要的中心城市之一：国家历史名城；我国重要的 旅游商贸城市。 2 城市规模 昆明市市区现状人口1 6 9 8 万人，规划2 0 0 5 年与2 0 1 0 年市区人口分别为1 7 9 5 万人与1 9 4 1 万人( 均为常驻人口) 。 现主城区建成面积2 0 1 k m 2 ，规划2 0 1 0 年建成面积2 6 4 6k m 2 。 2 2 相关规划概况 2 2 1 给水规划 根据昆明市城市给水规划，各规划年限内城市供水规模为： 2 0 0 0 年：8 6 5 万m 3 日( 最高日) 2 0 0 5 年：1 2 6 5 万r l l 3 日( 最高日) 2 0 1 0 年：1 2 6 5 万m 3 日( 最高日) 城市供水量为： 2 0 0 0 年：8 4 万m 3 1 3 ( 最高目) 2 0 0 5 年：9 2 万m 3 日( 最高日) 2 0 1 0 年：9 9 万m 3 日( 最高日) 2 2 2 排水规划 根据昆明市城市排水总体规划修编( 2 0 0 2 年- - 2 0 3 0 年) ，各规划年限内 城市污水量为： 2 0 0 0 年：8 2 3 7 万m 5 日 重庆大学硕士学位论文 2 0 0 5 年：9 2 万m 5 日 2 0 1 0 年：9 8 万m 3 日 2 2 3 绿地面积规划 1 、主城 2 0 0 0 年：绿化用地1 6 3 8 公顷( 其中公共绿地1 0 6 2 公顷， 林水面4 1 8 公顷，生产绿地1 6 0 公顷) 。 2 0 1 0 年：绿化用地2 3 0 0 公顷( 其中公共绿地1 7 2 9 公顷， 林水面3 7 l 公顷，生产绿地2 0 0 公顷) 。 2 3 3 2 主城中心区( 一环路内) 2 0 0 5 年：公共绿地1 7 4 k m 2 2 0 1 0 年：公共绿地2 3 7 k m 2 2 2 4 城市节水规划 根据昆明市城市节水2 0 1 0 年技术进步发展规划： 2 0 0 5 年计划目标 1 、工业用水重复利用率2 7 5 2 、间接冷却水循环率9 5 3 、工艺水再生利用率5 0 4 、工业万元产值取水量递减率( 不含发电厂) 兰5 5 、城市污水集中处理率 4 0 6 、城市污水处理再生利用率2 0 2 0 1 0 年计划目标 1 、工业用水重复利用率保持三7 5 2 、间接冷却水循环率兰9 7 3 、工艺水再生利用率 5 5 4 、工业万元产值取水量递减率兰5 5 、城市污水集中处理率8 0 6 、城市污水处理再生利用率三3 0 卫生防护绿地及山 卫生防护绿地及山 2 3 昆明市境内水资源利用情况及分析 昆明市境内水资源是指滇池流域地面水资源与其境内的地下水资源。 2 3 1 城市水资源现状 2 3 1 1 境内地表水及地下水 1 、松华坝水库 位于城市东北面、距城区1 2 k m ，是第一、二、四、六自来水厂的水源。原水 1 2 2 昆明市城市污水资源化的必要性研究 水质好，并能自流送入自来水厂，是城市供水最重要的水源。 水库汇水面积5 9 3 k m 2 ，上游流域年平均径流量为2 1 亿m 3 ，供水保证率为 8 0 的年径流量为1 6 8 亿1 3 3 3 。该水库目前每年可向城市提供原水1 1 亿m 3 ，通过 挖潜( 2 0 0 0 年后) 争取向城市提供原水1 7 亿m 3 。 2 、滇池 位于城市南部，是第三、第五自来水厂和自来水厂南分厂的取水水源。由于 城市生活、工业和农业污( 废) 水大量流入滇池，造成湖水严重污染，尤其滇池 龙门村处水源污染更为突出，第三自来水厂被迫于9 4 年1 0 月6 日停产至今。 滇池最高水位时蓄水量为1 5 6 亿m 3 ，最低水位时蓄水量为1 1 亿m 3 。 3 、地下水 滇池流域的地下水天然补给量为2 3 5 亿m 3 ，但相当部分转化为地表水。松 华坝水库以上9 个富水块段地下水资源量为9 3 7 1 6 5 万m 3 年，但己全部转化为地 表水流入松华坝水库；松华坝以下2 8 个富水块段地下水资源量为9 1 8 1 3 万1 - 1 3 3 ，年， 除去泉水的排泄量1 5 3 6 7 万m 3 年，剩余的地下水水资源量已开采达5 9 9 7 万m 3 年( 主要解决较分散的工厂用水) 。所以地下水的开发已无潜力。 城市自来水的地下水源仅为海源寺水厂、白龙潭泵站，设计规模为3 5 万m 3 d 。 4 、大河、柴河水库水源 为缓解滇池水资源严重污染的矛盾，1 9 9 7 年实施晋宁县大河、柴河水库调水 工程，于1 9 9 8 年5 月1 日正式通水，每日可置换滇池水1 0 万至1 5 万m 3 。 2 3 1 2 外流域引水济昆 昆明市区的主要水源为滇池流域，它由松华坝水库、滇池及盘龙江等二十几 条小河组成。据昆明市滇池流域的水资源平衡表明，目前该市靠回归滇池2 4 亿 m 3 年生活污水与工业废水来补充城市的供水水源；由于城市扩大、经济发展、人 为污染越来越严重，加上管理体制不顺、执法不严、治理费用跟不上，使滇池有 限的水资源逐年遭污染，从八十年代末期的i i i 类水体逐渐变成v 类水体。昆明市 迫切需要解决城市供水水源的水量和水质问题。 1 9 9 7 年3 月，省、市政府决定实施掌鸠河引水供水工程。1 9 9 8 年4 月，国家 计委批复了掌鸠河引水供水工程项目建议书；1 9 9 8 年1 1 月批复了项目可行性研究 报告；1 9 9 9 年l o 完成了初步设计工作，受国家计委委托，云南省计委批复了掌鸠 河引水供水工程初步设计，并于1 9 9 9 年1 2 月1 7 目下达开工令；1 9 9 9 年1 2 月9 日开工建设。2 0 0 0 年4 月l o 日，国家计委江掌鸠河引水供水工程列为国家重点建 设项目。 昆明市掌鸠河引水供水工程由水源工程、输水工程、净水厂及配水管网四部 分组成。在掌鸠河上游兴建总库容4 4 2 亿m 3 、多年调节、城市供水水库1 座，年 1 3 重庆大学硕士学位论文 自流引水量2 4 5 亿m 3 ；输水线路总长9 7 7 2 k r n ，以隧洞为主：新建第七自来水厂， 设计日供水能力6 0 万m 3 ，本期按4 0 万m 3 建设；配水管网总长9 3 4 3 k i n 。工程总 投资3 9 4 亿元。其中利用第四批日本国际协力银行贷款2 0 9 0 3 亿日元( 折合人民 币1 4 3 4 亿元) ；项目资本金1 9 7 7 亿元由省、市各解决一半：业主申请农业银行 贷款5 3 0 亿元人民币。 掌鸠河引水供水工程计划2 0 0 5 年竣工，届时将建成昆明城市供水第二水源。 2 3 2 境内水资源利用情况 1 、地下水 滇池流域的地下水天然补给量为2 3 5 亿立方米，相当部分转化为地表水，松 华坝水库以上9 个富水块段地下水资源量为9 3 7 1 6 5 万立方米，年，但是已全部转 化为地表水流入松华坝水库；松华坝水库以下2 8 个富水块段地下水资源量为 9 1 8 1 - 3 万立方年；除泉水的排泄量1 5 3 6 7 万立方米年，剩下7 4 6 6 万立方米年， 现实际开采量己达5 9 9 7 万立方米年，主要解决较分散的工厂用水。所以地下水的 开发已无潜力，局部地区地下水己严重超采，导致地面下沉。 2 、地面水 滇池流域面积2 9 2 0 k m 2 ，汇入滇池的河流主要有盘龙江、宝象河、东白沙河、 马料河、洛龙河、捞鱼河、梁王河、大河、柴河、东大河、古城河、新河等1 2 条， 但除了盘龙江外，其余都源短流小，水资源不丰富，且已兴建了不少蓄水工程控 制径流面积1 6 1 6k m 2 ，占滇池流域的5 5 ，蓄水工程总库容达到4 5 5 亿m 3 。水库 群以下至滇池沿岸1 0 0 4k m 2 ，占流域面积的3 5 ，镇池湖湖面3 0 0k m 2 ，占1 0 。 滇池流域水资源开发利用程度较高，除昆明市供水工程需水外，还有大量的 提水工程。装机容量在1 0 0 k w 以上的提水站若8 5 座，总装机容量1 7 4 8 6 k w ， 1 0 0 k w 以下的提水站有4 8 7 座，总装机容量1 6 6 5 8 k w ，其中以滇池为水源的装机 在1 0 0 k w 以上的有6 2 座，总装机容量1 5 1 8 7 k w 。 2 3 3 境内水资源平衡分析 由云南省水利水电勘测设计研究院整理归纳的表2 1 ，列出滇池流域现状水平 年( 1 9 9 5 ) p = 9 5 供需水平衡情况。 1 4 2 昆明市城市污水资源化的必要性研究 表2 1 滇池流域现状水平年( 1 9 9 5 ) p = 9 5 供需水平衡单位：万m 3 t a b l e2 1b a l a n c eo fw a t e rs u p p l y d e m a n di nc u r r e n tw a t e rd a t u my e a r ( 1 9 9 5 ) p = 9 5 o f d i a n e h ii a k ed r a i n a g el a k eu n i t ：1 0 0 0 0m 3 项目需水合计供水合计蓄水工程提水工程引水工程地下水其它 缺水虽 合计9 6 5 8 l8 3 1 3 82 3 6 2 24 2 0 9 48 7 6 36 0 4 22 6 1 71 3 4 4 3 # 滇池合计5 0 8 5 7 5 0 8 5 74 2 0 9 48 7 6 3 1 、农业需水5 4 2 6 04 0 8 1 71 2 6 2 22 7 1 1 51 0 0 08 01 3 4 4 3 # 滇池2 8 1 1 52 8 1 1 52 7 1 1 51 0 0 0 2 、城市需水1 8 0 8 81 8 0 8 81 1 0 0 06 6 0 14 8 7 # 滇池6 6 0 l6 6 0 16 6 0 1 3 、工业需水2 2 1 0 22 2 1 0 28 3 7 87 7 6 35 4 7 54 8 6 # 演池1 6 1 4 11