2023年《安全管理环保》之西安市城市污水处理及污水资源化.docx

西安市城市污水处理及污水资源化         本文介绍了西安市城市污水处理现状与规划，以及西安市近期实施的污水处理厂和回用水工程，阐述了西安市开发、利用污水资源的意义。重点介绍了西安市城市污水回用试点工程的根底条件、试验研究、设计与实施。作者强调，面对日益短缺的淡水资源，污水是一种潜在的水资源，应引起足够重视；回用水市场开拓初期，用户开展、价格政策极为重要，国家和地方政府应给予政策支持；城市规划、建设、管理部门要按照可持续开展的战略思想，综合考虑污水处理与污水资源的开发与利用；回用水工程的运营管理要遵循市场规律，回用水的定价要考虑供水单位效益、用水单位承受能力和现行物价水平，以便更好地发挥污水资源的作用。         关键词:西安市、水资源、污水处理、污水回用、模型试验、工程设计         前言         西安市是世界闻名的历史文化名城，三千多年的城建史和昔日的繁华盛世，给西安留下了极为丰厚的历史文化遗产，使之成为世界著名的文化古都和旅游胜地。半个世纪以来，西安经过了三次大的建设高潮，已成为我国西部地区改革开放的窗口，经济、科技、文化较为兴旺的中心城市、国际旅游城市和重要的高新技术产业基地。         “九五〞以来，西安市根底设施建设开展迅速，2022年西安市建成区面积已达187km2，人口326万。根据西安市排水规划（1995年至2023年），西安市中心市区分为六个污水收集系统，现状污水排放总量约80万m3/d，污水处理率约34%。         同时，西安市是一个水资源缺乏的城市，全市人均占有地表水资源量缺乏350m3，仅为全国和世界人均占有量的1/6和1/20，大大低于国际公认的维持一个地区社会经济环境所需1000m3的临界值，随着今后城市现代化进程的加快，水资源短缺将会影响城市供水。而污水是一种稳定可靠的、可再生利用的水资源，是解决城市缺水的一条重要途径，污水经深度处理后可回用于工矿企业、市政环卫、园林绿化以及城市河道景观等方面。合理开发和利用城市污水资源，表达了水的\〞优质优用，低质低用\〞和\〞开源节流并重、节流优先、治污为本、科学开源、经济利用\〞的原那么。         1.西安市污水处理及其回用的现状与规划         1.1西安市污水处理现状         西安市现状排水效劳面积约152.2km2，排水管道除老城区及东北郊局部为合流管外，其余以分流制为主。排水管网总长约835.4km。其中污水管道490km（包括现状合流管），普及率67%，雨水管渠345.4km，普及率45%，管渠密度约5.5km/km2。目前污水管网接纳城市污水量约80万m3/d，已建成城市污水处理厂两座，总处理能力27万m3/d，污水处理率34%，其中北石桥污水处理厂15万m3/d，邓家村污水处理厂12万m3/d。         在中国西部大开发之际，为了使排水设施适应城市的开展，提高管网普及率和污水处理率，尽快改善城市水环境，西安市政府把城市排水工程系统改造作为“十五〞期间的一项重要工作，加大污水处理厂的建设力度，重视城市管网改造，以改善西安市的水环境质量。         1.2西安市城市供水现状         西安市城市供水设施历经近50多年的建设，尤其是近几年得到了长足的开展，由过去单一的地下水为主要水源，开展到现在以地表水为主、地下水为辅的供水系统。现有水厂7座，在建水厂1座，其中地表水供水能力72万m3/d（曲江水厂60万m3/d，浐河二水厂12万m3/d），地下水供水能力42万m3/d，供水总能力达114万m3/d，供水面积162km2，供水效劳人口227万00人。         1.3西安市城市水资源及用水量         西安市地表水资源总量为21.78亿m3，人均水资源量是全国平均水平的1/6。从长远来看，西安是一个水资源缺乏的城市。         按照西安市城市总体规划，西安市是由一个中心市区和十一个外围组团组成，市区与组团用水量统一规划、统一调配。近几年，随着黑河引水工程完成，西安的水荒问题已根本解决，2022年，全市最高日供水量为114万m3/d，预计2023年最大日用水量为163.6万m3/d，2023年最大日用水量为190.13万m3/d。加之，城市水体还存在不同程度的污染，2023年以后，西安市用水量仍有一定缺口。         水资源是可以枯竭的，合理开发、利用和保护水资源是社会开展的永恒主题。淡水资源的短缺是不言而喻的，而城市污水具有量大、集中、水质较为稳定的特点，是一种潜在的水资源，污水经过处理后完全可以重复使用，并实现水在自然界中的良性循环。开辟这种非传统水源，实现污水资源化，对保障城市供水平安亦具有重要的战略意义。珍惜水资源，合理利用和开发第二水源，是摆在城建工作者面前必须长远考虑的问题。         1.4西安市排水规划         西安市排水规划（1995～2023）将整个污水排放分为六个系统，即邓家村污水处理厂系统、北石桥污水处理厂系统、店子村污水处理厂系统、袁乐村污水处理厂系统、纺织城污水处理厂系统、六村堡污水处理厂系统，城市污水管网普及率要到达95%以上。污水处理厂建设规模见表1。         注：1、回用水规模仅包括工业利用、市政环卫和城市绿化用水，不含城市河道景观及农业等方面用水。         2、本表所列远期为2023年规划总规模。         2.西安市近期实施的污水处理厂和回用水工程         根据建设部、国家环保总局、科技部关于城市污水处理及污染防治技术政策的通知精神，西安市制定了西安市城市市政公用设施“十五〞方案及2023年规划纲要，方案在\〞十五\〞期间建设纺织城污水处理厂、店子村污水处理厂及其配套排水管网设施。这些工程的实施将改善西安市城市排水设施状况，实行有组织的污水排放和集中处理，使西安市污水处理率超过60%。         2.1西安市邓家村污水处理厂         西安市邓家村污水处理厂始建于1956年，最初处理能力为4万m3/d一级处理，经过1963年和1979年两次扩建后，处理能力到达12万m3/d，并由一级处理提高到二级生物处理。1994年，西安市市政工程管理局依据西安市排水规划并结合西安市城市开展及西安市水资源短缺状况，对该污水厂再次提出改造方案，一是将污水处理规模由12万m3/d提高到16万m3/d，二是增加6万m3/d污水深度处理系统，经深度处理的水作为工业企业局部用水和市政杂用水。         依据我国污水回用设计标准推荐标准（CECS-61:94）、生活杂用水水质标准（CJ25.1-89），结合国内外其它城市污水回用水质标准，并分析该污水处理厂运行以来的水质水量，综合确定了邓家村污水厂回用水的设计标准BOD5≤10mg/l、CODcr≤50mg/l、SS≤5mg/l、NH4-N≤5mg/l、TN≤15mg/l、TP≤1mg/l。         污水处理工艺采用了技术成熟，处理效果稳定，适应性强的A2/O系统（脱氮、除磷）。回用水处理系统采用絮凝沉淀、砂滤系统。设计投加氯化铁药剂于A2/O系统终沉池配水井中，强化生物除磷，降低终沉池出水中磷的浓度。沉淀后出水经提升泵站至砂滤池，采用气水反冲洗滤池，过滤后水至清水池，加压后进入回用水管网。         邓家村污水厂改造工程利用国外政府低息贷款，总投资约1.09亿元，该工程1999年开工，预计2022年3月前二级生物处理局部可投入运行。         2.2西安市北石桥污水净化中心         西安市北石桥污水净化中心是西北地区规模较大的一座现代化污水处理厂，总效劳面积53.5Km2，规划人口60万人。该中心引进国外DE型氧化沟工艺，一期规模15万m3/d，始建于1994年10月，1998年5月投入试运行。运行以来出水水质稳定、运行平稳，主要出水指标BOD5≤15mg/l、CODcr≤50mg/l、SS≤15mg/l、TP≤1mg/l、NH4-N≤5mg/l。         北石桥污水回用工程是西安市城市污水回用试点工程，它位于北石桥污水净化中心内，回用水规模10万m3/d，回用于效劳区域内的企业以及市政环卫园林等杂用水，该工程目前正在实施中。         2.3西安市店子村污水处理厂         拟建店子村污水处理厂位于北二环朱宏路立交以南，二环路与团结库之间，主要接纳西安市旧城区、东北郊、西安经济开发区等区域污水，总效劳面积为4501公顷。         根据第四污水厂效劳范围污水水量、水质调查及预测，工程近期建设规模Q=25万m3/d，其中污水回用量10万m3/d，处理后水排至团结库，经漕运明渠（景观用水）排入渭河（Ⅳ类水体）。设计进水水质BOD5≤230mg/l、CODcr≤410mg/l、SS≤250mg/l、TP≤5.0mg/l、NH4-N≤40mg/l、PH=6～9；处理后出水水质BOD5≤20mg/l、CODcr≤60mg/l、SS≤20mg/l、NH4-N≤15mg/l、TP≤1mg/l。污水处理拟采用A2/O法，污泥处理采用中温厌氧消化，重力浓缩后进行机械脱水。该工程总投资约40000万元。         2.4西安市纺织城污水处理厂NH4-N         拟建纺织城污水处理厂位于西安市浐河东岸，西临高速公路以南，东三环以西所狭三角地带，主要接纳浐河东、西两岸面积为2096公顷的生产废水、生活污水，其中浐河东岸纺织城组团效劳面积为1174公顷，浐河西岸效劳面积922公顷。         根据效劳区域水质水量调查及预测，工程设计近期2023年处理规模Q=10万m3/d，其中污水回用量5万m3/d。设计进水水质为CODcr=390mg/l，BOD5=200mg/l，SS=250mg/l，NH4-N=30mg/l，TP=4mg/l。污水厂出水排至浐河（国家Ⅲ类水体），处理后水质执行污水综合排放标准（GB8978-1996）一级标准，即出水水质CODcr≤60mg/l、BOD5≤20mg/l、SS≤20mg/l、NH4-N≤15mg/l、TP≤0.5mg/l。污水处理拟采用二级生物处理工艺，污泥处理采用机械浓缩机械脱水工艺，污水回用深度处理采用微絮凝过滤技术。初步估算污水处理建设总投资约25000万元。