蕩口某商城商戶手冊

1、北京市污水深度處理及回用的現(xiàn)狀分析與發(fā)展文/周軍1劉培勇2李魁曉1 甘一萍1(1.北京城市排水集團有限責任公司科技研發(fā)中心，北京，100124)（2.廈門中聯(lián)環(huán)環(huán)保工程有限公司，廈門，361004）隨著城市規(guī)模的擴大，人口的急劇增加以及生活水平的不斷提高，北京市水資源供需矛盾日益尖銳。北京市年自產(chǎn)水資源量為39.99億立方米，多年平均入境水量為16.50億立方米，多年平均出境水量為11.60立方米，當?shù)厮Y源的人均占有量只有300立方米，為全國人均水資源占有量的1/8，世界人均水資源占有量的1/32。水資源的可持續(xù)利用已直接關(guān)系到北京市社會經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展問題，緩解水資源的供需矛盾有多種途徑，

2、包括外流域調(diào)水、開源節(jié)流、污水再生利用等措施。城市污水由于其相對穩(wěn)定的水質(zhì)和水量可作為城市可靠的第二水源，已成為當今世界各國在解決水資源短缺問題時的共識。我國城市用水結(jié)構(gòu)中，飲用水僅占2%，生活雜用水約占50%，市政建設(shè)雜用水約占40%，絕大部分城市用水和工業(yè)工藝用水對水質(zhì)的要求并不高。經(jīng)過凈化處理后的城市污水可以用作生活雜用水、市政綠化用水、工業(yè)用水、景觀生態(tài)補水和農(nóng)田灌溉等多種用途，可替代等量的新鮮水量。污水的再生利用既開辟了一個穩(wěn)定的新水源，又可減少廢水排放造成的環(huán)境負荷，對緩解水資源緊缺和改善水環(huán)境都有重要的意義。本文對北京市的污水處理的發(fā)展及深度處理的發(fā)展現(xiàn)狀進行了綜述，對污水深度處

3、理回用存在的問題與發(fā)展趨勢進行了闡述。1.北京市污水深度處理及回用的現(xiàn)狀1.1北京市污水處理現(xiàn)狀分析目前北京市的污水處理設(shè)施主要由兩部分構(gòu)成，首先是城市集中污水處理廠，負責處理城市生活污水和工業(yè)廢水；其次是工業(yè)企業(yè)內(nèi)部污水處理設(shè)施，負責廠區(qū)內(nèi)部工業(yè)廢水的處理，使工業(yè)廢水達到排放標準后排入市政污水管道，部分企業(yè)對處理后的污水進行了回收利用。北京市污水處理工程的建設(shè)可以追溯到元代，那時就已經(jīng)有了排水管渠。解放后，在市政各大主要城區(qū)相繼鋪設(shè)了數(shù)千公里的排水支干線、完成了龍須溝整治等工程。1959年建設(shè)了具有初級處理能力的高碑店污水處理廠（20萬立方米/日）和酒仙橋污水處理廠（1.5萬立方米/日）。改

4、革開放以來，建設(shè)工作有了更快的發(fā)展。到1998年，北京排水設(shè)施的總資產(chǎn)達30億元，包括：排水管線 2846公里，高碑店、方莊、北小河3座污水處理廠（總處理能力為58萬立方米/日），污水處理率為25。近5年，由于政府財力的支持及企業(yè)改制融資能力的提升，到2002年，北京污水處理工程建設(shè)運行投入為18.03億元，是1996年3.34億元的5.4倍（見表1），排水設(shè)施總資產(chǎn)已達約80億元，包括：排水管線3500公里，高碑店、清河、酒仙橋等7座污水處理廠（總處理能力為158萬立米/日），污水處理率超過50%；回用水設(shè)施3座（49.5萬立米/日）、管線150公里、回用率達15%。2008年奧運會的舉辦進

5、一步推動了給北京市污水處理事業(yè)的發(fā)展。50年代以來北京市污水總量與污水處理能力的發(fā)展如圖1所示。從圖中可以看出污水總量一直在緩慢增加，90年代達到了250萬立方米/日。而污水處理能力在94年以前一直維持在較低的水平，后來隨著經(jīng)濟技術(shù)的發(fā)展進入90年代后，北京市污水處理廠的建設(shè)進度加快,污水的處理能力有了大幅度的提升。2010年前北京投運的污水處理系統(tǒng)如表2所示。污水處理廠總規(guī)模達到358萬立方米/日，其中城區(qū)污水為268萬立方米/日。污水處理設(shè)施的建設(shè)為城市污水再生回用創(chuàng)造了更好的條件。序號項目名稱投運時間（年）設(shè)計處理能力(m3/d)平均處理水量(m3/d)1北京城市排水集團高碑店污水處理廠

6、199910077.542北京城市排水集團酒仙橋污水處理廠20002020.33北京城市排水集團小紅門污水處理廠20066058.44北苑污水處理廠200943.65北京城市排水集團北小河污水處理廠1990107.566北京城市排水集團吳家村污水處理廠200386.067北京城市排水集團方莊污水處理廠1995448中航豐臺云崗污水處理廠19961.21.19北京盧溝橋污水處理廠2004106.310永豐再生水廠200821.7311溫泉再生水廠200821.1412北京城市排水集團清河污水處理廠2004404513北京肖家河污水處理有限公司20032214北京市自來水集團門城污水處理有限公司2

7、00441.115長陽污水處理有限責任公司200820.516房山城關(guān)污水處理廠200921.7317良鄉(xiāng)污水處理廠增加處理水量200343.518?？谟鬯幚韽S199562.519通州碧水污水處理廠2005108.120通州區(qū)漷縣鎮(zhèn)中心區(qū)污水處理廠200910.221張家灣鎮(zhèn)污水處理廠10.522次渠污水處理廠200510.523順義天竺污水處理廠200621.224同順中水處理廠200810.425順義區(qū)污水處理廠200787.4526北七家污水處理廠20082.52.4527南口鎮(zhèn)污水處理廠200921.128天通苑污水處理廠20091.321.2629昌平污水處理中心20035.42

8、.430昌平區(qū)水務(wù)局小湯山污水處理廠20061.050.631北京興水水務(wù)有限責任公司污水處理廠200087.0932天堂河污水處理廠200940.3233龐各莊污水處理廠20091.10.2534北京金源經(jīng)開污水處理有限公司200253.835懷柔區(qū)污水處理廠20077.54.6636平谷洳河污水處理廠200884.637北京市自來水集團密云檀州污水處理廠19914.52.438北京市自來水集團夏都縉陽污水處理有限公司200131.81.2深度處理及回用現(xiàn)狀分析京市每年通過城市污水處理廠二級處理后形成的達標排放水約6億立方米，作為再生水的源水，具有不受氣候影響，取用集中便利、水質(zhì)較為穩(wěn)定等優(yōu)

9、點。如加以利用將成為一個可靠的新水源，同時還可節(jié)約大量的優(yōu)質(zhì)飲用水資源。20世紀80年代，北京陸續(xù)實施了一些小型污水再利用工程，主要為小型中水設(shè)施，即利用建筑本身產(chǎn)生的污水或污染較小的洗滌水，經(jīng)處理后用于沖廁所和庭院綠化等市政雜用水。進入90年代，隨著高碑店、酒仙橋污水廠相繼投運，特別是高碑店污水處理廠再生水回用項目的建成，北京市再生水利用進入了高速發(fā)展階段。北京市相繼出臺并不斷完善再生水利用的政策和法規(guī)，再生水利用規(guī)模急速擴大，管網(wǎng)建設(shè)不斷擴張，再生水經(jīng)營企業(yè)不斷轉(zhuǎn)變思路，取得突破，工作核心已由基本建設(shè)轉(zhuǎn)到供水保障。1999年根據(jù)北京市政府的有關(guān)指示精神，北京市市政設(shè)計院、北京市規(guī)劃院和北京

10、市城市節(jié)水辦合作編制了高碑店污水處理廠再生污水綜合利用規(guī)劃。高碑店污水處理廠處理水資源化再利用工程是北京市目前最大的城市再生水回用項目，現(xiàn)已經(jīng)建成投入運行。該工程修建再生水回用管道30.6公里和加壓泵站一座，總投資約3.4億人民幣。近期實現(xiàn)30萬立方米/日，其中20萬立方米/日輸送到高碑店湖中，供第一熱電廠冷卻循環(huán)用水的補充水源；另10萬m3/d經(jīng)水源六廠深度處理后用于市政雜用，主要作為水工業(yè)用水、園林綠化灌溉、環(huán)衛(wèi)灑水降塵和公園水源補給等。2002年至2007年期間投資近15億元，由北京排水集團陸續(xù)建設(shè)完成酒仙橋再生水廠（6萬立方米/日）、吳家村再生水廠（4萬立方米/日）、清河再生水廠（8萬

11、立方米/日）、北小河再生水廠（6萬立方米/日）、方莊再生水廠（1萬立方米/日）、小紅門污水資源化再利用輸水泵站工程（30萬立方米/日）及400公里配套管線，實現(xiàn)再生水年供水能力3.5億立方米。供水流域東起高安屯，西至石景山，北起回龍觀，南至大興，供水用戶主要包括工業(yè)循環(huán)冷卻、農(nóng)灌、河湖景觀、住宅沖廁、城市綠化、市政雜用等。1.3污水深度處理主要的技術(shù)研究污水循環(huán)利用的核心技術(shù)是污水的再生處理，即通過深度處理使水質(zhì)達到相應(yīng)的回用要求。再生水的處理主要是針對城市污水處理廠的二級出水進行的，對運行正常的污水處理廠二級出水中的污染物可分為如下幾類：以CODCr和BOD5為代表的有機污染物；氮和磷等無機

12、物；顆粒狀固體；細菌、病毒、原生動物、蠕蟲等病原微生物。而污水再生利用時的處理對象就是以上四類物質(zhì)。目前北京市主要采用的深度處理方法主要有混凝沉淀過濾工藝，生物過濾技術(shù)，膜處理技術(shù)以及臭氧氧化等組合工藝。1混凝沉淀過濾工藝常規(guī)處理工藝或傳統(tǒng)處理工藝就是指混凝、沉淀、砂濾，其目的是去除懸浮物、濁度和殺滅水傳染病菌，應(yīng)用于污水深度處理可提高對有機物、濁度、磷和氮等營養(yǎng)物質(zhì)及其他溶解性物質(zhì)的去除率，改善出水水質(zhì)，具有投資少、設(shè)備簡單，維護操作易于掌握，處理效果好等優(yōu)點，但難以徹底去除水中病原微生物、有毒有害微量污染物和生態(tài)毒性等，難以保證出水的安全性。我國的中水回用工藝多采用此工藝，例如，北京高碑店

13、污水處理廠和酒仙橋污水處理廠均采用此工藝，其三級出水主要回用于工業(yè)冷卻、市政和生活雜用、景觀水體補水等。濾布濾池(Cloth Media Filtration，AquaDisk)是近十年迅速發(fā)展起來的一種應(yīng)用在污水深度處理及回用工程的一種新型表面過濾技術(shù)的新技術(shù)，其主要優(yōu)點為處理效率高，出水穩(wěn)定，能承受較大的水力及懸浮物沖擊負荷，占地面積小。微濾布過濾設(shè)備在技術(shù)上可以替代傳統(tǒng)的深床過濾設(shè)備，與傳統(tǒng)過濾設(shè)備相比，該設(shè)備具有結(jié)構(gòu)緊湊、水頭損失小、占地面積少、處理費用低等特點。2生物過濾技術(shù)生物過濾技術(shù)將生物膜法與過濾技術(shù)結(jié)合在一起，充分利用了濾池中濾料的攔截作用和濾料上附著的生物膜的降解作用，將二

14、沉池出水中未能去除的大多數(shù)物質(zhì)能夠有效地去除。根據(jù)是否曝氣，生物過濾又可分為缺氧過濾和好氧過濾，好氧過濾技術(shù)的代表就是曝氣生物濾池。在歐洲，為了適應(yīng)新的標準，陸續(xù)開發(fā)了一系列新的污水處理技術(shù)，曝氣生物濾池從中脫穎而出。它首先被用作三級處理，后來發(fā)展成直接用于二級處理。曝氣生物濾池充分借鑒了污水處理接觸氧化法和給水快濾池的設(shè)計思路，集曝氣、高濾速、截留懸浮物、定期反沖洗等特點于一體。其工作原理主要有過濾、吸附和生物代謝。濾池工作時，在濾池中裝填一定量粒徑較小的粒狀濾料，濾料表面生長著生物膜，濾池內(nèi)部曝氣，利用濾料上高濃度生物膜的氧化降解能力對污水進行快速凈化；同時，因污水流經(jīng)時，濾料呈壓實狀態(tài)，

15、利用濾料粒徑較小的特點及生物膜的生物絮凝作用，截留污水中的大量懸浮物，且保證脫落的生物膜不會隨水漂出；此外，填料及附著其上生長的生物膜對溶解性有機物具有一定的吸附作用。運行一定時間后，因水頭損失的增加，需對濾池進行反沖洗，以釋放截留的懸浮物并更新生物膜。填料是曝氣生物濾池的核心組成部分，影響著曝氣生物濾池的發(fā)展。曝氣生物濾池發(fā)展過程中依次出現(xiàn)過3種不同的形式：BIOCARBONE，BIOFOR和BIOSTYR，采用的填料各不相同。BIOCARBONE采用的是石英砂粒；BIOFOR采用的是輕質(zhì)陶粒；BIOSTYR采用的則是密度比水小的聚苯乙烯球形顆粒。石英砂粒由于密度大，比表面積、孔隙率小，當污

16、水流經(jīng)濾層時阻力很大，生物量少，因此濾池負荷不高、水頭損失大。輕質(zhì)陶粒和聚苯乙烯作填料時，由于密度小，比表面積、孔隙率大，生物量大，因此濾池的負荷較大，水頭損失較小。國外的實際運行表明，BIOFOR和BIOSTYR明顯優(yōu)于BIOCARBONE。3膜處理技術(shù)膜是一種具有特殊選擇性分離功能的無機或高分子材料，它能把流體分隔成不相通的兩個部分，使其中的一種或幾種物質(zhì)能透過，而將其他物質(zhì)分離出來。德國、英國已用膜技術(shù)治理了萊茵河和泰晤士河，我國也建設(shè)了一批應(yīng)用膜技術(shù)的環(huán)保示范工程，并取得了良好的效果。尤其是新型的膜材料(包括有機、無機和復(fù)合材料)不斷推陳出新，以及膜組件及裝備和集成技術(shù)的迅速發(fā)展和不斷

17、完善，給膜技術(shù)廣泛應(yīng)用推波助瀾。但是膜的污染和和投資運行費用較高制約了它的應(yīng)用和發(fā)展。目前應(yīng)用得較多的膜處理技術(shù)主要有微濾、超濾、納濾、滲析、反滲透、電滲析等。(1)微濾微濾用于深度處理最常見的是取代深床過濾以降低水中濁度，去除剩余懸浮固體和細菌，強化消毒，并作為反滲透的預(yù)處理。微濾膜的過濾孔徑介于0.0510 m。微濾膜直接過濾可以獲得良好的濁度去除效果，但對有機物的去除有限，所以通常建議與混凝沉淀或高效過濾聯(lián)用。(2)超濾超濾膜工藝是利用超濾膜兩側(cè)的壓力差，使水、離子和小分子透過膜，而截留水中的有效直徑在0.005-0.1 m內(nèi)的細菌、病毒、膠體微粒和分子量在5000150000 Da范圍

18、內(nèi)的蛋白質(zhì)、各類酶等大分子。超濾膜的過濾孔徑介于0.0020.2 m。超濾膜的材質(zhì)包括聚丙烯腈、聚醚砜、聚砜等，制成中空纖維式膜、卷式膜或管式膜，廣泛應(yīng)用于地表水、海水及廢水處理。與微濾相比，超濾的孔徑更小，對污染物的去除率更高。將超濾膜技術(shù)用于污水處理廠二沉池水的深度處理，可以完全脫除水中的細菌和大腸桿菌，有效地清除其中的懸浮顆粒，并在一定程度上降低BOD、COD、總氮和總磷等污染物的濃度。(3)納濾納濾也稱為低級反滲透，可以排斥0.001 m的微小顆粒。納濾用于廢水中某些特定的溶解組分，如產(chǎn)生硬度的多價金屬離子，同石灰軟化相比，納濾出水能滿足最嚴格的回用水質(zhì)要求。納濾可以同時去除無機及有機

19、組分、細菌和病毒，所以可以很大程度降低對消毒的要求。目前使用的納濾膜主要包括中空纖維膜、螺旋卷式醋酸乙烯膜、管式非對稱型醋酸纖維膜等。(4)反滲透反滲透膜工藝是利用半透膜兩側(cè)的壓力差脫除水中的鹽類和低分子物質(zhì)，截流物包括無機鹽、糖類、氨基酸、BOD、COD等。反滲透膜的孔徑介于0.0050.0005 m。目前反滲透技術(shù)已應(yīng)用到城市大型海水淡化水廠、純凈水制取、污水再利用以及改善工業(yè)供水等多個領(lǐng)域。在國外反滲透技術(shù)主要應(yīng)用于海水的脫鹽，以補充地下水資源及農(nóng)業(yè)灌溉之用。如澳大利亞新南威爾氏的Coffs 港口，就將反滲透技術(shù)應(yīng)用于污水深度處理和海水脫鹽，并將再生水回灌到地下，以增加地下水層的含水量。

20、2.北京市污水深度處理回用存在問題與發(fā)展趨勢2.1制約污水再生回用的原因分析城市污水再生回用既能減少水環(huán)境污染，又可以緩解水資源緊缺矛盾，是貫徹可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的重要措施。但目前污水回用除污水灌溉外，在城市回用方面還未能廣泛應(yīng)用，綜合分析，有以下幾方面的原因：1、推行污水再生回用的配套法規(guī)不健全，缺乏鼓勵污水回用的政策。很長時間以來，北京市的水價一直處于較低水平，使用處理后的再生水比使用自來水在經(jīng)濟上沒有多大效益，因此污水再生回用必須有法規(guī)強制推行，否則難以實現(xiàn)。2、缺乏污水再生回用系統(tǒng)總體策劃。城市污水處理后作為工業(yè)冷卻、農(nóng)田灌溉和河湖景觀、綠化、沖廁等用水在技術(shù)上已無問題，但由于可使用再生水

21、的用戶比較分散，用水量都不大，處理后的再生水輸送管道系統(tǒng)是當前需重點解決的問題；由于以前在道路和市政管道建設(shè)時未考慮修建再生水管道，一些道路下各種管道已安排得很滿，沒有再生水的位置，一些道路雖然可安排再生水管道，但需破路才能埋設(shè)，影響交通，這也是影響城市污水再生回用的一個因素。3、水價體系不健全，影響再生水回用的發(fā)展，確定一個合理的污水回用價格，是促進污水再生回用的重要前提。2.2北京市污水深度處理回用展望2005年實施的北京市節(jié)約用水辦法進一步明確“統(tǒng)一調(diào)配地表水、地下水和再生水”，首次將再生水正式納入水資源，進行統(tǒng)一調(diào)配，成為了重要的組成部分。正是在政策的推動下，北京市再生水利用規(guī)模不斷擴

22、大。2015年前北京規(guī)劃市區(qū)還將繼續(xù)投資近百億元，對現(xiàn)有8座污水處理廠實施升級改造工程。污水處理廠升級改造的直接目標是提高現(xiàn)有污水處理廠出水水質(zhì)，從排放標準提升至使用標準，達到再生水利用標準。最終目標是通過調(diào)配再生水更大程度地改善中心城水環(huán)境，形成各供水區(qū)域的聯(lián)通，進一步提高全方位的調(diào)配功能，重點是補充干澀、斷流河道，滿足北京市整體水系的用水需求。屆時生產(chǎn)能力達到267萬立方米/日，年供應(yīng)優(yōu)質(zhì)再生水能力達到9.7億立方米，輸配管網(wǎng)達到700公里。隨著再生水設(shè)施的逐步規(guī)?；偕檬聵I(yè)逐步走上大發(fā)展時期。2006年再生水占北京市全部供水水源總量的10%；2007年再生水供水量達到4.8億立方

23、米，占全市供水水源總量的14%；2008年再生水供水量達6.2億立方米，回用率達到50%，再生水利用量首次超過地表水（5.7億立方米）。值得一提的是，2003年北京市正式確定中水價格為每立方米1.00元，由生產(chǎn)供應(yīng)單位向用戶按使用的水量計量收取，在價格體系中確立了再生水的地位，為再生水經(jīng)營企業(yè)注入了運行活力。3.北京市污水再生回用面臨的問題污水再生回用是一項大的系統(tǒng)工程，除了要修建再生水處理設(shè)施和供水管道外，還要有政策法規(guī)保障和必要的管理措施，以保證再生水回用事業(yè)的發(fā)展。1、發(fā)展高效價廉的廢水回用處理技術(shù)。利用現(xiàn)有廢水回用處理技術(shù)，人們能夠得到不同水質(zhì)的再生水。采用膜技術(shù)深度處理廢水，再生水能夠達到飲用水水質(zhì)標準。但是，膜技術(shù)尚不成熟：成本較高，盡管近幾年來，膜成本已經(jīng)大幅度下降；存在一些技術(shù)難點，如膜堵塞。開發(fā)性能優(yōu)良、價格低廉的水處理藥劑，發(fā)展高效、可靠的水處理技術(shù)，進一步降低回用成本，提高運行穩(wěn)定性，是廢水回用處理技術(shù)的發(fā)展方向。2、制定合理的、完善的回用水水質(zhì)標準。自20世紀60年代以來，世界各國紛紛著手研究廢水回用，取得了長足的進步。但是，對于廢水回用，存在一些對人體健康和環(huán)境不確定的因素。由于對廢水資源化沒有全面的科學依據(jù)，各國制定的回用水水質(zhì)標準有較大差異。一方面，廢水回用的某些水質(zhì)指標過于嚴格；另一方面，回用水水質(zhì)標準還不完善。深