太原市城市污水处理厂再生水回供景观用水的分析

郜 俊 峰

(太原市排水管理处，山西 太原 030006)

太原市城市形象的目标定位为“经济强市、文明城市、园林城市、历史文化古城”。建筑与山水为主体的现代化生态园林城市是总的城市景观构架基调与特色。而水资源短缺是制约山西经济发展的首要因素。太原市人均占有水资源量仅为173 m3，不足全省人均占有量的1/2，仅为全国人均占有量的1/13，属于严重缺水城市。水资源已成为制约太原市今后发展的主要瓶颈之一。

1 太原市目前景观水体情况

太原市目前有各类湖、河、公园等景观水体10余个，水域面积及蓄水量巨大，其中汾河公园水域面积达320万m2，同时太原市启动的汾河美化三期工程，将新增水域面积约360万m2，由于太原市基本没有地表径流，地下水也十分匮乏，维持景观水体蓄水全部依靠补充水源，为此太原市汾河、森林公园、城西水系以及迎泽公园等每年均需从汾河水库大量调水。但汾河水库水源主要为引黄水源，一方面原水价格高昂，另一方面由于供水距离较长，因而，利用水库作为景观水体补水水源经济效益差。

2 太原市再生水情况

目前，太原市城市生活污水处理厂6座，分别为北郊污水净化厂、杨家堡污水净化厂、晋阳污水净化厂、城南污水净化厂、赵庄污水净化厂、经济区金世纪阳光水净化厂，总设计处理能力为82万t/d。太原市污水处理厂出水水质均达到GB 18918—2002一级A类标准，具备回用条件，目前太原市正在对城市污水处理厂进行提标改造，待改造完成后出水COD、氨氮、总磷三项指标将达到地表水Ⅴ类标准。

多年来，太原市一直积极推进再生水的回用工作，主要回用对象为工业、市政杂用以及农田灌溉。由于近年来太原市产业结构的调整，工业用户十分有限，而市政杂用受用水量的限制，用量也非常少，仅靠工业和市政杂用已远远不够，必须开辟再生水景观回用的途径，才能确保太原市完成再生水回用的目标。

3 再生水回用景观可行性分析研究

3.1 技术可行性

太原市污水处理厂目前出水水质基本达到一级A标准，晋阳污水处理厂MBR工艺部分指标已达北京地方类四类地方标准(除总氮外，其余各主要指标达地表水4类标准)，各水质标准见表1。

为提高再生水的回用，做好节约用水工作，合理利用再生水资源，实现城市污水再生利用，推动城市污水在景观环境用水中的回用工作，我国出台制定了GB/T 18921—2002城市污水再生利用景观环境用水水质，见表2。

表1 一级A、地表水Ⅴ类、北京类四类标准对比表 mg/L

表2 GB/T 18921—2002城市污水再生利用景观环境用水水质

上述标准对比各项指标，污水厂出水一级A标准完全满足GB/T 18920—2002城市污水再生利用景观环境用水水质的观赏性景观环境用水标准，北京类四类水质标准满足全部城市污水再生利用景观环境用水水质标准。目前，太原市污水厂出水回用景观主要还是担心引起水体富营养化的问题，再生水回用景观标准中对停留时间做了严格的要求，完全使用再生水的景观水体，水力停留时间宜在5 d之内，水温超过25 ℃，停留时间不宜超过3 d，这一要求，给太原市再生水的景观回用制约非常大。为应对水体富营养化的问题，国内做过多年研究，目前再生水回用景观防止富营养化可采用以下方法：

1)在目前一级A标准的基础上，采用深度处理工艺，进一步降解氮、磷等植物性营养。主要深度处理工艺有超滤、生物曝气滤池、湿地处理等。

2)采取严密的监控措施，利用投加药剂、增加体外循环、采取曝气等形式预防和解决水体富营养化的发生。

3)采取多水源配水解决水体富营养化发生的可能性。

另外，相对于其他水源而言，城市污水处理厂再生水不会随着开采和使用而减少，具有水源稳定的特点。

3.2 经济可行性

太原市污水处理厂目前出水水质全部达到一级A标准，吨水处理成本约1元，年污水处理费用达2.2亿元以上。但出水绝大部分排入汾河下游河道，未起到任何经济与环境效益。城市污水处理厂均靠近市区，如作为景观回用仅需建设回用管网。

就目前水处理技术而言，达到任何标准都不存在障碍，关键是经济性指标。如前所述，植物性营养物氮、磷的去除，可以依靠增加深度处理工艺来实现，相对目前一级A标准出水，采用深度处理工艺需增加投资约800元/t～1 200元/t，运行成本增加约0.5元/t。

相较其他水源而言，再生水回用具有明显的经济优势。

3.3 相关案例分析研究

目前，我国最早将城市污水厂出水回用于景观环境用水的研究开始于“七五”国家科技攻关计划。此后，北京、天津、西安、大连等城市陆续开始了污水再生利用的技术、工艺及经济等方面的研究工作。天津市制定了地方标准《天津市景观河道水质质量标准》，并开始将天津市纪庄子污水处理厂的二级出水引入景观环境再生水实践。“八五”攻关的成果在理论创新和实践方面都有长足的进步，并在山东省泰安市建立了城市污水厂出水再生利用于景观环境的示范工程，并对水质指标进行了长时间监测，取得了较好的效果。“十五”期间“城市污水再生利用政策、标准和技术研究与示范”的课题研究全面展开，并在天津市、北京市、青岛市等城市建立了一批再生水景观环境再利用示范工程，为再生水景观环境再利用推广奠定了基础。

目前，我国再生水回用于景观的案例主要有：

1)石家庄市一级A出水作为城区水系主要水源。

2)北京清河污水处理厂采用生物曝气滤池出水供清水河。

3)高碑店污水处理厂经超滤后出水供高碑店湖。

4)沈阳污水处理厂出水经湿地处理系统后进入公园。

5)清河污水处理厂出水经超滤出水供奥林匹克公园。

这些项目都运转良好，尤其是北京奥林匹克公园，使用再生水作为补水水源五年来未发生过任何水华现象。

综上所述，再生水回用景观环境用水在经济、技术方面均具有可行性，并且在国内有大量使用案例支撑。

4 太原市再生回供景观的思路及建议

依据《太原市总体规划(2010—2020)》《太原市城市排水专项规划(2014—2020)》，太原市于2015年5月编制完成《太原市城市再生水利用专项规划》。《规划》中明确了城区主要河道及景观水体蓄水使用再生水。

太原市建成区范围内主要河流有汾河，主河道有阳兴河、北涧河、北沙河、南沙河、北排洪渠、玉门河、虎峪河、九院沙河、冶峪沟、风峪沟等较大支流，河道总面积约1 876万m2。太原市将要实施的汾河三期工程,具体位置位于祥云桥南0.5 km至晋祠迎宾路南2 km，共计12 km，河道将拓宽至430 m～450 m，河道面积约360万m2。

建议太原市选取汾河三期工程作为再生水景观环境回用的试点，逐步扩展太原市再生水景观回用工作。在汾河三期建设过程中考虑再生水的使用，结合汾河特点，确定再生水回用的规模、水质等参数。并在太原市建成区范围内主要河流工程建设中考虑再生水回供、多水源供水等供水模式。加强工程的监督、管理，提出合理的预警、应急等方案。