虞城县再生水利用工程设计

樊英霞

(虞城县水利局，河南 虞城 476300)

1 引言

虞城县正在进行城区河流水系综合整治工作，亟需大量水资源对整治后的河道进行活水补源，以维持河道的基本生态功能；城区道路、绿地的浇洒和建筑施工也需要消耗大量的水资源；这些用水的水质要求不高，属于低水质用水需求，可采用再生水进行供应。截止目前，虞城县尚未进行再生水利用的项目。

2 再生水需水量预测

2.1 工业生产用水

虞城县是典型的农业县城，为加快城市产业升级、优化城市产业结构，近年来在河南省委省政府的支持下，大力发展虞城县产业集聚区，形成了以装备制造业、纺织服装、食品加工为主的产业链条，取得了不俗的成绩，但也存在龙头企业数量偏少，经济总量较小，产业化水平低的问题。这些工业类型中装备制造业对再生水需求量较小，纺织服装和食品加工，卫生要求高，用水水质要求高，不适于进行再生水利用。

2.2 道路和绿化浇洒用水

根据《虞城县城乡总体规划(2016-2035)》对虞城县中心城区的用地相关规划，至2025年城市道路广场用地面积为514.27 hm2，绿地面积为336.03 hm2。根据《室外给水设计标准》浇洒道路用水量取2 L/(m2·d)，浇洒绿地用水量取1 L/(m2·d)。

2.3 冲厕用水

目前，在北京、天津等一线城市已经开始推广再生水冲厕利用，但从实际运行情况来看，再生水用于冲厕还存在以下问题：①再生水管网管理复杂，存在一定的供水安全性风险。②再生水利用需要对现有卫生洁具供水系统进行改造，投资较大，改造难度也很大。③小区内再生水存储、升压及消毒设备不完善、设备故障率高，导致再生水系统运行不理想。④老社区内道路狭窄，管线综合交错，再生水管网系统敷设难度很大。⑤再生水对配水管线及用水器具的防腐要求较高。

2.4 洗车用水

根据统计数据，截止2018年度，虞城县的机动车保有量近10万辆，预计至2025年将达到约14万辆，至2035年将达到约20万辆。单辆汽车每次洗车用水量约0.10 m3，每辆车平均7 d洗车1次，则每辆车平均每天洗车用水量为1.40×102m3，由此可知虞城县城近期的洗车用水量约为0.20万m3/d，远期洗车用水量约为0.28万m3/d。考虑到洗车用水量较小，且用户分布分散，单独敷设再生水管道代价过大且不易管理，因此暂不考虑再生水的洗车之用。

2.5 建筑施工用水

虞城县城目前处于快速城市化的发展过程中，各种建筑拔地而起，建设工地较多。建筑施工用水主要用于冲洗、压尘、砂浆、混凝土养护等，用水量不稳定，不易估算，且较为分散，为避免再生水管道建设过多，工程投资过大，工程暂不考虑再生水的建筑施工用水。

2.6 景观河道补充水

虞城县城区内响河、牛河、周商永运河、十字河、十字河西支、运粮河、东沙河、白河、中心干渠等河道，大部分为季节性河道，不降雨时，河道流动性较差，易腐败变质。项目的一个很重要的建设目的是为陇海铁路以南的季节性河道补充水源，使其形成活水，实现长制久清，避免整治后再返黑返臭。

2.7 再生水需水总量

通过分析预测，可以得出虞城县中心城区至近期2025年的再生水需水量，具体需水量见表1。

表1 虞城县城2025年再生水需求量预测表

3 再生水水源选择

城市污水量与城市供水量几乎相当，就近可得，易于收集，经过污水处理厂深度处理处理后其污染物含量已相对较低，水质水量相对稳定，目前水再生处理技术比较成熟，经适当处理后可做为工农业生产的水源。

虞城县第三污水处理厂建成后，虞城县3座污水处理厂的总处理能力将达到10万 m3/d，主要出水指标将提升至地表水Ⅳ类水标准，可提供大量优质的再生水资源。但虞城县尚未对这些水资源进行有效利用，而是直接排放至响河，造成资源浪费。

这些处理后的尾水白白排入自然水体，不但造成污染，还是一个巨大的浪费，根据《城镇污水再生利用工程设计规范》其水量水质可满足8万m3/d再生水厂的需求，也是虞城县县城周边唯一具有如此规模的水源。确定将虞城县3座污水处理厂处理后的尾水做为再生水厂的水源，即利用虞城县第一、第二、第三污水处理厂处理后的尾水资源建设虞城县再生水厂。

4 工程建设规模的确定

4.1 再生水水源供水能力分析

虞城县中心城区现有3座污水处理厂，分别为虞城县第一污水处理厂、虞城县第二污水处理厂和虞城县第三污水处理厂。根据《城镇污水再生利用工程设计规范》4.3.1条和4.3.2条，再生水厂的设计规模按最高日水量确定，且不宜超过污水处理厂规模的80%。虞城县3座污水处理厂的总规模为10万m3/d，大于再生水的需水量，作为水源的供水能力是可以满足再生水厂的取水需求的。

项目再生水的用途主要是城区道路和绿地浇洒用水、河道生态补水，用水的稳定性和保证率要求不高，且还有城市自来水和河水可作为备用水源，因此，即使再生水供水量偶尔不足也不会造成大的影响。扩大再生水厂的供水能力对水资源的有效利用、再生水厂的经济效益有较大的促进作用，对环境保护也是非常有益的事，因此应能用尽用。

4.2 工程建设规模

根据上述的再生水需水量预测和再生水水源供水能力分析，确定虞城县再生水厂的建设规模为8万m2/d。

5 再生水供水水质与污水处理厂设计出水水质

5.1 污水处理厂的设计出水水质

虞城县第一、第二、第三污水处理厂正在进行提标改造工程，该工程完成后，出水COD、BOD5、氨氮、总磷将达到《地表水环境质量标准》Ⅳ类水质要求，其余指标继续执行《城镇污水处理厂污染物排放标准(GB18918-2002)》的一级A标准。各污水处理厂设计出水水质见表2。

表2 虞城县第一、第二、第三污水处理厂的设计出水水质表 (单位：mg/L)

5.2 污水处理厂需要进一步提高的水质指标

①对于溶解氧指标，由于污水处理厂均设有好氧生化工艺，后续的深度处理过程中也会陆续经过跌水堰充氧等，实际运行中其出水溶解氧均会高于1 mg/L，因此无须进行特别处理即可达标。②对于余氯指标，第三污水处理厂目前采用次氯酸钠消毒，只需加大污水处理厂的次氯酸钠投加量即可达到再生水的指标要求。③对于嗅和味，2座污水处理厂均设有混凝、沉淀、过滤、消毒的深度处理系统，流程与地表水净水工艺相同，出水基本无嗅和味。④对于色度指标，污水处理厂出水要求较低，而再生水要求较高，现有工艺不易达到。因此，为进行再生水利用，满足用户对水质的需求，污水处理厂尚需增加脱色工序，进一步降低出水色度。

5.3 目前常用的脱色方法

目前常用的脱色方法：①臭氧氧化脱色法；②絮凝脱色法；③吸附法；④反渗透膜脱色法；⑤芬顿脱色法。

5.4 脱色工艺选择和再生水厂工艺流程

脱色工艺选择和再生水厂工艺流程：目前常用的5种脱色工艺，认为臭氧氧化脱色法具有脱色效果好、反应迅速、流程简单、没有二次污染、兼具去除嗅、味、CODcr的优点，适合于项目用地紧张、县级污水处理厂管理水平相对较低的特点，工程推荐采用臭氧氧化的脱色工艺。

由于3座污水处理厂的提标改造项目正在进行，提标改造工艺中已经加入了臭氧氧化工艺，提标改造完成后各污水处理厂出水将能够满足再生利用的要求;故不新建脱色设施。

6 结语

总之，虞城县再生水利用一期工程扩大再生水利用范围，节约有限的水资源，缓解虞城县水资源利用紧张局面；利用再生水对城区道路、公园绿地进行浇洒，创造美好的生活环境；对周商永运河、运粮河、十字河、十字河西支等河道景观水体进行生态补水，活水保质，消除城市黑臭水体，提高河道生态景观标准，增加滨水空间，提升城市品质。