朝阳市再生水利用规划现存问题探究

滕立军

(朝阳市建平县水资源办公室，辽宁 建平 122400)

调查显示，2019年朝阳市水资源总量119257.0万m3，人均水资源量仅有500m3，不足全国平均水平1520m3的1/4，按国际标准属于严重缺水区。朝阳市地处半湿润半干旱易干燥地区，年降水量为450-580mm，年内降水分布不均匀且年际变化较大，主要集中于5-8月。此外，境内河流大多具有雨源型特征，旱季成沟而雨季成河，加之动态补给水源明确不足，河流普遍存在严重的污染。所以，综合高效利用非常规水源已经到了刻不容缓的地步。

再生水是指污水经过适当处理符合特定使用要求，并能够有益使用的水，污水处理后要符合相应的水质要求。实践表明，城市再生水是非传统水源中最有效的利用方式。近年来，对于城市再生水的利用朝阳市开展了积极有益的探索，先后编制了雨水及再生水利用规划、再生水供水管网规划、整体布局规划等项目，从详细规划层次到总规层次逐步推进再生水的利用[1-2]。

一般地，城市再生水利用规划有回用管网布置、水处理工艺选择、厂站布局、水量平衡分析、需水量预测、再生水用途确定以及再生水水源确定等内容。对此，国内相关学者做了深入探究，如李敏等[3]以西北地区为例，运用系统动力学SD模型预测分析了城市再生水利用，并结合城市发展情况提出适合的利用方案；熊家晴等[4]深入探讨了再生水水量的计算、再生水对象的选择等问题。文章以朝阳市为例，系统剖析了城市再生水利用规划现存的若干问题，旨在缓解城市供水压力，保证再生水利用规划的科学合理性。

1 再生水供水对象

1)农、牧、林、渔业用水。以城市污水再生利用分类为依据，合理划分朝阳市农、牧、林、渔业污水再生利用类别，以上各行业所占比例约为3%，农业用地较少且大多位于生态保护区，加之分布分散很少有集中连片的农业用地，因此再生水利用具有较大难度。另外，境内建有许多山塘和小水库，由于分布分散、水体水量少而无法用作饮用水水源，但能够作为农、牧、林、渔业用水。

2)消防、空调冷却、冲厕用水。目前，对于城市杂用水中的空调冷却水、建筑冲厕水等具有较大的争议。与其他几类用水相比建筑冲厕用水所占比例较小，但其再生水系统的管理费用和管网投资很高，产出与投入具有较大差距。特别是朝阳市大多数区域都属于建成区，改造城市再生水管网难度极大。另外，建筑冲厕再生水不可避免的会出现误接错接的现象。因此，建成区空调冷却水和冲厕水不建议利用再生水。对新建的集中开发区消防用水、空调冷却水、建筑冲厕水等可尝试利用再生水。

3)补充水源水。考虑到国内应用先例并不多且再生水的水质风险，朝阳市补充水源水没有将再生水考虑在内。通过低影响开发以及涵养、积蓄雨水资源措施，可以间接或直接补充地下水和地表水。

4)环境用水。朝阳市再生水利用的重点是环境用水(河流生态补水)、工业和城市杂用水(车辆冲洗、建筑施工、道路清扫、城市绿化)，对上述三类用水设施再生水规划应重点布设。

综上分析，统计整理朝阳市再生水供水对象如表1所示。

表1 再生水供水对象

2 再生水水质标准

一般地，可以将再生水水质标准划分成朝阳市地方标准和国家标准两类，其中国家标准有工业用水、补充水源、景观环境用水、城市杂用水等水质标准，再生水、雨水利用水质规范属于朝阳市地方标准，并且地方标准相对于国家标准更高[5]。

水质控制指标共有77项，总体上划分成选择性和基本两类指标，其中选择性控制指标共有49项，以毒理学水质指标为主；基本控制指标有一般化学、一般及感官性状22项指标，消毒剂指标2项和微生物指标4项。通过对比生活饮用水卫生标准和再生水、雨水利用水质规范可知，前者的常规水质指标与后者的基本控制指标有17项相同，其中限值一致的指标有13项，其余4项指标阴离子表面活性剂、耗氧量、色度、浊度，前者略高于后者。

可见，再生水、雨水利用水质规范的部分指标与自来水水质标注基本接近，朝阳市传统的再生水处理工艺已无法满足高标准的再生水水质规范要求，为了达到规范要求的水质标准需要采用膜处理工艺，由此以来将明显增大再生水处理成本。前文所述，朝阳市再生水利用对象有环境用水、工业用水和城市杂用水，其中再生水总需求量的60%来源于河流生态补水的再生水，即环境用水量大，若全部执行地方标准将大大增加处理成本，实际操作困难。另外，从水质需求的角度上，环境用水水质要求低而工业用水、城市杂用水水质要求较高，现阶段朝阳市大多数污水厂的现状出水水质执行一级A标准，该标准与景观环境用水水质基本接近，为更好满足该标准水质要求还需对污水厂一级A出水稍作处理。所以，若近期朝阳市全部执行本地标准则实施难度较大，对于环境用水和工业用水、城市杂用水建议分别执行国家标准与本地标准。

3 再生水供水模式

现状供水模式主要有分质分压供水、统一供水两种模式，其中分质分压供水模式是指考虑用户对再生水水压、水质的不同要求而执行的差异化供水方式，供水流程如图1所示；统一供水模式可以理解为：利用统一输配水管网、统一加压泵组、统一处理工艺组成的再生水系统达标处理污水处理厂尾水，并统一输送至相应的用户，如图2所示。

图1 分质分压供水模式

一般情况下，若某一片区的再生水供水对象有环境用水、工业用水和城市杂用水三类，加之环境用水水质要求相对较低且需水量大，则工业用水和城市杂用水的最小自由水头(不低于12m)远高于自由点(1m左右)。若实行统一供水模式必将明显增加供水能耗，大大提高环境用水处理成本，从而导致能源浪费。所以，工业用水和城市杂用水可利用一套管网系统输水、一套处理工艺处理，而环境用水则要选用另一套管网系统输送和处理工艺处理。

随着再生水处理技术的不断提高以及对清洁水环境的不懈追求，远期朝阳市若能够达到再生水、雨水利用水质规范要求的环境用水水质，将利用两套管网系统输送、同一处理工艺处理，由此实现“分压供水”。

4 雨水资源与再生水联合供水

近年来，朝阳市提出雨水与再生水联合供水的思路，即“一套管网、两种非常规水资源”的供水模式，从而实现非常规水资源的充分利用。然而，如何实现两种水资源联合供水已成为相关从业人员讨论的热点，也是城市再生水利用规划的难点。

朝阳市具有明确的旱季和雨季之分，全年60%以上的降雨集中于雨季。所以，朝阳市通常旱季无水可用而雨季水量充足，这在一定程度上也决定了雨水资源的利用方式及方向。雨水和再生水存在不同的特点，如表2所示。

表2 雨水与再生水利用特点

归纳总结的雨水利用方式有3种，具体如下：①生态补水，将山塘的雨水和生态保护区非水源水库水，遵循雨水的自然循环用于下游河道补充。朝阳市绝大多数河流具有明显的雨源型特征，河道短窄，旱季成沟而雨季为河，加之动态补充水源的缺乏致使水体污染严重。在保证行洪安全的情况下，将山塘雨水和非水源水库水有控制地排泄用于补充河道，这具有重要的环境及生态意义。②“两种水资源，一套管网”，即再生水联合供水，雨季时这种方式将处理后的雨水压力送至再生水管网与再生水一并，供环境、工业或城市杂用水。③雨水单独供水，就近将雨水通过管道单独输送至用水大户，如水井用水或工业用水大户等。通过对比分析以上三种方式的优缺点，如表3所示。

表3 不同雨水利用方式的优缺点

结合表3可知，对于生态补水雨水资源利用发挥着明显优势。近年来，朝阳市雨水利用逐渐转向生态补水，导致这种现象的原因有：①时空分布上，朝阳市的降雨明显不均，大多存在雨水收集回用难度大、供需错位矛盾等问题，经常性补水为雨源型河流的典型特征；②再生水全年稳定供水，该条件下与雨水联合供水会舍弃与雨水等量的再生水，二者存在“非此即彼”的关系。③向再生水管网压力输送处理后的雨水，该该过程管理调度难度大、技术工艺复杂。所以，雨水与再生水联合供水并不是最优方案。

对于局部地区应结合具体情况，合理选用“雨水单独供水”的第三种方案。除上述优缺点外，采用该方案还要征求当地水管部门同意方能取水。

5 结 论

目前，朝阳市再生水利用正处于快速发展的关键时期，各项工作逐步全面开展。再生水规划先行，为了更好地指导下阶段再生水的实施应在规划层面高度重视相关问题。

1)考虑到朝阳市特殊的工业结构和城市性质，再生水应重点集中用于环境用水、工业用水和城市杂用水(车辆冲洗、建筑施工、道路清扫、城市绿化)。再生水用于新建地区空调冷却、建筑冲厕等用水，必须审慎示范。

2)结合再生水处理成本、利用对象等因素，通过对比分析再生水水质地方标准和国家标准，推荐环境用水和工业用水、城市杂用水执行景观环境用水水质以及再生水、雨水利用水质规划标准。此外，遵循“节能减排”的原则因地制宜的提出再生水“分质分压”的供水模式。

3)对于雨水和再生水资源关系的处理，应考虑维护管理、生态环境、经济条件和技术工艺等因素，对生态补水雨水资源利用存在明显优势，结合具体情况局部地区可对雨水资源适度开发利用。