魏 飒,马素英,付银环,郝庆宏,范雷雷,马艳宝
(1.河北省水利科学研究院,河北 石家庄 050057;2.河北水科工程技术服务有限公司,河北 石家庄 050057;3.平山县水利局,河北 平山 050400)
再生水利用是缓解水资源供需矛盾、破解水资源短缺问题的优先举措和重要途径。开展再生水利用,对于提高水资源利用效率、促进水资源节约保护、推动循环经济和实现绿色发展都具有重要意义。2021年1月,国家发改委等10部门联合印发《关于推进污水资源化利用的指导意见》(发改环资[2021]13号)[1],提出典型地区再生水利用配置等试点任务。2021年12月,水利部等6部门编制印发了《关于印发<典型地区再生水利用配置试点方案>的通知》(水节约〔2021〕377号)[2],要求各地按照自愿申报原则,审批确定试点城市。2022年10月,水利部等6部门联合发布了《关于公布典型地区再生水利用配置试点城市名单的通知》(水节约[2022]427号),全国有29个省(自治区、直辖市)共78个城市成功入选典型地区再生水利用配置试点城市名单,河北省申报的石家庄市平山县、衡水市故城县、邢台市南和区3地均入选。
石家庄市平山县是中国革命圣地-西柏坡所在地、“两个务必”诞生地,华北人民政府在平山县成立、新中国从这里走来。历届县委县政府高度重视平山县水资源水环境,认真贯彻中央和省委省政府部署要求[3],积极推动县域范围水生态水环境治理,陆续出台管理办法、下达建设任务,全力推进县域范围污水处理设施建设。全县污水基本实现了“应收尽收”,再生水利用达到了“应用尽用”。对标国内外先进城市,平山县污水在收集、处理、配置管理、利用领域等环节尚未形成全链条系统治理合力。为此,平山县人民政府于2022年提出了加强再生水利用配置试点建设的重要部署。
平山县地处河北省中西部,太行山中段东麓,位属京津冀城市群、环省会经济圈,如图1所示。平山县现辖11个乡12个镇717个行政村,全县总面积2648km2,2021年末常住总人口49.85万人。
图1 平山县区位位置
2.2.1地形地貌
平山县属山地类型,素有“八山一水一分田”之称。有亚高山、中山、低山、丘陵、平原5个亚类,并兼有阶地、岗坡、谷地、凹地等多种地貌类型。地势自东向西北方向逐渐增高,海拔由最低点处的东水碾村120m,上升到最高点处驼梁约2281m,相对高差2161m。500m以上的山地占全县面积的近50%。
2.2.2水环境
平山县内河流均属海河流域子牙河水系,滹沱河横贯东西,两岸均为其支流,全县地表水资源相对丰富。县域内污染物排放需符合DB 13/2796—2018《子牙河流域水污染物排放标准》的要求。县内有大型水库2座,分别为岗南水库和黄壁庄水库。作为石家庄市饮用水地表水源地,其水质应符合GB 3838—2002《地表水环境质量标准》Ⅱ类标准。依据2020年滹沱河下槐镇、滹沱河西岳桥村、冶河平山桥监测断面的月度监测结果、黄壁庄水库和岗南水库的监测数据,参照Ⅲ类,县域内冶河平山桥段、黄壁庄水库和岗南水库水质全部达标。对全县23个乡镇地下水水质监测分析,全县地下水均符合国家GB 14848—2017《地下水质量标准》Ⅲ类水标准,适用于集中式生活饮用及工、农业用水要求。
近年来,平山县把再生水利用作为落实生态文明建设、循环经济、节水型社会建设的一项重要抓手。再生水利用配置规划布局不断完善,配置管理成果愈显,生产输配设施逐步健全,利用领域和规模逐步扩大,政策机制体系有序完善,初步形成了政府主导、部门履职、市场调节、公众参与的再生水利用配置工作机制,再生水利用初具端倪。
当前,平山县通过实施工程建设,初步形成分质供水的空间分布。一是收集城镇生活污水和主要工业企业废水。全县已建平山县桥东污水处理厂、西柏坡污水处理厂、温塘污水处理厂、敬业污水处理中心等4个集中式污水处理厂,基本覆盖了水源地一级保护区和二级保护区范围,基本实现了中心城区和主要建制镇(西柏坡镇、温塘镇)污水应收尽收、收集污水全处理;二是收集县域农村生活污水。截至2020年底,全县已累计完成农村生活污水治理任务86个,建成并移交污水处理站86个,实现了生活污水的有效管控,其余村庄通过宣传引导、村规民约,发放明白纸,加强村民节水、用水。村民通过泼洒庭院、小菜园、小果园、小花园及喂养家畜家禽等方式实现了对生活灰水进行原位消纳。对排水量大的用户,规范其排水方式,杜绝乱排乱倒,基本上实现生活污水不出院、不出村。基本覆盖了水源地准保护区范围,基本实现了农村生活污水15%的收集率,收集污水能够实现“全处理”。平山县现状污水处理厂概况见表1。
表1 平山县现状污水处理厂概况
目前平山县再生水利用配置已具有一定基础,全社会对再生水利用的认识有所提高,工业、企业等用水单位对使用再生水的需求逐渐增多,也为加强再生水利用配置提供了良好环境。特别是近年来平山县污水收集和处理设施逐步完善,为加快构建布局合理、配置完善的再生水利用系统奠定了基础,为加强再生水利用配置提供了现实可能。再生水利用配置管理尚存在的主要问题[4]:
(1)缺乏再生水利用的系统规划。目前尚未针对再生水等非常规水源制定专项规划,导致再生水管网建设和利用设施缺乏统一规划和全域布局,基础设施建设滞后于城市发展,基础设施空间布局与用户空间需求不均衡。
(2)再生水利用配置管理不健全。再生水利用的规划、建设、运营、管理等方面的配套制度和政策机制不完善,缺乏深层次全方位统筹考虑,缺少全链条的污水处理与再生水利用管理办法。再生水相关技术标准缺位,用水户再生水利用行为得不到规范管理。在规划和建设项目水资源论证中再生水利用配置方案不明晰,建设项目批准新增取水许可时对“具备再生水条件但未充分利用的”界定不清晰,计划用水管理中行业再生水最低利用量指标不明确。缺少再生水利用配置的具体措施及计量统计方案,影响了再生水的进一步推广。
(3)再生水生产输配系统不完善。经过多年建设,平山县城区排污主干管网已初步形成,但城区区域性的收集管网还有待进一步健全,桥东污水处理厂作为中心城区唯一污水处理厂,自建成以来已连续运行近17年未进行停运检修,长时间处于满负荷运行状态,存在安全隐患。此外,在人口密度大、旅游业较为发达的镇区,加之水源地保护区内严禁设排污口,禁止新建、改建、扩建排放污染物的建设项目,县城区污水收集-处理问题仍较为严峻。再生水利用管网多采用点对点方式设置,覆盖率低,未形成呈枝状分布的再生水管网配置体系。
(4)再生水利用政策体系不健全。在落地实施层面,平山县再生水利用宣传力度不足,没有形成多元并举的宣传格局,尚未制定系统有效的制度政策宣传培训计划。缺少具体的鼓励政策和特定的定价标准,尤其是对电厂、环卫、洗车等具有经济效益的行业,缺少对其使用再生水的政策引导和规范约束,缺少实质性的撬动再生水利用的配套措施。现有水资源的价格体系尚未充分协调市场的调节作用,对使用再生水的用水户缺乏其在税收、信贷等方面的政策性优惠,而对用水大户、对水环境污染破坏的经济主体调控和限制的力度不足[5]。再生水利用配置的相关配套保障措施亟待改进,缺少相应的法律法规保障和公众参与监督。
统筹水资源、水环境、水生态治理,结合平山县实际,从优化规划布局、加强配置管理、完善输配设施、扩大利用领域、健全利用政策等5个方面开展再生水利用配置试点建设工作。到2023年,规划目标明确、配置方式创新、配置领域拓展、产输设施完善、激励政策健全的再生水利用配置体系初步建立。城区及重点镇区(温塘镇、西柏坡镇、东回舍镇)实现污水全收集、全处理、全利用,再生水生产能力不低于5.0万m3/d,再生水利用率达到90%以上。
在水资源综合规划中将再生水纳入水资源供需平衡分析和配置管理体系,在规划中明确提出再生水利用配置和管理要求,与国土空间规划协调一致。
统筹考虑水量和水质的供需分析,围绕落实污水资源化利用方案、海绵城市建设理念等,编制完成基于水资源优化配置的《平山县非常规水利用专项规划》。专项规划将根据现行国家政策和国土空间规划要求,以相关标准及规范为依据,开展平山县再生水利用现状调查、潜在用水户预估,确定未来一段时期内再生水利用途径及近远期需水量。根据水资源综合规划和全县水资源禀赋、水环境承载能力、发展需求等,按照就近利用、优水优用、分质用水的思路,合理确定再生水利用方式与规模,科学优化再生水生产输配设施布局,构建水质安全、稳定可靠的再生水输配系统。按照用户空间分布和再生水设施空间格局,进行近远期调整校核,强化资源安全、高效配置,促进再生水资源的高效利用。在此基础上,科学确定再生水处理设施和供水管网的布局规划,以满足近期需求,利于远期发展。最终明确再生水利用配置布局为“七点、两带、三片区”(“七点”指桥东污水处理厂、西柏坡污水处理厂、温塘污水处理厂、敬业污水处理中心、桥西污水处理厂(规划)、东回舍污水处理厂(规划)、温塘西部污水处理厂(规划)7座;“两带”指沿滹沱河、冶河周边地带;“三片区”为平山县工业片区、农业片区、旅游片区),再生水生产输配设施为“管道+取水口(或水鹤)+计量设施”,再生水输配领域为“工业+市政杂用+景观环境+农业+其他(高速公路服务区、居民小区等)”。
(1)在规范管理方面,将再生水纳入城市供水体系,围绕用水总量控制、规划或建设项目水资源论证、取水许可、计划用水管理等水资源配置环节、着眼于再生水输配设施的建设与管理,系统谋划,制定出台《平山县再生水利用管理办法》。
(2)在标准体系上,围绕再生水利用重点用水户——工业企业,开展再生水用于冷却用水、锅炉用水、洗涤用水、工艺用水等的水质要求、处理工艺和安全保障措施、应急管理,同相关技术单位协同制定《工业企业再生水利用指南》,用于规范再生水的工业利用。
(3)在监管方式上,强化安装计量设施、严格开展水质监测、严格开展监督考核,切实强化再生水利用。
3.3.1再生水生产设施
开展集中式污水处理厂建设,建设东回舍污水处理厂、桥西污水处理厂和温塘镇西部污水处理厂。东回舍污水处理厂采用“A/A/O/A/O工艺+MBR-臭氧接触氧化”工艺,出水水质执行GB 3838—2002准Ⅳ类水质标准,其中总氮指标执行GB 18918—2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》中一级A标准。出水主要用于平山县生活垃圾焚烧发电一期工程项目,部分用于镇区道路喷洒及绿化灌溉。桥西污水处理厂污水处理采用“粗格栅及提升泵房+细格栅及曝气沉砂池+精细格栅+A2O/A-MBR工艺+臭氧接触氧化+次氯酸钠消毒”的处理工艺,排放标准执行GB 3838—2002中IV类水标准(TN除外)。桥西污水处理厂出水计划全部由西柏坡发电厂利用,同时预留有市政杂用水取水口。温塘西部污水处理厂因收集污水主要为生活污水,采用“粗格栅及提升泵站+细格栅及旋流沉砂池+调节池+组合生化池+二沉池+絮凝沉淀池+纤维转盘滤池+消毒”的组合处理工艺,出水执行GB 18918—2002及2006修改版中的一级A标准,同时满足GB/T 18920—2020《城市污水再生利用城市杂用水水质》、GB 20922—2007《城市污水再生利用农田灌溉用水水质》标准。出水可作为再生水利用,夏季用于绿化、道路喷洒、灌溉,冬季用于道路较大,中水池暂存。
此外,2023年,对岗南镇20个村庄、温塘镇13个村庄、古月镇19个村庄和上三汲乡6个村庄开展农村生活污水治理,均采用建设分散式处理设施的方式,污水分片收集后,就近建设污水处理设施,一般采用中小型污水处理设备或生态处理等形式处理。
3.3.2再生水输配设施
(1)在平山县桥东污水处理厂(已建)内部修建泵房(12m2)1处,安装潜水泵1套、变频柜1套,铺设再生水管线50m,用于实现污水处理厂达标处理的再生水对厂区内部绿化灌溉、景观水面补水。
(2)从西柏坡污水处理厂(已建)达标处理的水通过滹北渠输送到闫庄水库,通过闫庄水库铺设DN500焊接钢管至敬业集团(其中由闫庄水库至当前预留位置已铺设管道1600m,阀门井1座,排气阀井4座,投资共160万元),本次仅铺设由当前预留位置接至敬业集团内部管道,长约1046m,设置阀门井1座。
到2023年,平山县再生水利用领域主要包含:工业、市政杂用、景观环境和农业灌溉[6]。其中,工业企业中,利用途径主要是钢铁、化工(石化)等高耗水企业的冷却用水和锅炉用水;市政杂用对再生水的主要需求为道路喷洒和绿化灌溉等;景观环境主要通过利用温塘镇污水处理厂出水补水温塘镇主题公园(乡政府对面)水景观等;农村集中式污水处理站出水用于农业灌溉(或周边绿化灌溉、道路喷洒等)。
到2023年,县域再生水利用总量达到935.74万m3,其中工业再生水利用量828.2万m3,市政杂用再生水利用量48.96万m3,景观环境再生水利用量0.01万m3,农业灌溉再生水利用量58.57万m3。再生水利用率达到90%以上。再生水具体利用领域和规模详见表2。
表2 再生水的主要利用领域和规模
3.5.1广泛宣传,建立“点、线、面”结合的“五个一”宣传模式
(1)1处教育基地。依托“水利委员会旧址”积极打造节水教育基地,通过嵌入中国节水发展史、河北节水发展史等板块,深入浅出,全方位立体展示节水工作。
(2)1串新闻宣传。深入开展新闻宣传,充分利用电视、新闻、广播、网络、微信公众号等途径,投放节水/再生水利用公益短视频(宣传片),宣传普及再生水利用配置的生态文化。
(3)1组社会宣传。广泛开展社会宣传,在西柏坡污水处理厂、温塘镇污水处理厂、桥东污水处理厂和西水碾村污水处理设施再生水利用点位通过展示牌、宣传页、现场广播等形式,重点介绍再生水的“诞生”、再生水的用途、再生水的水质安全等科普内容,在再生水取水口位置设置标识牌、安装计量设施,对再生水利用工程设置讲解牌、指示牌等。引导社会形成优先利用再生水的理念和环境,提高公众对再生水利用方式、利用途径和利用安全性的认识,改变社会对再生水利用的偏见。
(4)1批设施开放。鼓励和推动再生水利用设施向公众开放,推进再生水水质信息及时完整公开,保障公众的知情权、参与权、监督权。
(5)1个节水试点。打造节水宣传示范试点。结合节水型社会建设,建成节水公园1座,在公园广场、甬道、公共卫生间等人流聚集场所张贴节水(涵盖再生水利用)标识标牌,广泛宣传再生水利用知识,提高再生水宣传力度。
3.5.2完善机制,健全“1+2+3”的激励机制和政策体系
(1)1个水价办法。制定出台《平山县关于再生水价格管理的指导意见》,规范再生水价格机制,实现再生水资源的高效利用和优化配置。
(2)2类财税制度。鼓励利用再生水,再生水成本高于同类自来水价格的部分由财政补贴;根据《推进污水资源化利用的实施方案》,利用再生水免征水资源税及资源综合利用等相关税收。
(3)3种融资模式。平山县污水处理厂建设投融资模式有政府全投资、BOT模式、PPP模式。
再生水利用配置体系要坚持系统观念,在工业、城镇和农业农村等领域系统开展再生水利用配置,做好规划布局,加强配置管理,建设配置设施,完善政策体系,强化监督管理,开展试点示范,推进污水资源化利用实现全方位高质量发展。文中仅以平山县为例初步探讨了再生水利用配置措施体系,尚需总结和示范推广,为同类型城市的再生水利用配置工作提供参考和借鉴。