天津市再生水資源利用與發(fā)展情況
論文類型 | 技術(shù)與工程 | 發(fā)表日期 | 2003-10-01 |
來源 | 全國城市污水再生利用經(jīng)驗交流和技術(shù)研討會——國家城市給水排水工程技術(shù)研究中心 | ||
作者 | 天津市建設(shè)委員會 | ||
摘要 | (天津市建設(shè)委員會,天津 300000) 一、基本情況 1、簡介 天津是資源型缺水城市,人均水資源占有量僅160m3,為全國人均占有量的十六分之一,世界人均占有量的五十分之一,遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于世界公認(rèn)的人均占有量1000m3的缺水警戒線,屬缺水地區(qū),由于海河流域水體污涇比失衡,致使處于下游的 ... |
(天津市建設(shè)委員會,天津 300000)
一、基本情況
1、簡介
天津是資源型缺水城市,人均水資源占有量僅160m3,為全國人均占有量的十六分之一,世界人均占有量的五十分之一,遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于世界公認(rèn)的人均占有量1000m3的缺水警戒線,屬缺水地區(qū),由于海河流域水體污涇比失衡,致使處于下游的天津水污染嚴(yán)重,并加劇了缺水形勢。
2、天津市供水基本情況
天津城鎮(zhèn)供水主要包括天津市區(qū)、濱海新區(qū)和二區(qū)三縣,2000年全市供水面積為604.88KM2,供水管網(wǎng)5439公里,用水人口541萬人,產(chǎn)水總能力297.5萬m3/日,年供水量達(dá)5.49億m3。
2002年天津市中心城區(qū)供水量47 328萬m3/年,年售水量39498萬m3/年,主要水源為灤河水、地下水,另外還取用部分海水和粗質(zhì)水。
3、天津市水資源的供需平衡預(yù)測
有關(guān)部門根據(jù)《天津市總體規(guī)劃》(1996-2010),對天津市2005年到2015年的需水量、可供水量進(jìn)行了預(yù)測,具體結(jié)果見表1。
表1 天津市供水量、需水量預(yù)測表(單位:億m3)
分區(qū)
2005年
2010年
50%
75%
95%
50%
75%
95%
城鎮(zhèn)
供水量
10.31
10.31
7.76
10.31
10.31
7.76
需水量
19.91
19.91
19.91
23.92
23.92
23.92
平衡結(jié)果
-9.60
-9.60
-12.15
-13.61
-13.61
-16.16
農(nóng)村
供水量
13.22
10.37
5.27
12.99
10.29
5.24
需水量
26.53
29.59
29.59
26.01
28.87
28.87
平衡結(jié)果
-13.31
-19.22
-24.32
-13.02
-18.58
-23.63
城鎮(zhèn)農(nóng)村總平衡結(jié)果
-22.91
-28.82
-36.47
-26.63
-32.19
-39.79
由上表可以看出,2005年在95%保證率的情況下,城鎮(zhèn)缺水12.15億立方米,農(nóng)村缺水24.32億立方米,總?cè)彼?6.47億立方米;2010年在95%保證率的情況下,城鎮(zhèn)缺水16.16億立方米,農(nóng)村缺水23.63億立方米,總?cè)彼?9.79億立方米。因此,未來一段時期由于天津市人口的快速增加,人民生活水平的提高及工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展,天津市的缺水形勢將加劇,因此,采取開源與節(jié)流并重的方針,緩解天津市的缺水狀況,保證天津市的可持續(xù)發(fā)展是非常重要的。
在長距離引水、海水淡化、雨水利用等解決水資源短缺問題的各種可能的途徑中,再生水資源的利用由于具有保證率高,成本低、距離用戶較近等優(yōu)點,是目前解決天津市缺水問題的有效途徑之一。
4、天津市排水系統(tǒng)介紹
天津市中心市區(qū)的污水分為六大系統(tǒng),分別是:紀(jì)莊子、咸陽路、雙林、趙沽里、張貴莊、北倉污水系統(tǒng)。紀(jì)莊子系統(tǒng)、咸陽路系統(tǒng)、雙林系統(tǒng)的污水經(jīng)大沽排污河流經(jīng)西青區(qū)、津南區(qū)、塘沽區(qū)排入渤海;趙沽里系統(tǒng)、張貴莊系統(tǒng)的污水經(jīng)北塘排污河、永定新河流經(jīng)東麗區(qū)、塘沽區(qū)入渤海;北倉系統(tǒng)經(jīng)永定新河流經(jīng)北辰區(qū)、寧河縣、塘沽區(qū)最終入渤海。
目前天津市中心城區(qū)已建成兩座污水處理廠,分別為紀(jì)莊子污水處理廠、東郊污水處理廠,處理能力共計66萬立方米/日,市區(qū)污水集中處理率已接近50%。
按排水規(guī)劃,每個系統(tǒng)建設(shè)一座處理廠,除已建紀(jì)莊子、東郊兩廠外,其余準(zhǔn)備在2015年前全部建成,各處理廠計劃建設(shè)時間、規(guī)模見表2。
表2 中心城區(qū)各污水處理廠建設(shè)規(guī)模、建設(shè)計劃
處理廠名稱
規(guī)模(萬噸/日)
建成時間
紀(jì)莊子擴(kuò)容
54
2003年
咸陽路
45
2004年
北倉
10
2004年
雙林
20
2010年前
張貴莊
30
2015年前
預(yù)測2005年、2010年、2015年中心市區(qū)的污水量分別為149萬噸、169萬噸、199萬噸,具體數(shù)值見表3。
表3 中心市區(qū)各排水系統(tǒng)的再生水量預(yù)測
污水系統(tǒng)
再生水量(萬噸/日)
2005年
2010年
2015年
紀(jì)莊子
54.0
54.0
54.0
咸陽路
45.0
45.0
45.0
雙林
20.0
20.0
趙沽里
40.0
40.0
40.0
張貴莊
30.0
北倉
10
10.0
10.0
合計
149.0
169.0
199.0
二、天津市再生水資源利用規(guī)劃 為進(jìn)一步促進(jìn)天津市再生水資源的利用,天津市編制了《天津市中心城區(qū)再生水資源利用規(guī)劃》,規(guī)劃介紹了天津市的現(xiàn)狀供水用水情況,分析了天津市水資源的供需平衡,闡述了解決天津市水資源短缺問題的各種可能途徑,并對天津市再生水資源的利用方向、需求量進(jìn)行了分析,預(yù)測了各再生水廠的規(guī)模。
1、再生利用途徑
(1)、再用于農(nóng)業(yè)
天津市的農(nóng)業(yè)用水量接近總用水量的一半(根據(jù)1998年統(tǒng)計資料,農(nóng)業(yè)用水量占總用水量的48%),因此,農(nóng)業(yè)是真正的用水大戶,而且農(nóng)業(yè)用水對水質(zhì)的要求不高,利用經(jīng)過二級處理的再生水灌溉農(nóng)田可以節(jié)約大量的好水,實現(xiàn)“低水低用、高水高用”。
(2)、再用于工業(yè)
對天津來講,經(jīng)過深度處理的二級水再用于工業(yè)有便利的條件,幾個污水廠旁邊都有較大的工業(yè)用戶尤其是熱電廠,而且各用戶對冷卻水的需求量很大,隨著天津市自來水水價的逐步到位,再生水資源的競爭優(yōu)勢會越來越強(qiáng)。
(3)、作為景觀水體的補(bǔ)充用水
根據(jù)多年平均的氣象資料,天津市的降雨量為590mm,蒸發(fā)量為1810mm,單是補(bǔ)充水面蒸發(fā),每公頃水面就需要補(bǔ)水12.5立方米/年,如果再考慮到滲漏,需要的補(bǔ)水量就更大了。 1998年天津市市區(qū)水面補(bǔ)水量0.5億立方米,這個補(bǔ)水量與居民對城市水環(huán)境的要求相比還是有很大距離的,即使按照這個量推算,如果再生水的價格比自來水便宜0.5元/噸,每年可節(jié)約成本2500萬元,隨著天津市總體規(guī)劃的逐步實施,到2010年,天津市中心城區(qū)內(nèi)二級河道水面、公園內(nèi)水面將達(dá)到3074.5公頃,因此,未來幾年內(nèi)補(bǔ)充水面對于再生水的需求量還是很大的。
(4)、再生水用于城市雜用水
由于在使用過程中會與人體直接或間接接觸,在目前再生水資源的利用方式中,用于城市雜用水(包括沖廁、道路清掃、消防、城市綠化、車輛沖洗)的水質(zhì)要求較高,如果將再生水用于家庭沖廁,需要布置雙管路系統(tǒng),中水供水管道在小區(qū)建設(shè)時應(yīng)一并建起,對于已建小區(qū)的再生利用,以小區(qū)綠化、沖洗道路、洗車為主。
2、再生水資源用戶調(diào)查
根據(jù)《天津市中心城區(qū)再生水資源利用規(guī)劃》確定的再生利用方向和天津市總體規(guī)劃確定的各地區(qū)的用地性質(zhì),對天津市中心城區(qū)包括外環(huán)線附近區(qū)域再生水的潛在用戶進(jìn)行了調(diào)查,確定了各種再生利用空方向的水量和擬建再生水廠的規(guī)模,具體結(jié)果見表4:
表4 中心城區(qū)各用水方向?qū)υ偕Y源需求量預(yù)測表
(單位:萬噸/日)
處理廠名 稱
工 業(yè)利用量
園林綠化利用量
居住小區(qū)用水量
風(fēng)景區(qū)用水量
合計
近
期
1
咸陽路污水廠
3.27
1.32
4.59
2
紀(jì)莊子污水廠
1.80
2.22
0.45
4.47
3
雙林污水廠
4
張貴莊污水廠
5
東郊污水廠
合 計
5.07
3.54
0.45
9.06
遠(yuǎn)
期
1
咸陽路污水廠
10.00
2.64
0.30
12.94
2
紀(jì)莊子污水廠
5.00
1.04
2.37
0.45
8.85
3
雙林污水廠
2.00
0.07
1.35
0.30
3.73
4
張貴莊污水廠
8.00
0.32
0.55
8.87
5
東郊污水廠
9.00
0.16
0.26
0.30
9.72
6北倉污水廠
3.80
0.79
2.39
0.20
7.19
7
紀(jì)莊子再生水輸送到靜海工程
30.00
合 計
37.800
2.39
9.56
1.55
81.30
到2010年,天津市的再生水用量將達(dá)到81.30萬噸,再生利用率50%以上。
3、污水再生利用的方式
經(jīng)過幾十年的建設(shè),天津市的污水收集系統(tǒng)已經(jīng)基本形成,有集中處理、集中再利用的基本條件,同時,由于大規(guī)模的再利用便于管理,有利于應(yīng)用具有較高科技含量的新技術(shù),因此確定目前再生水資源的利用方式以集中再利用為主,分散再利用為輔,在一些距離污水廠比較遠(yuǎn)實施集中再利用有困難的地方結(jié)合居住小區(qū)、大型工業(yè)企業(yè)的具體情況,采取分散再利用。
4、近期實施計劃
我市計劃通過五年的努力,使中心城區(qū)再生水利用取得明顯效果,使用單位取得比較明顯的經(jīng)濟(jì)效益,通過政府支持及經(jīng)濟(jì)杠桿的調(diào)節(jié)作用,使天津市的再生水運(yùn)營能夠基本達(dá)到保本微利。為達(dá)到上述幾個目的,近期內(nèi)計劃完成以下污水再生利用工程:
?。?)咸陽路污水廠再生水回用工程
在咸陽路污水廠建成后,將一部分二級出水進(jìn)行深度處理,主要用于楊柳青熱電廠、華苑產(chǎn)業(yè)區(qū)、大學(xué)城,近期設(shè)計規(guī)模為5萬噸/日,遠(yuǎn)期設(shè)計規(guī)模為10萬噸/日,共計鋪設(shè)DN500~DN900的再生水輸水管道50公里,工程總投資2.2億元。
?。?)紀(jì)莊子污水廠再生水入靜工程
將紀(jì)莊子污水處理廠的二級出水20萬噸經(jīng)過泵站提升后用管道輸送到靜海,并在團(tuán)泊洼水庫附近建設(shè)10萬噸/日再生水廠一座,處理的水作為團(tuán)泊洼水庫的補(bǔ)充水源,其余10萬噸不經(jīng)深度處理直接用于農(nóng)業(yè)灌溉用水,該工程的總投資為2.06億元。
三、紀(jì)莊子污水回用示范工程介紹
天津市紀(jì)莊子污水再生利用工程包括新建日處理能力為5萬噸的再生水廠一座,鋪設(shè)DN150-DN450再生水輸水管網(wǎng)52公里,總投資1.1億元人民幣。再生水廠服務(wù)對象主要是梅江、梅江南、衛(wèi)南洼、城市別墅、仁愛豪景莊園、安全局干警宿舍等居住區(qū)、奧林匹克中心體育場和陳塘莊工業(yè)區(qū),再生水主要用于居住區(qū)內(nèi)居民沖廁、園林綠化、道路噴灑、景觀水體補(bǔ)充和陳塘莊工業(yè)區(qū)造紙總廠、陳塘莊熱電廠等工廠企業(yè)的冷卻循環(huán)和生產(chǎn)工藝用水,項目總服務(wù)面積約2450公頃,服務(wù)規(guī)劃人口約15.8萬人。
供居住區(qū)的再生水采用連續(xù)流微濾膜(CMF)加臭氧處理工藝,日處理規(guī)模2萬噸,再生水廠出水水質(zhì)符合《生活雜用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》(CJ25.1-89);供工業(yè)區(qū)再生水采用混凝、沉淀、過濾、消毒的老三段處理工藝,日處理規(guī)模3萬噸,再生水水質(zhì)滿足工業(yè)冷卻水水質(zhì)要求。該工程采用變頻恒壓管道供水方式,再生水輸水管網(wǎng)采用硬聚氯乙?。?b>UPVC)管道和玻璃鋼管道,分別輸送至居住區(qū)和工業(yè)區(qū)用戶。
四、實踐經(jīng)驗與體會
在實踐過程中,我們得出如下體會:
1、再生水工程的實施,必須統(tǒng)一規(guī)劃,統(tǒng)籌安排。紀(jì)莊子再生水工程及天津市其他再生水利用工程之所以能夠順利進(jìn)行,得益于天津市已經(jīng)編制了《中心城區(qū)再生水資源利用總體規(guī)劃》,因而利用的方向、用戶、再生水水質(zhì)、輸水方式比較明確,因而工程實施起來比較容易。
2、在有條件的地區(qū)應(yīng)該提前鋪設(shè)再生水管道,最遲再生水管網(wǎng)和再生水廠應(yīng)該同步建設(shè),才能最大限度地發(fā)揮再生水項目的整體效益,否則,只建設(shè)了水廠,沒有配套的管網(wǎng),或者管網(wǎng)不完善,再生水項目難以發(fā)揮效益。
3、應(yīng)該合理確定再生水水廠的出水水質(zhì),出水水質(zhì)低不能保證用戶的要求,出水水質(zhì)太高,再生水企業(yè)的運(yùn)行成本太高,在目前水價未完全理順的情況下,有可能影響到再生水企業(yè)的正常運(yùn)營。
4、在確定再生水廠的規(guī)模之前,必須搞好用戶調(diào)查工作,合理確定再生水的規(guī)模,規(guī)模偏小,噸水折合的投資偏高,不能發(fā)揮規(guī)模效益,反之,生產(chǎn)的再生水銷售不了,也會造成投資浪費,增大再生水的成本,因此,在確定用戶尤其是大用戶的用水量之前,對用水量應(yīng)該反復(fù)核對,最好簽署用水協(xié)議。
5、應(yīng)該正確看待分質(zhì)、分壓供水。各個用戶對水質(zhì)、水壓的要求不一,從表面上看,采取分質(zhì)分壓供水是經(jīng)濟(jì)的,但是實行分質(zhì)、分壓供水需要鋪設(shè)二種或者二種以上的管道系統(tǒng),在實際工程中是很難實施的,而且,系統(tǒng)分得太細(xì),也增加了維護(hù)管理的難度。
6、應(yīng)該正確處理城市污水二級處理與再生水利用的關(guān)系。
在建設(shè)污水處理廠的同時,應(yīng)該考慮到再生水利用,將部分在二級處理中相對容易處理、在深度處理中難以解決的污染物在二級處理或者二級強(qiáng)化處理過程中解決以免造成投資的浪費。
譬如對氨氮和總氮的去除,在二級處理中比較容易解決,但是很難在深度處理過程中解決;如果城市污水處理廠建設(shè)時選擇了可以脫氮除磷的工藝,使二級出水達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB18918-2002)一級標(biāo)準(zhǔn)的A標(biāo)準(zhǔn),則深度處理的工藝選擇將變的非常容易,同時建設(shè)投資和運(yùn)行費用也將大副縮減,反之,則給再生水資源的利用帶來困難。
五、目前再生水資源利用中存在的問題
天津市對再生水資源利用的研究起步較早,從七五開始,國家環(huán)保局、天津市市政府組織有關(guān)單位對城市污水資源化進(jìn)行了比較系統(tǒng)的研究,并進(jìn)行了一些實踐,但是總體來講,再生水資源的利用率仍然不高,主要原因有以下幾個:
1、在農(nóng)業(yè)方面,農(nóng)民在客觀上存在著使用免費的再生水資源的思想。
2、科學(xué)合理的水價體系尚未形成,再生水資源價格優(yōu)勢難以體現(xiàn),影響再生水資源的推廣利用。
目前,我市再生水與自來水比較已有明顯價格優(yōu)勢,但由于作為優(yōu)質(zhì)水資源的地下水、河水(主要來自引灤、引黃)價格較低,在各種水資源價格沒有理順的情況下,再生水市場的開發(fā)存在較大困難。
表5 天津市自來水、再生水、海河水、地下水價格表(2003年)
用水類別
自來水價格(元/噸)
其他水源(元/噸)
現(xiàn)水價
工業(yè)用海河水
地下水
紀(jì)莊子再生水
居民生活用水
2.60
1.10
行政機(jī)關(guān)、社會團(tuán)體用水
3.60
工業(yè)、商業(yè)、交通用水
3.80
0.91
0.50
1.30
金融、建筑業(yè)用水
3.80
賓館、飯店業(yè)用水
特種行業(yè)用水
9.00
由于水價偏低,致使再生水的用戶感覺到再生水資源利用的經(jīng)濟(jì)效益不高,經(jīng)過經(jīng)濟(jì)核算,不少用戶發(fā)現(xiàn)利用再生水只是一個社會效益、環(huán)境效益的問題,對本單位不會帶來明顯的經(jīng)濟(jì)效益,有時還要承擔(dān)一些風(fēng)險,所以,一些本可以利用再生水的用戶沒有最終落實。
六、天津市頒布的有關(guān)再生水資源利用的政策、法規(guī)
1、2002年10月15日經(jīng)市政府批準(zhǔn)天津市發(fā)展計劃委員會下發(fā)了《印發(fā)市計委關(guān)于中水回用項目相關(guān)政策扶持意見的通知》津計基礎(chǔ)(2002)778號文件,該文件對進(jìn)一步落實再生水用戶,推廣再生水資源的利用奠定了堅實的基礎(chǔ)。
2、天津市物價局于2002年9月25日印發(fā)了《關(guān)于回用水試銷價格的復(fù)函》津價商[2002]447文件,確定管道輸送再生水試銷價格為居民用水1.10元/噸,工業(yè)用水1.30元/噸;2002年11月1日起執(zhí)行。
3、市計委、市物價局、市財政局原則同意再生水價格中暫不含水源費、污水處理費和公用事業(yè)附加費。
4、天津市電力公司確定再生水廠生產(chǎn)用電價格按目前天津市自來水廠生產(chǎn)用電電價政策執(zhí)行;
5、《天津市城市排水和再生水利用管理條例》已于2003年9月10日天津市第十四屆人大常委會第五次會議通過,將于2003年12月1日起執(zhí)行。
6、《天津市住宅中水供水系統(tǒng)建設(shè)規(guī)定》及《天津市住宅中水供水系統(tǒng)技術(shù)規(guī)定》即將頒布。
七、建議采取的對策和措施
1、制定完善再生水資源利用的有關(guān)地方性法規(guī)。
建立、健全再生水資源利用的法規(guī)體系,對再生水資源利用設(shè)施的運(yùn)行監(jiān)督、違反管理條例的處罰措施等內(nèi)容作出規(guī)定。
從保護(hù)人民群眾身體健康的角度出發(fā),應(yīng)明確規(guī)定,不得使用未經(jīng)處理的污水進(jìn)行灌溉,同時要對某些企業(yè)單位的用水行為進(jìn)行限制,規(guī)定凡是能夠利用再生水的地方,不得使用自來水。
2、逐步建立合理的水價體系。
水價是水資源管理中的主要經(jīng)濟(jì)杠桿,合理的水價,不但可以優(yōu)化水資源的配置,控制不合理用水,而且對于促進(jìn)再生水資源的使用,對于保障天津市可持續(xù)發(fā)展具有重要意義,在市政府的統(tǒng)一領(lǐng)導(dǎo)下,根據(jù)我市的水資源戰(zhàn)略,制定與我市水資源狀況相適應(yīng),體現(xiàn)水的商品屬性、資源屬性的水價政策,實行按質(zhì)論價的政策。
3、利用經(jīng)濟(jì)杠桿,促進(jìn)再生水資源的利用。
加大再生水資源利用工程的建設(shè)投資,對再生水的運(yùn)營企業(yè)在信貸、稅收等方面給與扶持,確保再生水企業(yè)的運(yùn)營進(jìn)入一個能夠自我發(fā)展的良性循環(huán)。
由于再生水資源的利用既開辟了第二水源,同時又減輕了對環(huán)境的污染,因此,對再生水的運(yùn)營企業(yè),應(yīng)該按照環(huán)保企業(yè)對待。
4、健全水資源信息管理體系。
天津市作為全國水資源最為緊缺的城市之一,建立一個完整的再生水水資源信息管理體系,為再生水水資源管理決策提供更為及時準(zhǔn)確而科學(xué)的依據(jù)。
建立再生水資源監(jiān)測站網(wǎng),要搞好水質(zhì)自動監(jiān)測裝置和自動報警裝置,確保連續(xù)合格地供水,保證用戶對再生水水質(zhì)的要求,以實際行動取信于用戶。
再生水資源的信息收集及研究是再生水資源管理工作的基礎(chǔ),建立一支高效的再生水資源信息管理隊伍是再生水水資源管理工作的重要保證。
5、促進(jìn)再生水資源利用的其它措施。
對能夠使用再生水的工廠、企事業(yè)單位(再生水水質(zhì)能夠達(dá)到用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn))而無正當(dāng)理由卻拒不使用再生水的單位進(jìn)行宣傳,協(xié)助解決思想技術(shù)問題,并加倍收取自來水水費等措施,使其接受使用再生水資源,對仍堅持不使用再生水的要減少其自來水用水指標(biāo)。
隨著我市城市經(jīng)濟(jì)的快速增長,水資源短缺已成為天津經(jīng)濟(jì)、社會發(fā)展的制約因素,為了盡早實現(xiàn)建成北方經(jīng)濟(jì)中心和現(xiàn)代化港口城市的目標(biāo),必須選擇可持續(xù)發(fā)展的道路,污水處理廠的二級出水是一種穩(wěn)定而寶貴的資源,是克服水資源危機(jī)的有效途徑,我們相信,在市委、市政府的大力支持下,通過科技人員和社會各界的共同努力,再生水資源一定會在天津的現(xiàn)代化建設(shè)過程中發(fā)揮越來越重要的作用。
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