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北京市再生水利用现状及发展思路探讨

2011-09-21 10:53:51 北京水务   作者: 李五勤 张军  

摘要 首先分析了再生水在北京市水资源战略中的重要地位、意义及再生水的利用现状,在总结现状存在问题的基础上,提出北京市再生水发展总体思路:“中心城污水处理厂升级改造为再生水厂,郊区污水处理厂按高品质再生水标准一步建成,变污水为资源。”从中心城、郊区、农村3 个层次大规模开发利用再生水。对北京市再生水发展战略乃至全国再生水发展思路提出重要参考。

关键词 再生水 水资源 污水处理 北京市

中图分类号TV213.9 文献标志码A 文章编号1673-4637(2011)03-0026-03

历史上的北京水草丰美,泉、潭、池、井星罗棋布,河、湖、淀、海纵横交错,丰沛的水资源孵育了古都文明,造就了漕运经济,依山傍水建成了古老的历史名城,形成卢沟晓月、长河观柳等历史水景。随着城市规模的不断扩大,经济总量的快速扩张,人口数量的急剧膨胀,水资源需求几何增长,已经超出当前水资源的承载能力。水资源已经成为制约北京市经济社会又好又快发展的短板。尤其是1999年以来,北京市遭遇持续干旱,年均本地水资源由多年平均的37 亿m3 衰减到21 亿m3;密云、官厅两大水库上游入境水量也由多年平均的15.4 亿m3 衰减到4.2 亿m3。为满足城市发展的用水需求,北京市通过建设应急水源,大力开发利用再生水等措施,开源节流,多措并举支撑经济社会发展的用水需求。

1 再生水在水资源战略中的重要意义

污水排放稳定,不随降雨状况而改变,以污水为水源的再生水可作为稳定的供水水源。开发利用再生水,实现资源利用、污染减排和环境改善相结合,是同时化解北京市水资源紧缺和水环境污染两大难题最经济最有效的措施,是强化水循环利用,建设循环经济的重要体现。

北京市自2003 年开始规模利用再生水,实现了从无到有零的突破,到2010 年利用量达到6.8 亿m3,连续2 a超过地表水供水量,已成为城市供水的重要水源,解决了部分城市工业、道路浇洒和景观环境用水,置换了大量清洁水源。其中工业领域利用再生水1.4亿m3,农业领域利用再生水3 亿m3,城市市政杂用方面利用再生水0.3 亿m3,河湖水系等环境用水方面用水2.1 亿m3。

按照“十二五”时期经济社会规划发展目标预测,到2015 年再生水利用量达到10 亿m3 以上,尤其是中心城区将初步建成“南有南水北调、西有官厅水库,北有密云水库,与地下水、再生水联合调度的水资源安全供应体系”。南水北调来水和密云水库水源侧重供应城市生活,再生水侧重供应城市环境和工业用水,兼顾下游农业用水。届时,再生水与南水北调将成为中心城区水源可靠、供应水量集中的两大主力水源。

2 北京市再生水利用现状及存在问题

到“十一五”末,全市现有大中型污水处理厂39 座,小型城镇污水处理厂38 座,村级污水处理设施770 座,污水处理能力达到378 万m3 / d,其中,中心城区已建污水处理厂13 座,处理能力达到263 万m3 /d。全市污水处理率达到80%,年处理量达到11 亿m3,其中中心城处理率已超过94 %,处于全国领先水平。以北京市密云再生水厂为开端,2006 年以来先后建成怀柔、平谷、亦庄、海淀温泉、永丰、北小河及顺义引温入潮水质净化工程等8 座再生水厂,北京市再生水生产能力累计达到81 万m3 / d,年产高品质再生水2.2 亿m3; 2008 年来启动了清河二期、卢沟桥、北小河二期、高碑店、酒仙桥等再生水厂,目前在建规模达到270 多万m3 / d,计划再新增生产能力70 万m3 / d,预计到“十二五”期末年新增再生水生产能力10 亿m3。

但是,如何优化配置再生水实现充分利用仍是制约北京再生水利用的关键问题。一是高品质再生水生产设施建设的工期长,难度大,难以满足缓解2014 年前城市用水紧张的要求,已建清河、吴家村、北小河等再生水厂生产能力不足,仅为污水处理能力的1 / 6。而城市河湖水系等再生水的用水大户需要高品质再生水,污水处理厂的排水不能满足城市环境用水的水质要求,造成一方面环境用水紧缺,另一方面污水没有作为资源充分利用。二是再生水输配和存储体系不完善,目前中心城区再生水管线长度仅606 km,不能覆盖再生水的用户,难以满足用水户的用水要求,但铺设再生水管线存在拆迁难度大、投资费用高等问题,难以加快推进,同时,现有完善的城市河湖水系没有充分利用,未能发挥输配和存储再生水的作用。三是北京旱季河湖水系多干涸缺乏基流,利用再生水补充河道生态环境用水缺少清洁水源的稀释,但目前的再生水水质标准与河湖水系水体质量标准相比仍然较低,化学需氧量和氨氮等污染物排放仍超出水环境容量,造成城区部分河道仍然污染,下游北运河水系水质标准难以达到,影响下游地区环境改善,出境断面控制也比较艰难。

3 北京市再生水利用发展思路

未来一个时期,北京再生水利用发展总的思路是加快高品质再生水厂建设步伐,加快构建再生水循环利用的输配体系,将再生水作为重要的水资源纳入区域水资源总量控制体系。“十二五”时期,完成中心城区污水处理厂向再生水厂的升级改造,郊区污水处理按高品质再生水标准一步建成,变污水为资源,实现污水处理向再生水生产转变,污染减排向资源利用转变。通过再生水的利用实现污染减排目标,通过生产再生水开发新水源,做到污染减排、资源利用和环境改善结合,做到一水多用、循环利用。

3.1 中心城区

现有13 座污水处理厂总处理规模262 万m3 / d,年处理量达到9 亿m3、处理率90%以上。需要加快完成高碑店、清河、小红门等再生水厂建设,实现升级改造目标,将全部污水处理设施升级为高品质再生水厂,年均生产再生水约10 亿m3。目前,中心城区再生水厂在建和即将启动建设的规模达240 万m3 / d,其中清河再生水厂二期工程在建规模47 万m3 / d,高碑店再生水厂在建规模100 万m3 / d,酒仙桥再生水厂二期工程规模14 万m3 / d,卢沟桥再生水厂规模10 万m3 / d,计划近期启动的小红门再生水厂规模60 万m3 / d。

工程一般采取膜技术、曝气生物滤池等先进的水处理工艺技术,主要水质标准参照地表水Ⅳ类设计,工程建成后将能够满足城市河湖水环境的水体质量要求,并能满足河湖水系沿线工业、园林绿化和市政杂用的需要。较高的水质标准还能将化学需氧量排放指标控制在30 mg / L 之内,提升北京的水污染减排能力。

在输水和配水方面,利用现有完善的城市河湖水系输配和存储再生水,重点解决城市环境用水的同时保障沿线绿化等用水,既能规避管线建设的难度,节省建设投资,又能解决中心城区河湖水系的环境水源。下一步计划探索建设沿线的取水体系,适度建设短距离、小管径取水管线,沿河道建设一批自动取水机,推广取水卡,提升再生水供水服务,同时满足河湖沿线工业、市政和绿化灌溉等用户就近取水的需要,构建固定供水和流动供应的再生水利用体系。

利用河湖水系规划布局再生水的利用体系,可在北部利用清河、肖家河和北小河再生水为奥运公园水系、圆明园、清河、小月河、万泉河、北小河等河湖补充环境用水;西部通过实施清河再生水调水工程,为海淀区河道及永定河提供环境用水;东部利用酒仙桥再生水补充朝阳使馆区周边地区环境用水;南部将高碑店、小红门、吴家村和卢沟桥再生水厂联合调度,为龙潭湖、陶然亭、大观园、南护城河、马草河、凉水河及朝阳区东南郊水系补充环境用水。初步测算,到“十二五”期末,中心城区再生水供应工业利用1.8 亿m3,市政杂用0.6 亿m3,为城市河湖水系可提供生态环境用水5.4 亿m3,将极大改善城市河湖水系的生态用水问题,提升城市环境品质。考虑水量损失后,还能为下游通州、大兴区农业灌溉提供再生水3.5 亿m3。

3.2 郊区

新城发展也面临日益紧缺的水资源供应压力,高标准建设再生水厂也是满足新城生态河道和滨河森林公园用水需求的有效措施。到目前,11 座新城已建和在建的再生水厂规模已达67 万m3 / d,年可生产再生水超过2 亿m3,初步实现了“十一五”时期每座新城至少建设一座骨干再生水厂的目标。

新城再生水厂建设均采用高品质再生水厂标准一步建成,将污水处理环节和再生水生产环节结合起来,水质标准要满足新城地区河湖水系水功能要求,一方面改善河湖水系的环境水平,另一方面满足了沿线灌溉用水需求,实现了一水多用和循环利用,逐步构建完善新城再生水利用体系。其中密云、怀柔、昌平、等新城的再生水重点保障滨河森林公园环境用水,门头沟新城再生水成为永定河绿色生态走廊建设的补充水源之一,大兴黄村再生水厂再生水也将调往滨河森林公园,平谷再生水厂再生水成为环城水系的重要水源,房山将利用再生水保障燕化、新材料基地等工业用水,亦庄新城将利用再生水建设北京经济开发区国家水资源综合利用示范区,通州新城的重点是提升水质标准,促进北运河实现水质还清,改善国际新城水环境质量,顺义新城通过建设引温入潮水质净化厂和调水管线,实现了温榆河向潮白河的跨流域调水,为潮白河顺义新城段保障了生态用水,改长期干涸为长期蓄水,再现了潮白河湖泊水面和芦苇丛生的优美环境。

在新城再生水建设的同时,农村地区通过重点发展分散型水质净化设施提升再生水的利用。农村污水主要是生活污水,排放分散,因地制宜,适当选择再生水利用方式,实现同新农村建设、农业灌溉、回补地下水和改善郊区水环境相结合。乡镇主要建设小型、分散设备,生产再生水可供镇区环境用水;旅游、餐饮热点农村可建设集中水质净化设施,生产高品质再生水用来改善生态环境,一般农村重点发展湿地等生物处理,降低成本,实现生物处理。

4 预期效果

建立完善的北京市再生水利用体系,保障工业、河湖环境及市政杂用用水,逐步建成水清岸绿的城市水环境体系,间接构建安全保障的城市供水体系。一方面再生水供应能满足城市生态环境用水需求,逐步改善部分河道干涸状况,进一步提升本市环境状况;另一方面再生水满足了城市环境和工业用水,兼顾了下游农业用水,可以置换大量的清洁水源,保障城市用水需求。

参考文献

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作者简介:李五勤(1977—),男,工程师。




责任编辑: 江晓蓓

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