| 【全部正文】 | 【內(nèi)容簡(jiǎn)介】我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展面臨著嚴(yán)重缺水問題，城市可開發(fā)的水資源大部分已利用，新增水源已相當(dāng)困難，水資源不足已成制約經(jīng)濟(jì)發(fā)展主要因素，大規(guī)模利用城市中水已顯得尤為重要。
【關(guān)鍵詞】中水回用、缺水問題、節(jié)約水資源
前言：長(zhǎng)時(shí)間以來，城市自來水價(jià)格非常便宜，低廉的水價(jià)淡漠了公眾節(jié)水意識(shí)。近年來，城市經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，水資源需求增多用水價(jià)格上漲，部分地區(qū)工業(yè)用水價(jià)格達(dá)到6元/噸以上，由于中水使用價(jià)格相對(duì)便宜，經(jīng)濟(jì)杠桿作用使城市中水成為部分地區(qū)開辟新水源的重要途徑。
目前，城市中水主要用于人工河流、湖泊補(bǔ)水、廣場(chǎng)噴泉、道路洗灑、公廁沖洗及降塵綠化，由于回用水量不大需求不連續(xù)，中水系統(tǒng)運(yùn)行不穩(wěn)定。因此，探索與尋找中水用量大，運(yùn)行穩(wěn)定系統(tǒng)試驗(yàn)一直備受關(guān)注。
據(jù)有關(guān)方面報(bào)道：“現(xiàn)在居民用水量50%左右非飲用水實(shí)際上無端地浪費(fèi)掉了，如果這些非飲用水由中水替代即可解決50%飲用水源問題” 其節(jié)約水資源比城市枯水年缺水量100%還要多。
通過一系列物理、化學(xué)、生物手段進(jìn)行不同深度處理的城市中水，按照水質(zhì)要求分類滿足各種用水需要或者將某些環(huán)節(jié)用水經(jīng)過適當(dāng)處理后重復(fù)利用，不僅節(jié)約水資源同時(shí)減少環(huán)境污染。
本文介紹武威熱電廠使用武威市中水作為主要供水水源可行性研究的部分情況
1 項(xiàng)目概況
武威市地處甘肅省中部河西走廊東端，地形南北長(zhǎng)而東西窄，海拔1367～3045米，境內(nèi)有30多礦產(chǎn)資源，其中探明儲(chǔ)量的15種。現(xiàn)轄涼州區(qū)、民勤縣、古浪縣、天祝藏族自治縣三縣一區(qū)，聚居著漢、藏、回、蒙、土等民族。武威城市經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)是甘肅省循環(huán)經(jīng)濟(jì)示范區(qū)，建設(shè)起點(diǎn)高、后勁足。
武威熱電廠廠址建在武威市經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)，總占地約35公頃。規(guī)劃建設(shè)規(guī)模為1200MW，本期建設(shè)2×300MW國(guó)產(chǎn)亞臨界超高壓、中間再熱抽汽供熱燃煤機(jī)組，它是一家國(guó)家電力投資公司控股的合資公司。
2. 城市供排水現(xiàn)狀
武威市居民生活用水主要為地下水源。長(zhǎng)期以來除城市自來水廠向城市居民供水外，部分企業(yè)、學(xué)校還有自備水源井供水，供水總量約6.8×104m3/d 。1998年后武威市對(duì)城市供水工程進(jìn)行改造，新增供水規(guī)模8.0×104m3/d，自來水廠供水總規(guī)模達(dá)到10×104m3/d，并實(shí)行地下水資源統(tǒng)一管理逐步取締關(guān)閉小水源井。
城市污水由居民生活污水與企業(yè)工業(yè)廢水組成，按照2001-2020年武威市總體規(guī)劃市區(qū)人口規(guī)模、人均最高日綜合用水量與排水率；按照2010年規(guī)劃工業(yè)總產(chǎn)值、萬元工業(yè)總產(chǎn)值用水量以及廢水排除率，武威市建成了一座規(guī)模為9.0×104m3/d污水處理廠。截止2005年10月武威市污水處理廠工程施工已全部完成，預(yù)計(jì)2005年12月份工程投產(chǎn)運(yùn)行。
武威市污水總量表
序號(hào)
名 稱
合計(jì)m3/d
1
生活污水總量
人口規(guī)模（萬人）
30
47200
排水定額（升/日人）
144
生活排水量（m3/d）
43200
未予見水量（m3/d）
4000
2
工業(yè)廢水總量
工業(yè)產(chǎn)值（萬元）
16×104
39450
萬元產(chǎn)值用水量 m3
200
廢水排除率
0.48
3
污水總量
86650
3 城市中水水量、水質(zhì)與運(yùn)行
武威市污水處理廠處理流程：粗格柵（截流較大雜物）－－污水泵房－－細(xì)格柵（截流小漂浮物）－－沉砂池—氧化溝—沉淀池（消毒）－－接觸池—排水（回用）。污水處理廠建設(shè)規(guī)模為9.0×104m3/d，污水總變化系數(shù)為1.3，日變化系數(shù)為1.1，小時(shí)變化系數(shù)為1.18。最高日最大時(shí)排水量4875 m3/h，最高日平均時(shí)排水量4131m3/h平均日平均時(shí)排水量3750m3/h。污水處理后出水水質(zhì)達(dá)到《城市綜合排放標(biāo)準(zhǔn)GB8978-96》二級(jí)污水處理廠排放標(biāo)準(zhǔn)，可以用于農(nóng)業(yè)灌溉、城市景觀用水等，在灌溉季用于揚(yáng)家河下游鄉(xiāng)鎮(zhèn)農(nóng)田灌溉，其他季節(jié)直接排入楊家壩河。
水質(zhì)排放控制指標(biāo)
編 號(hào)
項(xiàng)目
單位
數(shù)值
備注
1
BOD5
mg/L
≤30
2
CODCr
mg/L
≤120
3
SS懸浮物
mg/L
≤30
4
NH3
mg/l
≤25
5
P
mg/L
≤1.0
污水處理廠正常狀態(tài)有四組氧化溝、沉淀池運(yùn)行，四個(gè)DN600出水口分別對(duì)應(yīng)著1座接觸池（污水出水前消毒）一根DN1200總出水管。如果采用設(shè)備分組檢修，可以保證四分之三的出水量6.75×104m3/d（相當(dāng)于2813m3/h），最少可以保證二分之一水量45000m3/d（相當(dāng)于1875m3/h）。污水處理廠采用雙電源供電，從法放與白圪塔變電站各引一條10Kv專用線至10KV/0.4KV變配電室，整個(gè)處理系統(tǒng)由計(jì)算機(jī)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。因此只要合理安排設(shè)備檢修，城市中水可以穩(wěn)定供給。當(dāng)然污水水量受人口變化、季節(jié)改變影響，也受設(shè)備檢修與管網(wǎng)維護(hù)影響，為提高供水可靠性必須加強(qiáng)城市排水系統(tǒng)管理，提高污水處理系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
4中水在電廠的利用
根據(jù)國(guó)家環(huán)保政策與循環(huán)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展政策、結(jié)合武威市供水現(xiàn)狀，擬用城市中水作為主要供水水源。城市中水平均日平均時(shí)排水量3750 m3/h，建設(shè)2×300MW國(guó)產(chǎn)亞臨界超高壓、中間再熱抽汽供熱燃煤機(jī)組，熱電廠夏季最大時(shí)供水水量為1850m3/h，因此還有1900m3/h尾水盈余直接排放。
從滿足電廠工業(yè)用水安全出發(fā)，尾水需要進(jìn)行深度處理才能利用，電廠內(nèi)設(shè)置中水再生處理系統(tǒng)，出水水質(zhì)滿足工業(yè)冷卻水水質(zhì)控制指標(biāo)。
工業(yè)冷卻水水質(zhì)控制指標(biāo)
編號(hào)
項(xiàng)目
單位
數(shù)值
備注
1
BOD5
mg/L
≤10
2
CODCr
mg/L
≤60
3
SS懸浮物
mg/L
≤30
4
NH3
mg/l
≤1.0
5
P
mg/L
≤1.0
6
總硬度（以CaCO3計(jì)）
mg/L
≤450
《污水再生利用工程設(shè)計(jì)規(guī)范GB50335-2002》
因此在進(jìn)行中水處理系統(tǒng)工藝選擇時(shí)，充分考慮以下因素：
技術(shù)經(jīng)濟(jì)性：考慮武威市經(jīng)濟(jì)技術(shù)條件，以較少投資最大限度保障電廠生產(chǎn)用水水量和水質(zhì)。
工藝先進(jìn)性：技術(shù)先進(jìn)可靠處理效果好、高效節(jié)能運(yùn)行穩(wěn)定、耐沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)、運(yùn)行費(fèi)用低。
布置合理性：水處理構(gòu)筑物與附屬物布置合理節(jié)省用地，管理方便，并留有發(fā)展的可能。
主要技術(shù)措施如下：
1.污水處理廠出水處設(shè)置調(diào)節(jié)水池平衡水量波動(dòng)，建設(shè)大型中水升壓站，通過管道將中水輸送至電廠
2.在電廠中水再生處理系統(tǒng)出水處設(shè)置清水池，建設(shè)工業(yè)水升壓站，將合格的工業(yè)中水輸送至電廠各工業(yè)用水系統(tǒng)中，供電廠循環(huán)水系統(tǒng)補(bǔ)充與工業(yè)水設(shè)備冷卻。
工藝選擇：依照設(shè)計(jì)原則以及工業(yè)冷卻水水質(zhì)控制指標(biāo)，選擇以下的處理工藝流程：
加混凝劑
↓
原水（尾水） → 曝氣生物濾池 → 列管式混合器 → 翼片隔板絮凝池 → 接觸絮凝沉淀池→出水
曝氣生物濾池是將接觸氧化工藝和懸浮物過濾工藝結(jié)合在一起的污水處理工藝，用于去除污水中的有機(jī)物，通過硝化和反硝化去除氨氮，在生物濾池的濾料上發(fā)生有機(jī)物的代謝過程，將生物轉(zhuǎn)化過程產(chǎn)生的剩余污泥和進(jìn)水帶入的懸浮物進(jìn)一步截流在濾池內(nèi)進(jìn)行生物過濾。
電廠1850m3/h供水量相當(dāng)于中水處理水量45000m3/d。采用一座曝氣生物濾池對(duì)稱布置分成8格，濾速6m/h，每格濾池的尺寸為7.00×6.00×8.60m，濾料采用陶粒濾料，其厚度為4.0m，承托層厚度為400mm，每格濾池采用4根反沖洗排水槽，其中心距為1.75m。配水、配氣系統(tǒng)采用長(zhǎng)柄濾頭，沖洗時(shí)空氣從濾柄上部的氣孔進(jìn)入，水則在濾柄下部的縫隙和底部進(jìn)入。反沖洗過程采用氣、水反沖洗。氣水比為3 ：1。
絮凝沉淀池：擬建2組絮凝沉淀池，每組絮凝沉淀池處理水量為22500m3/d。絮凝沉淀池尺寸為21.60m×9.00m×5.60m。絮凝沉淀池功能簡(jiǎn)述：
混合：采用一個(gè)DN600列管式混合器安裝于絮凝沉淀池進(jìn)水管上，混合時(shí)間3s，水頭損失0.5m，混凝劑投加于列管式混合器前端加藥口處。
絮凝：采用翼片隔板絮凝設(shè)備。絮凝池水力分級(jí)為3級(jí)：一級(jí)設(shè)計(jì)流速0.12m/s，二級(jí)設(shè)計(jì)流速0.09m/s，三級(jí)設(shè)計(jì)流速0.06m/s。絮凝池分為15格，絮凝時(shí)間8分鐘；絮凝池及配水區(qū)尺寸9.10m×9.00m×5.60m。絮凝池及配水區(qū)排泥采用重力斗式排泥,采用DN200排泥管，每根排泥管管端設(shè)手動(dòng)蝶閥、電動(dòng)蝶閥各一個(gè)，快開排泥。
沉淀：采用接觸絮凝沉淀設(shè)備，安裝傾角60度，上升流速2.5mm/s，沉淀池尺寸為12.50m×9.00m×5.60m。采用5根鋼制穿孔集水槽集水，以保證出水均勻, 再匯集到總出水渠中。
沉淀池排泥采用重力斗式排泥DN200排泥管，管端設(shè)手動(dòng)蝶閥、電動(dòng)蝶閥各一個(gè)，快開排泥。
經(jīng)絮凝沉淀池處理后出水濁度穩(wěn)定在1NTU左右。
中水再生處理系統(tǒng)技術(shù)特點(diǎn)：
出水水質(zhì)好：“湍流凝聚接觸絮凝沉淀水處理技術(shù)”利用湍流渦旋控制原理和邊界層理論，混合效率高，藥劑利用充分。絮凝形成的礬花粒度好、密度大。沉淀既利用了淺池沉淀原理，又增加和強(qiáng)化了接觸絮凝及過濾網(wǎng)捕作用，小顆粒泄漏少，絮凝沉淀池沉后出水濁度穩(wěn)定在1NTU左右。
處理效率高：由于混合、絮凝、沉淀部分都采用了高效處理設(shè)備，整體技術(shù)與傳統(tǒng)工藝技術(shù)相比混合高效、充分，絮凝時(shí)間短（僅為8分鐘）等特點(diǎn)。沉淀池上升流速大大提高，達(dá)到2.5mm/s，縮短了水在處理構(gòu)筑物中停留時(shí)間，處理效率高，節(jié)省占地，大大降低絮凝沉淀池的土建投資，較其它常規(guī)水處理工藝節(jié)省占地近40～50％,同時(shí)節(jié)省基建投資40%以上。
抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)：由于混合充分、絮凝效果好及絮凝池、沉淀池利用接觸絮凝過濾網(wǎng)捕作用，因此抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)。當(dāng)水量、水質(zhì)變化時(shí)接觸絮凝沉淀設(shè)備加強(qiáng)了接觸絮凝及過濾網(wǎng)捕作用，使沉淀池上升流速達(dá)到2.5mm/s，沉淀設(shè)備斜板區(qū)以及整流段絮體粒子動(dòng)態(tài)懸浮區(qū)充分發(fā)揮作用，去除水中粒子。且此項(xiàng)工藝設(shè)備對(duì)處理低溫低濁水、高濁水、微污染水來說都是非常有效。
制水成本低：由于采用先進(jìn)的混合、絮凝、沉淀設(shè)備，比常規(guī)工藝節(jié)省投藥量；主體設(shè)備使用年限長(zhǎng)；本工藝操作簡(jiǎn)單，降低運(yùn)行管理費(fèi)；設(shè)備整體水頭損失小，降低了水泵的經(jīng)常運(yùn)行費(fèi)用。
運(yùn)行方便操作簡(jiǎn)單：工藝設(shè)備運(yùn)行不需復(fù)雜的啟動(dòng)調(diào)試，工藝設(shè)備安裝完畢后，投藥正常1小時(shí)即可得到理想出水水質(zhì)。無機(jī)械設(shè)備，操作管理更簡(jiǎn)單、方便。
施工簡(jiǎn)便：絮凝沉淀池采用矩形池體更便于施工，
總之，此項(xiàng)水處理技術(shù)具有占地小、效率高，出水水質(zhì)好、投資省、成本低、經(jīng)濟(jì)效益顯著。
達(dá)到工業(yè)冷卻水水質(zhì)控制指標(biāo)中水進(jìn)入化學(xué)水處理車間后繼續(xù)采用一級(jí)除鹽+混床系統(tǒng)處理系統(tǒng)才能作為電廠鍋爐補(bǔ)給水。
因此，城市中水作為電廠供水水源技術(shù)上可行的。只是電廠取得的供水協(xié)議上應(yīng)該明確：正常條件下污水處理廠保證電廠1850m3/h中水供水量，在分組檢修條件下至少保證電廠1390m3/h供水；在最不利情況下（全廠斷水）時(shí)間限制的具體措施和相關(guān)責(zé)任.
5. 備用水源（應(yīng)急水源）
借鑒國(guó)內(nèi)在建電廠目前使用城市中水經(jīng)驗(yàn)，城市中水作為電廠水源時(shí)應(yīng)該考慮其他應(yīng)急水源的相關(guān)措施。本項(xiàng)目采用水庫(kù)水源與自來水備用水源方案
水庫(kù)備用水源：1958-1974年武威市先后建成13座水庫(kù)，其中3座中型水庫(kù)10座小型水庫(kù)，3座中型水庫(kù)中南營(yíng)水庫(kù)最為合適。
南營(yíng)水庫(kù)位于武威市城東18 km金塔河干流出山口處，是一座防洪、灌溉為主，兼顧發(fā)電功能中型水庫(kù)。金塔河發(fā)源于祁連山天祝藏族自治縣冷龍嶺北麓，分左、右兩條干流，左干流主要有大水河、細(xì)水河、白水河，右干流主要有南岔河和冰溝河，干流長(zhǎng)45公里，流域面積852平方公里，其中大水河約占60%，冰溝河占40%。平均海拔高程3010米，水庫(kù)壩址河道高程1897米。水庫(kù)于1958年開始建設(shè)1970年開始蓄水，1977年竣工運(yùn)行，1989年、2002年水庫(kù)進(jìn)行加固除險(xiǎn)改造。南營(yíng)水庫(kù)部分特性如下：
總庫(kù)容 2000萬立方米，對(duì)應(yīng)水位1941.5米；
調(diào)洪庫(kù)容1205萬立方米，對(duì)應(yīng)水位1938.0米；
興利庫(kù)容1080萬立方米，對(duì)應(yīng)水位1938.0米；
死庫(kù)容652萬立方米 水庫(kù)死水位：1919.9 已淤積量406萬立方米
水庫(kù)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)為100年一遇洪水，1000年一遇洪水校核；
多年年平均流量4.95 m3/秒，多年平均來水量：14267萬m3
集雨面積： 852 km2 多年平均降水量：306 mm
主壩壩頂高程：1943 m
設(shè)計(jì)洪水位(P=1%)：1433.3 m 校核洪水位(P=1%0)：1941.5 m
南營(yíng)水庫(kù)年徑流量受自然地理?xiàng)l件和氣候因素影響年際變化大，年內(nèi)分配極不平衡。6-9月徑流量占年徑流量的73%為全年主汛期。最小徑流量0.7979億立方米，1991年最底年份最低月平均來水0.49萬立方米。可以防御百年一遇洪水災(zāi)害，設(shè)計(jì)農(nóng)業(yè)灌溉面積13.85萬畝，發(fā)電裝機(jī)2×1000KW年發(fā)電量640萬度兼有部分水面養(yǎng)殖與綠化等。
南營(yíng)水庫(kù)距電廠18-20公里，興利庫(kù)容1080萬立方米大部分作為灌溉使用。電廠全年補(bǔ)給水量約780萬立方米。根據(jù)水資源特征與用水要求相適應(yīng)原則，結(jié)合供水水源現(xiàn)有條件，考慮城市中水的可靠性，可以采用水庫(kù)興利庫(kù)容中一定的庫(kù)容量為備用水源，通過水利管理處調(diào)節(jié)部分灌溉用水來滿足電廠用水。
城市自來水備用水源：自來水廠設(shè)計(jì)日供水總規(guī)模10×104m3/d，現(xiàn)水廠日最大供水量?jī)H4.6×104m3/d，一些單位和企業(yè)自備水源供水能力(含單位綠化用水0.45萬噸)為2.5×104m3/d，城市共計(jì)日供水能力為7.1×104m3/d，尚有日供水5.4×104m3/d能力，
至2010年城市日供水能力總計(jì)為15.74×104m3/d，其中市自來水廠10×104m3/d，城東工業(yè)區(qū)水廠2.74×104m3/d、企業(yè)自備井3×104m3/d。實(shí)際日最大耗水量為10.7×104m3/d，自來水廠日供水剩余4.3×104m3/d能力。截止2004年底，武威市城區(qū)供熱鍋爐310臺(tái)，容量總計(jì)為1240噸，鍋爐供暖天數(shù)為150天，日最大耗水量7395噸，每年耗水量110萬噸。武威熱電聯(lián)產(chǎn)項(xiàng)目投產(chǎn)后絕大多數(shù)將被拆除，其耗水量可以作為電廠供水補(bǔ)充水量。
自來水廠到電廠廠址的補(bǔ)給水管長(zhǎng)度5.0（公里）比水庫(kù)補(bǔ)給水管短13公里，補(bǔ)給水系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)比水庫(kù)方便，管道漏損少，征地少.可見自來水備用水源系統(tǒng)的投資費(fèi)用最少、工程量最少、建設(shè)周期最短，經(jīng)濟(jì)技術(shù)上是可行的。因此，城市自來水作為電廠備用水源是可行的。
6結(jié)論與建議
根據(jù)電廠建設(shè)規(guī)模、結(jié)合武威市現(xiàn)有供水現(xiàn)狀與當(dāng)前火力發(fā)電廠工程建設(shè)的產(chǎn)業(yè)政策，本工程擬用武威市中水作為主要供水水源在技術(shù)上是可以實(shí)現(xiàn)的。應(yīng)急水源選擇：關(guān)注自來水新的供水政策及電廠建設(shè)同步擴(kuò)建水廠供水管網(wǎng)可行性。建議《水資源論證報(bào)告》專題研究南營(yíng)水庫(kù)取水調(diào)度方案，滿足電廠用水量并報(bào)水利主管部門批準(zhǔn)實(shí)施。
中水作為電廠主要供水水源水量大、需求連續(xù)、系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定。不僅節(jié)約水資源同時(shí)減少環(huán)境污染，符合國(guó)家積極推廣循環(huán)經(jīng)濟(jì)，建立節(jié)約型社會(huì)的理念。
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