- 给排水规划
- 文章编号：1009-6000(2003)S2-0059-04
- 中图分类号：X703 文献标识码：B
- 作者简介：殷金兰，南京市规划设计研究院高级工程师。
- 南京城市污水再生利用初探
- Reflections on the Wastewater Collection System and its Planning in Nanjing
- 浏览量：
- 殷金兰
- YIN Jin-lan
- 摘要：
试图借鉴国内外污水再生回用的成功经验，从南京水环境现状出发，以仙西新市区污水再生回用规划为例，论述了南京污水资源化的可能性、可行性及应用前景。 - 关键词：
污水再生利用；中水；污水资源化；污水零排放； - Abstract: In Nanjing, wastewater treatment and collection system is being built, and it is an important department for Nanjing to become the nation environment protection exemplar city. Based on the understanding of wastewater collection system, the author assays the merits and warts of compound drainage and presents some advice on basis of problems existing in the designs, constructions and management of wastewater pipelines.
- Key words: wastewater collection; compound drainage
- 1 城市污水——新兴水资源
1.1 自然水资源的缺乏
我国是一个缺水的国家，人均水资源占有量只有世界水平的1/4。可取用水资源量为8000~9500亿立方米，而用水量为5600亿立方米（1997年），水资源利用率达60%~70%。用水量已逼近可取用水资源的极限值。因此，要节约用水，保护自然水资源，开辟城市新水源。
1.2 城市污水资源化
城市污水是水量稳定、供给可靠的一种潜在淡水资源。污水再生利用增加了城市总的可供水量，减少了城市对自然水的需求量，减轻了对水环境的污染负荷，消减了对水自然循环的干扰。污水回用的补充和替代作用有助于满足经济发展及人口增加对非饮用水的需求。
发达国家水的重复利用率平均为75%～85%，而我国平均仅为40%，大部分水的流动是单向的，“随用随弃”，造成了污水资源的浪费。
1.3 设计理念的创新
近年来，人们已经意识到，纵然在丰水地区，水资源和水环境容量也不是无限的。排水系统从以前的防涝减灾、防污减灾逐步转向污水的资源化。通过合理的规划设计，提高循环利用水量，将向天然水体排放的污水量减至最少，直至实现污废水零排放。
城市污水——新兴水资源，它的回收利用是造福子孙后代的伟大事业，是可持续发展的必由之路。中水正得到越来越广泛的应用，发挥着前所未有的巨大作用。
然而，如何将污水排放变为污水“生态循环”和“再利用”，还有许多观念、技术和管理模式需要我们认真探索、研究。
2 国内外污水资源再生利用情况介绍
2.1 国外城市污水的再生利用
污水深度处理和回用在经济发达国家已在推广，甚至普及。目前，污水深度处理所得中水作为一种合理的替代水源，在美国得到越来越广泛的利用，成为城市水资源的重要组成部分。美国某城市污水回用量达260万立方米/日，其中62%的再生水用于农业灌溉，30%用于工业，其余用于城市设施和地下水回灌。美国佛罗里达州圣彼得斯堡的城市污水经净化后得到的中水，供消防用水和空调冷却水以及绿化用水。由于使用中水和自来水分质供水，使得在需水量增长10%的情况下，自然水取水量需求零增长。
以色列是一个水资源极度贫乏的国家，因此污水已经成为该国重要的水资源之一。目前，以色列100%的生活污水和72%的城市污水得到了回用。现有200多个污水回用工程，规模最小为27立方米/日，最大为20万立方米/日，处理后的再生水42%用于农灌、30%用于地下水回灌，其余用于工业及市政建设等。全国的127座再生水库与其他水源联合调控，统一使用。以色列将污水回用以法律的形式给予保障，回收利用污水卓有成效。
世界上还有许多国家，如日本、德国、芬兰等，在污水资源利用上都有成功的实例。
2.2 我国城市污水再生利用的实例
1990年我国将\"污水净化与资源化技术研究\"列入\"八五\"国家科技攻关计划，研究成果已经应用于天津纪庄子污水处理厂的改造工程中。太原市北郊污水处理厂将深度处理后的污水回用于太原钢铁工业冷却水。去年，北京完成了高碑店污水处理厂中水回用工程，规模为47万立方米/日。该中水回用工程是目前北京、也是全国最大的城市污水再生回用工程，运行稳定。再生水主要作为工业冷却水，以及公园绿地、道路浇洒等市政杂用水。我国的污水深度处理与有效利用已经具备了相当规模。
3 南京仙林新市区污水再生利用规划实例
在2002年10月完成的南京《仙林新市区总体规划》中，我院首次增加区域性中水系统规划，以下作一简单介绍：
3.1 仙林新市区概况
仙林新市区位于南京主城东侧，是主城外围三大新市区之一，以发展高等教育和高新技术产业为主，是集中体现现代城市文明和绿色生态环境协调发展的新市区。规划范围南至沪宁高速公路、北至宁镇公路、西至绕城公路、东至七乡河，规划总用地80.22平方公里，规划人口50万人。
3.2 仙林新市区中水量
根据仙林新市区总体规划确定的污水量，近期10万立方米/日，远期30万立方米/日。其中约70%可用来循环使用。近期中水量约为5万立方米/日，最高日约为7万立方米/日，水量丰富。污水处理厂厂址选在312国道以北，九乡河西岸。
3.3 污水深度处理主要工艺流程
仙林新市区污水深度处理主要工艺流程为适当延长生化时间、消毒、过滤，人工生态工程。
按目前的污水处理工艺水平，二级污水处理厂的尾水经适当延长生化时间，增加消毒、过滤后，CODcr浓度一般均可达50毫克/升，氮、磷浓度可达15毫克/升、2.0毫克/升。再经过九乡河及未名湖的生态河床及挺水植物区和沉水植物区进一步净化后，CODcr浓度可达32~38毫克/升，氮、磷浓度可达2.0毫克/升、0.3~0.6毫克/升。中水水质基本可达Ⅳ~V类，能满足景观用水及非饮用水的要求。
3.4 中水应用
3.4.1 杂用水
以中水作为新市区杂用水水源，新市区杂用水包括水面蒸发、渗漏、市政、绿化、景观消耗等，合计约需3万立方米/日。
3.4.2 河道、水库补充水源
仙林新市区水体具有景观娱乐功能，水体要保持一定的水位且水要能适当流动。中水作为河道、水库的补充水源是非常有前途的。近期中水量约为5~7万立方米/日。扣除新市区杂用水外，仍有相当部分中水使水体以一定速度流动，增加水体的自净能力，满足水环境感观功能。
3.5 中水回用综合评价
利用中水浇洒道路、绿化、冲洗厕所、补充水体水量，美化环境，节约了大量自来水，这对目前还无地区性自来水厂的仙林新市区意义特别重大。减少了污染，是创造可持续发展的新市区的唯一途径。
仙林新市区污水再生利用的成功必将推动南京污水再生利用事业的发展。
4 南京市污水资源再生利用的可行性
从南京水环境现状出发，结合仙林新市区中水利用规划的经验，对南京污水再生利用进行可行性分析研究。
4.1 南京市污水资源再生利用的必要性和重要性
南京是著名古都、江苏省省会、长江下游重要的中心城市。南京的水环境建设尤为重要。目前应着手建设污水收集处理系统，完善引水体系，实现污水资源化，形成可持续发展的生态环境。南京污水再生利用是极其重要的，也是完全必要的。
南京有丰富的污水资源，结合污水处理厂建设，实现污水再生利用是可行的。
4.2 南京城市污水排放现状分析
4.2.1 污水排放量及主要内河水体污染情况
1998年南京市主城范围内排放污水量为101万立方米/日。其中，内秦淮河纳污量为23.2万立方米/日，金川河纳污量26.68万立方米/日，玄武湖流域纳污量为2.59万立方米/日。
4.2.2 污水处理现状
目前主城内有江心洲及锁金村污水处理厂，总处理能力为26.5万立方米/日。污水集中处理率目前仅为7.4%。
4.2.3 存在的突出问题
污水集中处理率低，水环境的污染严重，威胁部分饮用水源地水质安全。
4.3 南京污水处理系统规划介绍
规划主城污水处理系统划分为五个，总处理规模156.34万立方米/日。即江心洲污水处理厂规模为85万立方米/日；锁金村污水处理厂规模为3.00万立方米/日；方家营污水处理厂规模为30万立方米/日；兴武营污水处理厂规模为18.34万立方米/日；城东污水处理厂规模为20万立方米/日。
4.4 对策
解决南京地表水环境质量的途径是建立污水处理系统和配套的污水收集系统。也是污水再生利用的前提，设计污水处理厂时需增加中水回用滤池，预留进一步深化处理的用地。
4.5 中水量分析
污水再生回用，首先必须有污水资源。南京五个污水处理厂新建或扩建完成后总规模达156.34万立方米/日。其中约70%可用来循环使用，保证了充足的再生水水源。但前提条件必须建立完善的污水收集与处理系统。因此，强化城市污水管网与污水处理工程设施的建设是推动城市污水再生利用的关键。
实施污水再生利用工程后，使南京的可用水量增加50%以上。这是一笔巨大的水资源，不应浪费。
5 南京污水再生利用前景
5.1 作为河湖的恒定补充水源
5.1.1 南京河湖引水规划
南京主城生活污水集中处理能力目前为26.5万立方米/日，生活污水大部分直接排入水体。河道现状补充水源除降水外基本由生活污水补充。城市污水经分流或截流后，原排水河道失去重要的补充水源，必须进行补水，方能保证河道不干涸。
内金川河、内秦淮河和玄武湖，目前是引大桥水厂8万立方米/日初净化水进入玄武湖后，再分配至内金川河和内秦淮河。水量不够，规划在上元门水厂旁续建20万立方米/日初净化水作为补充河湖水源。
河西地区规划在北河口水厂建20万立方米/日初净化水，作为河道补充水源。
城东地区、城南地区、城北地区河道依靠地下补给水及自然降水补充。
目前，引水工程迟迟得不到实施，河湖水环境得不到改善。
5.1.2 中水作为河湖恒定的补充水源
污水经深度处理，补充河、湖、公园、庭院水池等景观用水。维持溪流生态流量，创造城市良好的水溪环境。
日本利用中水复活了数百条小河流，北京也利用污水处理厂中水维持河道基流。仙西新市区即将利用中水制造一道流动的风景。
目前，南京结合城北污水处理厂建设，配套建设深度处理系统和中水管网，充分利用中水资源补充秦淮河 ，玄武湖，内金川河等河湖水量。其优越性表现在：
(1)实施污水资源化，节约大量自然水资源。
城北污水处理厂总规模30万立方米/日，满负荷运行，最大回用量可达21万立方米/日，保证其服务范围内河湖一定的补充水量，弃之浪费。相比在上元门水厂旁续建20万立方米/日初净化水作为补充河湖水源更具可行性。
(2)保护饮用水源地，改善生态环境。
长江是数亿计的居民饮用水源。中水回用可减少向长江排放污水总量，保障供水安全，改善生态环境。据统计，随着城市污水处理率的不断提高，城市污水对水环境的污染负荷并没有明显减弱，江河湖泊仍然达不到环境质量标准，这是由于污水处理率虽然在增加，但污水排放总量也在增长，使得污染负荷总量削减有限。中水回用是减少水体污染，直至无污染的唯一途径。
(3)以长江水作为引水水源，也需大量费用，且需适当处理。
中水管网如能结合污水截流沟同沟分槽（中水为压力沟槽）建设，定能节省投资。
同样，随着江心洲污水处理厂扩建工程、城东污水处理厂等的建设，利用中水解决相应污水处理厂服务范围内的河湖引水问题，将污染治理与河道整治、景观建设结合起来，改善城市形象，同时也是水资源循环使用的一个很好的途径。
南京中水也可以借鉴仙西新市区通过人工水生生态工程，净化水体的同时，美化环境。
5.2 作为城市杂用水
城市杂用水包括洗车、浇洒绿地、道路及冲洗厕所等用水，用自来水杂用显然是极大的浪费。国外很多城市就建立了按饮用水和非饮用水分质供水的双重供水系统，中水成为城市稳定的第二供水水源，节约了大量的自然水资源。
南京用水量标准较高，每天用于城市杂用的水如用中水替代，可节约大量自来水。
5.3 用作工业冷却水
大连春柳河污水处理厂早在1992年建成投产了污水回用即中水处理设备，规模1万立方米/日，主要用于热电厂冷却用水，运行10年来效果良好，效益可观。
南京即将建设一至两座电厂，电厂与仙林新市区的污水处理厂相距很近，将污水处理厂中水作为电厂冷却水应有很好的前景。
5.4 中水回用展望
在市政府的高度重视和全社会的支持下，南京市的污水回用事业将会得到较快发展。南京污水再生回用刚刚起步，主要在仙西新市区，许多诸如技术、造价等方面都需要探索，其中最焦点的问题是经济投资。笔者认为，纵使污水再生回用造价高于自来水，污水再生回用也是完全必要的。首先，巨大的污水资源弃之可惜，更重要的是污水回用减少向水体排污量，是保持健康水循环的良策。同时，节约大量自然水资源。所以，污水回用应尽快提到议事日程上。我们期望不久的将来南京的水循环真正进入健康循环状态。
6 结论
水是基础自然资源，是生态环境的控制性因素，是人类生存不可替代的物质资源。水环境日益恶化，理应受到高度重视，如任其自然，地球上的淡水资源早晚有枯竭的一天。国内外实践证明，中水系统对节约用水、减少水环境污染具有明显效益。规划工作中首先应建立中水回用的概念，为水的健康循环出力。
南京城市污水再生利用是可行的，政府应尽快重视南京污水再生利用这一造福子孙后代的百年大计，尽快组织编制《南京污水回收再生利用规划》，使南京变得山清水秀，环境宜人，真正走上可持续发展的轨道。
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