方先金
（北京市市政工程科學技術研究所，北京市西城區大帽胡同號，100035，中國）
我國是一個水資源貧乏的國家，人均水資源擁有量只有2200m3，僅為世界平均水平的1/4，在世界銀行連續統計的153個國家中居第88位。同時，我國水資源在時間和地區分布上很不平衡，南方多北方少，北方大部分地區人均水資源擁有量低於聯合國可持續發展委員會確定的1750m3用水緊張線，其中9個地區低於500m3的嚴重缺水線。水資源短缺已成為制約我國經濟和社會發展的重要因素。
1水資源可持續利用面臨的問題
1.1水資源總量緊缺
50年來，全國用水總量從1949年的1000多億m3增加到1997年的5566億m3，其中農業用水佔75.3%，工業用水佔20.2%，城鎮生活用水佔4.5%，人均綜合年用水量從不足200m3增加到458m3。目前，全國每年缺水近400億m3，其中，農業缺水300億m3，因旱致災，年均減少糧食200多億千克；城市和工業缺水60億m3，影響工業產值2300多億元，全國668座城市有400多座缺水，有110個城市嚴重缺水。特別是1999年以來，我國北方地區持續乾旱，給工農業生產造成較大的影響，也給城市、農村居民生活用水造成很大的困難。2001年6月上旬旱情最為嚴重時，全國受旱面積一度達到4.2億畝（1畝＝100m2），由於持續乾旱，水源不足，造成城鄉人民生活用水緊張，有2198萬城鎮人口和3300萬農村人口及1450萬頭大牲畜發生飲水困難。天津、長春、大連、青島、唐山和煙台等大中城市已受到水資源短缺的嚴重威脅，許多水庫、河流出現從來沒有過的斷流和乾枯。今後隨著人口的增長、生活水平的提高、城市化的加快，水資源供需矛盾將更加突出，據預測，我國用水高峰將在2030年前後出現，2030年我國人口將達到16億人，糧食總產量需達到7億t，年用水總量為7000億～8000億m3，全國每年缺水將在700億m3左右。
氣候變化對我國水資源可利用量也產生了負面影響。據1950～1997年的降水和氣溫資料分析，我國近20年來呈現北旱南澇的局面。20世紀80年代華北地區持續偏旱，京津地區、海灤河流域、山東半島10年平均降水量偏少10%～15%。進入20世紀90年代，黃河中上游地區、漢江流域、淮河上游、四川盆地的8年平均降水量偏少約5%～10%，黃河花園口的天然來水量初步估計偏少約20%，海灤河和淮河的年徑流量也都明顯偏少。北方缺水地區持續枯水年份的出現，以及黃河、淮河、海河與漢江同時遭遇枯水年份等不利因素的影響，加劇了北方水資源供需失衡的矛盾。據相關研究，未來50年由於人類活動產生的溫室效應，全球年平均氣溫可能升高，氣溫升高將使地表蒸發量提高，水資源量將相應減少。
1.2水資源分布不均
我國水資源在時間和空間分布上很不平衡。長江流域及其以南地區國土面積只佔全國的36.5%，其水資源量佔全國的81%；黃淮海流域人口、糧食產量和國內生產總值都佔全國的1/3左右，但其多年平均水資源僅佔全國的7.2%。受季風氣候的影響，各地的降水量年內分配極不均勻，大部分地區每年汛期4個月的降水量佔全年降水總量的70%左右，很容易形成春旱夏澇。水資源在時間和空間分布上不平衡給水資源充分利用帶來了一定的難度。
1.3水資源浪費嚴重
我國一方面水資源嚴重短缺，另一方面卻浪費嚴重。長期以來，「以需定供」的水資源非可持續利用模式是造成水資源短缺的人為原因。盲目發展第一、第二產業，特別是片面追求糧食增產和重工業的發展，造成產業結構的不合理，水資源利用效率偏低，使本來就緊缺的水資源問題更加嚴重。
目前，我國農田灌溉面積中渠灌面積佔75%左右，而渠系損失約為50%，農田蒸發損失約為17%，實際利用量僅有33%左右。由於大多數地方採用傳統的灌溉模式，每畝實際灌水量達到450～500m3，超過了實際需水量的1倍左右，浪費極為嚴重。我國主要依靠降水的旱作耕地面積約12億畝，其中70%分布在降水量250～600mm的北方地區，由於蓄水和保水等基礎設施不足，農田對自然降水的利用率僅為56%左右。按最新統計估算，我國農田灌溉用水的利用率僅有1.0kg/m3，旱作耕地的水分利用效率為0.60～0.75kg/m3，全國農業用水的平均效率為0.8kg/m3，綜合經濟效益為0.2美元/m3，而以色列已超過1美元/m3，差距十分明顯。現階段我國農業水資源利用不符合水資源可持續利用的要求。
我國工業用水效率總體水平仍然較低，2001年我國萬元工業產值取水量為90m3，約為發達國家的3～7倍；工業用水重復利用率約為52%，遠低於發達國家80%的水平。2000年全國城市人均生活用水量達220.2L/d，遠高於發達國家的人均生活用水量。社會各界的水憂意識不強，浪費水資源的現象仍很嚴重，這說明節水措施尚未有效落實，節約用水的技術和管理水平不高。近十年來，我國根據經濟可持續發展戰略對經濟結構調整雖已初見成效，但水資源消耗利用模式尚未發生實質性變化。
1.4水污染形勢嚴峻
目前我國污水處理率還較低，大量的城市和生活污水未經處理直接排入江河湖庫水域，使全國大部分水域和近50%的重點城鎮的集中飲用水水源受到不同程度的污染，其中水污染比較嚴重的城鎮98個，主要分布在三河三湖流域。由於水污染一些水源被迫停止使用，尋找新的水源，從而加劇了城市缺水。水污染還影響到供水水質，損害居民的身體健康。目前，全國水土流失面積356km2，占國土面積的37%。全國地下水多年平均超采74億，已形成164個地下水超采區，部分地區出現地面沉降，海水入侵等問題。許多重要河流、湖泊污染嚴重，由於污染而引發的水事矛盾不斷增加。水污染嚴重影響我國的水資源可持續利用，影響我國經濟社會的可持續發展。
2實現我國水資源可持續利用應採取的措施
我國政府十分重視水資源可持續利用，明確指出：水資源可持續利用是我國經濟社會發展的戰略問題。多年來，針對我國水資源特點和水資源利用中存在的問題，採取了一系列措施來保證水資源的可持續利用。
2.1合理利用水資源
我國水資源可持續利用的根本出路在於堅持可持續發展戰略，變「以需定供」的傳統開發模式為「量水而行、以水定需」的水資源可持續利用的模式。立足於可利用水資源的保護和合理利用，根據水資源承載能力，確定經濟社會發展結構，確保各種水域的可持續利用，對經濟結構進行戰略調整，在水資源充裕和緊缺地區採用不同的經濟結構。大力發展節水、省能、高附加值的高新技術產業和服務業。根據我國水資源的時空分布特點合理發展農業，採取必要的退耕還林，使生態系統得到改善，保證水資源的供需平衡。
2.2合理調配水資源
根據我國降水年內分布不均的特點，應修建大量的蓄水設施，以充分利用水資源。目前，全國共建水庫8.5萬座，使年供水能力大大提高。蓄水設施一方面能將雨季多餘降水貯存起來，供乾旱季節使用。另一方面可以減少洪水災害，保證經濟的發展。在地域上，我國的水資源南多北少，南方水資源充裕，北方水資源嚴重不足。南水北調工程是解決我國北方地區水資源缺水矛盾，實現水資源合理配置的重大戰略工程。南水北調東、中、西三條線路將與長江、黃河和海河相互聯接，形成水資源合理配置的總體格局，達到南北調配、東西互濟的水資源配置目標。三條調水線路年調水總量380億～480億m3，可基本改變我國黃淮海地區水資源嚴重短缺的狀況，保證我國水資源總體上可持續利用。
2.3大力開展節水工作
我國歷來重視節約用水工作，20多年前，國家就提出了要實行開源與節流並重的方針，認真開展了節約用水工作，並制定了一系列節約用水的法規和標准，建立了節約用水的管理制度，也形成了比較健全的管理體制，城市節約用水工作取得了一定的成績，到2000年全國設市城市累計節約用水300多億m3，使近5年來城市用水總量基本無增長，改變了城市用水量隨經濟發展同步增長的趨勢。但是，目前我國農業用水利用率還較低、工業萬元產值用水量和城市居民日平均用水量還較高，節水的潛力還較大。在農業方面，應發展和推廣農業節水技術，減少農田的深層滲漏和地表流失量，減少單位面積的用水量，減少田間和輸水過程中的蒸發和蒸騰量，提高灌溉和降水的水分利用效率，不斷提高單位水資源的產量和效益。在工業節水方面，應在調整工業生產結構的同時，改進生產工藝，提高用水重復率，減少萬元工業產值的用水量。為了保證節水工作，要制定和完善相關的政策法規，建立一套符合市場經濟原則的體制和機制，對現有水價偏低進行改革，建立水資源的宏觀控制和微觀定額體系，形成總量控制與定額管理相結合的水資源管理體制。
2.4大力發展污水處理和再生回用工作
水污染加劇了我國水資源短缺形勢，直接威脅著飲用水的安全和人民的健康，影響到工農業生產和農作物安全，造成的經濟損失約為國民生產總值的1.5%～3%。水污染已成為不亞於洪災、旱災甚至更為嚴重的災害。水污染早在20世紀70年代已經顯現出來，但沒有引起足夠的注意，採取的措施不夠恰當有力，因此出現了今天的嚴重局面。如再不及時採取有效對策，將嚴重影響我國水資源可持續利用。長期以來採用的以末端治理、達標排放為主的工業污染控制戰略，已被國內外經驗證明是耗資大、效果差、不符合可持續發展的戰略。應大力推行以清潔生產為代表的污染預防戰略，淘汰物耗能耗高、用水量大、技術落後的產品和工藝，在工業生產過程中提高水資源利用率，削減污染排放量。對於工業和城市生活排水造成的點源污染，應大力發展污水處理工程，使我國的污水處理率在2000年34.3%的基礎上進一步提高。對於面污染源包括各種無組織、大面積排放的污染源，如含化肥、農葯的農田徑流，畜禽養殖業排放的廢水、廢物等，其控制應與生態農業、生態農村的建設相結合，通過合理使用化肥、農葯以及充分利用農村各種廢棄物和畜禽養殖業的廢水，將面源污染減少至最小。應積極開展污水資源化再利用工作，提高污水再生回用率。
3污水再生回用是實現水資源可持續利用的有效途徑
污水再生回用是經濟可靠的開源節流措施，與跨流域調水、海水淡化、雨水蓄用等開源措施相比，污水再生回用具有經濟性和可靠性。人類使用過的水，污染雜質只佔0.1%左右，比海水3.5%少得多，其餘絕大部分是可再用的清水。跨流域調水和雨水蓄用工程投資較大，並需投入大量資金控制水體進一步污染，跨流域調水還會對現有的生態系統產生影響。在我國現有經濟條件下，跨流域調水和雨水蓄用只能逐步進行。污水再生回用的本質是實行循環用水和分質用水，將污水經再生後回用到水質要求較低的用戶。隨著工業化的加速發展，人們生活水平不斷提高，水污染范圍也在擴大、污染程度加深，社會經濟發展和環境污染之間形成一對尖銳的矛盾。發展污水再生回用、減少廢水排放量是解決環境問題最有力的措施。另外，為滿足用戶的需要，再生水必須符合相應的水質標准，為此，需對污水處理廠二級出水進行深度處理，從而減少了污染物總量，減輕了廢水對環境的壓力。
污水再生回用應嚴格按回用對象和目的控制回用水水質，以確保回用水的安全性。為此，我國制定了一系列相關回用標准。如生活污水經二級處理後能夠達到《污水綜合排放標准》，但不能作為生活雜用水或工農業用水；若考慮回用，必須進一步處理。當污水回用於農田灌溉，水質指標應該滿足《農田灌溉水水質標准》；當污水回用於城市景觀，水質指標應該滿足《再生水回用於景觀水體的水質標准》；當污水回用於城市生活雜用，水質指標應該達到《生活雜用水水質標准》；工業污水回用水質指標應該滿足相應的工業用水標准等。
城市供水量的80%變為污水排入城市下水道，收集起來再生處理後，70%可以安全回用；二者合計，約城市供水量的56%可以轉變成再生水，返回到城市水質要求較低的用戶，替換出等量的清潔水，相應地增加城市一半以上的供水量。廢水是一種非常寶貴的資源，挖潛能力巨大。我國2000年全國污水排放量為620m3，這是很大的再生水資源。污水再生回用立足於自有水資源增加城市供水量，是實現水資源持續利用的有效措施。污水再生回用能有效地緩解城市水資源短缺。
為了保證水資源可持續利用，支持經濟可持續發展，針對我國水資源存在的問題，近十多年來，通過國家科技攻關，以及缺水城市為解決水污染和水資源短缺做出的努力，國內已經建成一批不同工藝、不同回用對象的城市污水回用示範工程。表1列出了華北地區部分城市污水回用工程情況統計結果。目前我國污水回用工程主要回用對象為污水處理廠內部用水、市政雜用、河道補水、綠化、工業用水等，尚未回用於地下回灌和飲用水源。北京市2001年完成的高碑店污水處理廠出水回用工程是我國目前最大的污水再生回用工程。大量的污水回用工程實踐表明：污水再生回用是解決水資源可持續利用的有效途徑。
表1華北地區部分城市污水回用情況單位：萬m3/d
4我國污水再生回用最大工程
4.1工程概況
高碑店污水處理廠回用工程是目前我國最大污水再生回用工程，該工程於1999年3月至8月完成該項目的前期研究工作，並完成了可行性研究，1999年10月完成項目立項和審批；2000年1月完成該工程的初步設計和審批工作，2月完成施工圖設計，同年4月開始施工，2001年5月完成工程施工，2001年6月完成調試和試運轉，2001年7月開始供水。
高碑店污水處理廠是目前我國最大的污水處理廠，處理能力為100萬m3/d。該廠污水系統流域面積96km2，服務人口240萬人，匯集北京市南部城區的大部分生活污水、東郊工業區、使館區和化工路的全部污水。該處理廠採用前置缺氧段活性污泥法工藝，即在推流式曝氣池前設置缺氧段，其目的是改善污泥性質，防止污泥膨脹。該廠出水水質水量穩定，其二級出水已接近相關的回用水水質標准。但該回用工程運轉前，高碑店污水處理廠二級出水直接排入通惠河下游，除每年約5500萬m3用於農業灌溉外，剩餘的出水每年超過3億m3沒有得到利用，這是很大的水資源浪費。為了緩解北京市面臨的21世紀城市發展和可利用水資源的矛盾，實現北京市水資源可持續利用，支持國民經濟可持續發展戰略，北京市政府決定開發該廠污水資源。高碑店污水處理廠回用工程使用回用水的區域達141km2，回用水用戶涉及到工業、公園綠化、道路噴灑和沖刷、河湖補水等。
4.2工程規模和技術方案
本工程近期規模為30萬m3/d，遠期規模為47萬m3/d。在回用工程技術方案確定中盡可能地利用現有設施，以降低工程投資。具體設計方案如下：高碑店污水處理廠二沉池出水經新建泵站（規模47萬m3/d）提升後用兩條管道分別輸送到高碑店湖（規模30萬m3/d）和水源六廠（規模17萬m3/d）。送至高碑店湖的處理水通過第一熱電廠現有深度處理設施進一步處理後供該廠冷卻用水；送至水源六廠的處理水在該廠進行深度處理後，一部分通過水源六廠現有供水系統供給東郊工業區和焦化廠；一部分通過新建管道輸送到西便門和東便門。在水源六廠現有供水管道和新建管道沿線設取水口，並新建回用水支線，供市政雜用取水。
4.3回用水水質技術保障措施
由於高碑店污水處理廠建設時，國家對城市污水處理廠出水要求中還沒有氮和磷的指標控制，因此，目前該廠出水中氮和磷的含量較高，這會直接影響回用水水質，必須對該廠進行技術改造，進一步提高該廠出水水質。改造規模為50萬m3/d，即對高碑店污水處理廠一期工程（50萬m3/d）進行改造。該改造工程分兩步進行。第一步改造後使出水水質優於目前第一熱電廠冷卻水取水水源高碑店湖的水質，出水中BOD、COD、總磷和氨氮分別達到10mg/L、40mg/L、1mg/L和10mg/L。第二步改造使該廠50萬m3/d滿足高碑店湖Ⅳ類水體的水質要求。第一步主要改造工作量包括曝氣池改造和污泥處理系統的改造。原曝氣池為1/12為厭氧區，其餘為好氧區，改造後原池2/9為缺氧區及厭氧區（水力停留時間共為2h），其中進水端分出一停留時間為15min的強化吸附區。其餘仍為好氧區（水力停留時間7.25h）。原污泥系統中剩餘污泥泵入初沉池，其混合污泥再進污泥濃縮池濃縮後消化脫水，因濃縮污泥池停留時間較長，處於厭氧狀態，磷又被釋放出來，通過上清液回到污水中，因此達不到除磷的目的。改造後，原有濃縮池改為濃縮酸化池，濃縮酸化池上清液做為碳源排入水處理系統；將消化池上清液和脫水機濾液及沖洗水收集後進行化學除磷。
高碑店污水處理廠二級出水水質水量穩定，達到設計要求，但還不能滿足市政雜用水標准，而綠化用水和道路噴灑等市政雜用水水質對人類健康和城市環境會產生影響，因此，市政雜用水必須在回用前進行深度處理，以滿足相應標准。在設計中將深度處理選擇在水源六廠。水源六廠現有日處理能力17萬m3/d的深度處理設施，主要採用機械加速澄清、砂濾和消毒等工藝處理過程，其出水可滿足相應用戶要求。由於北京市工業結構的調整，目前該廠平均實際供水量不足5萬m3/d，尚有12萬m3/d處理能力沒有得到利用。另外，水源六廠離市政雜用水用戶較近，市政雜用水深度處理設在水源六廠利用其剩餘處理能力，可滿足市政雜用水近、遠期規模需求，在該廠深度處理後的水質能滿足市政雜用水水質要求。
4.4主要回用對象
按規劃要求，該工程近期供北京市第一熱電廠冷卻循環用水20萬m3/d，遠期供北京市第一熱電廠冷卻循環用水30萬m3/d。近期通過北京市水源六廠供東郊工業區和焦化廠5萬m3/d，供城市綠化、道路噴灑和沖刷、市區河道景觀用水等市政雜用水共5萬m3/d。遠期通過水源六廠供工業和市政雜用水水量將擴充到17萬m3/d。
4.5主要工程內容和投資
本工程總投資3.6億元，其中征地拆遷費約1億元，工程費用為2.18億元，工程建設內容主要為：
（1）高碑店污水處理廠內47萬m3/d的泵站一座。
（2）高碑店污水處理廠改造。
（3）高碑店污水處理廠至高碑店湖輸水管：DN1800mm，長1480m。
（4）高碑店污水處理廠至水源六廠管道：DN1400mm，長4766m。
（5）市政雜用水配水管：DN1200mm，長6791m;DN1000mm，長1431m;DN800mm，長4615m;DN600mm，長2845m;D=500mm，長2880m。
（6）水源六廠改造：包括深度處理設施改造、蓄水池清淤和護砌、污泥池擴建、供水泵站改造、進出水口的改造、增加自控和電氣設備等。
（7）園林供水支線管道。
4.6工程效益
該工程每年可節約清潔水資源16673萬m3，節約自來水3650萬m3/a，相當於節約了建設一座10萬m3/d的自來水廠的投資4億元。該工程達到了開源節流的目的，為北京市城市綠化面積擴大和道路噴灑壓塵創造條件，對環境綜合治理具有較大的作用，環境的改善還會帶來了周圍地區的土地增值。該工程在一定程度上緩解了北京市水資源短缺的矛盾。該工程的巨大經濟和環境效益，推動了北京市節水和污水再生回用工作。目前北京已完成污水再生回用規劃，7個污水回用工程正在進行施工或做前期工作。北京市的污水再生回用實踐表明：污水再生回用符合環境保護和水資源可持續利用戰略，是解決水資源可持續利用的有效途徑。
5結論
我國是一個水資源貧乏的國家，隨著經濟發展和城市化進展的加快，水資源短缺的矛盾已經成為我國水資源可持續利用和管理中亟待解決的問題。我國水資源可持續利用面臨水資源總量不足、分布不均、水利用率低和水污染等問題，實現我國水資源可持續利用的出路在於堅持可持續發展戰略。應根據我國水資源特點進行水資源合理利用和配置，變「以需定供」的傳統開發模式為量水而行、以水定需的水資源可持續利用的模式，根據水資源承載能力，對經濟結構進行戰略調整；同時，應繼續發展節水技術，減少生產過程的水資源浪費，大力發展污水處理和再生回用工作，提高污水處理率和處理效果。污水再生回用可以減少污染物總量，增加供水能力，是經濟可靠的開源節流措施。幾年來污水再生回用實踐表明：污水再生回用能有效地緩解城市水資源短缺，是實現水資源可持續利用的有效途徑。
2. 高碑店污水處理廠回用方案研究
北京位於華北平原的北端，地處中國水資源十分貧乏的北方，是一個嚴重缺水的城市。北京人均佔有水資源量僅300m3左右，為全國人均水資源佔有量的1/8，世界人均水資源量的1/32。平水年水資源量約42億m3，其中地下水24億m3，地表水18億m3，枯水年水資源約33億m3。目前年用水量已達到平水年水資源量。迄今為止，地下水已嚴重超采，市區范圍內形成了1000多km2的漏斗區，地下水位連年下降，為此對地下水已經限采。
根據北京市國民經濟和社會發展遠景目標綱要和城市總體規劃，對北京市生活、工業、農業和城市河湖環境需水量進行預測，2020年全市需水量將達到60多億m3，年缺水約20億m3。因此，城市水資源供需不平衡和水資源短缺已成為制約北京社會經濟發展的重要因素。為了實現北京市國民經濟可持續發展戰略，緩解北京市面臨的21世紀城市發展和可利用水資源的矛盾，北京市政府決定開發城市污水資源作為城市第二水源。高碑店污水處理廠污水回用工程於1999年列入北京市政府《關於北京市環境污染治理目標與對策》（京政辦函〔1999〕）十大研究課題中，1999年3月至8月完成該項目的前期研究工作並完成了可行性研究，1999年10月完成項目立項和審批；2000年1月完成該工程的初步設計和審批工作，2月完成施工圖設計，4月開始施工，目前該工程施工已基本完成，預計今年上半年將正式啟用。該工程是將高碑店污水處理廠二級出水提升用於河道取水的工業用水，替代清潔水源、改善河道景觀，並將部分二級出水經深度處理後用於市政雜用（如道路噴灑、綠地澆灌等），替代自來水，達到城市污水資源化和改善河道水質的目的。回用水涉及的區域范圍，東至公路一環，西至西三環，南至南四環，北至長安街。地區面積為141km2。回用水用戶涉及到工業、公園綠化和河湖補水、道路噴灑等。本文主要分析該工程的技術方案和研究成果。
高碑店污水處理廠情況
高碑店污水處理廠是目前我國最大的污水處理廠，一期工程於1993年10月24日竣工投產，一期工程處理能力50萬m3/d。二期工程於1999年年底竣工投產。目前處理能力為100萬m3/d。高碑店污水處理廠污水系統流域面積96平方公里，服務人口240萬人，匯集北京市南部城區的大部分生活污水、東郊工業區、使館區和化工路的全部污水。該處理廠採用前置缺氧段活性污泥法工藝，即在推流式曝氣池前設置缺氧段，其目的是改善污泥性質，防止污泥膨脹。目前高碑店污水處理廠二級出水直接排入通惠河下游，除每年約5500萬m3用於農業灌溉外，剩餘的處理水每年超過3億m3沒有得到利用，根據我們對該廠出水的幾次實測和該廠提供的1999年出水水質分析結果，其出水達到設計要求，出水水質水量穩定，其二級出水多數參數已接近相關的回用水水質標准.但高碑店污水處理廠二級出水中氨氮和磷的含量還偏高，主要是該廠立項較早，當時在國家城市污水處理廠排放標准中還沒有除氮脫磷的要求。因此該廠一期處理工藝中未設除磷脫氮設施。
可能應用對象分析
潛在工業用戶高碑店污水處理廠內部用水高碑店污水處理廠已建規模為1萬m3/d的廠內回用水工程，主要用於污泥脫水沖洗濾布、檢修、噴灑、澆灑綠地、洗車用水水源等，該用水應優先保證。華能熱電廠華能熱電廠位於高碑店污水處理廠對面。高碑店污水處理廠至華能熱電廠之間鋪設了兩條直徑800mm的管道，同時該廠內部的深度處理站也已經建成。華能熱電廠提供的最新數據表明，該廠現計劃四台機組冷卻補水全部使用高碑店污水處理廠二級出水作為水源，並通過本廠深度處理站處理後再利用，以保證冷卻水水質。該廠實際可利用高碑店污水處理廠二級出水為7.68萬m3/d，該用水應優先保證。北京市第一熱電廠北京市第一熱電廠是一座高溫高壓熱電廠，位於通惠河北側，距離高碑店污水處理廠僅幾公里。該廠共有循環泵4台，每台循環水量為4.15 立方米/秒，循環泵房設在通惠河北岸，冷卻水是開放式循環，正常生產情況下有三台泵運行，所需水量約12 m3/s（即104萬m3/d）。其補水量約26 - 34.6萬m3/d，平均補水量30.3萬m3/d。考慮到目前河道水質現況，為保持河道水質上游仍需來水，北京市第二熱電廠部分慣流退水仍能用於第一熱電廠，在近期方案中第一熱電廠回用高碑店污水處理廠處理水用水量僅考慮為20萬m3/d。在遠期工程方案中，第二熱電廠採用封閉式循環冷卻方式運轉，耗水量將大大減少，第二熱電廠不再有慣流退水供第一熱電廠使用。因此，在遠期工程方案中第一熱電廠回用高碑店污水處理廠處理水用水量將在近期方案規模基礎上擴大10萬m3/d。北京市水源六廠北京市水源六廠距高碑店污水處理廠僅幾公里,此廠是為工業提供用水的河水廠，廠內建有規模為17萬m3/d的深度處理設施。而1998水源六廠供水情況僅為4.7萬m3/d，其中化工實驗廠1.5萬m3/d，有機化工廠0.6萬m3/d，化工二廠0.7萬m3/d，蒸汽廠0.3萬m3/d，焦化廠1.6萬m3/d。該廠進水取自通惠河。高碑店污水處理廠二級出水可直接供水源六廠使用。在近期方案中，東郊工業區和焦化廠利用高碑店污水處理廠處理水的水量為5萬m3/d，市政雜用水5萬m3/d。在遠期方案中，水源六廠再擴大7萬m3/d。通州工廠用水通州距高碑店污水處理廠約八公里。通州現有工廠120多家，包括化工、機械、紡織、造紙和食品等行業，用水量較大的工廠有造紙七廠、東方化工廠、通州氮肥廠和北京日用化學二廠等。通州的工廠共可使用再利用水量7萬m3/d。市政雜用水城市雜用用水在北京市污水綜合利用研究中一直未引起人們的重視，本研究中我們調查了沿通惠河、南護城河主要公園綠化面積、城市綠化、城市道路的噴灑用水量等，並多次走訪了市園林和環衛管理部門，具體調查結果如下：3.2.1 公園綠化及河湖用水沿河道主要公園有龍潭湖公園、北京游樂園、天壇公園、陶然亭公園、大觀園和萬壽公園，主要公園合計面積約267萬m2，公園綠化用水量約0.534萬m3/d。除外，上述公園河湖補水用水約2.3萬m3/d，沖廁用水約460 m3/d。所以主要公園總用水量約2.88萬m3/d。城市綠化用水在回用水供水范圍內有多處城市集中綠地，由於位置較為分散，在目前狀況下很難嚴格計算出回用於城市綠化的水量。故重點考慮集中在道路兩旁隔離帶和沿河道兩岸較集中的綠地，按北京市總體規劃估算城市綠化用水量約0.2萬m3/d 。道路路面噴灑用水據北京市規劃路網指標，其主幹路和次幹路的道路面積約5868萬平方米。目前可噴灑3389萬平方米，目前城市道路噴灑由市和區環衛部門負責，水源全部為自來水，取水點為固定的自來水消火栓。但按環衛部門道路噴灑水車取水半徑，並非所有可噴灑道路都能用高碑店污水處理廠處理水來代替。在方案中，城市雜用水將在水源六廠進行深度處理，深度處理後的出水用管道自水源六廠沿護城河輸送到西便門和廣安門。若在原有水源六廠供水管網中加設取水口，則可用高碑店污水處理廠處理水來噴灑的道路東至公路一環，西至西三環以西，東西長約23.5km。按環衛部門道路噴灑水車取水半徑3km計，南北長可達6km，可噴灑的地區面積為141km2。按北京市城市規劃設計研究院1992年《北京市總體規劃》研究成果，公路一環內道路用地率在1991年前為3.82%，到2010年將達13.43%。若在近期方案中道路用地率按10%計，則用高碑店污水處理廠處理水噴灑道路面積約14.1km2，根據環衛部門提供的噴灑道路的用水指標,每立方米水可噴灑2500 m2道路面積，則一天一次噴灑道路的需水量為0.564萬m3/d。目前北京市許多路面一天噴灑兩次。按市政府治理大氣環境污染，減少城市空氣灰塵量的要求，未來北京市路面噴灑要求達到一天三次。為此，在近期方案中按每天噴灑道路兩次考慮，則需水量約為1.13萬m3/d。近期方案市政雜用水規模上述市政雜用水合計約4.21萬m3/d，其中城市綠化及道路噴灑用水量為1.33萬m3/d；公園用水為2.88萬m3/d。考慮到不可預見水量和管網漏失率，近期方案中市政雜用水規模為5萬m3/d。3.3 農業灌溉用水高碑店污水處理廠農業灌溉區包括東南郊、朝陽、雙橋和通州四個灌區，分布在朝陽和通州通惠河兩岸的14個鄉和2個農場，現況灌溉面積20.21萬畝。農作物以糧、菜為主，其中糧田面積16.9萬畝，佔83%；菜田面積1.72萬畝，佔9%；林果及其它作物面積1.59萬畝，佔8%。農業灌溉需用水量約48萬m3/d，目前從官廳和密雲兩大水庫供給指標水及工業退水水量約10萬m3/d，採用地下水約19萬m3/d，從通惠河取水水量約19萬m3/d。高碑店閘下遊河道補水通惠河下游高碑店閘至北運河蒸發滲漏、一年八次換水和河道兩側綠化需水量約3.6萬m3/d。
回用技術方案
用戶用水優化分配
高碑店污水處理廠處理水優先保證廠內回用水1萬m3/d、華能熱電廠冷卻用水7.68萬m3/d、市政雜用水5萬m3/d、通過水源六廠供東郊工業區和焦化廠用水量5萬m3/d和第一熱電廠20萬m3/d，共計38.68萬m3/d。在遠期工程實施前，剩餘的高碑店污水處理廠處理水除用於高碑店閘至北運河兩側綠化和河道補水3.6萬m3/d外，還可以用於農業灌溉48萬m3/d，最後用於通州工廠7萬m3/d,總計97.28萬m3/d。在遠期工程方案實施後，第一熱電廠擴大用水量10萬m3/d，水源六廠擴大用水量7萬m3/d；剩餘的高碑店污水處理廠處理水用於高碑店閘至北運河兩側綠化和河道補水3.6萬m3/d、農業灌溉40.72萬m3/d,總計100萬m3/d。工程規模本工程方案主要考慮高碑店閘上游的回用水用戶，通過近期工程方案實施後才能利用高牌店污水處理廠處理水的用戶對象為：第一熱電廠20萬m3/d，市政雜用水5萬m3/d，通過水源六廠供東郊工業區和焦化廠用水量5萬m3/d。因此，近期工程方案規模為30萬m3/d。遠期工程方案規模將由近期工程方案規模30萬m3/d擴大到47萬m3/d。主要增加的用戶對象為：第一熱電廠用水規模擴大10萬m3/d，水源六廠擴大用水量7萬m3/d。工程方案高碑店污水處理廠二沉池出水經新建泵站（規模47萬m3/d）提升後用兩條管道分別輸送到高碑店湖（規模30萬m3/d）和水源六廠（規模17萬m3/d）。送至高碑店湖的處理水供北京第一熱電廠用水；送至水源六廠的處理水在該廠進行深度處理後，一部分通過水源六廠現有供水系統供給東郊工業區和焦化廠；一部分通過新建管道輸送到西便門和東便門。在水源六廠現有供水管道和新建管道沿線設取水口，供市政雜用取水。
回用水水質技術保障措施
高碑店污水處理廠改造由於高碑店污水處理廠出水中氮和磷的含量較高會直接影響回用水水質，必須對該廠進行技術改造，進一步提高該廠出水水質。2000年5月完成了該廠改造工程可行性研究。改造規模為50萬m3/d，即對高碑店污水處理廠一期工程（50萬m3/d）進行改造。該改造工程分兩步進行。第一步改造後使出水水質優於目前第一熱電廠冷卻水取水水源高碑店湖的水質，出水中BOD、COD、總磷和氨氮分別達到10mg/l、40mg/l、1mg/l和10mg/l。第二步改造使該廠50萬m3/d滿足高碑店湖Ⅳ類水體的水質要求。主要改造工作量包括曝氣池改造和污泥處理系統的改造。原曝氣池為1/12為厭氧區，其餘為好氧區，改造後將原池2/9為缺氧區及厭氧區（水力停留時間共為2h），其中進水端分出一停留時間為15min的強化吸附區。其餘仍為好氧區（水力停留時間7.25h）。原污泥系統中剩餘污泥泵入初沉池，其混合污泥再進污泥濃縮池濃縮後消化脫水，因濃縮污泥池停留時間太長（3d），處於厭氧狀態，磷又被釋放出來，通過上清液回到污水中，因此達不到除磷的目的。改造後，原有濃縮池改為濃縮酸化池，濃縮酸化池上清液做為碳源排入水處理系統；將消化池上清液和脫水機濾液及沖洗水收集後進行化學除磷。目前高碑店污水處理廠改造方案正在審批過程中，市政府將對改造工程單獨立項，其投資（約2511萬元）也不列入污水回用工程。深度處理措施高碑店污水處理廠二級出水水質水量穩定，達到設計要求，但還不能滿足市政雜用水標准，而綠化用水和道路噴灑等市政雜用水水質對人類健康和城市環境會產生影響，因此，市政雜用水必須在回用前進行深度處理，以滿足相應標准。在方案確定中通過不同廠址比較，將深度處理選擇在水源六廠。水源六廠現有日處理能力17萬m3/d的深度處理設施，主要採用機械加速澄清、砂濾和消毒等工藝處理過程。根據該廠提供的出水水質，其出水可滿足相應用戶要求。由於北京市工業結構的調整，目前該廠平均實際供水量不足5萬m3/d，尚有12萬m3/d處理能力沒有得到利用。另外，水源六廠離市政雜用水用戶較近,市政雜用水深度處理設在水源六廠利用其剩餘處理能力，可滿足市政雜用水近、遠期規模需求，在該廠深度處理後的水質能滿足市政雜用水水質要求。
主要工程內容和投資
本工程總投資33668萬元（不包括高碑店污水處理廠改造費用），其中征地拆遷費10000萬元,工程費用為19260萬元，工程建設內容主要為：（1）高碑店污水處理廠內47萬m3/d的泵站一座。（2）高碑店污水處理廠至高碑店湖輸水管：DN1800mm，長1480m。（3）高碑店污水處理廠至水源六廠管道：DN1400mm，長4766m。（4）市政雜用水配水管：DN1200mm，長6791m；DN1000mm，長1431m；DN800mm，長4615m；DN600mm，長2845m；D=500mm，長2880m。（5）水源六廠改造：包括蓄水池清淤和護砌、污泥池擴建、水泵改造、進出水口的改造、增加自控和電氣設備等。園林供水支線管道。
工程經濟效益分析
本工程總投資33668萬元，其中10000萬元為政府撥款，其餘為貸款（公司融資）。在考慮污水資源費0.20元/m3和水源六廠原有資產成本與利稅0.73元/m3的條件下，水價計算分析結果為：第一熱電廠用水水價0.31元/m3，市政雜用用水水價1.92元/m3，東郊工業區用水水價1.21元/m3。本工程完成後每年可節約清潔水資源16673萬m3，節約自來水3650萬m3/a，相當於節約了建設一座10萬m3/d的自來水廠的投資4億元。該工程能達到開源節流的目的，能為北京市城市綠化面積擴大和道路噴灑壓塵創造條件，對環境綜合治理具有較大的作用，環境的改善還會帶來了周圍地區的土地增值。
結論和討論
(1) 北京市是一個嚴重缺水型城市，合理利用高碑店污水處理廠處理水資源，對實現北京市國民經濟可持續性發展、緩解北京市面臨的21世紀城市發展和可利用水資源的矛盾具有重要意義。(2) 高碑店污水處理廠回用工程方案充分考慮了北京市城市水系、園林、道路及工業布局現狀，具有可實施性。(3) 高碑店污水處理廠污水回用工程能達到開源節流的目的，可以在一定程度上緩解北京城市水資源緊缺的局面，能為北京市城市綠化面積的擴大和道路噴灑壓塵創造條件，對環境綜合治理具有較大的作用。(4) 本工程總投資33668萬元,工程費用為19260萬元。按政府投資1億元，其餘為公司融資計算，在考慮水資源費0.20元/m3和水源六廠制水成本條件下，則回用水水價為：供第一熱電廠售水水價為0.31元/m3，供市政雜用售水水價為1.92元/m3,供東郊工業區售水水價為1.21元/m3。(5) 建議制定有關法規和政策，促進城市污水回用設施的發展。應盡快編制北京市回用水設施發展規劃，以便在相應的市政工程中鋪設回用水管道等設施，使城市污水回用設施逐步完善。
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3. 氧化溝清淤的好處
氧化溝利用循環環式反應池（Continuous Loop Reator）作為生物反應池，並使用一種帶方向控制的曝氣和攪動裝置向反應池中液體傳遞水平速度，從而使液體在池中循環。氧化溝是活性污泥法的一種變型，在水力流態上不同於傳統的活性污泥法，氧化溝是一種首尾相連的循環流動曝氣溝渠。最早的氧化溝渠是土溝渠，間歇進水、間歇曝氣，從這一點上來說，氧化溝最早是以序批方式處理污水的。1954年荷蘭建成了世界上第一座氧化溝污水處理廠，為一個環形跑道，斜坡式池壁反應池，採用間歇運行方式，白天做曝氣池用，晚上做沉澱池用，結構簡單，處理效果好。
氧化溝處理污水的整個過程如進水、曝氣、沉澱、污泥穩定和出水全部集中在氧化溝內完成，最早的氧化溝不需要設初次沉澱池、二沉池和污泥迴流設備，採用延時曝氣、連續進出水，所產生的污泥在污水凈化的同時得到穩定，處理設施大大簡化。
在我國，氧化溝技術的研究和工程實踐始於20世紀70年代，目前氧化溝以其經濟簡便的突出優勢已成為中小型城市污水廠的首選工藝。
氧化溝一般由溝體、曝氣設備、進出水裝置、導流和混合設備組成，溝體的平面形狀一般呈橢圓形，也可以是方形的、圓形的或其他形狀的，溝截面形狀多為矩形和梯形。
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氧化溝的主要優點
1.氧化溝法由於具有較長的水力停留時間和較長的污泥齡，因此相比傳統活性污泥法，有的還可以省略二沉池。氧化溝能保證較好的處理效果，這主要是因為結合了CLR形式和曝氣裝置的特定的定位布置，使得氧化溝具有獨特的水力學特徵和工作特性。
2.氧化溝結合了推流和完全混合的特點，有利於克服短路，提高緩沖能力。氧化溝內的污水在短期內（如一個循環）呈推流狀態，能使入流至少經歷一個循環而避免短路；在長時期內（污水在池內一般會經過幾十圈的循環多次循環），污水呈混合狀態，即使某個時刻有高濃度和有毒廢水進入，進入溝內的高濃度和有毒廢水會被大量循環液所混合稀釋，因此氧化溝系統又具有很強的耐沖擊負荷能力。
3.氧化溝具有明顯的溶解氧濃度梯度，特別適用於硝化—反硝化生物處理工藝。氧化溝從整體上來說又是完全混合的，而液體流動卻保持著推流前進，加上曝氣裝置的定位，因此，混合液在曝氣區內溶解氧濃度是上游高，，然後延溝長逐步下降，到下游區溶解氧濃度就很低，基本上處於缺氧狀態。氧化溝的設計可按要求安排好好氧區和缺氧區，實現硝化—反硝化工藝。
4.溝內的功率密度的不均勻分配，有利於充氧、液體混合及污泥絮凝。
4. 污水處理廠沉澱池清淤應急物資需備案嗎
根據相關法規和規定，污水處理廠在進行沉澱池清淤時，通常需要備案相應的應急物資。具體要求可能會因地區和監管機構而有所不同，建議參考當地環保部門或相關管理單位的具體規定。
在一般情況下，污水處理廠沉澱池清淤的應急物資備案可能包括以下內容：
1. 個人防護裝備：備案各種個人防護裝備，如安全帽、防護眼鏡、防護手套、防護服、防護靴等，以確保工作人員在清淤過程中的人身安全。
2. 清淤工具和設備：備案清淤過程中需要使用的工具和設備，如挖掘機、抽水泵、清淤船、清淤工具等，以確保清淤工作的順利進行。
3. 廢物處置措施：備案廢物處理措施，包括沉澱池清淤產生的固體廢物、污泥等的儲存、運輸和處理方式。確保其符合環保法規要求，減少對環境的影響。
4. 環境監測設備：備案環境監測設備，用於監測清淤過程中的空氣質量、噪音、水質、土壤等環境參數，以保證清淤過程對周圍環境的影響符合相關標准和規定。
備案上述應急物資的目的是為了確保沉澱池清淤作業的安全性和環保性，減少潛在的風險和環境污染。因此，建議在清淤前與當地環保部門或相關管理單位進行咨詢，以了解具體的備案要求和程序。
5. 污水處理oa工藝需要定期清淤泥嗎
如果說的是A/O工藝的話，清理的不是淤泥，是剩餘污泥，一般工藝後端會有污泥濃縮池或儲泥池，將剩餘污泥壓濾處理或是外運都可以。
6. 污水處理段清淤怎麼套定額
套市政定額，有人工清淤和機械清淤。
運距套市政運輸定額。
二次轉運市政定額也有。
一般定額的工價偏低，工程量大用定額，工程量小，就包干多少錢。
7. 污水處理廠沉澱池清淤
1. 沉澱池清淤小知識
沉澱池清淤小知識 1.清淤時需要注意什麼
對於新開魚池，可在池中投放綠肥，採用漚肥的方法盡快製造淤泥，使淤泥中的腐殖質鑲嵌在土壤間隙中，並覆蓋在土壤 上，使其與原來的土質基本隔絕，就可以起供肥、保肥和調肥的 作用。
池塘經一年的養魚後，底部沉積了大量淤泥（一般每年沉積 10厘米左右）。故應在乾池捕魚後，將池底周圍的淤泥挖起放在 堤埂和堤埂的斜坡上，待稍干時應貼在堤埂斜坡上，拍打緊實， 然後立即移栽黑麥草或青菜等，作為魚類的青飼料。
這樣既能改 善池塘條件，增大蓄水量，又能為青飼料的種植提供優質肥料， 也由於草根的固泥護坡作用，減輕了池坡和堤埂的崩塌。整塘 後，再族羨用葯物清塘。
2.怎樣進行池塘清淤
所謂池塘清淤是清除過多的淤泥。
一般正常情況下，池塘保 持10〜20厘米淤泥對養殖生產有利：如果超過了限度，不但減少 了水體，而且增加鍵穗槐了池水耗氧量，易於釀成泛塘事故，同時也易於誘發魚病。 所以消除過多淤泥是十分重要的技術環節。
然而，由於清淤 勞動量大而艱巨，往往不少生產單位未作處理，隨著時間推移，池 塘淤泥越積越厚，使生產能力顯著下降，同時還不利於養殖下水操 作。 這種情況大多發生在養魚10年以上而沒有清淤的養殖場，有 的老塘情況則更加嚴重。
為了恢復池塘生產力，必須進行池塘清淤。 池塘清淤的最簡單的方法，是排乾池水，曬泥，然後人工挖挑 多餘的淤泥。
但這種方法勞動強度太大，效率太低，速度太慢，往 往人們不願意採用。 有的地方採取魚稻、魚稗、魚瓜輪作的方法，先以塘泥種稻收 稻、種瓜收瓜或種稗作為草食性魚類青飼料，或部分作綠肥培植魚 種和鰱魚、鱅魚的天然餌料。
當塘泥干化後用機械（推土機、挖掘 機等）集中操作，將清淤與池塘維修和護坡緊密結合起來。當然這 種方法十分有效，但需要一定的投資條件才能付諸實施。
當池塘使用年限較短，堤埂稿友較為完整，或池坡經過硬化，不需 要大量維修，可採用濁流滎改裝的清淤船，帶水清淤作業，每年或 隔年將部分淤泥帶水輸往池堤伺料地（埂邊築小堤攔泥）作為種青 肥料，或輸往其他低凹淺塘、廢地，或年底非生產季節，排出大部分 池水，利用專門的清淤機清淤。 目前已有泥泵型和絞車型等幾種 型號的清淤機械在部分地區使用。
總之，池塘清淤較為困難，還有待進一步研究機械高效清淤的 方式、方法。
8. 污水池清淤大概多少一方
污水池清淤大概690元到680元一方。根據查詢相關資料信息，污水處理廠池內清淤價格90元到680元左右一方，具體還要根據現場的情況進行綜合判定收費。