中水回用在城市水利工程中的应用

吴利华，张晓芳

（南京市水利规划设计院有限责任公司，江苏南京 210006）

中水回用在城市水利工程中的应用

吴利华，张晓芳

（南京市水利规划设计院有限责任公司，江苏南京 210006）

结合某城市河道补水工程建设，从投资造价、补水效果、实施难度3个方面对比分析中水回用补水及长江补水两种方式的特点，提出中水回用在城市水利工程中应用的优势及不足，预测其应用前景。

中水回用；城市水利；河道补水；长江补水

近年来，城市河道由于气象、环境等因素，时常存在蓄水不足、水质恶化的问题，对周边人居环境造成了恶劣影响。究其原因，主要是由于截污不彻底、垃圾堆放及倾倒、农业及渔业污染等。由于大部分城市内河水系基本为平原河网水系，流量小，流速慢，水体缺少必要的循环，抗污染冲击能力小，水质容易恶化。虽然城市在保障水循环方面可采用传统的引调水工程进行水体补充，但取水水源通常受到各种客观因素的影响，在水位较低、水源不足的情况下，无法保证补水工作的持续性。若利用中水回用技术解决取水问题，将为未来城市水利工程的发展提供更多的水源，意义深远。

1 工程实例

中水回用除用于工业、城市杂用、农业灌溉以外，还可用于水利工程中城市河道的景观用水。国家对景观水质制定了水质标准，二级污水处理厂的出水水质与河道景观用水水质要求相似。在水质达标的前提下，可以将中水调入城市河道进行补给，满足河流的生态需求。结合工程实例，分析中水回用在城市河道补水工程中的可行性。

1.1 工程背景

某通江河道长5.5 km，全线有排污口、泄洪沟、排污沟、城市泵站、公厕等。非汛期河道上游支流来水小，河水呈黑色，底泥淤积严重，部分河段河面、岸坡上生活垃圾堆积，“脏乱差”现象严重。河流径流量少，不能保证最基本的河流生态需水量。为切实改善河道水环境质量，提升沿岸人居环境，计划对该河道进行综合治理，其中一项措施为生态补水。通过对中水回用、引长江水补水2种方式对比，分析城市河道更有效、节能的补水方式。

1.2 中水回用补水方式

采用该区污水处理厂中水作为河道的补水来源。污水处理厂目前处于达标扩建期，现规模为2.5万t/d，一期规模为4万t/d，远期规模为8万t/d。一期设水泵3台，二期预留2台。拟用污水厂的泵房，对预留管线进行改造。中水通过污水处理厂的改造水泵进入补水管道。按照远期规模8万t/d，换算可得最大补水泵设计流量1.0 m3/s。

该补水路线全线长6.20 km（污水处理厂至支河泵站），其中HDPE管道长4.60 km，支河段长1.60 km。沿线建污水厂改造泵站1座（1.0 m3/s）、提升泵站1座（1.0 m3/s）、控制闸1座、HDPE（SN8）管4.6 km，配套清淤1.8万m3。

中水管道沿线避开农田、鱼塘用水，自污水处理厂经田间支路进入某工业园区支河，支河长1.60 km。支河段配套工程包括控制闸1座，隔断周边水系与支河中水的交汇；提升泵站1座，建于支河与补水河道交汇处；支河清淤1.8万m3，确保支河的蓄水量满足补水要求。1.3引长江水补水方式

通江河道水位较低时，引长江水至河道进行补水，是引调水工程中较为传统的补水方式。由于枯水期长江水位较低，在水源处需建2级泵站将水源引至补水管线中。补水路线全线长5.80 km。沿线建泵站3座、控制闸1座、HDPE引水管道4.20 km，支河清淤1.60 km、1号引水泵站引水河清淤1.5 km。

2 对比分析

在该补水工程中，中水回用方案与长江引水方案的管线长度较为相近，区别主要体现在取水水源不同。通过投资造价、补水效果及实施难度几个方面，对两种方案进行对比分析。

2.1 投资造价

通过初步估算，中水回用在引水1.0 m3/s时，污水厂改造泵站、支河泵站、闸各1座，投资900万元；顶管施工80 m，投资180万元；HDPE（SN8）管4.6 km，投资1 955万元；支河清淤1.8万m3，投资110万元；弃土征地鱼塘0.67 hm2、农田1 hm2，投资35万元；青苗补偿6.67 hm2，投资150万元；道路恢复500 m，投资90万元：总投资为3 420万元。采用长江引水，引水1.0 m3/s时，引水泵站2座、支河泵站1座、闸1座，投资2 350万元；HDPE管4.2 km，投资1 800万元；支河清淤1.8万m3，投资110万元；弃土征地鱼塘2.33 hm2、农田2.67 hm2，投资90万元；青苗补偿9.33 hm2，投资200万元；管道沿线道路恢复500 m，投资90万元：总投资为4 640万元。经比较，引水相同的情况下，中水回用引水较采用长江引水节省投资1 220万元。

2.2 补水效果

中水回用进行生态补水时，最大补水流量根据污水厂处理规模确定。污水处理厂现规模为2.5万t/d，一期规模为4万t/d，远期规模为8万t/d。根据不同水位下的污水处理能力，换算出河道相应的换水时间，从而明确其补水效果，结果见表1。当河道补水至8.0 m时，在2.5万t/d规模下，需21 d；4万t/d规模下，需13 d；8万t/d规模下，需7 d。由此可见，中水回用对河道补水的效果，主要取决于污水厂的处理规模。处理规模越大，补水流量越大，补水历时越短，补水效果越好。

表1 中水回用补水历时表

采用长江引水时，在长江水位保证能够引水的前提下，引水流量可根据工程需要调节。结合不同水位，不同流量（1.0 m3/s、2.0 m3/s、3.0 m3/s）得到全面补水的历时时间，当补水流量取1.0 m3/s时，水位补充至8.0 m需要约7 d；当补水流量取2.0 m3/s时，水位补充至8.0 m需要约3 d；当补水流量取3.0 m3/s时，水位补充至8.0 m需要约2 d，历时更短，补水效果相对更好。但补水流量越大，相应的引水泵站及沿线管道造价也更高。2.3实施难度

在污水厂处理能力及中水水质达标的前提下，中水回用引水方式技术可行，实施条件较为成熟，同时能减轻污水的排放压力。长江引水方式是常用的取水方式，但该段长江两岸均为滩地，施工难度较大；长江水源尚存在血吸虫等问题，长江侧取水至城区河道还需采取灭螺措施，相对于中水回用投资造价也更高。

综合以上各种因素，在城市河道的补水工程中，中水回用虽目前应用较少，但具有潜在的优势。

3 结语

再生水是城市稳定的淡水资源，污水再生利用减少了城市对自然水的需求量，削减了对水环境的污染负荷，减弱了对水自然循环的干扰，是维持健康水循环不可缺少的措施。目前各城市的污水处理能力有限，应用于城市河道补水工程时补水流量受到规模限制，造成其成效不及传统的调水方式显著，但中水回用在取水方式上基本为就近原则，管线施工条件较成熟，同时在水资源再利用方面具有独特的优势。水利行业中传统的引调水方式往往受地域条件限制，取水距离较远，涉及影响因素较多，实施难度大。因此，在未来日益膨胀的用水压力下，逐步成熟的中水处理技术将引导中水回用技术在水利行业中不断推广及应用。

（责任编辑 崔春梅）

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1009-6159（2014）-09-0046-02

2014-03-18

吴利华（1984—），女，工程师