石家庄市水资源污染解析及综合治理新思路

王 玮

(石家庄市环境监测中心，河北 石家庄 050022)

1 石家庄水资源现状

石家庄位于山西地台和渤海拗陷的过渡地带。石家庄市域内天然地表水体主要由河流、湖塘和湿地构成，主要河道有七条，河流总长1536.4 公里。境内天然湖泊、坑塘遍布平原各县，总面积达10.62 平方公里。天然湿、洼地集中分布在岗、黄水库之间和南甸河下游，面积约5.80 平方公里。石家庄市属于严重缺少的城市，境内河流常年干涸河段约占27%，季节性有水河段约占23%，V 类以上水质的河段占常年有水河段的66.7%，基本呈现“有河皆涸，有水皆污”的状况，地表水体污染形势严峻。具体说来，石家庄的水资源包括以下两个方面:水资源和水环境。

1.1 石家庄市水资源情况及其综合评价

1.1.1 降水

“十一五”期间市域内年降水量在地域分布上相差不大，市域内降水具有一个突出特点，即年际变化的悬殊性。降水的这个特点，对地下水资源的形成和利用均是不利的。经统计计算，石家庄市年降水量如图1 所示，“十一五”期间市域内平均降水量466.7 毫米，比多年平均值减少3.6%。最大降水量739.5 毫米，从五年降水量变化看，起伏较大。2007年降水量最少，仅有386.2 毫米，2008年降水量最多，达到627.1 毫米。

1.1.2 水资源量

与石家庄市区密切相关的为滹沱河。滹沱河全长540 公里，流域面积30891 平方公里，是一条流量较丰富的河流，大气降水是流域内地表水的主要来源。由于大气降水年际间变化较大，河流径流量的变化极为悬殊。为了调蓄水量，控制水患，提高水利化程度，五十年代末在滹沱河上游修建了岗南和黄壁庄水库两座大型水库。两库库容分别为13.35 亿立方米和10.67 亿立方米。在水资源严重短缺的情况下，岗南、黄壁庄两库库水已成为滹沱河中、下游城市生活用水和工农业用水所企盼的唯一本地地表水源，在95%保证率情况下两库多年调节水量为1.29 亿立方米。

图1 石家庄市年降水量

石家庄市座落在滹沱河冲积扇的顶部及滹沱河与太平河冲、洪积扇的交迭部位。五十年代以前滹沱河常年流水，平均径流量为23 亿立方米，是石家庄市地下水的重要补给源。在滹沱河上游相继拦截建成岗南和黄壁庄水库后，滹沱河的径流量大大减少，1980年以后常年干涸无水，这一人为的影响使石家庄市地下水补给条件大大降低。扣除开采补给系统区域内的农业生产、农村生活和乡镇企业用水，可供城市利用的地下水资源可利用量约为2.4 亿立方米/年。

1.1.3 综合评价

石家庄市的水资源如要暴露的问题有两个，一是降水的年分布变化较大;二是地表河流径流严重不足。

1.2 石家庄市水环境情况及其综合评价

1.2.1 石家庄市水环境情况

石家庄市境内受监测控制的河流总长为576 公里，其中常年干涸河段约占27%，季节性有水河段约占23%。在常年有水的河段中，属V 类以上水质的河段占66.7%，因此，我市地表河流基本呈现“有河皆涸，有水皆污”的状况，地表水体污染形势严峻，石家庄市河流水体污染物分担率如图2 所示。

图2 石家庄市河流水体污染物分担率

石家庄市主要地表河流水质的有机类和氮类污染最重，其中绵—冶河水系的有机类、氮类均为中度污染;石津渠水系的有机类、氮类均为轻度污染;洨河、汪洋沟、磁河以及滹沱河水系的有机类和氮类均为严重污染。重金属类污染较轻，这几条地表河流均为轻度污染。

1.2.2 综合评价

石家庄市境内河流水质不容乐观，各污染因子中除总铅、总铜、总硒没有出现超标样品外，其余指标均出现过不同程度的超标，其中以石油类、氨氮、生化需氧量、化学需氧量、挥发酚、高锰酸盐指数为主要污染物。各断面水质均受到不同程度的污染，水体主要表现为有机类污染和氮类污染。

2 石家庄市水资源保护利用和水环境问题治理途径

2.1 水资源保护利用途径

2.1.1 节约优先的水资源利用策略

随着城市水资源的日益紧俏，环境资源节约问题已被人们不得不重视。水系统规划的总体目标可概括为:以节水为核心，实现水资源的优化配置和循环利用，构建高效、安全、人水和谐的健康水系统。通过各种节水措施，降低或减少城镇人均水耗，在不降低居民生活舒适度的前提下，尽可能减少对外部新鲜水资源的依赖。节水措施主要包括建筑内安装双冲洗低容量冲水马桶、节水龙头等节水装置和节水器具，合理确定水价并实施梯级水价以调动居民的节水积极性，推广节水概念和方法并加强居民的节水宣传，提高城市供水的管理及监测水平，减少供水管网漏失等。

2.1.2 污水再生利用

面对日益严峻的水资源形势，污水回用是解决城市和工业用水短缺的一条有效途径。国外从20 世纪30年代开始实践城市污水回用技术，20 世纪70年代初美国开始大规模回用污水，在日本、以色列、南非、俄罗斯、澳大利亚、意大利等水资源较为短缺的国家，污水回用的开展也很普遍。国内很多缺水城市也采取了将城市污水再生后作为第二水源的措施，北京、天津、大连等一些大型缺水城市率先大力推进再生水回用事业，并取得了明显的成效。

一般城市可集中利用的再生水主要是污水处理厂的出水，再生水量通常取污水厂进水量的70%～75%。再生水优先利用范围根据城市的实际需水情况，包括建筑杂用水、道路广场和绿地浇洒用水、生态补水、消防用水等。其中建筑杂用水、道路广场和绿地浇洒用水宜采用管道统一供水，管道上预留洒水车的取水口。同时，再生水的利用要根据其用途确定再生水水质。

2.1.3 降水径流调节技术

德国是径流调节比较成功的国家，境内有莱茵河在内的多条河流，水系发达，因此德国有关径流调节的一些技术和经验非常值得借鉴，具体如下:①降水径流收集技术:德国联邦和各州有关法律规定，受到污染的降水径流必须经处理达标后方可排放，且雨水处理费用与处理同等数量的污水同等昂贵。德国一般将来自不同面积上的降水径流分别收集，对来自屋顶等的径流，稍加处理或不经处理即直接用于冲洗厕所、灌溉绿地或或构造水景观等;对来自机动车道等面积上的径流，则要处理达标后方可排放。这样，一方面减轻了污水处理的压力，又通过利用雨水减少了大量的自来水供应。②降水径流传输与贮存技术:在德国径流的传输主要有两种形式，即地表明沟传输和地下管道传输。德国降水径流贮存的形式多样，有家庭利用雨水等采用的塑料蓄水池或预制混凝土等;也有社区环境利用雨水等采用的构造水景观或人工湖等;还有为增加雨水入渗将绿地或花园做成起伏的地形或采用人工湿地等。总之，德国将雨水的传输和储存与城市景观建设与环境改善融为一体，既有效利用了雨水资源、减轻了污水处理厂对雨水处理和自来水供水的压力，又增加了城市景观，起到了“一举而三役济”的作用。

2.2 水环境问题治理途径

2.2.1 清洁生产工艺

在国际上也称为“环境友好”(Environment Friendly)的生产工艺，因为他们应用的原料，中间产品与产品对环境不会造成严重污染，即使有也是轻微的。例如，合成洗涤剂的生产中用不含磷洗涤剂取代含磷洗涤剂，从而在生产过程中消除了磷的最大污染源;在农药生产中取消了六六六，DDT 等高毒性，高残留的有机氯农药，代之以高效、低毒、低残留农药的生产;一些化工产品生产中使用汞催化剂的生产工艺被无汞新工艺取代等，都是将污染物消除在生产过程中，消除了它们对水环境的污染和在水生态系统中的富集及对人的潜在危害。

目前我国在污水处理技术方面有一种倾向，认为活性污泥法是最有效的，忽视和排斥了其它的处理方法和技术。其实在任何国家，都不是任何一种单一的处理方法能完全解决污水处理和水环境污染问题的，即使在发达国家，例如美国，也是采用多种处理方法来处理城市污水和工业废水的。例如，美国共有稳定塘上万座，占处理污水总量的25%，它与土地处理，人工湿地等系统成为中小社区(城镇)的主要处理设施。美国在应用塘系统、土地处理系统的过程中研究开发和推广应用了多种多样的先进、科学、高效、节能、工程化和美化的新型塘系统(如先进组合塘系统、双曝气功率水平多塘系统、水力调节贮存塘、完全封闭蒸发塘、水生植物塘等)。德国、法国、加拿大、澳大利亚、巴西、东南亚、非洲也有大量的塘系统在应用。近十年来英国、德国、法国、荷兰等人工湿地发展迅速，它与塘系统不仅成为中小城镇的主要污水处理设施，而且也成为雨水处理的主要设施，以及工业废水重要的处理技术。

2.2.2 新的处理技术

作为发展中国家，石家庄更应该重视研究开发和推广经济、节能和有效的处理技术，具体设想如下:①由美国克莱姆逊大学里奇(L.G.Lich)教授研究开发的双功率曝气水平多塘串联系统(DDMC)，是在美国通用的曝气塘→最后净化塘系统的基础上改进而成，由首端的高曝气功率塘(或称完全混合塘)与其后的三个串联的低功率曝气塘(部分混合塘)组成，按活性污泥法的原理工作的。这种塘系统的优点是通过曝气供氧以及由此形成的活性污泥大大提高了塘的处理效率和负荷，相应的总水力停留时间仅为:4d～6d(南方～北方)，这比普通塘系统至少需20d～30d，最长达半年之久要少得多。另通过曝气系统的优化设计与运行，可使新增的活性污泥与衰亡的活性污泥量相等，实现剩余污泥的零排放。②Cambi 工艺:同时实现污泥减量和生物气产生。由Purac 开发的Cambi 工艺中，通过高温水解过程使污泥中的有机成分从不溶解状态转化为溶解状态，使有机物可用于生物降解，即厌氧消化。经高温水解后固体中有机物大为减少，再进行厌氧处理，促进了生物气产量的增加，也可将释放出的碳作为生物脱氮的碳源。经Cambi 工艺产生的脱水污泥的总固体含量达30%～40%，可以直接进行污泥焚烧。根据污泥的来源和组分，这一工艺可以间歇地和连续地运行。

3 总结

本文针对石家庄城市的水资源出现的问题，从水环境和水资源两个方面入手，结合当下国际上新出现的一些技术，针对具体问题提出了相应解决方案。水资源主要从“量”上入手，通过增加地表径流的方式增加水资源量;水环境主要从环境污染的角度，提出环境治理的新的解决方案，改善的是水质。方法虽有很多，但是归根到底要具体问题具体分析，并从根本上解决城市的水资源问题。

［1］李敏，王雄辉，刘礼祥．生态型水环境治理技术的思考［J］．工业安全与环保，2006(1)，

［2］濮培民，王国祥，李正魁，胡春华，陈宝君，成小英，李波，张圣照，范云崎;健康水生态系统的退化及其修复——理论、技术及应用［J］．湖泊科学，2001(3)．

［3］籍国东，姜兆春，赵丽辉，丁蕴铮，袁星．我国污水资源化的现状分析与对策探讨［J］．环境污染治理技术与设备，1999(5)．

［4］钱易．水资源管理需要新思路新策略［J］．水利水电技术，2003(1)．

［5］陈晓燕，陆桂华，秦福兴，刘爱兰．国外节水研究进展［J］．水科学进展，2002(4)．

［6］周钧．江苏水生态修复中的新技术应用［A］．中国水利学会2007 学术年会湖泊健康与水生态修复分会场论文集［C］．2007．

［7］陈晓燕，陆桂华，秦福兴，刘爱兰;国外节水研究进展［J］．水科学进展，2002(4)．

［8］曹立坤，甘宗胜，刘玉玲．西安市城市污水资源化研究［A］．“建设资源节约型、环境友好型社会”高层论坛论文集［C］，2007．