梁偉剛，朱喜禮
（鄭州市污水凈化有限公司，鄭州 450046）

一、鄭州市水資源狀況

　　鄭州是一個降水量時空分布不均、水資源十分短缺的地區，人均水資源占有量不足230 m³，還不到全省人均的一半，僅占全國人均水資源量的1/10，遠不能滿足我市生產、生活的需要；鄭州市已被列為我國33座最嚴重缺水的城市之一。多年來，水資源短缺一直是困擾鄭州市可持續發展的一大課題，特別是近年來，隨著工業生產的迅猛發展、城市人口的急劇增加和生活水平的日益提高，用水量也隨之迅速增加；同時，城市污水的排放量也在不斷增加，流經市內的河流：東風渠、七里河、熊耳河均已受到不同程度的污染（金水河已改造為景觀河），COD、BOD、SS、NH₃-N等指標均已超過《地面水環境質量標準》（GHZB 1-1999）Ⅴ類水質標準，嚴重威脅著城市水環境。隨著氣候的變化和環境污染的日益加劇，水資源短缺現象將會漸趨嚴重。目前及今后，水資源短缺都將是鄭州市社會經濟發展的一大制約因素。如果不增加新的供水水源和提高水的使用效率，鄭州市今后的社會經濟和城市發展目標必將因水的制約而受到大的影響。為進一步鞏固我市的經濟及建設成果，促使城市化進程有更快更高地發展，對有限的水資源進行合理開發和有效利用、開辟新的城市水源是擺在我們每個市民面前的一個嶄新的十分重要的課題。
　　進入九十年代以來，作為鄭州市主要供水水源的黃河流量較以往明顯減少，黃河花園口河段由于泥沙淤積，使河床抬高，造成“小洪水、高水位、大漫灘”的現象頻繁發生，1990~1997年8年間平均徑流量較多年徑流量減少40.8%；近年來，黃河斷流形勢嚴峻，已逼近我省開封附近，按目前水量和管理水平，2000～2010年黃河下游將會年年斷流，至少出現10年內9年斷流的嚴重局面，若花園口斷面出現極小流量且持續時間長，將嚴重影響鄭州市引用黃河水，甚至會發生引不上水的情況，如果出現極端干旱年份，強制小浪底水庫非正常運行，黃河下游的斷水尺度將有可能達到花園口河段以上。基于上述原因及其他諸多因素，黃河下游引黃渠首工程供水價格已從2000年12月1日起提高，按供水成本來調整引黃渠首供水價格，使城市供水的成本進一步提高。目前黃河花園口河段水質污染已較為嚴重，一般為Ⅳ類水質標準；此外，突發性水污染事故也時有發生，使黃河水受到嚴重污染，為超地面水Ⅴ類水質標準，黃河水源已不能滿足城市供水要求，市區供水已遭受嚴重影響。根據自來水公司、市節水辦統計資料，鄭州市日均用水量為78.7～65.5萬m³；鄭州市日均供水量為84.02～75.23萬m³，自備水源平均供水量為12萬m³/d。
　　50年來，城市供水、排水能力日益增強；已建成城市凈水廠6座，供水能力達到127萬m³/d；城市供水管道長度為1168 km，人均生活用水量238.3 L/d，自來水普及率達100%；城市排水管網總長達1223 km，管網密度為8.38 km/km²；建成污水排水4大干管系統和雨水排水4大系統，建有9座污水泵站和3個污水處理系統，污水排放量達74.3萬m³/d；鄭州市是淮河流域的重要污染源之一，為配合國家淮河流域的污染治理、改善鄭州市的水污染狀況，鄭州市污水處理廠（原名王新莊污水處理廠）一期40萬m³/d污水處理工程，采用傳統活性污泥法已于2000年12月28日正式建成投產，該工程使鄭州市城市污水的處理率達到55%左右，大大緩解了鄭州市的水污染狀況，對城市環境和面貌的改善起到了積極的推動作用。盡管如此，每天仍有大量的污水（尤以鄭州市西區為甚）未經處理而直接排入城市河道，繼續著對城市水環境的污染，侵蝕著業已取得的“雙達標”成果，威脅著市民的身心健康，破壞著城市環境和居民的生活質量，也制約著城市化進程和城市經濟的可持續發展。為持續解決水污染問題，鞏固已取得的豐碩成果，鄭州市的第二座污水處理廠—五龍口污水處理廠（采用改良型氧化溝工藝）現已開工建設，建設內容包括10萬m³/d污水處理工程和5萬m³/d再生水處理工程。

二、城市污水再生利用現況和發展規劃

　　鄭州市對城市污水再生利用的基本思路是將城市污水再生利用同河道景觀、園林綠化建設以及工業項目等有機結合起來，最大限度地發揮其資源優勢及綜合利用效益，變廢為寶，造福市民。在五龍口污水處理廠再生水利用項目上的具體做法是：首先將二級污水處理廠出水進行三級深度處理，然后通過加壓輸送至金水河上游，作為金水河的上游水源沿河道排放，形成以金水河市區段為依托的景觀水帶，改變其河道缺水的現狀，徹底改善河道的水質及周圍環境，調節小氣候，提高城市品位。在此基礎上，將來可進一步擴大回水利用范圍，逐步發展再生水管道沿線以及河道沿岸和周邊地區的綠化噴灌、洗車、澆灑道路、沖洗廁所等綜合用水項目，開展河道及帝湖景觀、防護帶的綠化、美化、服務設施等相關產業建設，發揮其環境效益和社會效益。另外，還考慮為熱電廠提供冷卻用水等，進一步用于工業生產，創造直接經濟效益。
　　五龍口污水處理廠污水再生利用項目的建成能夠有效的改善工農業生產外部環境，控制和減少環境污染。加快工業發展速度，提高社會總產值。同時，也加快了城市基礎設施建設，在改善投資環境的同時，加大了吸引外資的力度。并促進經濟結構的調整，帶動相關產業的發展，使該地區經濟迅猛發展。可以進一步改善城市水環境，減少疾病，提高人民健康水平。

三、城市污水再生利用的實踐經驗與存在問題

　　（1）轉變污水處理的傳統觀點，將污水處理與再生利用綜合考慮，系統協調，保證高效、經濟的開展污水處理和再生利用，使城市水系統進入良性循環。
　　（2）城市污水處理廠一般均選擇在城市地勢較低的地方，非常不利于污水再生利用，由于污水廠靠重力流集水，就導致再生水利用要經過多級泵站提升的局面。選擇廠址時，要將污水再生利用考慮在內，選擇最經濟的廠址。
　　（3）城市污水再生利用要根據二級出水的水質和用戶對水質的要求，恰當地選擇工藝。
　　（4）城市污水再生利用開辟了城市的新水源，要在市民中宣傳，污水再生利用的必要性和可行性，讓市民接受再生水的概念。
　　（5）再生水利用一定要保證水質安全。特別是在利用過程中可向空氣中擴散的利用途徑，一定要進行嚴格消毒，防止病原菌的傳播，保護大眾健康，這樣再生水才可以被大眾接受。
　　盡管城市污水再生利用的優越性越來得到人們的認可，但還存在一些問題：
　　（1）城市供水價格較低,污水再生利用缺乏競爭力。長期以來,城市自來水作為一種生活必需品,人們從計劃經濟向市場經濟的轉換過程中，自來水價格都被人為控制得過低,近年來雖作過幾次水價調整,但由于自來水和再生水的差價不夠大,使大眾認識不到再生水的必要性和現實性.所以應提高自來水價格，促進污水再生利用。
　　（2）城市污水再生利用缺少相應的獎懲政策。對于有條件使用再生水的工礦企業，政府部門應鼓勵它們推行清潔生產，減少污水排放和利用再生水。
　　（3）再生水運作企業應具備相應資質。國家應對再生水運作的企業推行資質認可制度。提高設計、施工、運行管理各階段的水平，促進城市污水再生利用的正常運行。

四、城市污水再生利用的發展建議

　　今后在城市污水再生利用方面的發展建議主要有：
　　（1）在景觀建設方面，充分利用再生水搞好綠化和景點建設，建設一批孕育文化內涵，突出園林風貌和地方特色的綠色游園，做到“雅俗共賞、老少皆宜”；配合公園的建設，力爭建成一批以水面為主體，集游樂、體育、健身、住宿、餐飲、服務、高科技種植、文化、療養等為一體的、具有一流文化品位的大型綜合性游園，改善人居環境、提升城市品位，給廣大居民一個休閑、娛樂、鍛煉、療養的一個好去處。充分利用水面，搞好花草植物配置，做到常年常綠、花開四季，體現“活、美、野、活、幽、奇”等美景。具體為：
　　“活”——水“活”、景“活”、花鳥魚蟲“活”、…，“活”力無限；
　　“美”——園“美”、湖“美”、 “美不勝收”；
　　“野”——充分體現田野風光；
　　“幽”——曲徑通幽；
　　“奇”——景點設計、整體構思突出“新奇”。
　　（2）在綜合利用方面，充分利用再生水資源 ，開展公共綠地噴灌、人工噴泉、水景、沖洗車輛、澆灑道路及行道樹澆灌；依托河道沿河地帶大的賓館、飯店、機關事業單位、大中專院校集中的優勢地位，實行分質供水，改造建設中水系統，實施開發帶動戰略，建設開放式再生水使用體系，帶動工程沿線地區參與項目的實施和開發，擴大用水規模及范圍，進一步提高再生水 水使用率，使污水利用資源化、長期化、合理化，建設節水型城市，為鄭州的綠化、美化再作貢獻。　
　　（3）以金水河沿線回水綜合開發利用為樣板，以熊耳河綜合整治工程為起點，高標準、高質量進行綠化、美化及景觀建設，重點做好再生水綜合利用及功能延伸工作，提高再生水資源使用率，為城市污水再生利用的進一步推廣創造有利條件。
　　（4）利用再生水提高城市綠化率，解決城市綠地用水問題，徹底改善水源對綠化的制約，搞好園林城市建設。重現清水長流美景，使市民在游憩、娛樂、鍛煉之余，盡情欣賞這詩情畫意般的碧水風姿；
　　（5）在市區內部形成一大片景觀游樂水體，吸引遠離市區到水源地游玩的人群回到市區內部，減少對城市“水缸”的污染程度，保護城市水環境；美化環境、調節城市小氣候，降溫除塵、凈化空氣、降低噪音、保持生態平衡、提高環境質量。
　　（6）開發園林潛在游樂、服務項目，擴大經營范圍，如發展游泳業、水產養殖業、農村牧業等，創造良好經濟效益。
　　（7）實現生活用水和非生活用水性質分離，節約生活潔凈水資源，保護城市地下水資源。
　　（8）利用價格杠桿，促進城市污水再生利用。再生水的運行成本一般在0.3～0.5元/m³，而自來水為1～2元/m³，因此，只要合理制訂不同水質的水價，就能打開再生水的廣闊市場，同時也能使用水單位節約用水費用，獲得經濟效益。
　　（9）促進城市污水再生利用的產業化。這樣更有利于城市污水再生利用項目的快速發展，鼓勵多種資金進入該產業，擺脫經濟束縛。
　　（10）加強城市污水再生利用的技術研究，推行設計、建設、運行管理的資質認證，保證城市污水再生利用的良性運作。
　　（11）加強立法，完善城市污水再生利用的國家和地方性法規；將城市污水再生利用納入城市規劃。

五、五龍口污水處理廠污水再生利用簡介

　　(1) 設計參數
　　再生水處理采用混凝－沉淀―過濾－消毒的常規凈水工藝方案。
　　設計規模：　　　　　　　　　　　　 50 000 m³/d
　　廠區自用水系數：　　　　　　　　　　　　 10%
　　平均設計流量：　　　　　　　　　　　　 2 297 m³/h
　　設計進水、出水水質：

指標

進水（mg/L）

出水（mg/L）

BOD₅

20

10

COD_cr

80

50

SS

30

10

NH₄-N

7

　

TKN

　

10

TP

1

1

　　（2）主要構筑物簡介
　　再生水處理主要建、構筑物包括：提升泵房配水井、提升泵房、反應沉淀池、濾池、清水池、送水泵房、廢水池、加藥加氯間
　　① 提升泵房配水井
　　功能：將污水處理廠二級處理系統滿足再生利用進水水質的出水輸送至再生水處理工段，并將其余出水排放到五龍口明渠。
　　數量：1座
　　平面尺寸：9.5 m×6.75 m
　　② 提升泵房
　　功能：提升二級處理系統出水以滿足后續處理流程豎向的要求。
　　數量：1座
　　平面尺寸：10.6 m×7.3 m
　　設計流量：637L/s
　　③ 反應沉淀池
　　功能：創造一定的水力條件，以最短的時間使所有膠體顆粒在此完成絮凝過程。
　　數量：2座
　　平面尺寸：11.3 m×25.2 m
　　設計流量：每座319 L/s
　　總停留時間：17 min
　　單池格數：43格
　　分三段：第一段　 反應速度：10.70 cm/s
　　第二段　 反應速度：8.31 cm/s
　　第三段　 反應速度：7.03 cm/s
　　④ 平流沉淀池
　　功能：在重力作用下，將反應后產生的絮凝顆粒從水中進行分離。
　　數量：2座
　　設計流量：每座319 L/s
　　停留時間：t=2 h
　　水平流速：V=8 mm/s
　　有效水深：h=3.5 m
　　平面尺寸：60.4 m×25.2 m
　　⑤ V型濾池
　　功能：通過濾料的截污，去除沉淀池出水中的污染物質，形成良好的出水水質。
　　池數：1組6格
　　平面尺寸：48.4 m×20.9 m
　　設計流量：637 L/s
　　濾速：6 m/h
　　強制濾速：8.9 m/h
　　反沖洗強度：空氣15 L/s.m²水洗6 L/s.m²表面掃洗3 L/s.m²沖洗周期：24 h
　　⑥ 反沖洗泵房
　　功能：提供V型濾池反沖洗的水源，通過氣沖—氣水沖—水沖加原水水平掃洗的方式，使濾料除去污垢。
　　數量：1座
　　平面尺寸：17.4 m×8.1 m
　　設計流量：反沖洗風量3 600 m³/h
　　⑦ 清水池
　　功能：儲存濾池出水。
　　濾池容積：5 600 m³平面尺寸：71.0 m×20.7 m
　　有效水深：4 m
　　⑧ 送水泵房
　　功能：將處理后的水輸送至金水河，并提供廠內自用水。
　　數量：1座
　　平面尺寸：34.4 m×9.4 m
　　⑨ 廢水池
　　功能：濾池反沖洗排水進入廢水池，通過泵提升至提升泵房。
　　數量：1座
　　平面尺寸：10.8 m×8.8 m
　　⑩ 加藥加氯間
　　功能：對出水進行消毒。
　　數量：1座
　　平面尺寸：23.4 m×12.0 m