高碑店污水处理厂回用方案研究

1高碑店污水处理厂回用方案研究高碑店污水处理厂回用方案研究11前言前言北京位于华北平原的北端，地处中国水资源十分贫乏的北方，是一个严重缺水的城市。北京人均占有水资源量仅300m3左右，为全国人均水资源占有量的1/8，世界人均水资源量的1/32。平水年水资源量约42亿m3，其中地下水24亿m3，地表水18亿m3，枯水年水资源约33亿m3。目前年用水量已达到平水年水资源量。迄今为止，地下水已严重超采，市区范围内形成了1000多km2的漏斗区，地下水位连年下降，为此对地下水已经限采。根据北京市国民经济和社会发展远景目标纲要和城市总体规划，对北京市生活、工业、农业和城市河湖环境需水量进行预测，2020年全市需水量将达到60多亿m3，年缺水约20亿m3。因此，城市水资源供需不平衡和水资源短缺已成为制约北京社会经济发展的重要因素。为了实现北京市国民经济可持续发展战略，缓解北京市面临的21世纪城市发展和可利用水资源的矛盾，北京市政府决定开发城市污水资源作为城市第二水源。高碑店污水处理厂污水回用工程于1999年列入北京市政府《关于北京市环境污染治理目标与对策》（京政办函〔1999〕）十大研究课题中，1999年3月至8月完成该项目的前期研究工作并完成了可行性研究，1999年10月完成项目立项和审批；2000年1月完成该工程的初步设计和审批工作，2月完成施工图设计，4月开始施工，目前该工程施工已基本完成，预计今年上半年将正式启用。该工程是将高碑店污水处理厂二级出水提升用于河道取水的工业用水，替代清洁水源、改善河道景观，并将部分二级出水经深度处理后用于市政杂用（如道路喷洒、绿地浇灌等），替代自来水，达到城市污水资源化和改善河道水质的目的。回用水涉及的区域范围，东至公路一环，西至西三环，南至南四环，北至长安街。地区面积为141km2。回用水用户涉及到工业、公园绿化和河湖补水、道路喷洒等。本文主要分析该工程的技术方案和研究成果。22高碑店污水处理厂情况高碑店污水处理厂情况高碑店污水处理厂是目前我国最大的污水处理厂，一期工程于1993年10月24日竣工投产，一期工程处理能力50万m3/d。二期工程于1999年年底竣工投产。目前处理能力为100万m3/d。高碑店污水处理厂污水系统流域面积96平方公里，服务人口240万人，汇集北京市南部城区的大部分生活污水、东郊工业区、使馆区和化工路的全部污水。该处理厂采用前置缺氧段活性污泥法工艺，即在推流式曝气池前设置缺氧段，其目的是改善污泥性质，防止污泥膨胀。目前高碑店污水处理厂二级出水直接排入通惠河下游，除每年约5500万m3用于农业灌溉外，剩余的处理水每年超过3亿m3没有得到利用，根据我们对该厂出水的几次实测和该厂提供的1999年出水水质分析结果，其出水达到设计要求，出水水质水量稳定，其二级出水多数参数已接近相关的回用水水质标准.但高碑店污水处理厂二级出水中氨氮和磷的含量还偏高，主要是该厂立项较早，当时在国家城市污水2处理厂排放标准中还没有除氮脱磷的要求。因此该厂一期处理工艺中未设除磷脱氮设施。33可能应用对象分析可能应用对象分析3.13.1潜在工业用户潜在工业用户3.1.13.1.1高碑店污水处理厂内部用水高碑店污水处理厂内部用水高碑店污水处理厂已建规模为1万m3/d的厂内回用水工程，主要用于污泥脱水冲洗滤布、检修、喷洒、浇洒绿地、洗车用水水源等，该用水应优先保证。3.1.23.1.2华能热电厂华能热电厂华能热电厂位于高碑店污水处理厂对面。高碑店污水处理厂至华能热电厂之间铺设了两条直径800mm的管道，同时该厂内部的深度处理站也已经建成。华能热电厂提供的最新数据表明，该厂现计划四台机组冷却补水全部使用高碑店污水处理厂二级出水作为水源，并通过本厂深度处理站处理后再利用，以保证冷却水水质。该厂实际可利用高碑店污水处理厂二级出水为7.68万m3/d，该用水应优先保证。3.1.33.1.3北京市第一热电厂北京市第一热电厂北京市第一热电厂是一座高温高压热电厂，位于通惠河北侧，距离高碑店污水处理厂仅几公里。该厂共有循环泵4台，每台循环水量为4.15立方米/秒，循环泵房设在通惠河北岸，冷却水是开放式循环，正常生产情况下有三台泵运行，所需水量约12m3/s（即104万m3/d）。其补水量约26-34.6万m3/d，平均补水量30.3万m3/d。考虑到目前河道水质现况，为保持河道水质上游仍需来水，北京市第二热电厂部分惯流退水仍能用于第一热电厂，在近期方案中第一热电厂回用高碑店污水处理厂处理水用水量仅考虑为20万m3/d。在远期工程方案中，第二热电厂采用封闭式循环冷却方式运转，耗水量将大大减少，第二热电厂不再有惯流退水供第一热电厂使用。因此，在远期工程方案中第一热电厂回用高碑店污水处理厂处理水用水量将在近期方案规模基础上扩大10万m3