再生水利用规划.docx
《再生水利用规划.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《再生水利用规划.docx（13页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
再生水利用规划
城市再生水利用规范
杨龙
1总则
1.0.1为了节约水资源，促进污水资源化，统一城市再生水利用规范、设计和建设的要求，制定本规范。
1.0.2本规范适用于各城市的再生水利用工程。
1.0.3污水再生利用规范是建立在国家现行法规的基础上，并与再生水利用的相关规范相吻合的。
1.0.4污水再生利用规范因具体情况而定，具体的城市其应用有所不同。
1.0.5污水再生利用规范应保证能够产生良好的经济效益、社会效应、环境效应。
1.0.6本规范从全局出发，考虑到了各大城市再生水利用的共性，确保再生水利用的安全与可靠。
2规划原则
2.1坚持可持续发展的原则
再生水系统的规划应符合科学发展观，保证再生水的水质和水量，更好地体现经济效益、环境效益、社会效益。
促进再生水利用与水环境相和谐。
2.2坚持统筹兼顾的原则
全面考虑城市的全局，合理布局再生水系统。
处理好再生水系统与其他系统之间的相互关系，以及协调好再生水用户与再生水管理部门之间的关系。
2.3坚持法制管理的原则
再生水工程的实施，要通过相应的法规来约束，以保证再生水利用规划的合法性。
同时，再生水利用规划要通过一些监督部门来监督，运行单位对正常运行的再生水设施进行定期化验再生水水质，保证再生水水质的安全性。
2.4坚持不断完善的原则
随着科技的不断进步，人们对再生水的认识也越来越深入，再生水利用规划是个动态的过程，需要不断的进行完善和补充。
3规划依据
3.1《中华人民共和国水法》（2002年10月1日施行）
3.2《中华人民共和国城市规划法》
3.3《中华人民共和国水污染防治法》
3.4《国务院关于环境保护若干问题的决定》（国发[1996]31号）
3.5《国务院关于加强城市供水、节水和水污染防治工作的通知》
3.6《城市污水再生利用分类》（GB/T18919-2002）
3.7《城市污水再生利用城市杂用水水质》（GB/T18920-2002）
3.8《城市污水再生利用景观环境用水水质》（GB/T18921-2002）
3.9《城市污水再生利用工业用水水质》（GB/T18923-2005）
3.10《污水再生利用工程设计规范》（GB50335-2002）
3.11《城市污水再生利用地下水回灌水质》（GB/T19772-2005）
3.12《再生水水质标准》（SL1-2002）
3.13《城市污水再生利用技术政策》
4规划目标
4.1水利部初步确定了“十二五”全国及分省城市污水处理回用率指标，其中2015年全国城市污水处理回收利用率达到10%，比2010年的8.5%目标高1.5个百分点。
4.2规划的直接目标是提高城市污水再生利用率，改善水环境；最终目标是建立安全可靠的再生水供给系统，实现再生水的合理利用；规划的总体目标是充分利用水资源，节约水资源，减少环境污染负荷。
4.3实现便捷、水质稳定、价格优惠、政府补贴、用水对象明确的回用水机制。
4.4建立政策法规完善、政府监管有力、科技支撑保障、集约高效、服务为民的再生水利用管理体系，实现再生水利用科学化、社会化、现代化。
5再生水概述
再生水，狭义上指对城市污水厂处理出水经过适当的处理，使得其水质满足其用途的非常规性水资源。
广义上是指对各种非传统性水源进行回收，这种水源包括从工业过程的出水到农业灌溉系统的尾水等各个方面，对其进行适当处理后达到一定水质标准，并在一定范围内重复利用的水资源。
再生水作为非常规水资源，可作为城市杂用水、工业用水、农业用水、河道和地下水补给以及饮用水的补充。
随着城市人口增长，工业化和城市化加速发展，越来越多的国家和城市面临着资源型缺水和水质型缺水。
研究预测表明，到2025年，2/3的世界人口将生活在中度和高度缺水环境中，50%的人口面临供水困境。
因此，为了缓解水资源的压力，保护环境，污水再生水利用变得必要而且经济。
在美国、日本、以色列等国家，再生水被大量使用。
再生水与开发其他水源相比，有着一定的优势。
首先，再生水水源可靠。
只要有污水产生，就会有可再生的水源。
其次，再生水比远距离输水经济。
据资料显示，将城市污水进行深度处理到可以回用作杂用水的程度，基建投资相当于从30km外引水，若处理到回用作高要求的工艺用水，其投资相当于从40～60km外引水。
第三，在一定条件下，比海水淡化经济。
海水中含有大量的盐分和有机物，其杂质含量为污水二级处理出水的35倍以上，需要采用复杂的预处理和反渗透或闪蒸等昂贵的处理技术。
第四，在技术方面，目前的水处理技术可以是再生水达到其用途所要求的水质。
因此，再生水利用有着巨大的市场，被称为“城市第二水源”。
国家现有的再生水质标准和工程设计规范有：
《城市污水再生利用分类》（GB/T18919-2002）、《城市污水再生利用城市杂用水水质》（GB/T18920-2002）、《城市污水再生利用景观环境用水水质》（GB/T18921-2002）、《城市污水再生利用工业用水水质》（GB/T18923-2005）、《污水再生利用工程设计规范》（GB50335-2002）、《城市污水再生利用地下水回灌水质》（GB/T19772-2005）、《再生水水质标准》（SL1-2002）。
我国城市再生水利用研究早在“六五”期间已展开，但由于人们对再生水利用价值认识不够，相应的法规不完善，宣传力度不够等原因，阻碍着再生水的利用。
目前我国再生水利用主要景观环境、农林牧业、工业生产、城市非饮用水和地下水回灌，各类用水所占比重分别为32.1%、29.7%、27.5%、6.6%、4.0%。
北方缺水地区的城市污水处理回用发展较快；而在南方水资源相对丰富的地区，城市污水处理回用工作尚未开展。
6再生水利用的初步规划
6.1初步调查当地的水资源及其他相关情况
6.1.1再生水利用规划之前，首先要对当地水资源情况有一个系统的调研。
确定目前当地每日供水量以及当地可利用水资源水量（地表水资源和地下水资源），将城市可利用水量与需水量进行比较，以确定该城市用水赤字，即确定是否需要再生水。
6.1.2确定城市污水厂出水量以及排放水质标准。
了解城市污水厂出水量，便于确定再生水水源水量。
调查当地城镇污水处理厂污染物排放标准，以确定其水质是否满足再生水水源水质标准，进行水质规划，水质规划要考虑技术要求和公众观念。
根据GB18918-2002，一级标准的A标准是城镇污水处理厂出水作为回用水的基本要求。
当污水处理厂出水引入稀释能力较小的河湖作为城镇景观用水和一般回用水等用途时，执行一级标准的A标准。
再生水水源一般以生活污水为主，尽量减少工业废水所占比重。
6.1.3对当地的气候条件、生态环境、人口数量、工业企业、给排水设施完善程度等资料进行详细的调查研究。
6.1.4对城市未来人口的增长做出预测，为再生水的规划做长远打算。
6.2确定再生水的潜在用途
根据城市污水再生利用分类（GB/T18919—2002），再生水利用可以分为以下五类：
农林牧渔业用水、城市杂用水、工业用水、环境用水、补充水源水。
根据当地具体情况，将再生水最有效的用到最大需要的潜在用户，最大潜力的利用再生水。
6.2.1再生水回用于农、林、牧、渔业用水。
再生水作为农业灌溉时需要考虑含盐量、氯离子含量、钠吸收率、硼浓度、重金属含量以及有毒物质含量的要求。
其中氯离子含量影响植物的生长，一些研究认为氯化物浓度大于350mg/L对根吸收的植物有重度影响。
在农业灌溉时还应注意气溶胶等问题。
根据当地具体情况，再生水可以用于农田灌溉、造林育苗、畜牧养殖、水产养殖等，这与当地自然生态环境和经济支撑产业有关。
对于此类用途，目前有《农田灌溉水质标准》（GB5084-1992）《渔业水质标准》（GB11607－89）。
6.2.2再生水作为城市杂用水，如城市绿化、道路清扫、建筑施工、冲厕、车辆清洗、消防等。
相应水质标准有《城市污水再生利用城市杂用水水质》（GB/T18920-2002）。
城市杂用的用途不同，其对应的水质标准也不同。
再生水城市杂用系统进行规划时，首先要确定再生水系统的供应方式：
间歇供应还是连续供应。
在再生水不单独用于社区消防设施的情况下，再生水系统可采用间歇供应方式。
一般情况下采用连续供应。
6.2.3工业回用水
工业回用主要包括：
冷却用水、洗涤用水、锅炉用水、产品用水、工艺用水等。
与之相关的标准有《城市污水再生利用工业用水水质》（GB/T18923-2005）。
再生水用作工业冷却水时，要控制管道腐蚀、微生物生长和水垢等问题。
锅炉用水与其锅炉的压力有关，压力与水质要求成正比，锅炉用水要严格控制回用水的硬度。
工业回用水水质标准与其用途有关，一些高端产业，其要求的水质很严格。
6.2.4景观环境回用水
景观环境回用水主要有娱乐型景观环境用水、观赏型景观环境用水、湿地环境用水。
景观环境回用水要考虑到与公众健康相关问题，由于景观环境用水有可能与公众直接接触。
湿地环境用水可以改善湿地生态系统，为再生水的处理提供另一个途径。
对于一些景观用水，需要考虑再生水中的氮磷含量，以避免藻类爆发。
6.2.5补充水源水
再生水可以用来补充地表水和地下水。
补给地表水有利于维持河水流量、改善水环境、维护水体美学价值。
地下水的补给可以通过地表撒布、渗流区注水或直接注入的方式实现。
地表水撒布时，应调查地质情况和水文特征，以确定土壤的渗透率和地下蓄水层的贮水能力。
渗流区注水的缺点是不能进行反冲洗。
而直接补给是将再生水直接注入封闭蓄水层，这种方式适用于低渗透性土壤和土壤面积不足的情况。
地下水补给在沿海地区可以防止海水的侵入，也可以防止地面沉降。
6.3再生水利用的初步设计
再生水利用工程初步设计可依据污水再生利用工程设计规（GB50335-2002）。
6.3.1根据再生水需水量、污水厂出水量确定再生水的设计水量。
再生水的设计水量按最大日设计水量计算。
再生水水量包括以下几部分：
（1）农、林、牧、渔业用水Q1
再生水回用于农业灌溉时，每日灌溉所需的再生水水量根据灌溉面积和预计的灌溉频率确定。
灌溉的频率受当地的土壤特性、气候条件和景观类型等因素的影响。
Q1=f×A×q（m3/d）
其中Q1—农田灌溉总用水量（m3/d）；
f—灌溉频率（次/d）；
A—灌溉面积（m2）；
q—灌溉强度[m3/（m2﹒d）]
林、牧业用水计算与农业灌溉用水相似。
渔业用水根据具体的情况而定，根据需要补充的再生水量确定。
（2）城市杂用水Q2
城市杂用水包括城市绿化、道路清扫、建筑施工、冲厕、车辆清洗、消防等，因此其水量的确定也因具体情况而定。
其中,绿化措施对用水量的影响非常大,故予以特殊说明,其计算方法[1]如下:
Q绿化=ΣAiqi/Gi
其中Q绿化—绿化用水量（m3/d）；
Ai—第i种绿地面积（m2）；
qi—第i种绿地的净用水定额[m3/（m2﹒d）]；
Gi—第i种绿地的水利用系数（70%～80%）。
通常,园林、绿化部门规定绿化用水量为0.001～0.002m3/（m2﹒d）,在夏季用水高峰时取上限,在冬天取下限或不浇水（视具体情况而定）.道路广场洒用水一般采用0.001～0.0015m3/（d﹒次）,洒水次数按地区环境及气候条件以每天2～3次计。
（3）工业回用水Q3
（4）景观环境回用水Q4
（5）补充水源用水Q5
总水量Q=Q1+Q2+Q3+Q4+Q5（m3/d）。
6.3.2再生水水厂位置的确定，与再生水处理设施和最大用水用户所在位置有关。
根据再生水用途以及污水厂空余地的情况来确定再生水处理设施的布置位置，当污水厂中有一定的空间，再生水用户离污水厂较近时，可以将再生水水厂与污水处理水厂合建。
再生水厂位置应充分考虑对周围居民的影响，再生水厂布置应靠近最大再生水用户。
6.3.4根据当地的经济情况、污水厂处理出水水质、再生水的潜在用途灵活确定再生水的处理工艺。
再生水的处理工艺有常规处理工艺和深度处理工艺。
研究人员在处理工艺方面已取得了一定的成绩。
再生水处理工艺也可以分为物化处理、生化处理以及生物—物化的组合工艺。
物化处理工艺主要为混凝沉淀、混凝气浮、活性炭吸附、臭氧氧化、过滤分离等工艺，近年来膜分离工艺开始得到应用。
生物处理工艺早期主要为生物转盘或生物接触氧化，近期曝气生物滤池、生物活性炭、膜式生物反应器等新工艺受到重视，并在实际工程中得到广泛应用，近期多采用生物——物化组合流程。
6.3.4.1常见再生水处理工艺组合
序号
处理工艺
再生水用途
备注
1
二级出水→调节池→过滤→消毒→再生水
工业循环冷却水、城市市政用水（浇洒、绿化、景观、消防、补充河流等）和冲厕用水等杂用水，以及不受限制的农业用水等
传统的污水三级处理工艺，适用范围广、处理费用低
2
二级出水→调节池→混凝→沉淀→过滤→消毒→再生水
除适用工艺1的范围外，还可用于地下水回灌（进一步土地吸附过滤处理）
出水水质优于工艺1，用于景观、浇洒等的城市再生水一般采用此工艺
3
二级出水→调节池→混凝→沉淀→过滤→活性炭吸附→消毒→再生水
除人体直接接触外的各种工农业再生水和城市再生水
再生水水质好，费用较高
4
二级出水→接触过滤→膜分离→消毒→再生水
城市景观用水、工业用水、农业用水、城市杂用水等多种场合
再生水水质好且稳定，费用高，主要适合于发达国家的一些综合型污水再生工程
5
二级出水（→混凝→沉淀）→微滤→活性炭吸附→臭氧消毒→再生水
除饮用水外的直接接触用水、回用城市、工业的相关部门或注入地层后并入水网用水等
浊度小于0.5NTU；去除微量重金属、病原菌、病毒
6
二级出水（→混凝→沉淀）→微滤→臭氧消毒→活性炭吸附→膜分离（纳滤、反渗透）→再生水
缺水城市作居民饮用水、与自来水并网供作饮用水、锅炉给水等
浊度小于0.1NTU；水质达到城市自来水水质标准
6.3.4.2常见的生物—物化组合流程
（1）二级出水→调节池→曝气生物滤池→消毒→再生水
（2）二级出水→调节池→膜式生物反应器→消毒→再生水
（3）二级出水→调节池→生物接触氧化→沉淀→过滤→消毒→再生水
6.3.5再生水处理设施的设计，其相应的处理单元有其相应的设计标准，其设计可依据污水再生利用工程设计规范（GB50335-2002）。
如混凝、沉淀、过滤、消毒工艺与给水处理工艺设施的设计基本一样。
再生水设计过程与给水处理系统设计基本相似。
6.3.6再生水处理方案的比较。
由于各地区差异性，再生水处理工艺也不是固定的，根据当地经济情况对处理方案进行经济技术比较，以确定最佳的处理方案。
6.3.7再生水利用系统管道的布置。
6.3.7.1再生水输送过程中，大多数情况都需要进行加压，主干管定线时应考虑其经济性和安全性。
再生水系统与城市给水系统相互补充。
一些城市在给排水建设初期都没有考虑到再生水管道的布置，因此再生水管道的布置是一个很棘手的问题，再生水管道布置在给水和排水管道之间，再生水管道与给水、排水管道之间都要控制一定的距离，以防止发生事故。
6.3.7.2管道尽量布置在有条件的现状道路或沿河道布置，尽量避免穿越铁路、河流和高速公路，便于维护管理。
定线时应选用便捷的线路，并要使施工方便，为了便于维修和改造，规划设计管道可能布置在人行道或绿化带。
6.3.8城市再生水系统设计时应注意的问题。
6.3.8.1再生水输送系统的设计中，要考虑供水系统的可靠性和供水水质的安全性，保证再生水管道系统中有一定的余氯量以遏制管道中微生物的滋长，确保为用户输送的再生水的水质符合相应的水质标准。
6.3.8.2防止再生水管道与饮用水管道误接，防止误用非饮用水。
6.3.8.3再生水系统的建设采用分期建设。
6.3.8.4再生水输送系统的设计，在很大程度上取决于当地的地形条件。
地形变化较大时，就要分段进行设计。
6.3.8.5再生水管道系统的设计应保证系统运行中具有一定的灵活性，以适应不同条件对系统供水能力的要求。
6.3.8.6再生水的调蓄和提升设施（泵）通常安置在再生处理设施内部。
但在某些情况下，也可以安置在回用水附近合适的位置。
6.3.8.7设计输送泵和主管道尺寸的关键因素是每天的最大时流量。
最大时流量可以通过观测和研究城市实际用水量以及管道系统中的大型用户每日用水时段和用水比率来确定。
6.4再生水利用系统的经济分析
6.4.1污水再生利用项目费用包括基建费用和运行维护费用。
同给水系统相似，再生水系统中设备运行需要大量的资金投入，输配管线的设计、建造也耗费大量的资金，根据再生水系统的处理工艺、输配管道的距离等确定再生水系统所需的资金。
6.4.2再生水利用系统经济分析与再生水利用规模成反比，系统的规模越小，系统成本的不确定性越大。
但当规模达到一定程度，输送管网的不经济性将使系统的规模经济效益不明显。
6.4.3再生水系统的经济性分析，有助于确定再生水系统的可行性。
比较再生水系统与城市给水系统之间的价格差异，以便进一步对再生水系统进行价格的调整，推广再生水的使用。
6.4.4通过再生水系统的经济分析，再根据当地经济状况，确定再生水系统的资金筹集的方法，有专项拨款的方式、主要潜在用户的出资以及其他一些方式。
6.4.5再生水系统的融资方式影响着再生水的利用及推广。
资金问题决定着再生水厂的建设。
截止2007年，我国再生水厂与管网建设的总投资为98.78亿元，投资来源为中央财政、地方财政、其他投资三部分，三者投资比例为10：
29：
61。
其中，再生水厂投资为56.44亿元，投资比例为16：
26：
58；管网建设投资为42.34亿元，投资比例为2：
32：
66。
6.4.6确定再生水的价格。
合理的水价可以有效地激励再生水的利用。
截至2007年，我国共有19个省（自治区、直辖市）的32个城市制定了再生水价格。
2007年，全国32个城市共收缴再生水水费1.43亿元，其中北京5071.5万元，约占35%以上。
6.5再生水的环境风险分析
6.5.1再生水的使用虽然能减少环境污染，节约水资源，但由于再生水中可能含有细菌、病毒、寄生虫等病原体,再生水利用也存在着潜在的风险。
随着替代用水需求的增加，再生水会越来越多地用于非饮用性和间接饮用性利用，再生水的环境风险评价变得很重要。
6.5.2再生水系统初步设计完，要对其可能带来的环境影响进行分析研究。
再生水的环境风险分析与再生水的利用途径有关，不同的用途有着不同的控制项目，具体的分析方法也有所不同。
但就总体而言，再生水的环境影响评价[2]有两类：
（1）现实风险评价方法。
也称低技术、低费用控制风险方法,以流行病学研究为基础,结合现有污水处理技术对病原体的处理效果,分析再生水回用的健康风险。
（2）定量风险评价方法。
也称高技术、高费用、低风险方法。
它定量地评价再生水在回用过程中暴露于病原体的人类健康风险。
6.5.3将环境分析结果与再生水利用的经济分析结果进行比较研究。
6.6再生水社会效应分析
6.6.1再生水初步规划完成后，需要进行社会效应的分析。
再生水的利用规划，有助于提高该城市的水资源承载力，为城市的发展起到了很重要的作用。
6.6.2再生水的利用，能够减少污水的排放量，为人类的生存提供一个更加健康的生活环境，有利于社会的发展。
6.6.3再生水社会效应分析对于再生水的长远利用有着很重要的作用。
7完善与再生水相关的国家法律法规和地方性法律法规
近年来，北京、天津、青岛、宁波等11个城市相继出台了地方性法规2部，地方政府规章10部，地方规范性文件10部。
北京市政府2009年出台了《北京市排水和再生水管理办法》（2010年施行），明确了水行政主管部门职责，规范了再生水适用范围，确定了城乡排水设施运营和养护单位及其职责。
截至2007年，北京、青岛等14个城市已编制了城市污水处理回用规划，北京编制了《北京市“十一五”再生水利用规划》。
为了进一步推广再生水的利用，需要进一步完善与再生水相关的国家法律法规和地方性法律法规。
8再生水利用系统的施工和验收
城市污水再生利用工程一般由再生水水源工程、再生水处理工程、再生水输配管网和用水设施（场所）组成。
再生水工程的施工，应力求经济安全。
8.1再生水水源工程为收集、输送再生水水源水的管道系统及其辅助设施，再生水水源工程的设计应保证水源的水质水量满足再生水生产与供给的可靠性、稳定性和安全性要求。
8.2再生水处理工程主要是对再生水进行处理的构筑物的施工以及各构筑物之间连接管道的施工。
8.3再生水输配水管道的施工，要考虑选取何种管材，再生水的管材影响着再生水的水质和再生水系统的安全性，一般将玻璃钢管作为再生水管道管材，管道施工过程中，应考虑到管道埋深，防止管道被压坏或冻坏。
8.4再生水用户管道连接时，应防止再生水管道与饮用水管道误接。
8.5再生水工程验收应严格按着验收规范进行,其验收的规范有《给水排水管道工程施工及验收规范》GB50268-97,《给水排水构筑物施工及验收规范》GBJ141-90。
9再生水利用系统的运行维护
9.1再生水管理部门应保证再生水设施运行正常，并对再生水设施进行维护。
9.2再生水设施运行过程中，应对出水的水质水量进行监测，并将数据定期的送至相应监督部门审核。
水质水量监测体系包括日常检测、第三方监测和在线监测。
9.3再生水厂应配备专门的管理人员及经过培训的操作人员。
再生水设施的运营管理单位应加强安全生产管理，改善卫生环境，确保职工安全。
9.4再生水运行过程中产生的污泥应进行无害化处理。
9.5支持、鼓励再生水科学的研究和技术的开发，大力开展城市污水处理回用的宣传教育。
参考文献：
[1]熊家晴,王晓昌.关于城市污水再生利用规划的几个问题.西安建筑科技大学学报（自然科学版）,2004,36
（1）:
66-69.
[2]何星海,马世豪.再生水的卫生安全问题探讨.给水排水,2004,3.
[3]美国环保局.污水再生利用指南.胡洪营,魏东斌等译.化学工业出版社,2008.
[4]褚俊英，陈吉宁.中国城市节水与污水再生利用的潜力评估与政策框架.科学出版社,2009.
[5]吴建国.包头市城市再生水利用规划研究.西安建筑科技大学硕士论文,2007.
升级会员 