长春市再生水利用规划研究

摘 要: 将再生水纳入长春市城市水资源总体配置，从整体上缓解水资源供需矛盾、恢复水生态、保护水环境、塑造水文化、提高城市安全，是长春市水资源战略重要策略。文章以长春市再生水利用为例，分析再生水现状存在的问题，确定发展目标和思路，优化资源配置，制定再生水利用中长期规划方案，并从社会、环境、生态和经济方面进行了效益分析。

关键词: 再生水利用; 规划; 水资源; 长春; 效益

中图分类号: X703      文献标识码: B

DOI:10.14122/j.cnki.hskj.2019.01.002

长春市多年平均水资源总量为 27. 46 亿 m3。2016 年水资源总量为 45. 22 亿 m3，其中地表水资源量为 24. 96 亿 m3，地下水资源量为 21. 24 亿 m3，地表水与地下水之间的重复计算量为 0. 98 亿 m3。长春市人均占有水资源量 355m3，为吉林省人均占有水资源量的 1 /4，为全国人均占有水资源量的 1 /6，属于极度缺水和生态缺水地区，对远距离调水有一定的依赖程度。长春打造东北亚区域性中心城市，需全面建设节水防污型社会，发展再生水利用工程，将再生水纳入城市水资源总体配置，整体缓解水资源供需矛盾、恢复水生态、保护水环境、塑造水文化、提高城市安全。通过再生水综合利用，缓解城市水资源危机、建立城市健康水循环，以水资源的可持续利用支持长春市经济社会的可持续发展。

1 长春市再生水利用现状

1. 1 再生水设施现状

1. 1. 1 北郊污水处理厂

长春市北郊污水处理厂是长春市最大的污水处理厂，位于长春市区东北方向北环城路旁，主要对伊通河两岸排水区的生活污水和少量工业废水进行处理，污水深度处理设计规模为 10 万 m3 /d，污水处理厂污水水质执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级 A 标准。该厂占地 32hm2，总投资 9. 1 亿元，一级处理部分于 1999 年 5 月开工建设，并与 2000 年 8月投产运行，2006 年 5 月对原厂进行升级改造，2007年 9 月二级处理正式投入运行，深度处理于 2008 年底运行。

目前，北郊污水处理厂再生水出水主要用于供给长春第一热电厂、长春第二热电厂、鑫祥垃圾发电厂以及周边环卫用水等。

1. 1. 2 南部污水处理厂

长春市南部污水处理厂是国家松花江流域水污染治理“十一五”规划项目之一，是省、市重点工程。厂址位于长春市高新区飞跃路，主要负责长春市城区西南部排水区域的污水处理工作。设计规模为污水二 级 处 理 15 万 m3 /d，污水再生利用规模5 万 m3 /d以及配套的输配水管网。二级处理采用改良型 A/A/O，出水指标执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级 B 排放标准，污水再生利用采用混凝沉淀过滤工艺。工程于 2007 年 4 月份开工建设，2008 年年底前通水，污水再生利用工程 2010 年通水试运行。

南部污水处理厂再生水出水一部分排入永春河作为生态补水，一部分用于工业低质用水，一部分用于环卫用水。工业再生水用户主要有亚泰集团长春建材有限公司朝阳分公司( 商混) 、长春昌驰宏成混凝土有限公司( 商混) 、吉林省宏源路桥有限责任公司( 商混) 和吉林省飞达商品混凝土有限责任公司( 商混) 等。

1. 1. 3 东南污水处理厂

东南污水处理厂一期工程占地 13. 27hm2，2009年 8 月 31 日开工建设，工程计划总投资约 3. 56 亿元，处理能力为 15 万 t /d，再生水处理规模 10 万 t /d，主要处理净月开发区和南部新城部分区域的污水，处理工艺采用的是底部曝气氧化沟工艺，处理水质执行一级 A 排放标准。目前，东南污水处理厂正在进行提标改造，提标后水质达到《水污染物综合排放标准》( DB11 /307－2013－北京) 中的 B 标准。东南污水处理厂污水深度处理采用混凝、沉淀、过滤、紫外线消毒工艺，经过深度处理的再生水排入伊通河作为生态补水，部分用于环卫用水。污水处理厂再生水利用 2016 年和现状统计情况见表 1－2。

表 1 2016 年污水处理厂再生水现状产出统计

表 2 污水处理厂现状再生水利用统计

1. 2 管网

1. 2. 1 北郊污水处理厂现状再生水管网

北郊污水处理厂再生水回用管网已设计，再生水出水主要用于供给长春第一热电厂、长春第二热电厂、鑫祥垃圾发电厂以及周边环卫用水等。北郊污水处理厂至长春第一热电厂的再生水管道全长10. 37km，管径 DN800，沿伊通河西安、长白铁路北、小城子公路敷设，管材采用球墨和钢管。再生水管网沿途经过鑫祥垃圾发电厂，进入鑫祥垃圾发电厂的再生水管径 DN200。北郊污水处理厂至长春第二热电厂的再生水管道全长约 8. 55km，管径 DN800－DN1200，沿北环城路、伊通河过河及东岸、东环城路、北环城路、伊通河东岸敷设，管材采用球墨、钢管和玻璃钢管。

1. 2. 2 南部污水处理厂现状再生水管网

南部污水处理厂再生水回用管网已设计，再生水出水一部分排入永春河作为生态补水，一部分用于工业低质用水，一部分用于环卫用水。南部污水处理厂至长春第三热电厂的管道全长约 11. 32km，管径 DN800，沿飞跃路、西开运街、乙六路、丙三街敷设，管材采用球墨和钢管。再生水管网沿途经过亚泰集团长春建材有限公司朝阳分公司( 商混) 、长春昌驰宏成混凝土有限公司( 商混) 、吉林省宏源路桥有限责任公司( 商混) 和吉林省飞达商品混凝土有限责任公司( 商混) ，为其提供再生水。

1. 3 取水设施

长春市现状再生水取水点共 4 处: ①南部污水处理厂现状再生水管线沿线设有 1 处取水水鹤，位于富裕河与开运街交汇附近; ②东南污水处理厂厂区附近设有 1 处取水水鹤; ③北郊污水处理厂现状再生水管线沿线设有 1 处取水水鹤，位于东新开河入伊通河河口处，北郊厂内 1 处取水水鹤。取水点分布示意图见图 1。

2 再生水利用现状分析

2. 1 景观环境用水

目 前，长春市景观环境年再生水使用量为5526. 99 万 m3( 按 224d 计) ，占长春市现状再生水利用总量的 86. 6%，主要用于伊通河、永春河的生态补水。

2. 2 工业用水

目前，长春市工业年再生水利用量为 843. 296万 m3，占长春市现状再生水利用总量的 13. 2%，主要用于长春第一热电厂、长春第二热电厂、长春第三热电厂及鑫祥垃圾发电厂的冷却循环用水。

2. 3 城市非饮用水

目前，长春市城市非饮用水年再生水利用量为13. 87 万 m3，占长春市现状再生水利用总量的0. 2%，主要用于园林绿化和道路浇洒。2016 年再生水利用比例见图 2 所示。

图 2 2016 年长春市现状再生水利用比例图

2. 4 再生水现状利用率及存在问题分析

长春市现状城市污水处理厂实际处理污水量为41077 万 m3 /a，长春市现状再生水利用规模为6384. 156 万 m3 /a，现状再生水利用率为 15. 5%。

1) 缺乏长远规划协调布局: 与长春市水资源短缺现状和污水处理规模相比，由于再生水利用设施和管网建设缺乏统一规划和超前布局，再生水利用设施建设滞后于城市发展，设施空间布局与用户空间分布不均衡。

2) 再生水利用率低，利用途径较为单一: 目前，长春市再生水主要用于热电厂循环冷却水水源、道路浇洒、景观河道补充用水等，生活冲厕、洗车等领域利用很少，尚未在大型公建、学校、医用、政府等建筑中广泛使用，还处于试点示范应用阶段，整体利用水平低于国内先进城市。

3) 再生水处理厂运行稳定性弱，再生水供给保障不足: 污水处理厂处理效果对再生水厂的运行及出水水质关系紧密。目前，长春市一些污水处理厂如北郊污水处理厂，2016 年由于污水处理设备频出故障导致污水处理厂异常运行的情况，从而引发再生水水量不足、水质不达标，甚至暂停生产等问题，对于热电厂等不间断生产的企业来说影响很大。供给稳定性不足还对再生水的推广带来了消极影响。

4) 再生水利用法规政策不完善: 城市污水再生利用已引起长春市政府及主管部门的重视，先后出台了《吉林省节约用水条例》、《长春市节约用水条例》、《长春市落实水污染防治行动计划工作方案》( 长府发〔2016〕4 号) 及《长春市节水型社会建设规划》，对再生水利用提出了明确的要求。在落地实施层面，长春市还缺少具体的鼓励政策和新的定价标准，同时，再生水相关规划建设管理职责有待细化落实。

5) 缺少公众参与与宣传: 目前，长春市再生水利用的相关宣传力度不足，没有形成多种方式并举宣传格局，公众对污水资源化利用意识不强，接受程度较低，用户对污水再生利用的水质安全存有疑虑。

3 规划

根据国家政策要求和城市建设规划，以国家标准及行业标准为准，开展长春市再生水利用现状及潜在用户调查，确定利用途径，预测近远期需水量。按照用户空间分布和再生水设施空间分布，进行近远期调整校核，强化资源配置，促进再生水资源的高效利用。在此基础上，进一步确定再生水处理设施和供水管网的布局规划，以满足近期需求，利于远期发展。

3. 1 再生水需求计算

根据再生水利用途径近远期预测结果，计算城市再生水总体需求，估算近远期城市再生水利用率，见表 3。

表 3 城市再生水需求量及资源总量统计表

万 m3 /d

3. 2 再生水利用率估算

2020 年预测再生水需求总量为 28344. 8 万 m3，2035 年再生水需求总量为 56095. 3 万 m3。估 算2020 年再生水利用率为 61. 9%，2035 年再生水利用率为 79. 1%。

3. 3 再生水厂站布局规划

再生水资源空间分布不均衡，整体呈南少北多、东少西多的状态。除北郊污水厂已达到规划规模外，其余污水处理厂均未达到规划规模，近期内存在部分区域再生水供应不足的情况。经过用水需求与厂站布局调整校核，优先保障景观环境补水需求，保障热电厂的用水需求; 在有余量的前提下，由污水处理厂向周边供应再生水，以满足近期一般工业用水及城市非饮用水的用水需求。长春市工业用水大户分布图见图 3。

表 4 城市再生水利用量及资源总量统计表

万 m3 /a

图 3 长春市工业用水大户分布图

3. 4 管网布局规划

保留现状再生水管线 30. 3km，规划远期共建成再生水管线 406. 4km。

4 长春市再生水利用效益分析

4. 1 社会、环境效益分析

推进城市再生水系统建设，能从水资源、水环境等多方面提升长春市环境质量，切实改善市民生活环境，主要体现以下几方面:

1) 是落实“十九大”坚持新发展理念的具体体现，走发展与环境并重的和谐之路，减轻水环境污染，提高水环境质量，为建设“幸福长春”奠定基础。近期再生水系统将对 70 万 m3 /d 污水处理厂出水进行深度处理，河流污染负荷将得到较大幅度的削减，同时提供大量生态补水。

2) 是落实循环经济理念的具体体现，通过提供满足用户需求的再生水，可开辟第二水源 ，缓解水资源供需矛盾。工业、城市杂用再生水最高日供水量约 36 万 m3 /d，日变数系数 K 日 = 1. 3，则再生水供水量约 1. 01 亿 m3 /a，是缓解供需矛盾，开源节流的必然举措。

3) 结合伊通河流域河道综合治理工程，为市民提供亲水娱乐空间，能进一步提升城市形象，改善市民生活质量。长春市再生水管网布局图见图 4。

图 4 长春市再生水管网布局图

4. 2 生态效益分析

长春市市区属水量、水质型缺水严重区域，再生水利用以改善水环境、增加水量为主要目标。伊通河长春市区段水功能区水质现状为劣Ⅴ类，规划水质目标为Ⅲ类。再生水的综合利用将为有效节约水资源、助力长春改善城市的水环境发挥巨大的作用，同时，也将污水深度处理后排入自然水体，结合自然湿地、人工生态系统再次净化，进行水的大循环利用，进而改善生态环境起到积极的示范作用，是伊通河等主要河道实现水功能区目标的重要措施。

4. 3 经济效益分析

4. 3. 1 再生水利用较远距离调水更加经济

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。在用水效率方面，远距离调水的终点往往是水库或河流水系，由于沿途使用、蒸发、下渗等作用，浪费比较大，得不到充分利用。再生水在 处 理 环 节 及 输 送 环 节 的 损 耗 总量相对少得多。

4. 3. 2 再生水利用运行费用较低

再生水供水系统运行费用较低，再生水厂与污水处理厂相结合，省去了许多相关的附属建筑物，如变配电系统、机修车间、化验室等，与此同时，再生水厂的反冲洗系统和污泥处理也可并入二级处理厂的系统之内，从而大大降低了日常运行费用。再生水与污水处理厂合作办公，节约许多管理人员，减轻了经济上的负担，提高了人力资源的有效利用率。

4. 3. 3 再生水利用节约外部调水，新增水资源

长春市将可以节约至少 36 万 m3 /d 的外部引水资源，从而节省远距离引水管道建设及运行维护费用。按引松入长工程原水价格 1. 2 元/m3 计，建设再生水系统后每年节省的原水费用就将达到 1. 21 亿元/a。

5 结语

将再生水纳入长春市城市水资源总体配置，从整体上缓解水资源供需矛盾、恢复水生态、保护水环境、塑造水文化、提高城市安全，是长春市水资源战略重要策略。通过再生水利用的规划实施，长春市的河流污染负荷将得到较大幅度的削减，同时为长春市提供大量生态补水缓解供需矛盾，是伊通河等主要河道实现水功能区目标的重要措施。此外，从经济上长春市将可以节约至少 36 万 m3 /d 的外部引水资源，从而节省远距离引水管道建设及运行维护费用。

参考文献:

［1］王强，刘京，王军 . 北京市中心城再生水利用规划探讨［J］. 给水排水，2012，38( 10) : 47－51.

［2］柏蔚，高菲 . 对再生水利用的分析及思考［J］. 环境科学与管理，2015，40( 10) : 188－191.

［3］Bixio D，Thoeye C，De Koning J，et al． Wastewater reuse inEurope［J］． Desalination，2008，187( 1－3) : 89－101．

［4］吕立宏．再生水利用经济效益和社会效益分析［J］．科技创新导报，2011，8( 11) : 135．

［5］李健．海河流域再生水利用现状及效益分析［J］．水科学与工程技术，2012，36( 02) : 53－55．

［6］王国友，谭灵芝．重庆地区再生水回用模式及环境经济效益研究［J］．水土保持通报，2012，32( 04) : 312－316．

金霏霏

( 长春市城乡规划设计研究院，长春 130021)