摘要：中國屬于缺水國家，水資源已成為我國最嚴重的資源問題之一，節(jié)約水資源對保護我國環(huán)境及可持續(xù)發(fā)展有這重要意義。本文介紹長沙市岳麓污水處理廠在利用尾水以節(jié)省水資源方面的工程實例及經(jīng)驗，并提出在利用尾水過程中應(yīng)注意的問題。
　　關(guān)鍵詞：水資源，污水處理廠，尾水回用，城市雜用水
　　1引言
　　資料顯示，我國是一個干旱缺水嚴重的國家。人均淡水資源僅為世界平均水平的1/4，人均可利用水資源量僅為900立方米，是全球人均水資源最貧乏的國家之一。長沙市地處中南地區(qū)，湘江主河道貫穿城區(qū)，以及近年來節(jié)能減排工作到位，污水處理能力得到大幅提升，目前城市污水處理規(guī)模為86萬噸/日，污水處理率接近85%，因此長沙市水資源狀況相對較好。但是去年7月份湘江水位長沙段連續(xù)創(chuàng)歷史新低，造成長沙提前進入枯水期，城市供水緊張，對生產(chǎn)生活造成一定影響。且城市回用水利用率低，也是造成水資源緊缺原因之一。政府希望通過宣傳提高回用水利用率，從而進一步節(jié)約水資源，保護環(huán)境，緩解水資源短缺，并開展相應(yīng)計劃及措施。對此，筆者通過此文對岳麓污水處理廠回用水利用情況做一些經(jīng)驗介紹，肯定了回用水利用的好處，也提出回用水利用過程中應(yīng)注意的相關(guān)問題。
　　2長沙市岳麓污水處理廠回用水利用情況
　　2.1長沙市岳麓污水處理廠概況
　　長沙市岳麓污水處理廠與2008年底建成投入使用，設(shè)計日處理規(guī)模30萬m³，采用改良型A/A/O工藝，尾水達到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》（GB18918-2002）一級B標準。
　　設(shè)計階段設(shè)計單位并沒有過多的考慮尾水的回用，但在圖紙審核初期，我們即意識到污水處理廠運行過程中用水可以利用尾水代替，因此我們積極與設(shè)計單位進行溝通，確定了尾水利用的方案，進行相關(guān)設(shè)備的采購，并在建設(shè)階段實施。岳麓污水處理廠利用尾水代替自來水的部分有綠化管養(yǎng)，廠區(qū)道路及構(gòu)筑物沖洗，消毒系統(tǒng)水射器用水及污泥脫水設(shè)備反沖洗4個部分。
　　2.2綠化、沖洗用水及回用水管網(wǎng)敷設(shè)
　　根據(jù)岳麓污水廠綠化面積及設(shè)備道路沖洗需要，每月用水量大約為3000~4000m³，因此在考慮了除了場內(nèi)自來水管網(wǎng)外，另外敷設(shè)尾水回用管網(wǎng)，工廠區(qū)綠化及沖洗只用。主要是在接觸消毒池后管道上增加回用水井及提升泵（圖一）并根據(jù)需要敷設(shè)管網(wǎng)。水泵選用2臺潛水離心泵，揚程22m，流量30m³/h。除綠化噴頭外，尾水回用管網(wǎng)上還留有多出水龍頭，以供道路及構(gòu)筑物沖洗用。
　　                           
　                                                         　圖一
　　2.3消毒系統(tǒng)回用水利用
　　岳麓污水處理廠尾水消毒采用液氯消毒方式，液氯投加系統(tǒng)中投加動力來源于水射器，水射器實際上是一種文丘里管，根據(jù)伯努利定律，通過增大流速造成壓力下降，形成相對負壓（小于大氣壓力）區(qū)，使氯氣被吸入水流管段中，再投加進入水體。污水處理廠水射器采用德國ALLDOS品牌，水射器型號為545-2916，要求工作水泵提供最小壓力3Bar，工作流量40m3/h，每天消耗動力水960m3，不僅造成很大的用水成本，而且如此大的自來水消耗量會使得辦公及生活區(qū)供水嚴重不足等問題。由于真空加氯系統(tǒng)大多使用在自來水廠，采用自來水提供動力基本不需要成本，因此廠家標配設(shè)備均是自來水管道增壓泵，而工作水只是提供動力，對水源潔凈程度要求不大，對此，我們與積極設(shè)計院進行溝通，通過修改設(shè)計，達到節(jié)約運行成本的目的。
　　由于在進行此項修改時接觸消毒池主體已經(jīng)完成施工，此時若選擇加建取水池花費成本較大，因此我們選擇另一種更為經(jīng)濟簡便的方案，采購2臺潛水離心泵，直接安裝于接觸消毒池末端渠道中，利用消毒后的尾水同時將自來水管道增壓泵作為備用動力水源，回用水動力水源故障時可以立即切換，不至于影響生產(chǎn)，方案如圖二。
　　                           
　　                                                                 圖二
　　此處應(yīng)注意的是，自來水與尾水管道不允許連接，以避免污染，因此采用一活接頭，平時斷開，當潛水泵增壓系統(tǒng)故障時，再將活結(jié)接上，臨時啟用自來水管道增壓系統(tǒng)以保證消毒系統(tǒng)的正常運營，待潛水泵增壓系統(tǒng)恢復(fù)后再斷開。
　　2.4污泥脫水設(shè)備回用水利用
　　岳麓污水處理廠污泥處理采用機械濃縮和機械脫水。儲泥池的污泥含水量約達99.2%，污泥和絮凝劑混合后送入轉(zhuǎn)篩濃縮機濃縮，濃縮后含水率可以達到97%，然后再進入離心脫水機進行脫水處理，直到含水量降至80%以下，形成泥餅。
　　其中轉(zhuǎn)篩濃縮機濾布由于污泥堵塞原因需持續(xù)性或間歇性沖洗，以保證濾液暢通。每臺轉(zhuǎn)篩濃縮機安裝有41個噴嘴，并配備一臺增壓泵提供沖洗水，滿負荷運行時沖洗水量需260m³/日，因此我們也考慮采用尾水回用來解決這部分水源。我們在廠區(qū)尾水回用管網(wǎng)中預(yù)留一路至脫水車間，并建一蓄水池做調(diào)節(jié)用。而主要考慮的問題是在于轉(zhuǎn)篩濃縮機噴嘴口徑為0.8mm，尾水如直接使用將不免于經(jīng)常性堵塞，因此我們購買一臺壓力過濾器。該設(shè)備原理是填料過濾，填料主要是石英砂和卵石，共有5層填料，粒徑在1.8mm~38mm之間，過濾后懸浮物濃度可降至5~10mg/L。通過脫水系統(tǒng)近1年的使用情況看，過濾效果很好，噴嘴未發(fā)生過堵塞現(xiàn)象。另外離心脫水機沖洗水及絮凝劑制備用水不考慮采用回用水，原因在于離心機沖洗水只在開機停機時需要且用量極小，且回用水達到1.5bar以上的沖洗壓力需增加增加泵，而自來水具有3bar壓力，所以不考慮采用回用水。絮凝劑制備用水量較大，但是考慮到回用水中懸浮物無法達到自來水標準，對配藥有影響，因此也不采用回用水。
　　2.5尾水回用過程中幾點值得的問題
　　由于設(shè)計之初并沒有對尾水回用方面考慮得那么細致，因此很多很多尾水回用均是施工過程中才進行的設(shè)計合理變更，這就存在一些問題需要考慮。一是電氣自控方面，尾水回用需要增加相應(yīng)的設(shè)備，設(shè)備需要動力來源以及考慮自控信號的接入等，岳麓污水廠原設(shè)計時多出配電箱均考慮了備用回路，自控站點也考慮和一部分冗余I/O點，因此這方面沒有存在太大問題。二是尾水與自來水管網(wǎng)不可直接連接，以避免污染，必須兩路并聯(lián)以作備用時要考慮采用平時斷開連接，需要時采用快速伸縮接頭接入的方法。三是設(shè)備選型要全面考慮，如尾水回用管網(wǎng)上有多少處需要使用尾水，水泵選型要滿足整個管路上所有接入口的使用需要。
　　3.成本計算
　　對于尾水回用的改造，還需要考慮一個成本問題，即節(jié)省的自來水費用與改造所需投資的關(guān)系。以下是岳麓污水廠尾水回用改造的成本核算。
　　岳麓污水廠尾水回用改造成本表

                            
　　若不進行改造，上述用水點均采用自來水，則每月自來水總成本高達8.8萬元，其中主要是加氯消毒系統(tǒng)的水射器動力水成本，為保證投加量，水射器動力水高達40m³/小時，每月消耗就高達2.8萬m³，再加上濃縮機沖洗水及綠化管養(yǎng)、道路約1.2萬m³，每月自來水消耗約4萬m³。目前岳麓污水廠自來水成本為2.2元/m³，則每月自來水總成本高達8.8萬元。從成本核算上來看，只需4個月即可收回成本，因此尾水回用的改造是相當劃算的。
　　
　　4.污水處理廠尾水回用的建議
　　對于城市工業(yè)用水、環(huán)衛(wèi)用水、沖洗地面和綠化用水等方面，其中部分對水質(zhì)要求不高，完全可采用經(jīng)檢驗達標的污水處理廠尾水，但此間存在一些列問題，如需建立完善的質(zhì)量指標體系，輸水管道的敷設(shè)耗資巨等，以至于目前仍未大規(guī)模使用中水以節(jié)省資源。但是我們?nèi)钥梢圆粩嗟膰L試，例如長沙市，2009年枯水季節(jié)，湘江水位創(chuàng)歷史新低的時候，多處水廠取水困難，當時長沙市市政府實施緊急措施，對全市污水處理廠尾水進行檢測，達到《城市雜用水水質(zhì)標準》的，市政綠化，環(huán)衛(wèi)等部門的用水均到就近的污水處理廠取用尾水，一定程度緩解了城市用水的壓力。
　　此外，雖然對于城市大規(guī)模使用中水來說還存在一些列問題，但是對于污水處理廠內(nèi)部來說，卻相對容易的多，例如污水處理廠本身具備有相應(yīng)的檢測系統(tǒng)，設(shè)計階段提早規(guī)劃，敷設(shè)管路，增加設(shè)備等投資都相對較小，但每年對于節(jié)省生產(chǎn)成本以及對水資源的保護方面有著重大的意義。