方先金
（北京市市政工程科学技术研究所，北京市西城区大帽胡同号，100035，中国）
我国是一个水资源贫乏的国家，人均水资源拥有量只有2200m3，仅为世界平均水平的1/4，在世界银行连续统计的153个国家中居第88位。同时，我国水资源在时间和地区分布上很不平衡，南方多北方少，北方大部分地区人均水资源拥有量低于联合国可持续发展委员会确定的1750m3用水紧张线，其中9个地区低于500m3的严重缺水线。水资源短缺已成为制约我国经济和社会发展的重要因素。
1水资源可持续利用面临的问题
1.1水资源总量紧缺
50年来，全国用水总量从1949年的1000多亿m3增加到1997年的5566亿m3，其中农业用水占75.3%，工业用水占20.2%，城镇生活用水占4.5%，人均综合年用水量从不足200m3增加到458m3。目前，全国每年缺水近400亿m3，其中，农业缺水300亿m3，因旱致灾，年均减少粮食200多亿千克；城市和工业缺水60亿m3，影响工业产值2300多亿元，全国668座城市有400多座缺水，有110个城市严重缺水。特别是1999年以来，我国北方地区持续干旱，给工农业生产造成较大的影响，也给城市、农村居民生活用水造成很大的困难。2001年6月上旬旱情最为严重时，全国受旱面积一度达到4.2亿亩（1亩＝100m2），由于持续干旱，水源不足，造成城乡人民生活用水紧张，有2198万城镇人口和3300万农村人口及1450万头大牲畜发生饮水困难。天津、长春、大连、青岛、唐山和烟台等大中城市已受到水资源短缺的严重威胁，许多水库、河流出现从来没有过的断流和干枯。今后随着人口的增长、生活水平的提高、城市化的加快，水资源供需矛盾将更加突出，据预测，我国用水高峰将在2030年前后出现，2030年我国人口将达到16亿人，粮食总产量需达到7亿t，年用水总量为7000亿～8000亿m3，全国每年缺水将在700亿m3左右。
气候变化对我国水资源可利用量也产生了负面影响。据1950～1997年的降水和气温资料分析，我国近20年来呈现北旱南涝的局面。20世纪80年代华北地区持续偏旱，京津地区、海滦河流域、山东半岛10年平均降水量偏少10%～15%。进入20世纪90年代，黄河中上游地区、汉江流域、淮河上游、四川盆地的8年平均降水量偏少约5%～10%，黄河花园口的天然来水量初步估计偏少约20%，海滦河和淮河的年径流量也都明显偏少。北方缺水地区持续枯水年份的出现，以及黄河、淮河、海河与汉江同时遭遇枯水年份等不利因素的影响，加剧了北方水资源供需失衡的矛盾。据相关研究，未来50年由于人类活动产生的温室效应，全球年平均气温可能升高，气温升高将使地表蒸发量提高，水资源量将相应减少。
1.2水资源分布不均
我国水资源在时间和空间分布上很不平衡。长江流域及其以南地区国土面积只占全国的36.5%，其水资源量占全国的81%；黄淮海流域人口、粮食产量和国内生产总值都占全国的1/3左右，但其多年平均水资源仅占全国的7.2%。受季风气候的影响，各地的降水量年内分配极不均匀，大部分地区每年汛期4个月的降水量占全年降水总量的70%左右，很容易形成春旱夏涝。水资源在时间和空间分布上不平衡给水资源充分利用带来了一定的难度。
1.3水资源浪费严重
我国一方面水资源严重短缺，另一方面却浪费严重。长期以来，“以需定供”的水资源非可持续利用模式是造成水资源短缺的人为原因。盲目发展第一、第二产业，特别是片面追求粮食增产和重工业的发展，造成产业结构的不合理，水资源利用效率偏低，使本来就紧缺的水资源问题更加严重。
目前，我国农田灌溉面积中渠灌面积占75%左右，而渠系损失约为50%，农田蒸发损失约为17%，实际利用量仅有33%左右。由于大多数地方采用传统的灌溉模式，每亩实际灌水量达到450～500m3，超过了实际需水量的1倍左右，浪费极为严重。我国主要依靠降水的旱作耕地面积约12亿亩，其中70%分布在降水量250～600mm的北方地区，由于蓄水和保水等基础设施不足，农田对自然降水的利用率仅为56%左右。按最新统计估算，我国农田灌溉用水的利用率仅有1.0kg/m3，旱作耕地的水分利用效率为0.60～0.75kg/m3，全国农业用水的平均效率为0.8kg/m3，综合经济效益为0.2美元/m3，而以色列已超过1美元/m3，差距十分明显。现阶段我国农业水资源利用不符合水资源可持续利用的要求。
我国工业用水效率总体水平仍然较低，2001年我国万元工业产值取水量为90m3，约为发达国家的3～7倍；工业用水重复利用率约为52%，远低于发达国家80%的水平。2000年全国城市人均生活用水量达220.2L/d，远高于发达国家的人均生活用水量。社会各界的水忧意识不强，浪费水资源的现象仍很严重，这说明节水措施尚未有效落实，节约用水的技术和管理水平不高。近十年来，我国根据经济可持续发展战略对经济结构调整虽已初见成效，但水资源消耗利用模式尚未发生实质性变化。
1.4水污染形势严峻
目前我国污水处理率还较低，大量的城市和生活污水未经处理直接排入江河湖库水域，使全国大部分水域和近50%的重点城镇的集中饮用水水源受到不同程度的污染，其中水污染比较严重的城镇98个，主要分布在三河三湖流域。由于水污染一些水源被迫停止使用，寻找新的水源，从而加剧了城市缺水。水污染还影响到供水水质，损害居民的身体健康。目前，全国水土流失面积356km2，占国土面积的37%。全国地下水多年平均超采74亿，已形成164个地下水超采区，部分地区出现地面沉降，海水入侵等问题。许多重要河流、湖泊污染严重，由于污染而引发的水事矛盾不断增加。水污染严重影响我国的水资源可持续利用，影响我国经济社会的可持续发展。
2实现我国水资源可持续利用应采取的措施
我国政府十分重视水资源可持续利用，明确指出：水资源可持续利用是我国经济社会发展的战略问题。多年来，针对我国水资源特点和水资源利用中存在的问题，采取了一系列措施来保证水资源的可持续利用。
2.1合理利用水资源
我国水资源可持续利用的根本出路在于坚持可持续发展战略，变“以需定供”的传统开发模式为“量水而行、以水定需”的水资源可持续利用的模式。立足于可利用水资源的保护和合理利用，根据水资源承载能力，确定经济社会发展结构，确保各种水域的可持续利用，对经济结构进行战略调整，在水资源充裕和紧缺地区采用不同的经济结构。大力发展节水、省能、高附加值的高新技术产业和服务业。根据我国水资源的时空分布特点合理发展农业，采取必要的退耕还林，使生态系统得到改善，保证水资源的供需平衡。
2.2合理调配水资源
根据我国降水年内分布不均的特点，应修建大量的蓄水设施，以充分利用水资源。目前，全国共建水库8.5万座，使年供水能力大大提高。蓄水设施一方面能将雨季多余降水贮存起来，供干旱季节使用。另一方面可以减少洪水灾害，保证经济的发展。在地域上，我国的水资源南多北少，南方水资源充裕，北方水资源严重不足。南水北调工程是解决我国北方地区水资源缺水矛盾，实现水资源合理配置的重大战略工程。南水北调东、中、西三条线路将与长江、黄河和海河相互联接，形成水资源合理配置的总体格局，达到南北调配、东西互济的水资源配置目标。三条调水线路年调水总量380亿～480亿m3，可基本改变我国黄淮海地区水资源严重短缺的状况，保证我国水资源总体上可持续利用。
2.3大力开展节水工作
我国历来重视节约用水工作，20多年前，国家就提出了要实行开源与节流并重的方针，认真开展了节约用水工作，并制定了一系列节约用水的法规和标准，建立了节约用水的管理制度，也形成了比较健全的管理体制，城市节约用水工作取得了一定的成绩，到2000年全国设市城市累计节约用水300多亿m3，使近5年来城市用水总量基本无增长，改变了城市用水量随经济发展同步增长的趋势。但是，目前我国农业用水利用率还较低、工业万元产值用水量和城市居民日平均用水量还较高，节水的潜力还较大。在农业方面，应发展和推广农业节水技术，减少农田的深层渗漏和地表流失量，减少单位面积的用水量，减少田间和输水过程中的蒸发和蒸腾量，提高灌溉和降水的水分利用效率，不断提高单位水资源的产量和效益。在工业节水方面，应在调整工业生产结构的同时，改进生产工艺，提高用水重复率，减少万元工业产值的用水量。为了保证节水工作，要制定和完善相关的政策法规，建立一套符合市场经济原则的体制和机制，对现有水价偏低进行改革，建立水资源的宏观控制和微观定额体系，形成总量控制与定额管理相结合的水资源管理体制。
2.4大力发展污水处理和再生回用工作
水污染加剧了我国水资源短缺形势，直接威胁着饮用水的安全和人民的健康，影响到工农业生产和农作物安全，造成的经济损失约为国民生产总值的1.5%～3%。水污染已成为不亚于洪灾、旱灾甚至更为严重的灾害。水污染早在20世纪70年代已经显现出来，但没有引起足够的注意，采取的措施不够恰当有力，因此出现了今天的严重局面。如再不及时采取有效对策，将严重影响我国水资源可持续利用。长期以来采用的以末端治理、达标排放为主的工业污染控制战略，已被国内外经验证明是耗资大、效果差、不符合可持续发展的战略。应大力推行以清洁生产为代表的污染预防战略，淘汰物耗能耗高、用水量大、技术落后的产品和工艺，在工业生产过程中提高水资源利用率，削减污染排放量。对于工业和城市生活排水造成的点源污染，应大力发展污水处理工程，使我国的污水处理率在2000年34.3%的基础上进一步提高。对于面污染源包括各种无组织、大面积排放的污染源，如含化肥、农药的农田径流，畜禽养殖业排放的废水、废物等，其控制应与生态农业、生态农村的建设相结合，通过合理使用化肥、农药以及充分利用农村各种废弃物和畜禽养殖业的废水，将面源污染减少至最小。应积极开展污水资源化再利用工作，提高污水再生回用率。
3污水再生回用是实现水资源可持续利用的有效途径
污水再生回用是经济可靠的开源节流措施，与跨流域调水、海水淡化、雨水蓄用等开源措施相比，污水再生回用具有经济性和可靠性。人类使用过的水，污染杂质只占0.1%左右，比海水3.5%少得多，其余绝大部分是可再用的清水。跨流域调水和雨水蓄用工程投资较大，并需投入大量资金控制水体进一步污染，跨流域调水还会对现有的生态系统产生影响。在我国现有经济条件下，跨流域调水和雨水蓄用只能逐步进行。污水再生回用的本质是实行循环用水和分质用水，将污水经再生后回用到水质要求较低的用户。随着工业化的加速发展，人们生活水平不断提高，水污染范围也在扩大、污染程度加深，社会经济发展和环境污染之间形成一对尖锐的矛盾。发展污水再生回用、减少废水排放量是解决环境问题最有力的措施。另外，为满足用户的需要，再生水必须符合相应的水质标准，为此，需对污水处理厂二级出水进行深度处理，从而减少了污染物总量，减轻了废水对环境的压力。
污水再生回用应严格按回用对象和目的控制回用水水质，以确保回用水的安全性。为此，我国制定了一系列相关回用标准。如生活污水经二级处理后能够达到《污水综合排放标准》，但不能作为生活杂用水或工农业用水；若考虑回用，必须进一步处理。当污水回用于农田灌溉，水质指标应该满足《农田灌溉水水质标准》；当污水回用于城市景观，水质指标应该满足《再生水回用于景观水体的水质标准》；当污水回用于城市生活杂用，水质指标应该达到《生活杂用水水质标准》；工业污水回用水质指标应该满足相应的工业用水标准等。
城市供水量的80%变为污水排入城市下水道，收集起来再生处理后，70%可以安全回用；二者合计，约城市供水量的56%可以转变成再生水，返回到城市水质要求较低的用户，替换出等量的清洁水，相应地增加城市一半以上的供水量。废水是一种非常宝贵的资源，挖潜能力巨大。我国2000年全国污水排放量为620m3，这是很大的再生水资源。污水再生回用立足于自有水资源增加城市供水量，是实现水资源持续利用的有效措施。污水再生回用能有效地缓解城市水资源短缺。
为了保证水资源可持续利用，支持经济可持续发展，针对我国水资源存在的问题，近十多年来，通过国家科技攻关，以及缺水城市为解决水污染和水资源短缺做出的努力，国内已经建成一批不同工艺、不同回用对象的城市污水回用示范工程。表1列出了华北地区部分城市污水回用工程情况统计结果。目前我国污水回用工程主要回用对象为污水处理厂内部用水、市政杂用、河道补水、绿化、工业用水等，尚未回用于地下回灌和饮用水源。北京市2001年完成的高碑店污水处理厂出水回用工程是我国目前最大的污水再生回用工程。大量的污水回用工程实践表明：污水再生回用是解决水资源可持续利用的有效途径。
表1华北地区部分城市污水回用情况单位：万m3/d
4我国污水再生回用最大工程
4.1工程概况
高碑店污水处理厂回用工程是目前我国最大污水再生回用工程，该工程于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，同年4月开始施工，2001年5月完成工程施工，2001年6月完成调试和试运转，2001年7月开始供水。
高碑店污水处理厂是目前我国最大的污水处理厂，处理能力为100万m3/d。该厂污水系统流域面积96km2，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。该厂出水水质水量稳定，其二级出水已接近相关的回用水水质标准。但该回用工程运转前，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，剩余的出水每年超过3亿m3没有得到利用，这是很大的水资源浪费。为了缓解北京市面临的21世纪城市发展和可利用水资源的矛盾，实现北京市水资源可持续利用，支持国民经济可持续发展战略，北京市政府决定开发该厂污水资源。高碑店污水处理厂回用工程使用回用水的区域达141km2，回用水用户涉及到工业、公园绿化、道路喷洒和冲刷、河湖补水等。
4.2工程规模和技术方案
本工程近期规模为30万m3/d，远期规模为47万m3/d。在回用工程技术方案确定中尽可能地利用现有设施，以降低工程投资。具体设计方案如下：高碑店污水处理厂二沉池出水经新建泵站（规模47万m3/d）提升后用两条管道分别输送到高碑店湖（规模30万m3/d）和水源六厂（规模17万m3/d）。送至高碑店湖的处理水通过第一热电厂现有深度处理设施进一步处理后供该厂冷却用水；送至水源六厂的处理水在该厂进行深度处理后，一部分通过水源六厂现有供水系统供给东郊工业区和焦化厂；一部分通过新建管道输送到西便门和东便门。在水源六厂现有供水管道和新建管道沿线设取水口，并新建回用水支线，供市政杂用取水。
4.3回用水水质技术保障措施
由于高碑店污水处理厂建设时，国家对城市污水处理厂出水要求中还没有氮和磷的指标控制，因此，目前该厂出水中氮和磷的含量较高，这会直接影响回用水水质，必须对该厂进行技术改造，进一步提高该厂出水水质。改造规模为50万m3/d，即对高碑店污水处理厂一期工程（50万m3/d）进行改造。该改造工程分两步进行。第一步改造后使出水水质优于目前第一热电厂冷却水取水水源高碑店湖的水质，出水中BOD、COD、总磷和氨氮分别达到10mg/L、40mg/L、1mg/L和10mg/L。第二步改造使该厂50万m3/d满足高碑店湖Ⅳ类水体的水质要求。第一步主要改造工作量包括曝气池改造和污泥处理系统的改造。原曝气池为1/12为厌氧区，其余为好氧区，改造后原池2/9为缺氧区及厌氧区（水力停留时间共为2h），其中进水端分出一停留时间为15min的强化吸附区。其余仍为好氧区（水力停留时间7.25h）。原污泥系统中剩余污泥泵入初沉池，其混合污泥再进污泥浓缩池浓缩后消化脱水，因浓缩污泥池停留时间较长，处于厌氧状态，磷又被释放出来，通过上清液回到污水中，因此达不到除磷的目的。改造后，原有浓缩池改为浓缩酸化池，浓缩酸化池上清液做为碳源排入水处理系统；将消化池上清液和脱水机滤液及冲洗水收集后进行化学除磷。
高碑店污水处理厂二级出水水质水量稳定，达到设计要求，但还不能满足市政杂用水标准，而绿化用水和道路喷洒等市政杂用水水质对人类健康和城市环境会产生影响，因此，市政杂用水必须在回用前进行深度处理，以满足相应标准。在设计中将深度处理选择在水源六厂。水源六厂现有日处理能力17万m3/d的深度处理设施，主要采用机械加速澄清、砂滤和消毒等工艺处理过程，其出水可满足相应用户要求。由于北京市工业结构的调整，目前该厂平均实际供水量不足5万m3/d，尚有12万m3/d处理能力没有得到利用。另外，水源六厂离市政杂用水用户较近，市政杂用水深度处理设在水源六厂利用其剩余处理能力，可满足市政杂用水近、远期规模需求，在该厂深度处理后的水质能满足市政杂用水水质要求。
4.4主要回用对象
按规划要求，该工程近期供北京市第一热电厂冷却循环用水20万m3/d，远期供北京市第一热电厂冷却循环用水30万m3/d。近期通过北京市水源六厂供东郊工业区和焦化厂5万m3/d，供城市绿化、道路喷洒和冲刷、市区河道景观用水等市政杂用水共5万m3/d。远期通过水源六厂供工业和市政杂用水水量将扩充到17万m3/d。
4.5主要工程内容和投资
本工程总投资3.6亿元，其中征地拆迁费约1亿元，工程费用为2.18亿元，工程建设内容主要为：
（1）高碑店污水处理厂内47万m3/d的泵站一座。
（2）高碑店污水处理厂改造。
（3）高碑店污水处理厂至高碑店湖输水管：DN1800mm，长1480m。
（4）高碑店污水处理厂至水源六厂管道：DN1400mm，长4766m。
（5）市政杂用水配水管：DN1200mm，长6791m;DN1000mm，长1431m;DN800mm，长4615m;DN600mm，长2845m;D=500mm，长2880m。
（6）水源六厂改造：包括深度处理设施改造、蓄水池清淤和护砌、污泥池扩建、供水泵站改造、进出水口的改造、增加自控和电气设备等。
（7）园林供水支线管道。
4.6工程效益
该工程每年可节约清洁水资源16673万m3，节约自来水3650万m3/a，相当于节约了建设一座10万m3/d的自来水厂的投资4亿元。该工程达到了开源节流的目的，为北京市城市绿化面积扩大和道路喷洒压尘创造条件，对环境综合治理具有较大的作用，环境的改善还会带来了周围地区的土地增值。该工程在一定程度上缓解了北京市水资源短缺的矛盾。该工程的巨大经济和环境效益，推动了北京市节水和污水再生回用工作。目前北京已完成污水再生回用规划，7个污水回用工程正在进行施工或做前期工作。北京市的污水再生回用实践表明：污水再生回用符合环境保护和水资源可持续利用战略，是解决水资源可持续利用的有效途径。
5结论
我国是一个水资源贫乏的国家，随着经济发展和城市化进展的加快，水资源短缺的矛盾已经成为我国水资源可持续利用和管理中亟待解决的问题。我国水资源可持续利用面临水资源总量不足、分布不均、水利用率低和水污染等问题，实现我国水资源可持续利用的出路在于坚持可持续发展战略。应根据我国水资源特点进行水资源合理利用和配置，变“以需定供”的传统开发模式为量水而行、以水定需的水资源可持续利用的模式，根据水资源承载能力，对经济结构进行战略调整；同时，应继续发展节水技术，减少生产过程的水资源浪费，大力发展污水处理和再生回用工作，提高污水处理率和处理效果。污水再生回用可以减少污染物总量，增加供水能力，是经济可靠的开源节流措施。几年来污水再生回用实践表明：污水再生回用能有效地缓解城市水资源短缺，是实现水资源可持续利用的有效途径。
2. 高碑店污水处理厂回用方案研究
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。
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。
可能应用对象分析
潜在工业用户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。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。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12 m3/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/d。北京市水源六厂北京市水源六厂距高碑店污水处理厂仅几公里,此厂是为工业提供用水的河水厂，厂内建有规模为17万m3/d的深度处理设施。而1998水源六厂供水情况仅为4.7万m3/d，其中化工实验厂1.5万m3/d，有机化工厂0.6万m3/d，化工二厂0.7万m3/d，蒸汽厂0.3万m3/d，焦化厂1.6万m3/d。该厂进水取自通惠河。高碑店污水处理厂二级出水可直接供水源六厂使用。在近期方案中，东郊工业区和焦化厂利用高碑店污水处理厂处理水的水量为5万m3/d，市政杂用水5万m3/d。在远期方案中，水源六厂再扩大7万m3/d。通州工厂用水通州距高碑店污水处理厂约八公里。通州现有工厂120多家，包括化工、机械、纺织、造纸和食品等行业，用水量较大的工厂有造纸七厂、东方化工厂、通州氮肥厂和北京日用化学二厂等。通州的工厂共可使用再利用水量7万m3/d。市政杂用水城市杂用用水在北京市污水综合利用研究中一直未引起人们的重视，本研究中我们调查了沿通惠河、南护城河主要公园绿化面积、城市绿化、城市道路的喷洒用水量等，并多次走访了市园林和环卫管理部门，具体调查结果如下：3.2.1 公园绿化及河湖用水沿河道主要公园有龙潭湖公园、北京游乐园、天坛公园、陶然亭公园、大观园和万寿公园，主要公园合计面积约267万m2，公园绿化用水量约0.534万m3/d。除外，上述公园河湖补水用水约2.3万m3/d，冲厕用水约460 m3/d。所以主要公园总用水量约2.88万m3/d。城市绿化用水在回用水供水范围内有多处城市集中绿地，由于位置较为分散，在目前状况下很难严格计算出回用于城市绿化的水量。故重点考虑集中在道路两旁隔离带和沿河道两岸较集中的绿地，按北京市总体规划估算城市绿化用水量约0.2万m3/d 。道路路面喷洒用水据北京市规划路网指标，其主干路和次干路的道路面积约5868万平方米。目前可喷洒3389万平方米，目前城市道路喷洒由市和区环卫部门负责，水源全部为自来水，取水点为固定的自来水消火栓。但按环卫部门道路喷洒水车取水半径，并非所有可喷洒道路都能用高碑店污水处理厂处理水来代替。在方案中，城市杂用水将在水源六厂进行深度处理，深度处理后的出水用管道自水源六厂沿护城河输送到西便门和广安门。若在原有水源六厂供水管网中加设取水口，则可用高碑店污水处理厂处理水来喷洒的道路东至公路一环，西至西三环以西，东西长约23.5km。按环卫部门道路喷洒水车取水半径3km计，南北长可达6km，可喷洒的地区面积为141km2。按北京市城市规划设计研究院1992年《北京市总体规划》研究成果，公路一环内道路用地率在1991年前为3.82%，到2010年将达13.43%。若在近期方案中道路用地率按10%计，则用高碑店污水处理厂处理水喷洒道路面积约14.1km2，根据环卫部门提供的喷洒道路的用水指标,每立方米水可喷洒2500 m2道路面积，则一天一次喷洒道路的需水量为0.564万m3/d。目前北京市许多路面一天喷洒两次。按市政府治理大气环境污染，减少城市空气灰尘量的要求，未来北京市路面喷洒要求达到一天三次。为此，在近期方案中按每天喷洒道路两次考虑，则需水量约为1.13万m3/d。近期方案市政杂用水规模上述市政杂用水合计约4.21万m3/d，其中城市绿化及道路喷洒用水量为1.33万m3/d；公园用水为2.88万m3/d。考虑到不可预见水量和管网漏失率，近期方案中市政杂用水规模为5万m3/d。3.3 农业灌溉用水高碑店污水处理厂农业灌溉区包括东南郊、朝阳、双桥和通州四个灌区，分布在朝阳和通州通惠河两岸的14个乡和2个农场，现况灌溉面积20.21万亩。农作物以粮、菜为主，其中粮田面积16.9万亩，占83%；菜田面积1.72万亩，占9%；林果及其它作物面积1.59万亩，占8%。农业灌溉需用水量约48万m3/d，目前从官厅和密云两大水库供给指标水及工业退水水量约10万m3/d，采用地下水约19万m3/d，从通惠河取水水量约19万m3/d。高碑店闸下游河道补水通惠河下游高碑店闸至北运河蒸发渗漏、一年八次换水和河道两侧绿化需水量约3.6万m3/d。
回用技术方案
用户用水优化分配
高碑店污水处理厂处理水优先保证厂内回用水1万m3/d、华能热电厂冷却用水7.68万m3/d、市政杂用水5万m3/d、通过水源六厂供东郊工业区和焦化厂用水量5万m3/d和第一热电厂20万m3/d，共计38.68万m3/d。在远期工程实施前，剩余的高碑店污水处理厂处理水除用于高碑店闸至北运河两侧绿化和河道补水3.6万m3/d外，还可以用于农业灌溉48万m3/d，最后用于通州工厂7万m3/d,总计97.28万m3/d。在远期工程方案实施后，第一热电厂扩大用水量10万m3/d，水源六厂扩大用水量7万m3/d；剩余的高碑店污水处理厂处理水用于高碑店闸至北运河两侧绿化和河道补水3.6万m3/d、农业灌溉40.72万m3/d,总计100万m3/d。工程规模本工程方案主要考虑高碑店闸上游的回用水用户，通过近期工程方案实施后才能利用高牌店污水处理厂处理水的用户对象为：第一热电厂20万m3/d，市政杂用水5万m3/d，通过水源六厂供东郊工业区和焦化厂用水量5万m3/d。因此，近期工程方案规模为30万m3/d。远期工程方案规模将由近期工程方案规模30万m3/d扩大到47万m3/d。主要增加的用户对象为：第一热电厂用水规模扩大10万m3/d，水源六厂扩大用水量7万m3/d。工程方案高碑店污水处理厂二沉池出水经新建泵站（规模47万m3/d）提升后用两条管道分别输送到高碑店湖（规模30万m3/d）和水源六厂（规模17万m3/d）。送至高碑店湖的处理水供北京第一热电厂用水；送至水源六厂的处理水在该厂进行深度处理后，一部分通过水源六厂现有供水系统供给东郊工业区和焦化厂；一部分通过新建管道输送到西便门和东便门。在水源六厂现有供水管道和新建管道沿线设取水口，供市政杂用取水。
回用水水质技术保障措施
高碑店污水处理厂改造由于高碑店污水处理厂出水中氮和磷的含量较高会直接影响回用水水质，必须对该厂进行技术改造，进一步提高该厂出水水质。2000年5月完成了该厂改造工程可行性研究。改造规模为50万m3/d，即对高碑店污水处理厂一期工程（50万m3/d）进行改造。该改造工程分两步进行。第一步改造后使出水水质优于目前第一热电厂冷却水取水水源高碑店湖的水质，出水中BOD、COD、总磷和氨氮分别达到10mg/l、40mg/l、1mg/l和10mg/l。第二步改造使该厂50万m3/d满足高碑店湖Ⅳ类水体的水质要求。主要改造工作量包括曝气池改造和污泥处理系统的改造。原曝气池为1/12为厌氧区，其余为好氧区，改造后将原池2/9为缺氧区及厌氧区（水力停留时间共为2h），其中进水端分出一停留时间为15min的强化吸附区。其余仍为好氧区（水力停留时间7.25h）。原污泥系统中剩余污泥泵入初沉池，其混合污泥再进污泥浓缩池浓缩后消化脱水，因浓缩污泥池停留时间太长（3d），处于厌氧状态，磷又被释放出来，通过上清液回到污水中，因此达不到除磷的目的。改造后，原有浓缩池改为浓缩酸化池，浓缩酸化池上清液做为碳源排入水处理系统；将消化池上清液和脱水机滤液及冲洗水收集后进行化学除磷。目前高碑店污水处理厂改造方案正在审批过程中，市政府将对改造工程单独立项，其投资（约2511万元）也不列入污水回用工程。深度处理措施高碑店污水处理厂二级出水水质水量稳定，达到设计要求，但还不能满足市政杂用水标准，而绿化用水和道路喷洒等市政杂用水水质对人类健康和城市环境会产生影响，因此，市政杂用水必须在回用前进行深度处理，以满足相应标准。在方案确定中通过不同厂址比较，将深度处理选择在水源六厂。水源六厂现有日处理能力17万m3/d的深度处理设施，主要采用机械加速澄清、砂滤和消毒等工艺处理过程。根据该厂提供的出水水质，其出水可满足相应用户要求。由于北京市工业结构的调整，目前该厂平均实际供水量不足5万m3/d，尚有12万m3/d处理能力没有得到利用。另外，水源六厂离市政杂用水用户较近,市政杂用水深度处理设在水源六厂利用其剩余处理能力，可满足市政杂用水近、远期规模需求，在该厂深度处理后的水质能满足市政杂用水水质要求。
主要工程内容和投资
本工程总投资33668万元（不包括高碑店污水处理厂改造费用），其中征地拆迁费10000万元,工程费用为19260万元，工程建设内容主要为：（1）高碑店污水处理厂内47万m3/d的泵站一座。（2）高碑店污水处理厂至高碑店湖输水管：DN1800mm，长1480m。（3）高碑店污水处理厂至水源六厂管道：DN1400mm，长4766m。（4）市政杂用水配水管：DN1200mm，长6791m；DN1000mm，长1431m；DN800mm，长4615m；DN600mm，长2845m；D=500mm，长2880m。（5）水源六厂改造：包括蓄水池清淤和护砌、污泥池扩建、水泵改造、进出水口的改造、增加自控和电气设备等。园林供水支线管道。
工程经济效益分析
本工程总投资33668万元，其中10000万元为政府拨款，其余为贷款（公司融资）。在考虑污水资源费0.20元/m3和水源六厂原有资产成本与利税0.73元/m3的条件下，水价计算分析结果为：第一热电厂用水水价0.31元/m3，市政杂用用水水价1.92元/m3，东郊工业区用水水价1.21元/m3。本工程完成后每年可节约清洁水资源16673万m3，节约自来水3650万m3/a，相当于节约了建设一座10万m3/d的自来水厂的投资4亿元。该工程能达到开源节流的目的，能为北京市城市绿化面积扩大和道路喷洒压尘创造条件，对环境综合治理具有较大的作用，环境的改善还会带来了周围地区的土地增值。
结论和讨论
(1) 北京市是一个严重缺水型城市，合理利用高碑店污水处理厂处理水资源，对实现北京市国民经济可持续性发展、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具有重要意义。(2) 高碑店污水处理厂回用工程方案充分考虑了北京市城市水系、园林、道路及工业布局现状，具有可实施性。(3) 高碑店污水处理厂污水回用工程能达到开源节流的目的，可以在一定程度上缓解北京城市水资源紧缺的局面，能为北京市城市绿化面积的扩大和道路喷洒压尘创造条件，对环境综合治理具有较大的作用。(4) 本工程总投资33668万元,工程费用为19260万元。按政府投资1亿元，其余为公司融资计算，在考虑水资源费0.20元/m3和水源六厂制水成本条件下，则回用水水价为：供第一热电厂售水水价为0.31元/m3，供市政杂用售水水价为1.92元/m3,供东郊工业区售水水价为1.21元/m3。(5) 建议制定有关法规和政策，促进城市污水回用设施的发展。应尽快编制北京市回用水设施发展规划，以便在相应的市政工程中铺设回用水管道等设施，使城市污水回用设施逐步完善。
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3. 氧化沟清淤的好处
氧化沟利用循环环式反应池（Continuous Loop Reator）作为生物反应池，并使用一种带方向控制的曝气和搅动装置向反应池中液体传递水平速度，从而使液体在池中循环。氧化沟是活性污泥法的一种变型，在水力流态上不同于传统的活性污泥法，氧化沟是一种首尾相连的循环流动曝气沟渠。最早的氧化沟渠是土沟渠，间歇进水、间歇曝气，从这一点上来说，氧化沟最早是以序批方式处理污水的。1954年荷兰建成了世界上第一座氧化沟污水处理厂，为一个环形跑道，斜坡式池壁反应池，采用间歇运行方式，白天做曝气池用，晚上做沉淀池用，结构简单，处理效果好。
氧化沟处理污水的整个过程如进水、曝气、沉淀、污泥稳定和出水全部集中在氧化沟内完成，最早的氧化沟不需要设初次沉淀池、二沉池和污泥回流设备，采用延时曝气、连续进出水，所产生的污泥在污水净化的同时得到稳定，处理设施大大简化。
在我国，氧化沟技术的研究和工程实践始于20世纪70年代，目前氧化沟以其经济简便的突出优势已成为中小型城市污水厂的首选工艺。
氧化沟一般由沟体、曝气设备、进出水装置、导流和混合设备组成，沟体的平面形状一般呈椭圆形，也可以是方形的、圆形的或其他形状的，沟截面形状多为矩形和梯形。
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氧化沟的主要优点
1.氧化沟法由于具有较长的水力停留时间和较长的污泥龄，因此相比传统活性污泥法，有的还可以省略二沉池。氧化沟能保证较好的处理效果，这主要是因为结合了CLR形式和曝气装置的特定的定位布置，使得氧化沟具有独特的水力学特征和工作特性。
2.氧化沟结合了推流和完全混合的特点，有利于克服短路，提高缓冲能力。氧化沟内的污水在短期内（如一个循环）呈推流状态，能使入流至少经历一个循环而避免短路；在长时期内（污水在池内一般会经过几十圈的循环多次循环），污水呈混合状态，即使某个时刻有高浓度和有毒废水进入，进入沟内的高浓度和有毒废水会被大量循环液所混合稀释，因此氧化沟系统又具有很强的耐冲击负荷能力。
3.氧化沟具有明显的溶解氧浓度梯度，特别适用于硝化—反硝化生物处理工艺。氧化沟从整体上来说又是完全混合的，而液体流动却保持着推流前进，加上曝气装置的定位，因此，混合液在曝气区内溶解氧浓度是上游高，，然后延沟长逐步下降，到下游区溶解氧浓度就很低，基本上处于缺氧状态。氧化沟的设计可按要求安排好好氧区和缺氧区，实现硝化—反硝化工艺。
4.沟内的功率密度的不均匀分配，有利于充氧、液体混合及污泥絮凝。
4. 污水处理厂沉淀池清淤应急物资需备案吗
根据相关法规和规定，污水处理厂在进行沉淀池清淤时，通常需要备案相应的应急物资。具体要求可能会因地区和监管机构而有所不同，建议参考当地环保部门或相关管理单位的具体规定。
在一般情况下，污水处理厂沉淀池清淤的应急物资备案可能包括以下内容：
1. 个人防护装备：备案各种个人防护装备，如安全帽、防护眼镜、防护手套、防护服、防护靴等，以确保工作人员在清淤过程中的人身安全。
2. 清淤工具和设备：备案清淤过程中需要使用的工具和设备，如挖掘机、抽水泵、清淤船、清淤工具等，以确保清淤工作的顺利进行。
3. 废物处置措施：备案废物处理措施，包括沉淀池清淤产生的固体废物、污泥等的储存、运输和处理方式。确保其符合环保法规要求，减少对环境的影响。
4. 环境监测设备：备案环境监测设备，用于监测清淤过程中的空气质量、噪音、水质、土壤等环境参数，以保证清淤过程对周围环境的影响符合相关标准和规定。
备案上述应急物资的目的是为了确保沉淀池清淤作业的安全性和环保性，减少潜在的风险和环境污染。因此，建议在清淤前与当地环保部门或相关管理单位进行咨询，以了解具体的备案要求和程序。
5. 污水处理oa工艺需要定期清淤泥吗
如果说的是A/O工艺的话，清理的不是淤泥，是剩余污泥，一般工艺后端会有污泥浓缩池或储泥池，将剩余污泥压滤处理或是外运都可以。
6. 污水处理段清淤怎么套定额
套市政定额，有人工清淤和机械清淤。
运距套市政运输定额。
二次转运市政定额也有。
一般定额的工价偏低，工程量大用定额，工程量小，就包干多少钱。
7. 污水处理厂沉淀池清淤
1. 沉淀池清淤小知识
沉淀池清淤小知识 1.清淤时需要注意什么
对于新开鱼池，可在池中投放绿肥，采用沤肥的方法尽快制造淤泥，使淤泥中的腐殖质镶嵌在土壤间隙中，并覆盖在土壤 上，使其与原来的土质基本隔绝，就可以起供肥、保肥和调肥的 作用。
池塘经一年的养鱼后，底部沉积了大量淤泥（一般每年沉积 10厘米左右）。故应在干池捕鱼后，将池底周围的淤泥挖起放在 堤埂和堤埂的斜坡上，待稍干时应贴在堤埂斜坡上，拍打紧实， 然后立即移栽黑麦草或青菜等，作为鱼类的青饲料。
这样既能改 善池塘条件，增大蓄水量，又能为青饲料的种植提供优质肥料， 也由于草根的固泥护坡作用，减轻了池坡和堤埂的崩塌。整塘 后，再族羡用药物清塘。
2.怎样进行池塘清淤
所谓池塘清淤是清除过多的淤泥。
一般正常情况下，池塘保 持10〜20厘米淤泥对养殖生产有利：如果超过了限度，不但减少 了水体，而且增加键穗槐了池水耗氧量，易于酿成泛塘事故，同时也易于诱发鱼病。 所以消除过多淤泥是十分重要的技术环节。
然而，由于清淤 劳动量大而艰巨，往往不少生产单位未作处理，随着时间推移，池 塘淤泥越积越厚，使生产能力显著下降，同时还不利于养殖下水操 作。 这种情况大多发生在养鱼10年以上而没有清淤的养殖场，有 的老塘情况则更加严重。
为了恢复池塘生产力，必须进行池塘清淤。 池塘清淤的最简单的方法，是排干池水，晒泥，然后人工挖挑 多余的淤泥。
但这种方法劳动强度太大，效率太低，速度太慢，往 往人们不愿意采用。 有的地方采取鱼稻、鱼稗、鱼瓜轮作的方法，先以塘泥种稻收 稻、种瓜收瓜或种稗作为草食性鱼类青饲料，或部分作绿肥培植鱼 种和鲢鱼、鳙鱼的天然饵料。
当塘泥干化后用机械（推土机、挖掘 机等）集中操作，将清淤与池塘维修和护坡紧密结合起来。当然这 种方法十分有效，但需要一定的投资条件才能付诸实施。
当池塘使用年限较短，堤埂稿友较为完整，或池坡经过硬化，不需 要大量维修，可采用浊流荥改装的清淤船，带水清淤作业，每年或 隔年将部分淤泥带水输往池堤伺料地（埂边筑小堤拦泥）作为种青 肥料，或输往其他低凹浅塘、废地，或年底非生产季节，排出大部分 池水，利用专门的清淤机清淤。 目前已有泥泵型和绞车型等几种 型号的清淤机械在部分地区使用。
总之，池塘清淤较为困难，还有待进一步研究机械高效清淤的 方式、方法。
8. 污水池清淤大概多少一方
污水池清淤大概690元到680元一方。根据查询相关资料信息，污水处理厂池内清淤价格90元到680元左右一方，具体还要根据现场的情况进行综合判定收费。