山東國華壽光發電廠一期工程水資源論證

宋少文，劉易娜，鄭召平，丁吉龍，蔡振華

（山東省水文水資源勘測局，250014，濟南）

山東國華壽光發電廠位于山東省壽光市，規劃建設4×1 000 MW超超臨界燃煤發電機組，一期工程建設規模2×1000MW。山東省水文水資源勘測局組織專業技術人員，通過深入現場調查、廣泛收集資料、多種方法綜合分析，確定供水方案。

一、國華壽光發電廠建設項目所在行業發展的基本情況

根據山東省電力平衡結果，現有在建及已批復立項的機組容量不能滿足山東省的電力需求，至2010年山東省尚缺裝機7340MW。山東省的淡水資源比較缺乏，擁有較長的海岸線，壽光發電廠廠址位于小清河河口處，具有利用海水資源的天然優越條件；同時又位于山東省輸煤北通道 （黃大鐵路）上，符合山東省電源建設原則。

壽光電廠一期工程建設可提高山東電網大容量機組的比例，有利于制約中小容量凝汽式火電機組的盲目建設，從而降低單位千瓦機組對環境的污染；可滿足濰坊地區特別是北部用電發展的需要，有利于提高山東電網安全穩定運行水平。

二、國華壽光發電廠建設項目的取用水方案情況

1.項目概況

根據山東省發改委《關于開展國華壽光發電廠2×1 000 MW機組前期工作的請示》（魯發改能交〔2008〕1566號）文件，從國家發改委下達山東省2008年電力建設規模中1 100 MW用于該項目建設；通過“上大壓小”獲得替代容量共計519.5 MW，折合“上大”規模900.58 MW。項目的壓小規模和補貼容量滿足了建設2×1 000 MW機組的需要。目前，關停的519.5MW小火電機組亦經國家能源局核查確認，且關停拆除小火電機組協議已簽署完畢。山東國華壽光發電廠一期工程具備申請開展前期工作的條件。

2.建設項目取用水量

建設項目一期工程機組淡水年需總用水量 382.8萬 m3（696 m3/h、0.193 m3/s），其中生活用水、鍋爐補給水年需水量 98.5萬 m3（179 m3/h），由清水湖平原水庫供水；工業和脫硫用水年需再生水 284.3 萬 m3（517 m3/h），由壽光市污水處理廠再生水供水；再生水備用水量按再生水量的15%計算為42.6萬m3/a，由清水湖平原水庫供水；供水保證率均為97%。全年用水小時數為5 500 h。

直流冷卻水一期工程夏季取、排水量為20.87萬m3/h，冬季取、排水量為15.86萬m3/h。平均取、排水量為18.37 萬 m3/h（51.0 m3/s），取小清河入海段海水。

3.分析范圍與論證范圍

建設項目取水水源擬采用小清河入海段海水、清水湖平原水庫水和污水處理廠出水等3個水源。為便于水量分析，確定本建設項目區域水資源分析范圍為濰坊市所轄區域，面積為15 859 km2。壽光市污水處理廠取水及退水論證范圍為壽光市城區、清水湖平原水庫。2010年、2011—2020年分別為9.6%、6.5%，預測壽光市城區工業產值2010年244.0億元、2020年458.0億元，萬元產值耗水量為10 m3，預測2020年工業需水量4 580萬m3。

三、污水處理廠取水水源論證

壽光市水資源緊缺，為節約水資源，該建設項目采用多水源聯合供水，直流冷卻水采用小清河入海段的海水作為取水水源，工業和脫硫用水采用壽光市污水處理廠再生水作為取水水源，生活用水和鍋爐用水采用清水湖平原水庫地表水作為取水水源。本案例因篇幅所限，僅論述污水處理廠取水水源論證。

1.水源論證方案

建設項目一期工程脫硫用水擬采用壽光市污水處理廠再生水，最大日用水量1.24萬m3、年用水量284.3萬m3，輸水管道漏失水量28.4萬m3/a，總取水量為312.7萬m3/a。按照《建設項目水資源論證導則 （試行）》（SL/Z 322—2005）的技術要求，確定水源論證方案：調查收集污水處理工程基本情況；收集工程范圍內供、排水系統資料，分析預測可收集的污廢水量，進行污廢水來源可靠性評價；根據污廢水收集量，分析在正常年和特枯年向建設項目提供水量的可靠性、可行性；對污水處理工程出水水質進行評價；對取水口位置進行合理性分析。

2.壽光市污水處理廠工程建設運行情況

壽光市以花城菜都為特色，是濰坊市的第一經濟強市。隨著經濟社會的快速發展，用水量不斷增加，相應污廢水排放量也將不斷增大，為此壽光市積極開展了污水處理再生回用工作。

壽光市污水處理廠一期工程于1997年年底建成投入運行，日處理能力6萬m3/d。采用厭氧塘+人工濕地的處理工藝，即城市污水經潛污泵提升進入配水渠，分配到并排三列的厭氧塘中，自南向北推流，厭氧塘出水進入兼性塘，然后污水進入500多hm2的蘆葦濕地，利用植物—土壤—微生物系統的天然凈化能力處理污水。

隨著城市經濟的發展，污水排放量逐年增大，2004年壽光市污水處理廠進行污水處理改擴建工程，處理規模擴建到12萬m3/d。2006年11月該污水處理廠改制為BOT運作，由壽光市中冶華天水務有限公司負責運營管理。目前污水處理能力為12萬m3/d，主要對城區的工業廢水和生活污水進行處理。

3.壽光市污水處理工程來水量分析預測

壽光市污水處理廠污廢水收集范圍為城區，城區面積32.3 km2。城區內排水體制為雨污合流制，城市污水管網鋪設率達100%。主要用水工業企業建有污水處理設施，其工業廢水經初步處理后再排入城區污水管網。

（1）污水管網收集系統

壽光市為一個自南向北緩慢降低的平原區，城區內排水體制為雨污合流制，城市污水管網鋪設率達100%。城區內的工業廢水和生活污水分別自晨鳴集團、銀海路和開發區等3條干管在桑營子匯入污水溝。一期工程自污水溝至王高鎮的袁家橋匯入東躍龍河，北流進入張僧河西支，再向北進入污水處理廠。壽光市規劃對目前城區合流制管網進行改造，使雨污分流。

（2）城區現狀年污廢水排放量

壽光市污水處理廠的污水收集管網覆蓋整個城區。

①壽光市城區供水現狀

壽光市城區是壽光市政府所在地，城區面積32.3 km2，人口39.5萬人。壽光市自來水公司現有4座地下水供水廠，分布在壽光市區的東南部。自來水公司總供水能力10.4萬m3/d。目前，自來水給水管道已遍布整個壽光市城區及周邊鄉鎮、街道，供水普及率100%。

城區除自來水公司供水外，還有部分自備水源。自備水源以供生產用水為主，取用地下水。其中，晨鳴集團取水6萬～7萬m3/d，海華集團取水2.4萬m3/d。

2005—2007年城市供水量分別為4060 萬 m3、4100 萬 m3、4120 萬 m3。

②主要工業企業排污水量

壽光市污水處理廠污水收集范圍內污水組成中，工業廢水占城市污水的70%以上，主要為制漿造紙廢水，生活污水占城市污水的比例不足30%。主要排污企業建有污水處理設施，處理后的水除少部分自身回用外，大部分排入城區污水收集管網。山東晨鳴紙業集團股份有限公司是該市污水排放大戶，年排放污水2 000萬m3以上，公司建有處理能力4萬m3/d、6萬m3/d和3.5萬m3/d的污水處理廠3座，現狀處理污水量為6.3萬m3/d。

③污水處理廠運行后的實際處理水量

壽光市中冶華天水務有限公司自2006年11月負責運營管理后，對部分設備進行了改造，在出水口至蘆葦濕地的排水渠道上，設有出水自動監測裝置，對二沉池處理后的出水量在線自動監測。通過對壽光市中冶華天水務有限公司提供的壽光市污水處理廠2007—2009年運行情況進行分析：平均日處理水量為11.8萬～12.2萬m3，最大日處理水量為15.4萬m3。

（3）城區規劃年污廢水量預測

①正常年污廢水量預測

工業需水量預測采用產值相關法，據統計2008年壽光市城區一般工業增加值為203.1億元，按照全省一般工業產值平均增長率，2008—

生活需水預測采用綜合分析定額法，主要依據因素是用水人口和需水定額。2020年用水人口達59.2萬人，居民生活綜合用水定額140L/（人·d），預測2020年生活需水量3 025萬m3。

根據以上經濟社會發展指標和需水定額，預測2020年城區綜合用水量 7 605萬 m3。

依據壽光市城區和其他城市的綜合排污率，確定2020年生活排污率為85%、工業排污率為70%，預測壽光市城區2020年污廢水排放量5 777萬m3。規劃水平年污水收集率分別按排放量的90%計算，預測壽光市城區2020年污廢水收集量為5199萬m3，日平均污廢水收集量14.2萬m3，在正常情況下大于壽光市污水處理廠年處理污廢水量4380萬m3的能力。

②特枯水年污廢水量預測

在發生特枯水年或連續枯水年時，壽光市城區水資源供需矛盾較為突出，不僅要大幅度壓減農業灌溉用水，同時也要壓減工業用水和城市生活用水。根據壽光市的水資源狀況，確定壽光市城區頻率97%的特枯水年對城市生活、工業用水量壓減10%，預測2020年城區污廢水收集量為4680萬m3，日平均污廢水收集量12.8萬m3，大于壽光市污水處理廠年處理污廢水量4380萬m3的能力。

4.壽光市污水處理廠可供水量

根據《建設項目水資源論證導則（試行）》中關于特殊水源的論證要求，“污水再生利用水量一般為污水處理廠實際處理水量的50%～70%，最大不應超過80%”，壽光市污水處理工程向建設項目最大供水量按污水處理工程處理水量的70%計算。

（1）現狀年可供水量

①處理后的污水不經過蘆葦濕地凈化后的可供水量

壽光市污水處理廠可向電廠提供的供水量：根據2008年污水處理廠處理后的二沉池實際出水量日平均為12.1萬m3/d，頻率97%的特枯水年按節水10%計算為10.9萬m3/d。現狀年壽光市污水處理廠的可供水量，按污水處理工程處理水量的70%計算，正常年份為8.47萬m3/d，年可供水量為3 092萬m3/a；頻率97%的特枯水年為7.62萬m3/d，可供水量為2 781萬m3/a。該污水處理廠的二級處理再生水現無用水戶，可滿足壽光電廠的取水需要。

②處理后的污水經過蘆葦濕地凈化的可供水量

a.蒸發滲漏損失水量。壽光市污水處理廠污水處理工藝采用氧化溝+蘆葦濕地工藝。城市污水經氧化溝處理后由二沉池出水口自流進入人工濕地處理系統，以確保廢水穩定達標和資源化利用。人工濕地系統采用蘆葦濕地的工藝形式，蘆葦濕地總面積1 萬畝（666.67 hm2），現狀正常使用的面積達 8 000畝（533.33hm2）。 根據山東省水利廳有關專家意見，為保證人工濕地的生態環境，要求二沉池出水應進入蘆葦濕地處理系統，由蘆葦濕地處理后的出水向用戶供水。由于蘆葦濕地的面積較大，其蒸發滲漏將損失部分水量，因此需要計算其蒸發滲漏損失水量，經計算其值為341萬m3。

b.經過蘆葦濕地凈化后的可供水量。根據2008年污水處理廠處理后的二沉池實際出水量日平均為12.1萬m3/d，年出水量為4 417萬m3；頻率97%的特枯水年按節水10%計算為10.9萬m3/d，年出水量為3 975萬m3。扣除蒸發滲漏損失水量341萬m3后，正常年份為4 076萬m3/a，頻率97%的特枯水年為3 634萬m3/a。按污水處理工程處理水量的70%計算，現狀年壽光市污水處理廠的可供水量，正常年份年供水量為2 853萬m3/a，日供水量為7.82萬m3/d；頻率97%的特枯水年年供水量為2 544萬m3/a，日供水量為6.97萬m3/d。該污水處理廠的二級處理再生水現無用水戶，可滿足壽光電廠的取水需要。

（2）規劃2020年可供水量

預測2020年在正常年份和頻率97%的特枯水年的污水收集量分別為5 199 萬 m3/a、4 680 萬 m3/a，平均日污水收集量分別為14.2萬、12.8萬m3/d，均可滿足污水處理廠12萬m3/d的處理能力需求。按污水處理廠12萬m3/d的處理能力，年出水量為4 380萬m3，扣除蒸發滲漏損失水量341萬m3后為4 039萬m3/a，日出水量為11.07萬m3/d。按污水處理工程處理水量的70%計算，2020年壽光市污水處理廠可向電廠供水能力如下：

①不經過蘆葦濕地凈化后的可供水量

正常年份和頻率97%的特枯水年年供水量為3 066萬m3/a，日供水量為8.40萬m3/d。該污水處理廠現二級處理再生水無其他用水戶，可滿足壽光電廠的取水需要。

②經過蘆葦濕地凈化后的可供水量

正常年份和頻率97%的特枯水年年供水量為2 827萬m3/a，日供水量為7.75萬m3/d。該污水處理廠現二級處理再生水無其他用水戶，可滿足壽光電廠的取水需要。

5.壽光市污水處理廠水質

本節首先列舉出水水質評價標準和評價方法、污水處理廠設計進出水水質；其次，對近幾年污水處理廠的出水水質進行評價；再次，對污水處理廠的出水口進行水質采樣監測；最后，采用中華人民共和國國家標準《城市污水再生利用工業用水水質》（GB/T19923—2005），對壽光市污水處理廠的出水用于工業和脫硫進行評價。

通過以上分析評價，污水處理廠未經過蘆葦濕地凈化的出水水質達不到《城鎮污水處理廠污染物排放標準》（GB 18918—2002）中的一級 B 排放標準和《城市污水再生利用工業用水水質》的要求。電廠需根據用水水質要求進行深度處理后使用。

壽光市污水處理廠設計出水為《城鎮污水處理廠污染物排放標準》中的二級排放標準，經蘆葦濕地凈化后排入新塌河，然后入小清河下游。根據《山東省半島流域水污染物綜合排放標準》（DB 37/676—2007） 的要求，壽光市污水處理廠的出水水質應達到《城鎮污水處理廠污染物排放標準》中的一級B排放標準，因此壽光市污水處理廠應盡快改進處理工藝，以期達到排放標準的要求。

6.取水口位置合理性分析

再生水補水在壽光市污水處理廠內設補充水泵房1座，泵房內設中水補充水泵2臺，1臺運行、1臺備用，并預留二期1臺水泵位置。

壽光市污水處理廠至電廠的再生水管道采用1條DN 300管道，直埋敷設。到規劃容量時再并排敷設1條DN 300管道。

由于蘆葦濕地收割蘆葦的需要，每年12月至次年4月需放空蘆葦濕地，且蘆葦濕地面積較大，圍堤如發生潰口或跑水現象，將影響電廠的正常用水。電廠用水保證率較高，為97%，為保證電廠的正常用水，電廠取水口擬設在壽光市污水處理廠二沉池出水口處，采用管道加壓輸送至電廠廠區。電廠取水后的剩余水量為2 497萬m3/a，大于蘆葦濕地的年蒸發滲漏損失水量341萬m3/a，可滿足蘆葦濕地的用水需要。該污水處理廠現無其他用水戶，本建設項目取水口設置是合理的。

四、同類案例論證中需注意的問題

此類項目是在地表水資源短缺地區，因此，水資源論證的重點應放在用水合理性分析、區域水資源論證和再生水水源論證等方面。

①在建設項目所在區域水資源開發利用現狀調查和業主提供的取水要求的基礎上，根據國家和地方產業政策、水資源管理要求、水資源規劃、水資源配置方案等，進行建設項目取水合理性分析；分析建設項目取用水流程，計算有關用水指標，論證建設項目的用水合理性。

②在水資源開發利用調查評價成果的基礎上，結合現場調查和收集的資料，根據分析范圍內的實際供水量、各行業的實際用水量和需水量資料，進行供需平衡和現狀開發利用程度分析。

③污水處理廠的再生水是水資源緊缺地區的重要水源。根據污水處理廠的特點收集污水處理廠的有關資料，分析論證再生水向建設項目供水量的可靠性和可行性。

[1]山東省環境保護科學研究設計院.壽光市城市污水處理廠污水處理改擴建工程方案[R].2003.

[2]山東省環境保護科學研究院.壽光市污水處理廠（二期）工程建設項目環境影響報告表[R].2005.

[3]壽光市統計局.壽光統計年鑒2008[S].2009.