污水資源化利用模式與對策研究

朵建文 王瑾 王芳 展爭艷 鄭博文 楊旭

DOI：10.19392/j.cnki.16717341.201714122

摘要：隨著水污染的加劇和水資源的短缺，污水資源化利用已經成為改善水污染、緩解用水壓力的必然選擇。針對蘭州資源環境職業技術學院（院本部）所處的地域與水源現狀的現實，分析了近年來供水、用水和排污情況，提出了構建中水回用處理工藝的污水資源化利用方式和促進實施污水資源化及循環利用需要采取的幾點對策建議。

關鍵詞：污水資源化；柳溝河；中水回用；實施對策

近年來，隨著我國各級政府部門對環境保護工作力度的不斷加強，城市環境污染治理和污水資源化利用已經取得了顯著的成績，尤其是新修訂的《環境保護法》于2015年1月實施后，更制度化地推動了各項環保工作的有效落實。城市污水資源化利用工作在管理運行模式、工藝流程設計、行業標準和技術規范等多方面都進行著積極的探索和實踐。但是，處于面源污染較嚴重的廣大農村和部分主要城市周邊小城鎮的環境污染問題還沒有得到根本有效解決，不僅污水處理能力過弱，而且污水更難做到資源化再利用，污水回用率（污水再生利用量/污水處理量）非常低下。本文以地處小城鎮和農村結合部的蘭州資源環境職業技術學院為例，針對院本部范圍內的污水資源化處理利用方式和實施對策進行了探討。

1 基本概況

1.1 自然地理位置和環境條件

學院本部地處在蘭州市城區東部所屬范圍城關區東崗鎮和榆中縣和平鎮交界處的竇家山上，常年受大陸性干旱氣候影響，多年平均降水量僅為324.84mm，而多年平均蒸發量則達1468.00mm，使得山地區域內空間性及時間性水資源十分匱乏[1]。加之本地區城鎮污水處理設施的長期缺失，以及黃河水源的日益短缺與和平鎮中小企業排污造成柳溝河水體的污染加劇，這就極有可能造成學院及周邊生態環境的加速惡化。

1.2 學院所處柳溝河水域水質情況

柳溝河位于蘭州市東10km處， 屬于黃河蘭州段的一級支流，發源于南部興隆山脈的菜子山，流經榆中和平、來紫堡鄉至桑園子入黃河，流域面積115.7km2，河流長度26km。學院位置所處柳溝河水域中游的和平村以西，經馬強等人對柳溝河流域不同樣點水樣重金屬分析，結果表明和平村取樣點水中懸浮物沉淀， 存在鉻、銅、汞、鉛和鋅等重金屬元素，但符合Ⅰ類水質標準， 且鎳沒有超標[2]。經展爭艷等人對柳溝河橋下游100m處的46月水樣分析，結果表明柳溝河污水色度、懸浮物、氨氮、總磷、化學需氧量等指標含量均超出國家排放標準，水體酸度和六價鉻含量符合國家污水排放標準[3]。柳溝河目前已成為所屬流域的主要排污渠，排污量大，中游的部分城市生活和部分工業污水未經處理就直接排人黃河， 造成柳溝河下游柳溝河橋處水污染嚴重，黃河蘭州段水體水質下降， 影響下游的正常生產生活。

2 學院供用水和排污現狀及資源化利用設想

經筆者對院本部近年來供水和用水情況及2016年教學及生活區域內主要樓宇的污水排放情況進行調研匯總，統計了近五年主要用途用水量及概算費用（如圖1、圖2所示），分析了污水產生的來源，污水成分和排污量（如表1所示）。

2.1 供水和用水情況

院本部依山而建，整體綠化面積為11.5萬m3，占總占地面積的32.2%。根據地形特點和實際需要現已有三個不同功能用途的蓄水池，一個是500m3的生活用水蓄水池，用于日常教學、辦公和生活用水，包括校園內綠化用水和水利大壩景觀用水；一個是300m3的消防用水蓄水池，存留備用；應蘭州市南北兩山區域生態綠化的要求，后山（207畝）山頂建有一個200m3的綠化用水蓄水池，常年來直接引用黃河水進行后山山體植被綠化。

目前校園內所使用的自來水均由相鄰單位甘肅省水土保持研究所下屬水廠提取黃河水，進行二級處理后供給保障。因上下山體高差較大，在校內已建有四個分級水力加壓泵站，通過設置低區、中區、中高區和高區進行分段供水。除高區使用綠化用水蓄水池存水外，其他三個區位于校園內教學和生活場所較集中的區域，均使用的是生活用水蓄水池存水。

備注：截止到2016年底水保所水廠自來水收費標準按270元/立方計算收取，2017年起自來水收費標準按2.85元/立方計算收取。

從近五年校園用水量使用情況來看，學校教學及生活用水量（包含建筑施工和消防等）占校園自來水總用量的80.8～86.2%，屬絕大部分水源消耗；校園綠化用水量占校園自來水總用量的13.8～19.2%，屬季節性綠化灌溉。

2.2 污水排放情況

經實地調查，校園內各個樓宇的生活污水由三根主管道收集后集中于賓館和家屬樓側面的一處排污口進行排放，并匯入城市下水管網。

從表1中可以看到，校園內污水主要以學生公寓、賓館、家屬樓、教學樓和辦公樓等人員密集場所產生的洗浴廢水和沖廁廢水為主，經過取樣分析發現這類污水水量具有“晝夜不均、冬少夏多”的周期性波動規律，而且水質相對穩定，組成成分簡單，污染程度相對較輕，完全可以考慮進行中水回用的污水資源化利用方式。但是這類污水中的陰離子表面活性劑十二烷基苯磺酸（LAS）指標濃度較高，屬生物難降解物質，所以，要高效穩定地去除廢水中的LAS，就必須提高廢水的可生化性，這是能否順利實施中水回用的關鍵。

3 學院污水資源化利用的主要實施對策建議

實施污水資源化及循環利用，建設可持續發展的節能減排校園和環境優美的生態校園，是解決目前院本部所面臨的區域環境資源型缺水和污染型缺水問題，提高水資源使用效率最有效的開源節流方式。

從學院當前發展和生態環境現狀看，既具備較好的資源條件和優勢，當然也會出現一定的困難和問題。所以，必須從現實著手，以學院未來長遠發展的大局出發，及早謀劃，積極采取相對合理有效的措施和對策，盡早實施污水資源化利用，實現綜合辦學實力發展和生態環境發展的協調統一。為此，還必須采取以下幾條措施和對策。

3.1 提高認識，加強教育，高度重視實施污水資源化的重要意義

為及早開展污水資源化及循環利用，應首先提高大家環境保護、資源節約和廢水再生利用的意識，增強水資源稀缺的危機感，倡導生態價值觀和綠色消費觀，使教職工特別是領導干部首先樹立牢固的可持續發展思想，在決策和消費時能夠符合環境保護和可持續發展的要求[4]。

要充分認識污水資源化利用給學院發展帶來的好處，一方面能夠減輕或避免遠距離輸送市政自來水的供水壓力，另一方面也能夠大大節省購買自來水的成本，轉而免費使用自制的中水。這就要求我們要逐步消除人們對自來水長期依賴的思維定式， 增強人們對再生水的心理接受能力，從根本上改變處理污水、污水回用賠錢的錯誤看法， 樹立污水資源化利用的正確觀點[5]。尤其是作為地處特殊地理位置的院本部，更應將污水進行資源化處理，回用于校園建設，既治理污染，又開辟第二水源（但暫不作為飲用水源），是符合國情、省情和地情的重大舉措。

從學院教育教學和服務管理的角度出發，我們已經建有一個集環境監測與控制技術和環境工程技術兩個專業為重點的環境專業群，并擁有9個校內實習實訓室和13個校外實習實訓基地，師資隊伍人員年輕、富有活力，每年環境類專業平均計劃招生近200人，具備較好的軟硬件基礎。積極推進污水資源化利用，建成的一個中水回用處理系統也可作為環境專業特色的校內實習實訓基地，很好地滿足環境專業教學做一體化的需求；設施系統四周也可建造小型園林式環境教育景觀文化園和文化墻，就地?。ㄖ校┧茫ㄖ校┧龅健白屗钇饋怼保沼谏鷳B校園的建設。

3.2 科學規劃，合理布局，因地制宜地開展污水資源化及循環利用

2016年1月1日，蘭州市政府已對蘭州市城鎮居民用水正式實行階梯價格制度，雖然學校教學和學生生活屬于非居民用戶，用水價格按照居民用水第一級水價的1.125倍執行，即為1.97元/立方米。

雖然這個市政用水價格標準比現在使用的水保所水廠價格標準要低，但是限于市政供水資源緊張的壓力，還未能將市政用水引入學院供水管網。建議學院考慮到與水保所整合后的區位優勢和先天條件，在加強原有水廠自來水供應水質水量的基礎上，積極開展污水資源化利用技術，不僅可行且經濟合理，能夠起到顯著的節水效果，具有明顯的經濟效益、社會效益和環境效益。

我們可綜合各種現實條件選用占地空間小、處理效率高、出水水質好、流程簡單的中水回用處理工藝。同時，考慮到地理高差帶來的供水便捷程度和成本合理問題，以及現今占地緊張的困難，筆者參考了國內部分高校中水回用實例，建議在很快解決了院本部建設用地困難的瓶頸問題之后，研究在處于低區供水相對穩定的賢珺宇賓館旁設計建造一座該工藝的中水處理站，改造和建立保證中水回用的獨立管網系統，出水經消毒后加壓輸送到整個校園，既可作為城市雜用水用于校園綠化、樓宇沖廁、道路清掃、車輛沖洗、建筑施工和消防，也可作為環境用水補充校園水利大壩、環境教育景觀文化園等景觀用水。

3.3 精心設計，優化工藝，積極推進單位節能減排目標和示范效應

為積極推行清潔生產和節能減排，我們可按照“3R原則”有針對性地建立節能、節水、降耗的現代中水回用處理工藝，根據我國城市污水資源化水質標準（《城市污水再生利用城市雜用水水質標準》（GB/T189202002）、《城市污水再生利用景觀環境用水水質標準》（GB/T189212002））和《城鎮污水處理廠污染物排放標準》（GB/T189182002）的相應要求，得到符合院本部污水資源化利用需求的回用中水，以達到少排放甚至零排放的環境保護目標和節能減排目標，在地方區域生態環境保護和學院特色發展過程中起到典型示范作用。

學院污水資源化利用可根據已有成功案例，參考選用兩級曝氣生物濾池（BAF）中水回用處理工藝，中水回用率可達100%?，F將該工藝主要構筑物及指標列表如下（如表2所示）。

工藝流程（如圖所示）：

3.4 強化管理，健全機制，全力保障污水資源化利用的持續進行

近年來在中水回用領域非常注重將城市生活污水作為可再生的水資源。根據資料顯示：城市供水的80% 轉化為污水后經收集處理，其中70% 可以再次循環使用[6]。據此推算并結合院本部實際，這就意味著我們通過中水回用處理，可以在現有供水量不變的情況下，使日?？捎盟吭黾?0%以上。

實施污水資源化及循環利用符合國家建設節水型社會的要求，我們要把握國家出臺的相應優惠政策，并且建立多元化的污水資源化投資機制，可以采用國家投資、地方籌資、社會股份融資以及單位和個人集資的方式多渠道籌集資金積極建設中水回用處理工程。與此同時，還可以制定相應的鼓勵和引導制度，完善相關機制。用政策制度引導在校師生的微觀生活行為，廣泛宣傳和普及污水資源化有關知識，消除師生家長對中水回用安全性的疑慮，并作為學生思想政治教育中環境育人和實踐育人的重要內容。積極推廣校園生活節水措施，一方面實行計劃分質用水，加大中水回用比例，最大限度地避免用水浪費和供水損失，提高用水的重復利用率，另一方面將中水回用實行產業化管理， 以污水資源化處理的產業化推動其向縱深發展。

4 結語

該研究通過采用理論探討與實證調查相結合的方式，針對學院特殊的地形條件、水源供應、排污特征等實際情況進行現狀分析，探討實施的可行性并提出了主要對策建議。經分析，實施中水回用后可節約自來水資源24.502萬立方/年，節省自來水經費66.155萬元，除去中水回用日常運行費用10.80萬元，每年可節省學院日常運行總成本55.355萬元。這不僅為學院建設生態校園、示范校園提供科學決策依據，而且也為未來蘭州市榆中縣和平鎮的發展和小城鎮與農村的污水資源化利用研究提供借鑒。

參考文獻：

[1]魯耀東.蘭州市中心城區城市污水資源化[J].中國市政工程，2006（5）：5657.

[2]馬強，劉理臣，董曉峰.對蘭州市榆中柳溝河流域水質檢測與評價[J].甘肅科技，2010（4）：7678.

[3]展爭艷.黃河蘭州段柳溝河水質現狀分析[J].安徽農學通報，2014（20）：110111.

[4]趙振乾，高慶標，馮琦.小城鎮廢水資源化利用模式及對策研究——以臨沂市河東區八湖鎮為例[J].安徽農業科學，2014（13）：40154017，4020.

[5]馬蘭，劉如琳，戴星.我國污水資源化存在問題及其對策[J].云南環境科學，2003（22）：6265.

[6]劉洪彪，武偉亞.城市污水資源化與水資源循環利用研究[J].現代城市研究，2013（01）：117120.

基金項目：2015年蘭州資源環境職業技術學院科研項目（課題編號：Z201502）

作者簡介：朵建文（1981），男，漢族，甘肅蘭州人，本科，理學學士，副教授，主要研究方向：環境污染與防治。