關(guān)于雨水與污水尾水結(jié)合回用的研究

文_劉芳芳 西部機場集團有限公司

西安咸陽國際機場以建成生態(tài)平衡的機場環(huán)境為目標(biāo)，以可持續(xù)發(fā)展的思想為指導(dǎo),采用雨水與中水處理回用的方式,實現(xiàn)水的循環(huán)利用,從而使水資源系統(tǒng)的綜合效率達(dá)到最優(yōu)。本文以西安機場三期工程為例，在機場公共服務(wù)配套設(shè)施由政府配套建設(shè)管理的背景下，研究雨水與污水尾水結(jié)合回用在機場的應(yīng)用方案。

1 西安咸陽機場三期擴建工程概況

1.1 機場現(xiàn)狀雨污水系統(tǒng)

西安機場場內(nèi)現(xiàn)有排水系統(tǒng)采用雨水、污水分流制。機場現(xiàn)有1座污水處理廠，采用cast處理工藝，設(shè)計處理能力15000m3/d，污水水質(zhì)達(dá)到《污水排放標(biāo)準(zhǔn)》中的一級A標(biāo)準(zhǔn)。各分散點的污水，經(jīng)過場內(nèi)污水管道流至機場污水處理站中進(jìn)行處理，經(jīng)處理后的污水，通過場外排水管，排放至涇河。同時，為提高回用水利用率，將處理后的污水作為中水水源排入中水調(diào)節(jié)水池，經(jīng)中水系統(tǒng)處理后，滿足綠化澆花、部分廁所沖廁的回用水需求，多余部分外排至涇河，中水處理能力為1萬m3/d。雨水系統(tǒng)是由各分散點的雨水直接進(jìn)入場內(nèi)雨水管道，匯集后流入場外排水管，排放至涇河。

1.2 回用水需求量預(yù)測

根據(jù)水量預(yù)測，西安機場2030年道路綠化、空調(diào)冷卻水系統(tǒng)回用水補水量、沖廁用水的回用水需求合計約4800m3/d，考慮東航站樓樓前商務(wù)區(qū)回用水需求，以及機場用水的不均勻性等因素，回用水需求量按6000m3/d計。遠(yuǎn)期，根據(jù)給水量關(guān)系，預(yù)測回用水需求量為10000m3/d。

2 雨水回用方案設(shè)計

2.1 可利用雨水量的分析

西安機場的雨水分區(qū)按照機場遠(yuǎn)期規(guī)劃平面劃為5個匯水區(qū)，如圖1所示。

圖1 西安機場雨水匯水分區(qū)

由于2區(qū)接入機場現(xiàn)狀區(qū)域管網(wǎng)，5區(qū)直接接入外排管網(wǎng)，本次僅對3區(qū)、4區(qū)雨水匯水情況進(jìn)行深入分析。3區(qū)匯水面積為476.71hm2，4區(qū)匯水面積為583.22hm2，徑流系數(shù)為0.6。結(jié)合機場區(qū)域過去10年的降雨量情況，分別預(yù)測統(tǒng)計每月3區(qū)、4區(qū)的可供回用的雨水量。5～11月雨季時，3區(qū)、4區(qū)每個區(qū)可收集雨水量較多，較機場近期的回用水需求量大，可以判斷這兩個區(qū)域的回用水不僅能夠滿足機場區(qū)域的回用水需求，還有多余雨水可為其他區(qū)域提供回用水，如航站樓前商務(wù)區(qū)綠化澆花、景觀補水等。

2.2 雨水回用流程設(shè)計

基于各江水區(qū)降水量與機場回用水量的供需關(guān)系分析，設(shè)計了機場雨水回用系統(tǒng)流程圖，如圖2所示。

圖2 機場雨水回用系統(tǒng)流程圖

2.3 蓄水池的規(guī)模設(shè)計

根據(jù)機場回用水的需求測算，蓄水池的規(guī)模基本保障機場10d回用水的用量是比較合適的，因此需要蓄6萬m3雨水。統(tǒng)計近10年咸陽地區(qū)的氣象資料，發(fā)現(xiàn)機場區(qū)域年平均降水日數(shù)為89.7d，日降水大于25mm的時間主要集中在4～11月。降水量大于50mm的時間集中在6～10月，7月出現(xiàn)暴雨日數(shù)最多、幾率最大。當(dāng)降雨量達(dá)到10mm時，3區(qū)、4區(qū)可蓄滿3萬m3蓄水池，降雨量翻倍時，可蓄滿6萬m3蓄水池。水池蓄滿后，多余降雨外排。因此，雨水回用主要收集降雨量在5≤h＜25范圍的水量。我們分析了分建兩個3萬m3蓄水池或合建一個6萬m3蓄水池的每月可回用天數(shù)估算如圖3所示。

圖3 分建或合建蓄水池回用天數(shù)分析

經(jīng)計算，分建兩個3萬m3調(diào)蓄池或合建一個6萬m3蓄水池的回用天數(shù)分別為149d、128d。分建調(diào)蓄池，造價、運行費用較高，但可增加回用水源，回用水保證天數(shù)較多，遠(yuǎn)期擴建時，兩處蓄水池分別擴建2萬m2的難度較低，故分建兩個3萬m3蓄水池具有一定的可行性。通過現(xiàn)場勘察以及與機場運行單位初步溝通，分別在3#調(diào)節(jié)池（3區(qū)）的西側(cè)、三期燈光站（4區(qū)）的西側(cè)的2#調(diào)蓄池分別布置3萬方調(diào)蓄池，同時在3#調(diào)蓄池西側(cè)設(shè)置水質(zhì)凈化站一座。

3 雨水與污水尾水結(jié)合回用的方案研究

雨水回用主要跟該區(qū)域的降雨量息息相關(guān)，因此需要用調(diào)蓄池來調(diào)節(jié)高峰雨水流量，同時保障機場回用水的用量還有一定的困難。西安機場三期擴建工程新增的污水將全部排入距離機場較近的空港新城北區(qū)污水處理場，污水處理廠尾水排放標(biāo)準(zhǔn)為《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》中要求的一級A排放標(biāo)準(zhǔn)。在此條件下，進(jìn)一步分析研究污水處理尾水回用與雨水回用結(jié)合的方案,尾水回用在處理上較為復(fù)雜，但水量比較均衡可靠，不必對水量進(jìn)行較大的調(diào)蓄。

尾水回用和雨水回用雖都統(tǒng)稱為非傳統(tǒng)水源，但由于水源不同、水質(zhì)不同，回用處理中的工藝流程也不盡相同。雨水回用需要滿足《建筑與小區(qū)雨水利用工程技術(shù)規(guī)范》的要求，而回用水以《城市污水再生利用城市雜用水水質(zhì)》中的水質(zhì)指標(biāo)要求為標(biāo)準(zhǔn)。檢測機場調(diào)節(jié)池雨水水質(zhì)，水質(zhì)結(jié)果相對較好，因此雨水凈化站采用石英砂過濾器并加藥、加氯及消毒處理后回用。

考慮雨水回用與污水尾水回用相結(jié)合的方案，對凈化站的流程進(jìn)一步優(yōu)化完善，如圖4。

圖4 雨水和尾水回用系統(tǒng)合用處理流程圖

4 結(jié)語

西安咸陽國際機場在三期擴建工程中通過建設(shè)雨水與污水尾水聯(lián)合回用的回用水系統(tǒng)，實現(xiàn)水資源的合理利用，打造節(jié)水型機場，為西安機場建設(shè)安全、高效、節(jié)約、可持續(xù)性發(fā)展的綠色機場的奠定堅實基礎(chǔ)。