淺談鄭州市污水處理廠回水綜合利用工程

摘要：多年來，水資源短缺一直是困擾鄭州市可持續發展的一大課題；特別是近年來，隨著城市化水平的不斷提高，經濟及建設事業快速穩定地發展，城市人日迅速膨脹，居民生活水平和環境質量日益提高，用水量也隨之迅速增加，水資源供需矛盾變得越來越突出。

關鍵字：回水綜合利用污水回用一、水資源及利用情況鄭州是一個降水量時空分布不均、水資源十分貧乏的地區，人均水資源年占有量不足230m3，還不到全省人均的一半，僅占全國人均水資源量的1／10，約為全球人均1/40，遠遠不能滿足城市生產、生活的基本需求；鄭州市現被列為我國對33座最嚴重缺水的城市之一。多年來，水資源短缺一直是困擾鄭州市可持續發展的一大課題；特別是近年來，隨著城市化水平的不斷提高，經濟及建設事業快速穩定地發展，城市人日迅速膨脹，居民生活水平和環境質量日益提高，用水量也隨之迅速增加，水資源供需矛盾變得越來越突出。另外，隨著氣候的變化和環境污染的日益加劇，水資源短缺現象漸趨嚴重。

早期鄭州市區供水以賈魯河水源為主，由于上游生態環境變壞、氣候干旱、上游水資源開發利用量加大等綜合因素，致使賈魯河及其支流賈峪河水源不足，尖崗、常莊兩座水庫天然蓄水量逐年減少，只能作為城市供水的備用水源。1970年后開始引用黃河水，目前黃河水供水量占城市供水量的3/4，地下水開采量占城市供水量的1/4。進入九十年代以來，作為鄭州市主要供水水源的黃河流量較以往明顯減少，黃河花園日河段山于泥沙淤積，使河床抬高，造成“小洪水、高水位、大漫灘”的現象頻繁發生，近年來，黃河斷流形勢嚴峻，己逼近我省開封附近。目前黃河花園口河段水質污染已較為嚴重，一般為Ⅳ類水質標準；此外，突發性水污染事故也時有發生，使黃河水受到嚴重污染，為超地面水Ⅴ類水質標準，黃河水源已不能滿足城市供水要求，市區供水受到了嚴重影響。鄭州市各水源地的污染狀況也十分嚴重，而作為鄭州市“大水缸”的西流湖，其污染狀況更是觸目驚。已引起有關部門及公眾的高度重視，不日即著手進行治理。

鄭州市地下水資源開發利用存在著缺乏規劃和管理、超量開采、水位持續下降、漏斗面積不斷擴大等問題，存在開采層、開采區和開采時間集中的“三集中”現象，長期“三集中”開采中深層水，已導致中深層地下水水位持續下降，形成地下水位下降漏斗，目前鄭州城市水廠及單位自備井地下水年開采量約6620萬m3；另據有關部門推測，僅市區都市村莊的地下水非法對采量每年就達1000萬m3,相當于西流湖儲水量的二十倍。鄭州市的淺層地下水187km3和中深層水20km2的水質己受到污染，淺層地下水因受污染已基本無法飲用，淺層地下水的回補又十分緩慢，如不采取有效措施，長此以往將造成地下水資源枯竭、地面沉陷等難以挽回的后果。

以上可以看出，鄭州市的地面徑流（包括過境的黃河水流及境內的河流等）及地下水資源短缺的形勢確實十分嚴峻，且存在著嚴重的污染，容不得絲毫的樂觀；隨著城市化進程的不斷加快，水資源供需矛盾將變得越來越突出，預計到2005年全市總需水量將達到168.6O萬m3/d，而鄭州市目前滿負荷供水能力只有127萬m3/d，也就是說，4年之后鄭州市供水缺口將超過40萬m3/d，而這其中還未考慮黃河斷流、水源污染等不確定因素。目前及今后，水資源短缺都將是鄭州市社會經濟發展的一大制約因素。如果不增加新的供水水源和提高水的使用效率，鄭州市今后的社會經濟和城市發展目標必將因水的制約而受到大的影響。另據黃河水文資源研究所在一份報告預測，至2020年，黃河下游河道有可能全a竭，對于黃河水供水量約占城市總供水量的3／4的鄭州市來說，地下水幾乎是承載我們生存的最后儲備，是城市留給后代的唯一資源。因此，對有限的水資源進行合理開發有效利用、開辟新的城市水源已刻不容緩。二、污水回用的工程介紹1、污水回用的必要性

隨著城市供水規模的迅速擴大，城市污水量也隨之增加，目前鄭州市的污水量排放己達74萬m3/d，觸污水如不淤處理而直接排入河道或于農灌，將造成極其嚴重的地而、河道及地下水污染。2000年12月28日，總投資7.6億元的鄭州市污水處理廠一期工程的建成投產，傾州市城市污水的處理能力達到40萬m3/d，污水處理率近55％，對城市環境和面貌的改善起到了積極的推動作用。然而，大量處理后的污水如果直接排放，不僅會造成城市水資源的無端流失，而且使高額的建廠投資和水處理費得不到有效的回收利用，任由“肥水”流入外人田是對資源和資金的極大浪費。城市污水資源化既可緩解水的供需矛盾，又可減輕水污染程度并有效降低地下水的開采量，從而達到改善生活環境和面貌、提高城市品位的目的，這不僅是城市發展的需要，也是廣大市民的愿望和政府工作的一個重心。城市污水資源化是解決城市水資源短缺的一條重要途徑，它代表著當今的時代潮流，具有十分廣闊的發展前景。鑒于目前水資源嚴重短缺的狀況，在鄭州市開展污水口用項目建設是十分必要和迫切的；目前該工程己被列為加快鄭州市城市化進程十四項重點工程之一。

2、污水回用問題的提出金水河由西南流向東北橫穿整個鄭州中心市區，經燕莊至八里廟入東風渠，是鄭州市一條主要泄洪河道，泄洪量占70%，對城市安全和人民生活以及市容市貌影響極大。金水河是一條季節性排洪河道，自上游修建水庫以來，清水完全斷流。金水河濱河公園是1997年市政府投資1．5億元興建的一座開放式公園，全長11．3km，面積82.7公頃，其中綠化面積50公頃左右；由于河道水源缺乏，每年需從尖崗水庫輸水干管引水200-300萬噸，另在沿河綠化帶內打淺井8眼，年采水量100萬噸左右。為改善河道景觀，建有10座閘壩，通過節節攔蓄，使河內水深達0.5-3米，形成連貫水面面積20多萬平方米，增加水體30多萬方，加上兩岸各25米寬的綠化帶，猶如一條玉帶鑲嵌在市區的版圖上，成為一條景觀河。由于水量引入偏少且原水本已遭受污染，再加上水在河內停留時間過長，造成了河水水質的惡化，需定期更換清水，保持良好觀賞水面；由于水價。經費及管理體制等原因，金水河的正常引水受到很大影響，往往使河水得不到及時更換，大大影響了濱河公園的觀瞻效果。金水河清水源問題也日漸成為廣大市民所關注的焦點。

熊耳河是市區南部的主要防洪排水河道，流經鄭州市的二七區、管城區后，匯入東風渠。熊耳河屬季節性河流，上游無水庫調蓄，旱季無水，澇季匯集大面積降水，形成洪水沿河渲泄，威脅著兩岸工農業生產和居民的生命財產安全，同時也影響到京廣、隴海兩大鐵路的安全。目前河道內雜草叢生，緊靠河岸各種建筑物林立，垃圾、污水隨意傾倒，原有的橋梁大都破舊孔徑偏小，嚴重阻水，下游多年來未加整治，斷面偏小，堤防殘缺不全，坡緩泄水慢，排洪能力低，一遇洪水就漫溢河道、堤防，造成災害。平時河道內主要排放沿河附近的生產和生活污水。在金水河完成綜合治理后，有鄭州市第二條“龍須溝”之稱的熊耳河的綜合治理已列入明年工作計劃。問題是熊耳河濱河公園建成后，污水被全部截流，河道將處于干涸無水的境地，今后熊耳河清水源也將成為一個極其現實的問題。

就現實情況而言，污水回水用作上述河道水源是唯一切實可行的辦法，其將成為穩定可靠的景觀水源，可徹底改善河道水質，使昔日的“龍須溝”變成景觀河。

2、水質情況

為滿足回用水水質要求，首先需對二級污水處理廠出水進行三級深度處理。根據城市污水二級處理的主要出水指標要求（見表1），鄭州市污水處理廠一期工程的設計出水水質指標見表2。通過表1和表2的對比可以看出，鄭州市污水廠設計出水指標完全符合排放標準的要求；但對于NHN3-N與P的去除作用較弱，N、P含量達到一定的指標就可能引起水體的富營養化，因而三級處理的重點應放在在脫氮除磷上，同時應滿足《地表水環境質量標準》（GHZB1-1999）的要求，見表3。根據回水用途及將來綜合開發項目對水質的要求，計劃按表3中所列Ⅲ11或Ⅳ類水質指標進行三級深度處理。表1

城市污水處處理主要排放放標準（mg/L))指標CODcrBOD5SSNH3-N總P一級標準602020150.5二級標準1203030251.0表2鄭州市污水處理廠廠設計主要水水質指標（mg/L))指標CODcrBOD5SSNH3-N總P進水350150220304.0出水1002030251.0處理程度71%71%87%86%75%表3

地表水環境境質量標準基基本項目標準準值（mg/L))分類總磷（P計）凱氏氮CODcrBOD5備注Ⅰ≤0.02≤0.5≤15≤3主要適用于源頭、國國家自然保護護區Ⅱ≤0.1≤0.5≤15≤3主要適用于集中式式生活飲用水水水源地一級級保護區、珍珍貴魚類保護護區魚蝦產卵卵場等Ⅲ≤0.1≤1≤20≤4主要適用于集中式式生活飲用水水水源地二級級保護區、一一般魚類保護護區及游泳區區Ⅳ≤0.2≤2≤30≤6主要適用于一般工工業用水區及及人體非直接接接觸的娛樂樂用水區Ⅴ≤0.2≤3≤40≤10主要適用于農業用用水區及一般般景觀要求水水域3、工程簡介

污水廠出水經過三級處理后，用水泵加壓輸送至金水河上游的金海水庫（原址）和熊耳河的上游，以原庫區為基礎建設調蓄池，在充分發揮水庫對城市防洪所起作用的基礎上，重點開發其調蓄和水體景觀功能；口水通過庫區湖面水體的調蓄后，作為兩河上游水源沿河道排放，徹底改善河水水質，形成良好的城市河道水體景觀。將來逐步發展輸水管線及河道周邊地區的綠化噴灌、沖洗、燒酒等衛生用水的綜合利用項目，進而發展城市中水系統，開發調蓄池景觀、防護隔離帶的綠化、美化、服務等相關產業建設，使城市檔次和品位得到明顯提高。

項目一期的三級水處理及供水設施暫按10萬m3/d規模一次性投資建成，并適當預留發展空間；水處理及加壓設施計劃建設在鄭州市東郊東風渠與七里河交日處的三角地帶，位于市污水廠出水口附近；調蓄地位置設在桐柏路以東、航海路以南、工人路以西、南三環以北地區；其間為三級水處理廠向調蓄池供水的輸水管線，線路總長約21km。工程總投資約990萬元?？谒倪M一步綜合利用以及景觀、綠化、服務等相關項目的開發及實施規模等，將來視項目實施的效果及發展前景而定。

蓄水池建設通過測清淤，擴大了湖面面積，使金海水庫庫容由原來的138.5萬m3增加到500萬m3以上，大大增強了原金海水庫的防洪調蓄能力，可確保水庫及城市安全。鑒于調蓄池位于金水河上游，其景觀水通過閘門控制，可自流排入金水河，通過節節攔蓄，使河內形成連貫水面，同時增加了河道的蓄水量。人民公園和紫荊山公園與金水河毗鄰，河道水體不僅為兩大公園增添了景觀，同時也為園中小湖提供了清水源，將園內水體、水景等修飾改造，與金水河形成貫通的水體，擴大了水域面積，變死水為活水，增加了水體動感和觀賞勝，開發、健全國內水體娛樂項目，使公園環境質量得到明顯改觀。熊耳河上游距調蓄池的最近距離尚有21km，熊耳河完成截污及濱河公園建成后，可通過輸水管中途分水或調蓄池水加壓等方式向熊耳河上游提供3萬m3/d左右的景觀水源。在河道下游，排放水仍可實施農灌，發展高效農業。三、前景展望及設想1、景觀建設方面通過建設調蓄池、引水進入市內河道，形成湖面及河道景觀水體；建設水體防護隔離帶，搞好綠化和景點建設。

2、綜合利用方面首先可通過泵站加壓解決金水河濱河公園、綠城廣場、碧沙崗公園、人民公園、紫荊山公園以及有河南“長安街”之稱的金水路東段等公共綠地噴灌、人工噴泉、水景。沖洗車輛、澆灑道路及行道樹澆灌等用水；依托金水河沿河地帶大的賓館、飯店、機關事業單位。大中專院校集中的優勢地位，實行分質供水，改造建設中水系統，實施開發帶動戰略，建設開放式口水使用體系，使污水利用資源化、長期化、合理化，建設節水型城市，為鄭州的綠化、美化再作貢獻。同時針對鄭州市洗車業迅猛發展的局面，建議采取強制性的限制洗車措施，嚴禁自來水的使用，引導洗車業在沿河地帶的發展，鼓勵使用回水資源，節約潔凈城市水資源。作為開放式的污水口用項目，可帶動工程沿線地區參與項目的實施和開發，擴大用水范圍，進一步提高回水使用率。

其次，以金水河沿線口水綜合開發利用為樣板，以熊耳河綜合整治工程為起點，高標準、高質量進行綠化、美化及景觀建設，重點做好口水綜合利用及功能延伸工作，提高口水資源使用率，最大限度發揮工程效益。

3、綜合開發挖潛方面鄭東新區為鄭州市今后發展的重心，高起點建設鄭東新區為污水廠回水的綜合利用提供了廣闊的發展空間，可充分利用三級水處理廠地處新城區的區位優勢，大力發展鄭東新區的中水系統建設，充分