2.3城市污水回用技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析
（1） 城市污水回用經(jīng)濟(jì)性
城市污水采用分區(qū)集中處理后將處理水作為新水源與開發(fā)其它水源比較，在經(jīng)濟(jì)上具有明顯優(yōu)勢(shì)。
遠(yuǎn)距離引水：國內(nèi)一些城市為解決水源不足，采用遠(yuǎn)距離引水，如天津“引灤入津工程”引水距離234 km，青島“引黃入青工程”引水距離297 km等，均花費(fèi)巨額投資，而城市污水深度處理就近回用于低質(zhì)用水用戶，替代優(yōu)質(zhì)水，可節(jié)省大量基建投資和運(yùn)行費(fèi)用。
海水淡化：城市污水雜質(zhì)含量一般＜0.1%，可采用普通生化、物化法去除；而海水含有約3.5%的溶解鹽類和有機(jī)物，需采用復(fù)雜的預(yù)處理和反滲透等膜處理技術(shù)，基基建投資和運(yùn)行成本遠(yuǎn)高于污水回用。
新建自來水廠：污水回用提供新水源同時(shí)可減少自來水用量，從而縮減自來水廠建設(shè)規(guī)模，節(jié)省工程投資。
縮減水污染治理費(fèi)用：污水回用可減少污水外排量，不僅有利于實(shí)行污染物總量控制，而且減少了污染征收費(fèi)用。
（2） 城市污水回用的技術(shù)性分析
一般情況下，任何污水都可以采用不同的工藝進(jìn)行處理，達(dá)到各類用戶對(duì)水質(zhì)的要求。目前國內(nèi)外城市污水二級(jí)處理水主要回用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、市政和生活雜用、景觀河道等方面，除市政和生活雜用對(duì)水質(zhì)要求較高，須經(jīng)混凝沉淀、過濾、消毒等深度處理后才可回用外，城市污水處理廠二級(jí)處理水基本可滿足其它用戶對(duì)水質(zhì)的要求。
為了推動(dòng)城市污水回用的進(jìn)程，國內(nèi)外相繼制定了一些城市污水回用的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，例如1998年世界衛(wèi)生組織頒布的《污水回用農(nóng)業(yè)的微生物含量標(biāo)準(zhǔn)》；同年10月我國頒布了《生活雜用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》1992年美國國家環(huán)保局修訂了《污水回用綜合規(guī)范》，涉及到污水回用于非飲用的市政、生活雜用、工業(yè)、農(nóng)業(yè)等方面的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)；1995年由中國工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)頒布了《城市污水回用設(shè)計(jì)規(guī)范》等。這此規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)為污水回用提供了可靠依據(jù)，現(xiàn)以北京高碑店污水處理廠二級(jí)出水和深度處理出水水質(zhì)為代表與各種回用水水質(zhì)進(jìn)行比較，分析北京市城市污水再生利用在技術(shù)上的可行性。
1）污水回用于工業(yè)
在工業(yè)用水冷卻水用量所占的比例，而且對(duì)水質(zhì)要求不高?？梢钥闯觯弑晡鬯幚韽S二級(jí)出水基本上達(dá)到《城市污水回用設(shè)計(jì)規(guī)范》中工業(yè)冷卻水的建議水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。但是對(duì)于要求較高的冷卻設(shè)備，為防止腐蝕和結(jié)垢，一般應(yīng)投加水質(zhì)穩(wěn)定劑，對(duì)循環(huán)冷卻水水質(zhì)進(jìn)行穩(wěn)定處理。
2）污水回用于農(nóng)業(yè)
未經(jīng)處理的城市污水直接灌溉農(nóng)田，不僅會(huì)造成農(nóng)作物產(chǎn)品質(zhì)量下降，還會(huì)引起土壤惡化，污染地下水。為了合理利用污水灌溉，1992年我國頒布了《農(nóng)田灌溉水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》（GB 5084－92），高碑店污水處理廠二級(jí)出水與農(nóng)灌水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)照，高碑店污水處理廠二級(jí)出水水質(zhì)能夠滿足農(nóng)灌水質(zhì)的要求。
3）污水回用景觀河道補(bǔ)充水
北京市區(qū)河道均為季節(jié)性河流，沒有補(bǔ)充水源?！侗本┏鞘锌傮w規(guī)劃》規(guī)定：“位于城市上游的蓮花河、清河（清河閘上）、涼水河（大紅門閘上）等風(fēng)景觀賞河道，因無水源保證，為維持河道景觀，需用經(jīng)處理后的污水解決補(bǔ)水問題；位于城市下游的清河（清河閘下）、壩河（酒仙橋以下）、涼水河（大紅門閘下）、通惠河（高碑店閘下）等河道，是城市的排水尾閭，水體要求低一些，可結(jié)合污水廠建設(shè)補(bǔ)充河道水源，逐步改善河道水質(zhì)”。因此，采用污水回用水補(bǔ)充河道是十分必要的。
根據(jù)《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GHZB 1－1999），北京市主要河道分別屬于Ⅳ類和Ⅴ類河道。城市污水二級(jí)處理后必須進(jìn)行深度處理，才能達(dá)到相應(yīng)的地面水體標(biāo)準(zhǔn)，這與當(dāng)前北京市的經(jīng)濟(jì)狀況是不相符的。因此考慮其可行性采用《城市污水回用設(shè)計(jì)規(guī)范》中規(guī)定的市區(qū)景觀河道用水建議水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，與高碑店二級(jí)出水進(jìn)行比較，可以看出，高碑店污水處理廠二級(jí)出水基本可滿足要求。
4）污水回用市政和生活雜用
市政和生活雜用水在使用中有可能與人體直接或間接接觸，因此對(duì)水質(zhì)要求較高，一般應(yīng)經(jīng)過深度處理后才能使用。高碑店二級(jí)出水經(jīng)混凝、沉淀、過濾、消毒等深度處理后，可滿足市政、生活雜用和中水水質(zhì)要求。
綜上所述，城市污水處理廠二級(jí)出水水質(zhì)已經(jīng)達(dá)到一般工業(yè)冷卻水和景觀河道用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，如果再經(jīng)適當(dāng)深度處理，將可達(dá)到更高要求的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。因此，城市污水再生回用于一些非飲用性、低質(zhì)用水的用戶在技術(shù)上是完全可行的，國內(nèi)外許多成功的經(jīng)驗(yàn)也證明了這一點(diǎn).
3．北京市城市污水回用方案設(shè)想
3.1回用原則、對(duì)象及回用水需求量
根據(jù)國內(nèi)外經(jīng)驗(yàn)，城市污水二級(jí)處理后，優(yōu)先回用于農(nóng)業(yè)。雖然農(nóng)田灌溉季節(jié)性強(qiáng)，但農(nóng)田面積大，用水量多，水質(zhì)要求不高，是符合我國國情，易于實(shí)現(xiàn)的回用途徑。相對(duì)于農(nóng)灌，工業(yè)及市政雜用需水量較為穩(wěn)定，所產(chǎn)生的資源效益較高，也是重點(diǎn)回用對(duì)象之一。在工業(yè)回用中，應(yīng)首先選擇回用于工業(yè)冷卻，其次是工藝低質(zhì)用水和廠內(nèi)雜用水。
根據(jù)北京市污水處理廠規(guī)劃和污水灌溉對(duì)地下水的影響，近期回用農(nóng)灌的主要地區(qū)為朝陽區(qū)和豐臺(tái)區(qū)，有效灌溉面積約22.7萬畝，需水量約1億m3/a，遠(yuǎn)期可擴(kuò)大至通州區(qū)、大興縣等地，總需水量為1450萬m3/a。
近期工業(yè)回用對(duì)象主要在東郊工業(yè)區(qū)，垡頭工業(yè)區(qū)、南郊工業(yè)區(qū)、石景山工業(yè)區(qū)和西三旗工業(yè)區(qū)等，需深度處理可回用水量為29萬m3/d，遠(yuǎn)期考慮原有地區(qū)增加水量及新建各工業(yè)邊緣地區(qū)需水量，可回用水量約50萬m3/d。
3.2污水回用方案設(shè)想
從上述分析可以看出，需要深度處理（包括工業(yè)、Ⅳ類水體河道換水及住宅雜用水等）的回用水量，近期約37萬m3/d，遠(yuǎn)期為86萬m3/d，結(jié)合北京市近、遠(yuǎn)期擬建污水處理廠的布局，確定深度處理廠地點(diǎn)及規(guī)模。
3.3水資源供需平衡分析
“北京城市總體規(guī)劃”近期（2000年）平水年（50%）需水量19.3億m3/a，可用水資源量18.67億m3/a，缺水0.67億m3/a；遠(yuǎn)期（2010年）平水年需水量25.08億m3/a，可用水資源量16.77億m3/a，缺水2.34億m3/a，前述污水回用方案實(shí)施后，近、遠(yuǎn)期分別可提供回用水2.63億m3/a和5.97億m3/a，除枯水年稍有欠缺外，均可補(bǔ)足用水量供需不平衡缺口，大大緩解北京市水資源不足的危機(jī)。
3.4高碑店污水處理廠一期工程回用方案
高碑店污水處理廠一期工程投產(chǎn)后，出水水質(zhì)穩(wěn)定達(dá)標(biāo)且優(yōu)于設(shè)計(jì)目標(biāo)值，其中1萬m3/d二級(jí)出水經(jīng)深度處理后用于廠內(nèi)雜用，另有7.68萬m3/d二級(jí)出水供給華能熱電廠，再經(jīng)深度處理后用于工業(yè)冷卻，除此以外，絕大部分均用于農(nóng)灌或排入通惠河閘下。
為此，市政府決定開發(fā)利用高碑店污水處理廠二級(jí)出水，代替清潔水，回用于工業(yè)，市政雜用及河道景觀等，達(dá)到城市污水資源化目的，解決北京市水資源短缺現(xiàn)狀。
經(jīng)多種方案比選，推薦方案如下：
建設(shè)一座規(guī)模50萬m3/d回用水泵站，近期水泵安裝規(guī)模30萬m3/d。
近期由回用水泵站提升20萬m3/d回用水，經(jīng)輸水管向北送至高碑店湖，供給第一熱電廠冷卻用水；遠(yuǎn)期該回用水量增至30萬m3/d。
近期由回用水泵站提升10萬m3/d回用水，經(jīng)輸水管線向南送至北京市水源六廠（已建工業(yè)用水的河水處理廠），利用原有處理設(shè)施潛力，經(jīng)混凝、沉淀、過濾及消毒后，其中5萬m3/d回用于東郊工業(yè)區(qū)，另5萬m3/d送至南護(hù)城河沿岸，用于公園、道路兩岸綠地、噴灑道路及河湖補(bǔ)水等；遠(yuǎn)期該回用水量可達(dá)17萬m3/d。
其余尚有20萬m3/d二級(jí)出水可用于通惠河下游兩岸綠化、景觀及農(nóng)灌用水。
上述工程正在建設(shè)中，規(guī)模30萬m3/d的高碑店污水處理廠回用工程可望今年年底投產(chǎn)運(yùn)行，屆時(shí)將會(huì)發(fā)揮巨大的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)及環(huán)境效益.
（1） 城市污水回用經(jīng)濟(jì)性
城市污水采用分區(qū)集中處理后將處理水作為新水源與開發(fā)其它水源比較，在經(jīng)濟(jì)上具有明顯優(yōu)勢(shì)。
遠(yuǎn)距離引水：國內(nèi)一些城市為解決水源不足，采用遠(yuǎn)距離引水，如天津“引灤入津工程”引水距離234 km，青島“引黃入青工程”引水距離297 km等，均花費(fèi)巨額投資，而城市污水深度處理就近回用于低質(zhì)用水用戶，替代優(yōu)質(zhì)水，可節(jié)省大量基建投資和運(yùn)行費(fèi)用。
海水淡化：城市污水雜質(zhì)含量一般＜0.1%，可采用普通生化、物化法去除；而海水含有約3.5%的溶解鹽類和有機(jī)物，需采用復(fù)雜的預(yù)處理和反滲透等膜處理技術(shù)，基基建投資和運(yùn)行成本遠(yuǎn)高于污水回用。
新建自來水廠：污水回用提供新水源同時(shí)可減少自來水用量，從而縮減自來水廠建設(shè)規(guī)模，節(jié)省工程投資。
縮減水污染治理費(fèi)用：污水回用可減少污水外排量，不僅有利于實(shí)行污染物總量控制，而且減少了污染征收費(fèi)用。
（2） 城市污水回用的技術(shù)性分析
一般情況下，任何污水都可以采用不同的工藝進(jìn)行處理，達(dá)到各類用戶對(duì)水質(zhì)的要求。目前國內(nèi)外城市污水二級(jí)處理水主要回用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、市政和生活雜用、景觀河道等方面，除市政和生活雜用對(duì)水質(zhì)要求較高，須經(jīng)混凝沉淀、過濾、消毒等深度處理后才可回用外，城市污水處理廠二級(jí)處理水基本可滿足其它用戶對(duì)水質(zhì)的要求。
為了推動(dòng)城市污水回用的進(jìn)程，國內(nèi)外相繼制定了一些城市污水回用的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，例如1998年世界衛(wèi)生組織頒布的《污水回用農(nóng)業(yè)的微生物含量標(biāo)準(zhǔn)》；同年10月我國頒布了《生活雜用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》1992年美國國家環(huán)保局修訂了《污水回用綜合規(guī)范》，涉及到污水回用于非飲用的市政、生活雜用、工業(yè)、農(nóng)業(yè)等方面的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)；1995年由中國工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)頒布了《城市污水回用設(shè)計(jì)規(guī)范》等。這此規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)為污水回用提供了可靠依據(jù)，現(xiàn)以北京高碑店污水處理廠二級(jí)出水和深度處理出水水質(zhì)為代表與各種回用水水質(zhì)進(jìn)行比較，分析北京市城市污水再生利用在技術(shù)上的可行性。
1）污水回用于工業(yè)
在工業(yè)用水冷卻水用量所占的比例，而且對(duì)水質(zhì)要求不高?？梢钥闯觯弑晡鬯幚韽S二級(jí)出水基本上達(dá)到《城市污水回用設(shè)計(jì)規(guī)范》中工業(yè)冷卻水的建議水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。但是對(duì)于要求較高的冷卻設(shè)備，為防止腐蝕和結(jié)垢，一般應(yīng)投加水質(zhì)穩(wěn)定劑，對(duì)循環(huán)冷卻水水質(zhì)進(jìn)行穩(wěn)定處理。
2）污水回用于農(nóng)業(yè)
未經(jīng)處理的城市污水直接灌溉農(nóng)田，不僅會(huì)造成農(nóng)作物產(chǎn)品質(zhì)量下降，還會(huì)引起土壤惡化，污染地下水。為了合理利用污水灌溉，1992年我國頒布了《農(nóng)田灌溉水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》（GB 5084－92），高碑店污水處理廠二級(jí)出水與農(nóng)灌水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)照，高碑店污水處理廠二級(jí)出水水質(zhì)能夠滿足農(nóng)灌水質(zhì)的要求。
3）污水回用景觀河道補(bǔ)充水
北京市區(qū)河道均為季節(jié)性河流，沒有補(bǔ)充水源?！侗本┏鞘锌傮w規(guī)劃》規(guī)定：“位于城市上游的蓮花河、清河（清河閘上）、涼水河（大紅門閘上）等風(fēng)景觀賞河道，因無水源保證，為維持河道景觀，需用經(jīng)處理后的污水解決補(bǔ)水問題；位于城市下游的清河（清河閘下）、壩河（酒仙橋以下）、涼水河（大紅門閘下）、通惠河（高碑店閘下）等河道，是城市的排水尾閭，水體要求低一些，可結(jié)合污水廠建設(shè)補(bǔ)充河道水源，逐步改善河道水質(zhì)”。因此，采用污水回用水補(bǔ)充河道是十分必要的。
根據(jù)《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GHZB 1－1999），北京市主要河道分別屬于Ⅳ類和Ⅴ類河道。城市污水二級(jí)處理后必須進(jìn)行深度處理，才能達(dá)到相應(yīng)的地面水體標(biāo)準(zhǔn)，這與當(dāng)前北京市的經(jīng)濟(jì)狀況是不相符的。因此考慮其可行性采用《城市污水回用設(shè)計(jì)規(guī)范》中規(guī)定的市區(qū)景觀河道用水建議水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，與高碑店二級(jí)出水進(jìn)行比較，可以看出，高碑店污水處理廠二級(jí)出水基本可滿足要求。
4）污水回用市政和生活雜用
市政和生活雜用水在使用中有可能與人體直接或間接接觸，因此對(duì)水質(zhì)要求較高，一般應(yīng)經(jīng)過深度處理后才能使用。高碑店二級(jí)出水經(jīng)混凝、沉淀、過濾、消毒等深度處理后，可滿足市政、生活雜用和中水水質(zhì)要求。
綜上所述，城市污水處理廠二級(jí)出水水質(zhì)已經(jīng)達(dá)到一般工業(yè)冷卻水和景觀河道用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，如果再經(jīng)適當(dāng)深度處理，將可達(dá)到更高要求的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。因此，城市污水再生回用于一些非飲用性、低質(zhì)用水的用戶在技術(shù)上是完全可行的，國內(nèi)外許多成功的經(jīng)驗(yàn)也證明了這一點(diǎn).
3．北京市城市污水回用方案設(shè)想
3.1回用原則、對(duì)象及回用水需求量
根據(jù)國內(nèi)外經(jīng)驗(yàn)，城市污水二級(jí)處理后，優(yōu)先回用于農(nóng)業(yè)。雖然農(nóng)田灌溉季節(jié)性強(qiáng)，但農(nóng)田面積大，用水量多，水質(zhì)要求不高，是符合我國國情，易于實(shí)現(xiàn)的回用途徑。相對(duì)于農(nóng)灌，工業(yè)及市政雜用需水量較為穩(wěn)定，所產(chǎn)生的資源效益較高，也是重點(diǎn)回用對(duì)象之一。在工業(yè)回用中，應(yīng)首先選擇回用于工業(yè)冷卻，其次是工藝低質(zhì)用水和廠內(nèi)雜用水。
根據(jù)北京市污水處理廠規(guī)劃和污水灌溉對(duì)地下水的影響，近期回用農(nóng)灌的主要地區(qū)為朝陽區(qū)和豐臺(tái)區(qū)，有效灌溉面積約22.7萬畝，需水量約1億m3/a，遠(yuǎn)期可擴(kuò)大至通州區(qū)、大興縣等地，總需水量為1450萬m3/a。
近期工業(yè)回用對(duì)象主要在東郊工業(yè)區(qū)，垡頭工業(yè)區(qū)、南郊工業(yè)區(qū)、石景山工業(yè)區(qū)和西三旗工業(yè)區(qū)等，需深度處理可回用水量為29萬m3/d，遠(yuǎn)期考慮原有地區(qū)增加水量及新建各工業(yè)邊緣地區(qū)需水量，可回用水量約50萬m3/d。
3.2污水回用方案設(shè)想
從上述分析可以看出，需要深度處理（包括工業(yè)、Ⅳ類水體河道換水及住宅雜用水等）的回用水量，近期約37萬m3/d，遠(yuǎn)期為86萬m3/d，結(jié)合北京市近、遠(yuǎn)期擬建污水處理廠的布局，確定深度處理廠地點(diǎn)及規(guī)模。
3.3水資源供需平衡分析
“北京城市總體規(guī)劃”近期（2000年）平水年（50%）需水量19.3億m3/a，可用水資源量18.67億m3/a，缺水0.67億m3/a；遠(yuǎn)期（2010年）平水年需水量25.08億m3/a，可用水資源量16.77億m3/a，缺水2.34億m3/a，前述污水回用方案實(shí)施后，近、遠(yuǎn)期分別可提供回用水2.63億m3/a和5.97億m3/a，除枯水年稍有欠缺外，均可補(bǔ)足用水量供需不平衡缺口，大大緩解北京市水資源不足的危機(jī)。
3.4高碑店污水處理廠一期工程回用方案
高碑店污水處理廠一期工程投產(chǎn)后，出水水質(zhì)穩(wěn)定達(dá)標(biāo)且優(yōu)于設(shè)計(jì)目標(biāo)值，其中1萬m3/d二級(jí)出水經(jīng)深度處理后用于廠內(nèi)雜用，另有7.68萬m3/d二級(jí)出水供給華能熱電廠，再經(jīng)深度處理后用于工業(yè)冷卻，除此以外，絕大部分均用于農(nóng)灌或排入通惠河閘下。
為此，市政府決定開發(fā)利用高碑店污水處理廠二級(jí)出水，代替清潔水，回用于工業(yè)，市政雜用及河道景觀等，達(dá)到城市污水資源化目的，解決北京市水資源短缺現(xiàn)狀。
經(jīng)多種方案比選，推薦方案如下：
建設(shè)一座規(guī)模50萬m3/d回用水泵站，近期水泵安裝規(guī)模30萬m3/d。
近期由回用水泵站提升20萬m3/d回用水，經(jīng)輸水管向北送至高碑店湖，供給第一熱電廠冷卻用水；遠(yuǎn)期該回用水量增至30萬m3/d。
近期由回用水泵站提升10萬m3/d回用水，經(jīng)輸水管線向南送至北京市水源六廠（已建工業(yè)用水的河水處理廠），利用原有處理設(shè)施潛力，經(jīng)混凝、沉淀、過濾及消毒后，其中5萬m3/d回用于東郊工業(yè)區(qū)，另5萬m3/d送至南護(hù)城河沿岸，用于公園、道路兩岸綠地、噴灑道路及河湖補(bǔ)水等；遠(yuǎn)期該回用水量可達(dá)17萬m3/d。
其余尚有20萬m3/d二級(jí)出水可用于通惠河下游兩岸綠化、景觀及農(nóng)灌用水。
上述工程正在建設(shè)中，規(guī)模30萬m3/d的高碑店污水處理廠回用工程可望今年年底投產(chǎn)運(yùn)行，屆時(shí)將會(huì)發(fā)揮巨大的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)及環(huán)境效益.