摘要：中国属于缺水国家，水资源已成为我国最严重的资源问题之一，节约水资源对保护我国环境及可持续发展有这重要意义。本文介绍长沙市岳麓污水处理厂在利用尾水以节省水资源方面的工程实例及经验，并提出在利用尾水过程中应注意的问题。
关键词：水资源，污水处理厂，尾水回用，城市杂用水
1引言
资料显示，我国是一个干旱缺水严重的国家。人均淡水资源仅为世界平均水平的1/4，人均可利用水资源量仅为900立方米，是全球人均水资源最贫乏的国家之一。长沙市地处中南地区，湘江主河道贯穿城区，以及近年来节能减排工作到位，污水处理能力得到大幅提升，目前城市污水处理规模为86万吨/日，污水处理率接近85%，因此长沙市水资源状况相对较好。但是去年7月份湘江水位长沙段连续创历史新低，造成长沙提前进入枯水期，城市供水紧张，对生产生活造成一定影响。且城市回用水利用率低，也是造成水资源紧缺原因之一。政府希望通过宣传提高回用水利用率，从而进一步节约水资源，保护环境，缓解水资源短缺，并开展相应计划及措施。对此，笔者通过此文对岳麓污水处理厂回用水利用情况做一些经验介绍，肯定了回用水利用的好处，也提出回用水利用过程中应注意的相关问题。
2长沙市岳麓污水处理厂回用水利用情况
2.1长沙市岳麓污水处理厂概况
长沙市岳麓污水处理厂与2008年底建成投入使用，设计日处理规模30万m³，采用改良型A/A/O工艺，尾水达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级B标准。
设计阶段设计单位并没有过多的考虑尾水的回用，但在图纸审核初期，我们即意识到污水处理厂运行过程中用水可以利用尾水代替，因此我们积极与设计单位进行沟通，确定了尾水利用的方案，进行相关设备的采购，并在建设阶段实施。岳麓污水处理厂利用尾水代替自来水的部分有绿化管养，厂区道路及构筑物冲洗，消毒系统水射器用水及污泥脱水设备反冲洗4个部分。
2.2绿化、冲洗用水及回用水管网敷设
根据岳麓污水厂绿化面积及设备道路冲洗需要，每月用水量大约为3000~4000m³，因此在考虑了除了场内自来水管网外，另外敷设尾水回用管网，工厂区绿化及冲洗只用。主要是在接触消毒池后管道上增加回用水井及提升泵（图一）并根据需要敷设管网。水泵选用2台潜水离心泵，扬程22m，流量30m³/h。除绿化喷头外，尾水回用管网上还留有多出水龙头，以供道路及构筑物冲洗用。
图一
2.3消毒系统回用水利用
岳麓污水处理厂尾水消毒采用液氯消毒方式，液氯投加系统中投加动力来源于水射器，水射器实际上是一种文丘里管，根据伯努利定律，通过增大流速造成压力下降，形成相对负压（小于大气压力）区，使氯气被吸入水流管段中，再投加进入水体。污水处理厂水射器采用德国ALLDOS品牌，水射器型号为545-2916，要求工作水泵提供最小压力3Bar，工作流量40m3/h，每天消耗动力水960m3，不仅造成很大的用水成本，而且如此大的自来水消耗量会使得办公及生活区供水严重不足等问题。由于真空加氯系统大多使用在自来水厂，采用自来水提供动力基本不需要成本，因此厂家标配设备均是自来水管道增压泵，而工作水只是提供动力，对水源洁净程度要求不大，对此，我们与积极设计院进行沟通，通过修改设计，达到节约运行成本的目的。
由于在进行此项修改时接触消毒池主体已经完成施工，此时若选择加建取水池花费成本较大，因此我们选择另一种更为经济简便的方案，采购2台潜水离心泵，直接安装于接触消毒池末端渠道中，利用消毒后的尾水同时将自来水管道增压泵作为备用动力水源，回用水动力水源故障时可以立即切换，不至于影响生产，方案如图二。
图二
此处应注意的是，自来水与尾水管道不允许连接，以避免污染，因此采用一活接头，平时断开，当潜水泵增压系统故障时，再将活结接上，临时启用自来水管道增压系统以保证消毒系统的正常运营，待潜水泵增压系统恢复后再断开。
2.4污泥脱水设备回用水利用
岳麓污水处理厂污泥处理采用机械浓缩和机械脱水。储泥池的污泥含水量约达99.2%，污泥和絮凝剂混合后送入转筛浓缩机浓缩，浓缩后含水率可以达到97%，然后再进入离心脱水机进行脱水处理，直到含水量降至80%以下，形成泥饼。
其中转筛浓缩机滤布由于污泥堵塞原因需持续性或间歇性冲洗，以保证滤液畅通。每台转筛浓缩机安装有41个喷嘴，并配备一台增压泵提供冲洗水，满负荷运行时冲洗水量需260m³/日，因此我们也考虑采用尾水回用来解决这部分水源。我们在厂区尾水回用管网中预留一路至脱水车间，并建一蓄水池做调节用。而主要考虑的问题是在于转筛浓缩机喷嘴口径为0.8mm，尾水如直接使用将不免于经常性堵塞，因此我们购买一台压力过滤器。该设备原理是填料过滤，填料主要是石英砂和卵石，共有5层填料，粒径在1.8mm~38mm之间，过滤后悬浮物浓度可降至5~10mg/L。通过脱水系统近1年的使用情况看，过滤效果很好，喷嘴未发生过堵塞现象。另外离心脱水机冲洗水及絮凝剂制备用水不考虑采用回用水，原因在于离心机冲洗水只在开机停机时需要且用量极小，且回用水达到1.5bar以上的冲洗压力需增加增加泵，而自来水具有3bar压力，所以不考虑采用回用水。絮凝剂制备用水量较大，但是考虑到回用水中悬浮物无法达到自来水标准，对配药有影响，因此也不采用回用水。
2.5尾水回用过程中几点值得的问题
由于设计之初并没有对尾水回用方面考虑得那么细致，因此很多很多尾水回用均是施工过程中才进行的设计合理变更，这就存在一些问题需要考虑。一是电气自控方面，尾水回用需要增加相应的设备，设备需要动力来源以及考虑自控信号的接入等，岳麓污水厂原设计时多出配电箱均考虑了备用回路，自控站点也考虑和一部分冗余I/O点，因此这方面没有存在太大问题。二是尾水与自来水管网不可直接连接，以避免污染，必须两路并联以作备用时要考虑采用平时断开连接，需要时采用快速伸缩接头接入的方法。三是设备选型要全面考虑，如尾水回用管网上有多少处需要使用尾水，水泵选型要满足整个管路上所有接入口的使用需要。
3.成本计算
对于尾水回用的改造，还需要考虑一个成本问题，即节省的自来水费用与改造所需投资的关系。以下是岳麓污水厂尾水回用改造的成本核算。
岳麓污水厂尾水回用改造成本表
若不进行改造，上述用水点均采用自来水，则每月自来水总成本高达8.8万元，其中主要是加氯消毒系统的水射器动力水成本，为保证投加量，水射器动力水高达40m³/小时，每月消耗就高达2.8万m³，再加上浓缩机冲洗水及绿化管养、道路约1.2万m³，每月自来水消耗约4万m³。目前岳麓污水厂自来水成本为2.2元/m³，则每月自来水总成本高达8.8万元。从成本核算上来看，只需4个月即可收回成本，因此尾水回用的改造是相当划算的。
4.污水处理厂尾水回用的建议
对于城市工业用水、环卫用水、冲洗地面和绿化用水等方面，其中部分对水质要求不高，完全可采用经检验达标的污水处理厂尾水，但此间存在一些列问题，如需建立完善的质量指标体系，输水管道的敷设耗资巨等，以至于目前仍未大规模使用中水以节省资源。但是我们仍可以不断的尝试，例如长沙市，2009年枯水季节，湘江水位创历史新低的时候，多处水厂取水困难，当时长沙市市政府实施紧急措施，对全市污水处理厂尾水进行检测，达到《城市杂用水水质标准》的，市政绿化，环卫等部门的用水均到就近的污水处理厂取用尾水，一定程度缓解了城市用水的压力。
此外，虽然对于城市大规模使用中水来说还存在一些列问题，但是对于污水处理厂内部来说，却相对容易的多，例如污水处理厂本身具备有相应的检测系统，设计阶段提早规划，敷设管路，增加设备等投资都相对较小，但每年对于节省生产成本以及对水资源的保护方面有着重大的意义。
