圆明园东部湖底防渗工程环境影响报告书 229 11 再生水回用的可行性分析 11.1 概述 由于水源缺乏是圆明园建设防渗工程的重要原因之一 ， 在目前北京市水资源 紧缺的 情况 下 ， 在圆明园水源补给方案中 考虑 采用 城市污水处理后 获得 的再生水 成为解决圆明园水源 匮乏 的可能方案 之一 。 圆明园管理处在实施防渗工程之前也 曾规划将肖家河污水处理厂的再生水作为一种替代水源加以利用 ， 但再生水利用 的 计划并没有得到落实和实施 。 本章在 分析 圆明园水体功能的基础上 ， 对再生水作为圆明园水体补充水源利 用的必要性 、 可行性和利用条件进行了分析 ， 为圆明园用水问题的解决提供参考 。 11.2 圆明园水 体功能与相关水质标准要求 11.2.1 圆明园水体功能分析 圆明园内水系包括福海等近 30 块相互联系的人工湖水体 ， 按 1998 年北 京市 水体功能规划 ， 圆明园福海为 《 地表水环境质量标准 》 (GB 3838-2002)III 类水体 。 地表水 III 类水体主要适用于集中式生活饮用水地表水源地二级保护区 、 鱼虾类 越冬场 、 洄游通道 、 水产养殖区等渔业水域及游泳区 。 但圆明园水体长期以来从 未用作过集中式生活饮用水水源地 ， 部分水体如福海等的 实际功能 是娱乐水体 ， 属地表水 IV 类水体 ； 部分水体如长春园等的实际功能 是一般景观观赏 ， 属地表 水 V 类水体 。 鉴于以上现状 ， 以下分别对地表水 III 类和地表水 IV 类 （ 取实际功能水质要 求严格者 ） 两种情景的评价标准 、 再生水水质要求和再生水处理技术及其经济性 进行分析 。 11.2.2 基于地表水 III 类水体要求的再生水水质 为推进并规范城市污水的再生利用 ， 国家在 2002 年重新修订了 《 城市污水 11 再生水回用的可行性分析 230 再生利用 》 的系列标准 。 其中 《 城市污水再生利用 景观环境用水水质 》（ GB/T 18921-2002） 标准规定了将再生水 回 用于景观环境 （ 分娱乐 性景观环境 ， 相当于 地表水 IV 类 水体 ， 和 观赏性 景观 环境 ， 相当于 地表水 V 类水体 ） 时的水质要求 。 但对于 再生水 回 用于相当于地表水 III 类水体时的水质要求 ， 即 《 城市污水再生 利用 补充水源水质 》 标准目前尚未出台 。 在没有标准可借鉴的情况下 ， 遵循再 生水的利用不改变原有水体功能的原则 ， 再生水补充水源的 水质应满足 《 地表水 环境质量标准 》 (GB 3838-2002)中 III 类水体的标准要求 。 另一方面 ， 由于圆明园区域整 体 坐落于 清河 古河道上 ， 部分湖底部为渗透性 强 的砂土层 。 在没有防渗的条件下 ， 地表水与地下水之间存在 补给关系 ， 从而在 客观上形成人工回灌地下水的状况 。 根据 《 中华人民共和国水污染防治法 》 第四 十五条规定 ： 人工回灌补给地下水 ， 不得恶化地下水质 。 而 《 中华人民共和国水 污染防治法实施细则 》 第三十七条规定 ： 人工回灌补给地下饮用水的水质 ， 应当 符合生活饮用水水源的水质标准 ， 并经县级以上地方人民政府卫生行政主管部门 批准 。 由于圆明园周边 北大 、 清华等单位均有自备井抽取地下水作为生活饮用水 水源 ， 虽然大部分自备井的开采层位不在圆明园渗漏补给的潜水层 ， 但考虑各含 水层之间存在越流补给 ， 渗漏水仍可能进入开采层位 。 因此 如果没有适宜的防渗 能力 ， 圆明园再生 水补充水源的 水质还应满足 《 地下水质量标准 》 (GB/T 14848-93) 中 III 类 水体的 标准要求 。 11.2.3 基于地表水 IV 类水体要求的再生水水质 如果 未来 圆明园水体 可按 实际 使用 功能 ， 部分执行 《 地表水环境质量标准 》 (GB 3838-2002)中 IV 类水体标准 ， 部分 执行 V 类水体 标准 ， 考虑两者中水质严 格的情况 ， 圆明园再生水 补充水源的 水质 应 满足 《 城市污水再生利用 景观环境 用水水质 》 标准 （ GB/T 18921-2002） 中 “ 娱乐性景观环境用水 ” 的要求 ， 但前 提是 水体下渗不对地下水水源造成安全风险 。 11.3 国内外城市污水再生 回 用于景观环境的工程实例 将污水作为一种资源再生后加以利用 ， 是社会 、 经济持续发展的必然选择 ， 其意义在于可提高水资源的利用效率 ， 保护自然生态环境 ， 从而保障水资源的可 圆明园东部湖底防渗工程环境影响报告书 231 持续利用和人类社会的可持续发展 。 我国 “国民经济和社会发展第十个五年计划 纲要 ”已明确规定 ： 重视水资源的可持续利用 ， 坚持开展人工增雨 、 污水处理再 生利用 、 海水淡化 ， 多渠道开源 ， 建设一批骨干水源工程 。 污水再生利用作为我 国一项重要的水资源利用对策正逐渐得到重视和实施 。 国外早在 19 世纪 30 年代就开始将城市污水处理后作为河道 、 湖泊观赏用水 。 美国 、 日本 、 澳大利亚等国是开展污水再生利用较多的几个国家 ， 并建有很多世 界知名的工程 。 1932 年美国在加利福尼亚州 的旧金山建立了世界上第一个将污 水处理厂出水再利用为公园湖泊观赏用水的工程 ， 到 1947 年用于公园湖泊和景 观灌溉的再生水量已达 3.8 万 m3/d， 占公园需水量的四分之一 ， 至此 ， 开始了真 正意义上的城市污水景观环境再用 。 非洲的南非也有这方面的实例 。 欧洲 各国的 城市污水 处理 再生水主要是用于城市绿化 、 景观灌溉 、 工业及市政杂用 ， 由于这 些国家的河道和湖泊的水质较好 ， 再生水用于市政景观环境的工程较少 。 其他国 家如沙特阿拉伯 、 以色列 、 墨西哥等国家也有这方面的研究与实践 。 总体而言 ， 国外开展的再生水用于市政景观环境 ， 由于对排入景观水体的 氮磷指标进行严格 的限制 ， 且污水处理厂绝大多数采用了深度处理工艺 ， 部分再生水甚至使用活性 炭过滤 、 臭氧消毒 、 加氯除氨等工艺 ， 较好地控制了水体富营养化现象 。 国内最早将城市污水处理后回用于景观环境的研究始于 “七五 ”国家科技攻 关计划 。 此后 ， 天津 、 北京 、 大连 、 太原 、 西安等缺水城市相继开始了污水再生 技术和工艺以及经济政策等方面的研究工作 。 天津制定了地方性标准 《 天津市景 观河道水质质量标准 》， 并 开始 尝试将纪庄子污水处理厂二级出水引入景观河道 的景观环境再用实践 。 “八五 ”期间 ， “污水净化与资源化技术 ”项目 ， 以天津 、 泰 安 、 燕山石 化 、 大连等城市为依托 ， 开展了工程性试验 ， 与 “七五 ”国家科技攻关 计划相比 ， “八五 ”攻关 的成果在理论创新和实践方面都有长足的进步 。 在泰安建 立了城市污水再生利用于景观环境的示范工程 ， 并对相关的水质指标进行了长时 间监测 ， 取得了较好的示范效果 。 “十五 ”期间 “城市污水再生利用政策 、 标准和 技术研究与示范 ”课题研究全面展开 ， 在北京 、 天津 、 青岛等城市建立起一批再 生水景观环境再用示范工程 ， 为再生水景观环境再用的推广奠定了基础 。 以下 ， 重点介绍几个国内外城市污水再生水 回 用于景观环境的工程实例 。 1. 美国 － Santee Lakes 地区公园景观再生水工程 11 再生水回用的可行性分析 232 Padre Dam 再生水厂位于加利福尼亚州圣地亚哥城 ， 始建于 1961 年 ， 为当 时美国将城市污水再用于限制性娱乐用水 （ 主要指钓鱼 、 划船 、 观赏湖泊用水等 ） 的首例工程 。 再生水厂于 1997年进行工艺改造 。 总再生量为 1 万 m3/d， 约 4000m3/d 的再生水用于补充 Santee Lakes 地区公园内的 7 个湖泊 （ 共约 190 亩 ） 的蒸发补 充水 ， 提供湖泊水域的娱乐用水 ， 该公园同时为野生动物提供栖息地 ； 另有约 4000m3/d 的再生水通过 25 英里长的管线接至整个区域内约 140 个回用点 ； 其余 部分再生水送至 Santee Lakes 地区西南部的水库储存以备用 。 Padre Dam 再生水 厂处理工艺如图 11－ 1 所示 。 图 11－ 1 Padre Dam 再生水厂处理工艺图 经过改造后的再生水厂采用 Bardenpho 工艺 ， 与原有的普通活性污泥法相 比 ， 由于厌氧 、 缺氧 、 好氧环境的交替存在 ， 极大地提高了生物脱氮除磷的效果 。 水质优于加州规定的限制性娱乐用水的标准 ， 其中总大肠菌群小于 2 个 /100mL， BOD5<15mg/L， SS<10 mg/L， 最小余氯量一般保持稍高于 1mg/L， 既可以保证 一定的杀菌效果 ， 又可以避免对野生动植 物造成明显的影响 。 2. 新加坡 － NEWater 工程 新加坡于 1998 年开始再生水研究 － NEWater 工程 ， 由新加坡公共事业局与 国家环保部共同发起 。 最初目的是确定新水作为天然水源弥补新加坡自身供水的 可能性 。 所谓新水就是对使用过的水通过先进的双膜 （ 微滤和反渗透 ） 及紫外线 工艺进行严格的净化及处理后获得的 。 新水可与水库水混合 ， 再进行常规处理后 作为饮用水 。 该再生水厂处理能力为 1 万 m3/d， 其工艺如图 11－ 2 所示 。 图 11－ 2 新加坡再生水厂处理工艺图 表 11－ 1 对比了新水水质和 US EPA 饮用水标准 ， 以及 WHO（ 世界卫生组 织 ） 饮用水质量指南中所列出的饮用水指标 ， 可以看出新水的水质指标基本满足 Bardenpho 工艺 微滤 （ MF） 反渗透 （ RO）生活污水 景观用水 微滤 （ CMF） 反渗透 （ RO） 紫外消毒 （ UV） 二级出水 新水 圆明园东部湖底防渗工程环境影响报告书 233 饮用水水质标准的要求 。 此外 ， 还对新水进行了健康影响测试 ， 包括新水与来自 BEDOK 水库水源进行的对比性毒性评估 ， 对动物标本进行短期和长期健康影响 的监测 （ 如老鼠和鱼 ）， 对鱼进行雌性激素 （ 繁殖与发展 ） 方面的评估等 ， 确定 了再生水的安全性 。 表 11－ 1 新加坡 － NEWater 工程出水水质 单位 mg/L 水质参数 NEWater 美国环保局 /WHO 标准 浊度 （ NTU） <5 5/5 色度 （ 无量纲 ） <5 15/15 传导性 （ μs/cm） <200 未明确 pH （ 无量纲 ） 7.0－ 8.5 6.5－ 8.5 TDS <100 500/1000 TOC <0.5 -/- 总碱度 （ CaCO3 计 ） <20 -/- 总硬度 （ CaCO3 计 ） <20 -/- 氨氮 <1.0 -/1.5 氯化物 <20 250/250 氟 <0.5 4/1.5 硝酸盐 <15 -/- 硅 <3 -/- 硫酸盐 <5 250/250 余氯 <2 -/5 三卤甲烷 <0.08 0.08/- 铝 <0.1 0.05-0.2/0.2 钡 <0.1 2/0.7 硼 <0.5 -/0.9 钙 <20 -/- 铜 <0.05 1.3/2 11 再生水回用的可行性分析 234 铁 <0.04 0.3/0.3-/200 锰 <0.05 0.05/0.5 钠 <20 -/200 锶 <0.1 -/- 锌 <0.1 5/3 总大肠杆菌 （ /100mL） 未检出 未检出 肠道病毒 （ /100mL） 未检出 未检出 3. 北京市景观环境再生水工程实例 北京是国内较早开展城市污水再生利用于景观环境的城市 ， 也是全国再生水 用量最大的城市之一 。 在北京市中长期城市规划中对污水回用有明确的目 标 。 到 2008 年 ， 市区和卫星城市污水处理率 将 达到 90%， 回用率力争达到 50%。《 北京 市区污水处理厂再生水回用总体规划纲要 》 规划从 2002 年到 2008， 将新建再生 水处理设施 9 座 ， 新增处理能力 47 万 m3/d。《 北京城市总体规划 （ 2004-2020）》 要求 ， 到 2020 年北京市再生水利用量达 8 亿 m3。 目前几个主要污水处理厂即高碑店污水处理厂 、 酒仙桥污水处理厂 、 清河污 水处理厂 、 北小河污水处理厂 、 方庄污水处理厂等已投入运行 ， 总污水处理能力 可达 168.9 万 m3/d， 再生水的景观环境再用量达到近 30 万 m3/d。 北京市再生 水 管线于 2002 年初在北京市中心和城东地区铺设完工 ， 目前已完成高碑店污水处 理厂至通惠河 、 水源六厂以及水源六厂经右安门到西便门和东便门共 20 公里的 3 条主干线的建设 ， 及大观园 、 陶然亭 、 龙潭湖 、 天坛共 10 公里的 4 条景观环 境用水管线建设 。 北京高碑店污水处理厂一期工程 日 处理污水 50 万 m3， 于 1990 年开工 ， 1993 年底建成通水 。 二期工程日处理污水 50 万 m3， 1995 年开工 ， 1999 年 9 月竣工 通水 。 高碑店污水处理厂厂内中水回用工程是以高碑店污水处理厂二级出水为原 水 ， 处理后的再生水用于高碑店污水处理厂内的设备 、 水池 、 车 辆 、 地面的冲洗 及绿化用水 。 该工程于 1996 年建设 ， 2000 年 9 月正式运行 ， 工艺如图 11－ 3 所 示 。 日处理量 1 万 m3， 约有 9 千 m3/d 的再生水供本厂使用 ， 其余 部分 供城市绿 化用水 ， 一部分沿着南护城河分配到龙潭湖公园 、 北京游乐园 、 天坛公园 、 陶然 圆明园东部湖底防渗工程环境影响报告书 235 亭公园 、 大观园和万寿公园 ， 合计面积 267 万 m2 的观赏湖泊和休闲水域 。 图 11－ 3 高碑店再生水厂处理工艺图 4. 天津市景观环境再生水工程实例 天津市是一个严重的缺水城市 ， 人均淡水占有量处于国内最低水平 ， 引滦入 津工程虽然在一定程度上缓解了水资源的紧缺 ， 但仍无法改变水资源 持续匮乏的 实际问题 。 将污水再生处理后变为第二水源 ， 是解决水资源短缺的有效途径之一 。 目前天津市运行的污水处理厂主要有纪庄子污水处理厂 、 东郊污水处理厂 、 咸阳 路污水处理厂 ， 共可处理污水 110 万 m3/d， 这为污水再生利用提供了可靠的水源 。 纪庄子再生水厂利用纪庄子污水处理厂二级出水作为水源 ， 处理规模为 5 万 m3/d。 其中膜法处理系统的工程规模为 2 万 m3/d， 生产高质量再生水供居民区生 活杂用水 、 景观用水及绿化用水 。 其中梅江小区内人工湖泊的水面面积为 2.85 万 m2， 水深 1.8～ 2.0m， 自建成以来一直以再生水作为水源 ， 初次注水量为 4.8 万 m3， 其后陆续换水和补充水体的蒸发 ， 已经使用了近 2 万 m3 的再生水 ， 具体 工艺如图 11－ 4 所示 。 图 11－ 4 纪庄子再生水厂处理工艺 为研究再生水对周围环境的影响 ， 考察再生水的使用安全性 ， 采用固定监测 点连续监测 。 结果表明在人工湖周围 ， 空气质量未受到再生水的影响 ， 而且大面 积的水域起到了净化空气的作用 。 在湖心水域微生物浓度很低 。 可见 ， 只要污水 经过适当处理 ， 可用作景观水体的水源 ， 以改善我国缺水地区的住宅小区居住环 境 ， 而且是较为安全和可靠的 。 混凝沉淀 砂滤 消毒 二级处理出水 回用水 CFM 膜 臭氧消毒 消毒 二级处理出水 回用水 11 再生水回用的可行性分析 236 11.4 圆明园可用再生水源情况 11.4.1 水源 、 水质现状与分析 1. 补充 水源及水量分析 经调研 ， 圆明园周边可供其使用的再生水源有肖家河污水处理厂 （ 二级处理 ， 已建成 ） 出水和清河再生水厂 （ 预计 2006 年建成 ） 出水 。 肖家河污水处理厂目前的处理水量为 2 万 m3/d。 由于肖家河污水处理厂是 BOT 项目 ， 在桑德集团和北京市水务局 （ 原北京市政管委会 ） 签订的特许权经 营协定中规定 “水厂出水排放清河 ， 不得向任何第三方提供 ”， 所以取用肖家河污 水处理厂出水作为圆明园补水水源需要和有关单位协调 ， 而如果从圆明园北墙外 清河取水则不受该协议限制 ， 但需得到水务局的批准 。 清河再生水厂目前正在建设之中 ， 将于 2006 年建成供水 。 日产再生水 8 万 m3， 水量充足 ， 可以按照北京市中水价格以 1 元 /m3 提供 ， 而且供水管线的铺设 工作已经接近尾声 。 以下就利用肖家河污水处理厂二级处理出水和清河再生水厂出水作为圆明 园补水水源的情况 ， 分别进行分析和讨论 。 2. 补水水源水质分析 1） 肖家河污水处理厂出水水质指标 肖家河污水处理厂出水水质指标如表 11－ 2 所示 。 表 11－ 2 肖家河污水处理厂出水水质指标分析 单位 mg/L 水质参数 浓度 水质参数 浓度 pH 值 （ 无量纲 ） 6.29-7.45 总镉 N.D 五日生化需氧量 （ BOD5） 1.69 总铬 N.D 悬浮物 =5 六价铬 0.0147 浊度 （ NTU） 5.87 总砷 N.D 溶解氧 8.32 总镍 N.D 总磷 0.16 总铍 N.D 圆明园东部湖底防渗工程环境影响报告书 237 总氮 34.9 总银 N.D 氨氮 19.1 总铜 N.D 粪大肠菌群 （ 个 /L） N.D 总锌 N.D 余氯 10.2 总锰 0.0395 色度 （ 度 ） =5 总硒 N.D 石油类 0.235 总钡 0.0210 阴离子表面活性剂 0.275 总铅 N.D 总汞 N.D 注 ： 表中数据除 1、 3 和 11 项来自海淀区环保局提供的 《 肖家河污水处理厂废水检测报告 》 SF-040406-04 和 SF-040714-02 外 ， 其余各项均为 2005 年 5 月 23 日取样 ， 请国家环境分析 测试中心测试 ， 结果为三个平行样品的平均值 。 2） 清河再生水厂设计出水指标分析 清河再生水厂目前正在建设之中 ， 再生水厂 的设计水质 要求是 ： 再生水水质 采用 《 城市杂用水水质标准 》、《 地表水环境质量标准 》 中的 IV 类水体和 《 城市 污水再生利用 景观环境用水水质标准 》 标准中的严格者 ， 并应满足表 11－ 3 所 示的设计标准 。 表 11－ 3 清河再生水厂 设计出水水质指标 浓度单位 ： mg/L 水质参数 浓度 水质参数 浓度 生化需氧量 （ BOD5） 6 浊度 （ NTU） 0.5 化学需氧量 （ CODcr） 30 总大肠菌群 （ 个 /L） 3 悬浮物 （ SS） 2 溶解氧 3 氨氮 (NH3-N) 1.5 色度 15 总磷 （ TP） 0.3 注 ： 缺少 TN 指标 （《 城市污水再生利用 景观环境用水水质标准 》 中规定的项目 ） 11.4.2 再生水作为补充水源的技术 经济评价 1. 水质标准分析 由上面的圆明园水体功能分析可知 ， 按 目前 圆明园地表水 III 类水体 的要求 ， 11 再生水回用的可行性分析 238 再生 水 补充水源的 水质应满足 《 地表水环境质量标准 》 (GB 3838-2002) III 类水 体的标准 ， 如果湖底和周边无 适宜的 防渗 能力 ， 同时应满足 《 地下水质量标准 》 (GB/T 14848-93)中 III 类水体标准 。 如果未来圆明园水体功能可以按实际使用功能 执行 《 地表水环境质量标准 》 (GB 3838-2002)IV 和 V 类 水体 标准 ， 考虑两者中标准要求严格者 ， 同时 接受 再 生水的 湖泊 水体下渗对地下水不造成安全风险时 ， 圆明园 再生水补充水源的水质 可执行 《 城市污水再生利用 景观环境用水水质 》（ GB/T 18921-2002） 中 “娱乐性 景观环境用水 ”标准 。 但应严格遵守使用规定 ： 当完全使用再生水作为景观湖泊 类水体 ， 在温度超过 25°C 时 ， 其水体静止停留时间不宜超过 3 天 ； 而水温不超 过 25°C 时 ， 则可适当延长水体静止停留时间 ， 冬季可延长水体静止停留时间至 一个月左右 。 三个标准的主要水质要求及与可用水源水质指标的比较见表 11－ 4。 表 11－ 4 三个标准与可用水源水质指标的比较 单位 ： mg/L 标准 可用水源水质 项目 娱乐景观水 （ 接触 ） 地表水 III 地下水 III 清河再生水 肖家河出水 感官 无飘浮物 ， 无令人不愉快的嗅和味 无嗅无味 pH 6～ 9 6～ 9 6.5～ 8.5 6.29-7.45 浊度 = 5 3 0.5 5.87 色度 （ 度 ） = 30 15 15 5 SS= 2 5 TDS= 1000 BOD5= 6 4 6 COD= 20 30 TOC= 溶解氧 2.0 5 3 总磷 = 0.5 0.2 0.3 0.16 总氮 = 15 1.0 34.9 NO3-N= 10 20 圆明园东部湖底防渗工程环境影响报告书 239 NO2-N= 0.02 氨氮 = 5 1.0 0.2 1.5 19.1 粪大肠菌群 （ 个 /L） = 不得检出 10000 未检出 总大肠 菌群 （ 个 /L） = 3 3 细菌总数 （ 个 /mL） = 100 余氯 = 0.05 10.2 石油类 = 1.0 0.05 0.235 阴离子 表面活性 剂 = 0.5 0.2 0.3 0.275 硫化物 = 0.2 挥发性酚 = 0.005 0.002 氰化物 = 0.2 总硬度 CaCO3 计 = 450 硫酸盐 = 250 250 氯化物 = 250 250 2. 以 肖家河污水处理厂出水为水源 1） 达到 《 城市污水再生利用 景观环境用水水质 》 的处理方案 肖家河污水处理厂二级出水指标与 《 城市污水再生利用 景观环境用水水质 》 中 “娱乐性景观环境用水 ”标准比较 ， 主要超标指标是氨氮和总氮 ， 需要进一步处 理 。 按照建设部制定的 《 污水再生利用工程设计规范 》 中提出的城市污水再生处 理技术 ， 结合国内外已有污水再生处理的工程实践 ， 建议的处理流程为 A-O 脱 氮工艺 ， 具体流程如图 11－ 5 所示 。 图 11－ 5 达到 《 城市污水再生利用 景观环境用水水质 》 的处理流程 （ 以 肖家河污水 处理 厂出水 为水源 ） 进水 厌氧生物滤池 好氧生物滤池 补充 碳源 消毒剂 出水 过滤 11 再生水回用的可行性分析 240 好氧生物滤池可以将氨氮浓度降低到 5mg/L 下 ， 甚至 1mg/L 以下 。 进行脱 氮处理最为经济实用的方法是反硝化工艺 ， 但由于肖家河污水处理厂出水和肖家 河水中可生物降解的有机物基本上消耗殆尽 ， C/N 很 低 ， 不能满足常规生物脱氮 需要 ， 因此要求外加 C 源以达到合适的 C/N。 圆明园中的生活污水水量小 （ 员工 食堂 100 余人就餐 ， 游人使用厕所除一座尚未改建外其余均按照环卫部门要求改 建成生化厕所 ， 所排污水不能作为 C 源 ）， 所以考虑在系统中投加工业甲醇作为 外加碳源进行反硝化脱氮 。 按照肖家河污水处理厂处理出水和肖家河水质指标计 算甲醇投加 量为 100g/m3 水 ， 按工业甲醇每吨 2500 元计算 ， 每 m3 水投加甲醇的 费用 约 为 0.25 元 。 参照国内已有实际工程 ， A-O 法脱氮费用估算如下 ： 处理每 m3 水的建设费 用 约 为 1500 元左右 ， 按照 20 年折旧 ， 每 m3 水成本 约 为 0.2 元 ； 运行费用 约 0.5 元 / m3 水 ， 加上投加甲醇的费用为 0.25 元 / m3， 每吨水的总成本 约 为 0.95 元 。 从运行安全性和消毒有效性上推荐采用二氧化氯消毒 ， 每 m3 水消毒费用大 约为 0.15 元 。 采用 A-O 生物膜 法 脱氮工艺的总运行费用为 ： 生物单元运行费用 ＋ 二氧化 氯消毒费用 ， 合计 约 为 1.1 元 / m3 水 。 2） 达到地表水 III 类及地下水 III 类标准的处理方案 对比地表水 III 类和地下水 III 类水质 标准的要求 ， 参照国内外污水再生处理 的实践经验 ， 在肖家河污水处理厂二级出水的基础上 ， 建议采用的工艺为 ： 微滤 ＋ 反渗透 +消毒 ， 具体的工艺流程见图 11－ 6。 反渗透可以去除进水中残存的微 量有机物 、 氨氮 、 无机盐等 。 参照新加坡 NEwater 工程的运行经验 ， 反渗透出水 可以满足地表水 III 类和地下水 III 类标准 。 图 11－ 6 达到地表水 III 类和地下水 III 类标准的处理流程 （ 以 肖家河污水 处理 厂出水 为水源 ） 进水 粗滤 微滤 反渗透 出水箱 絮凝剂 消毒剂 出水 圆明园东部湖底防渗工程环境影响报告书 241 估算系 统建设费约 1500 元 /m3， 按照 20 年折旧计算 ， 每 m3 水成本 约 为 0.2 元 ， 运行费约 4 元 /m3（ 包括微滤膜 、 反渗透膜 材料费 、 能耗和各种添加剂 ）。 加 上每 m3 水消毒所需费用 约 为 0.1 元 ， 每 m3 水总成本大约为 4.3 元 。 3. 以清河再生水厂出水为水源 1） 达到 《 城市污水再生利用 景观环境用水水质 》 的处理方案 清河再生水厂以清河污水厂二级处理出水为水源 ， 采用混凝 ＋ 微滤过滤工艺 进行深度处理 。 由于清河再生水厂 的 设计出水 水质 满足 《 城市污水再生利用 景 观环境用水水质标准 》 标准 ， 因此可以直接利用 。 目前北京市中水价格为 1 元 /m3。 2） 达到地表水 III 类及地下水 III 类标准的处理方案 为保证再生水水质满足地表水 III 类及地下水 III 类 水体 标准 ， 建议对清河再 生水厂出水采用反渗透工艺 进一步 处理 ， 具体如图 11－ 7。 图 11－ 7 达到地表水 III 类和地下水 III 类标准的处理流程 （ 以 清河再生水厂出水 为水源 ） 估算系统建设费大约为 1500 元 /m3， 按照 20 年折旧计算 ， 每 m3 水成本为 0.2 元 ， 运行费 2.5 元 / m3（ 包括反渗透膜 材料费用 、 能耗和各种添加剂 ）。 加上 每 m3 水消毒所需费用 为 0.1 元 ， 每 m3 水总成本为 2.8 元 。 加上购买再生水费用 ， 总费用为 3.8 元 / m3。 11.4.3 方案比较 满足不同水质标准 的 再生水处理技术及吨水成本的比较如表 11－ 5 所示 。 可 见 ， 如果按照目前圆明园地表水 III 类水体的要求 ， 对补充再生水进行处理 ， 费 用较贵 ， 在经济上有较大难度 。 如果圆明园水体 可按实际功能执行 娱乐 景观 水体 标准 ， 再生水的处理费用是可以接受的 。 以 肖家河污水处理厂二级出水为水源 时 ， 进水 反渗透 出水箱 消毒剂 出水 11 再生水回用的可行性分析 242 处理费用约为 1.1 元 /m3； 直接利用明年建成的清河再生水厂出水 时 ， 目前的中 水 费用为 1 元 /m3 水 ， 低于圆明园 2004 年购水 价格 （ 1.3 元 / m3）。 而且清河再生 水厂 供 水 能力 为 8 万 m3 /d， 规模较大 ， 供水稳定和可靠 ， 中水管线已敷设到圆 明园附近 ， 具备 利用的条件 。 表 11－ 5 水质标准及 再生水 处理技术比较 水源 再生水标准 肖家河污水 处理 厂二级出水 清河再生水厂出水 娱乐性 景观 环境 用水 A-O 法 脱氮 ＋ 消毒 费用 约 1.1 元 /m3 水 直接使用 费用 1 元 /m3 水 地面水 III 类标准 /地下水 III 类标准 微滤 ＋ 反渗透 +消毒 费用 约 4.3 元 /m3 水 反渗透 +消毒 费用 约 3.8 元 /m3 水 11.5 结论与建议 （ 1） 按圆明园 目前 地表水 III 类 水体的功能 ， 再生水处理工艺中必须增加 反渗透 等深度处理工艺 ， 处理出水虽然可满足地表水 III 类与地下水 III 类 水体 标准 ， 但 根据水源不同 每 m3 水成本 大约 为 3.8～4.3 元 ， 价 格 较贵 ， 实施起来在经济上有较大难度 。 （ 2） 如果圆明园水体 按实际使用功能执行 娱乐景观水体标准 ， 同时在 水 体下渗对地下水不造成安全风险时 ， 可以考虑利用清河再生水厂出 水作为圆明园部分水体 （ 如长春园 ） 的补 充用水 。 清河再生水厂出 水水质可以满足 《 城市污水再生利用 景观环境用水水质 》 中 “娱乐 性景观环境用水 ”标准 。 目前 再生水价 格为 1 元 /m3 水 ， 低于圆明园 2004 年购水价格 （ 1.3 元 / m3）。 （ 3） 为保证再生水利用的安全性 ， 再生水水质应严格满足相关标准 。 建 议有关部门加强 对 再生水水质的控制和管理 。 同时圆明园管理部门 在再生水 使用 过程中 ， 也应严格执行有关标准规定 ， 如对水体静止 时间的要求 ， 定期换水等 。 （ 4） 圆明园水系是圆明园的重要组成部分 。 圆明园 山形水系 的恢复仅靠 圆明园东部湖底防渗工程环境影响报告书 243 圆明园管理处的努力还不够 。 鉴于圆明园是北京市重要的 皇家 遗址 公园 ， 建议北京市有关部门从北京地区水环境保护和建设的整体出 发 ， 对圆明园的用水政策给予适当的优惠 。