1、国电长治热电厂 2300MW新建工程建设项目水资源论证案例(中水利用)论证单位名称：山西省水文水资源勘测局编写人员：梁文彪，程 红，贾小军，达志国，王保云11 总论1.1 项目来源（内容略）1.2 水资源论证的目的和任务（内容略）1.3 编制依据（内容略）1.4 取水规模、取水水源与取水地点本期工程设计容量为 2300MW，设计耗水量年平均为（485m 3/h5+371m3/h7）/12=418.5m 3/h（冬季 485m3/h、夏季371m3/h） ，电厂年需水量 314.5 万 m3，供水保证率 97%；其中生产用水由污水处理厂中水解决，设计耗水量夏季为 366m3/h，冬季为 480m
2、3/h（包括热网补水 86m3/h） ，年平均为（480m 3/h5+366m3/h7）/12=413.5m3/h，按年利用 7500h 计算，年需水量 310.1 万 m3；厂区生活用水由自来水解决，设计需水量 5m3/h，按 8760h 计算，年需水量 4.4 万m3。5 污水处理厂再生水可利用量分析5.1 长治市城区概况长治市区位于太行山西麓，上党盆地的东边缘，是山西省东南部的政治、经济、文化和交通中心。长治市区现呈一市三区的布局形式，即包括主城区、马厂区、故县区。长 治 市 主 城 区 成 立 于 1976 年 2 月 ,地 处 上 党 盆 地 ， 东 依 太 行 山 西 麓 ， 西临
3、 浊 漳 河 南 源 ， 南 与 长 治 县 为 邻 ， 北 、 东 、 西 与 郊 区 为 界 。 地 理 坐 标 位 于北 纬 3608 57 3612 55 ， 东 经 11304 45 11308 57 之2间 。 地 形 呈 长 条 形 ， 南 北 较 长 ， 东 西 较 窄 ， 南 北 长 约 10km， 东 西 宽 约 6km，国 土 面 积 55km2。5.2 长治市城区供排水现状5.2.1 城区供水系统长治市城区供水方式分为长治市供水总公司集中供水和自备水源供水两种。目前，长治市城区总供水能力为 23 万 m3/d，其中：长治市供水总公司供水能力为 20 万 m3/d，自备水
4、源供水能力为 3 万 m3/d。长治市供水总公司现有三个水厂，即一水厂（史家庄） 、二水厂（关村）和三水厂（马厂） ，其中向城区供水为一水厂、二水厂。5.2.2 城区现状供水量经调查，2004 年长治市城区供水范围 41.5km2,供水人口达到 43 万人，现状年供水总量为 4849.8 万 m3，合 13.29 万 m3/d。其中市供水总公司供水 3813.6 万 m3，占年供水总量的 78.6，自备水源供水 1036.2 万 m3，占年供水总量的 21.4。按照供水对象分类，2004 年长治市城区城市居民生活用水（大生活）2943.1 万 m3，工业企业用水 1906.7 万 m3，分别占
5、年供水总量的 60.7和 39.3。5.2.3 城区现状排水量据湛上站实测流量统计，湛上站枯水期实测流量即可代表长治市城区污水排放量，取 20002004 年 12 月份及 1112 月份供 4 个月的平均流量为代表，12 月份平均流量最大为 1.04m3/s，2 月份平均流量最小为 1.01m3/s，最大与最小平均流量比为 1.03，反映出污水流量年内比较稳定，代表性好。因此长治市城区平均实测污水排放量为 1.03m3/s，合38.90 万 m3/d。2004 年长治市城区平均污水排放为 1.02m3/s，合 8.81 万 m3/d，污水排放率为 66.3，与我省中等城市污水排放率基本相一致
6、，说明了湛上水文站枯水期实测流量代表城区污水量是合理的。5.3 长治市城区污水处理厂5.3.1 污水处理厂概况目前，长治市区排水系统为合流制。主城区内主要有石子河和黑水河两条河流，其中黑水河在流经污水处理厂前汇入石子河，主城区排水是通过雨污合流管渠排入上述两河，最后经过石子河流向漳泽水库。由于上游基本无水源汇入，故黑水河和石子河在晴天时只接纳主城区生活污水和工业废水，雨天时主城区内雨水也汇入其中，事实上上述两河已成为主城区的排污沟和泄洪沟。长治市近期将对城区排水管道进行改造，沿石子河和黑水河岸边敷设截流主干管(现已建成)，将全区污废水都收集并汇于长治市污水处理厂。随着主城区城市人口的不断增长和
7、工业生产的发展，大量生活污水和工业废水通过城市排水管网排向石子河，汇入浊漳河后最终流入漳泽水库，导致浊漳河流域和漳泽水库遭受严重污染，漳泽水库是长治市的主要供水水源之一，由于水源的污染，给全市人民生活和工农业生产造成很大影响。自八十年代中期以来，长治市的水污染问题引起了国务院、省市政府各级领导的重视，并批示要尽快采取措施。1992 年长治市城乡建设局委托山西省建筑设计研究院编制了“长治市主城区污水处理及回用工程可行性研究报告” ，后因资金难以落实未能继续实施。1998 年长治4市将此项目上报了国家环保总局，已被列为国家计委基础设施建设重点工程，也被国家环保总局列为全国城市污水处理示范工程之一。
8、该污水处理工程始建于 2000 年 6 月，2002 年 8 月基本竣工，设计日处理污水 10 万 m3，并配套建设、改造城市排水管网。工程占地 120 亩，人员编制 117 人，工程总投资 1.69 亿元。污水处理采用具有除磷脱氮功能的鼓风曝气氧化沟工艺；污泥处理采用机械浓缩，脱水工艺。2004 年 5 月长治市供水总公司正式接管污水处理厂，经过前期的单机调试等准备工作，9 月 6 日联动试车并直接投入试运行。目前污水处理厂日平均处理污水量为 6.5 万 m3/d，出水指标已经达到国家城市污水排放一级标准，大大减轻了下游漳泽水库的水质污染负荷。随着长治市城区污水收集管网的完善，污水处理厂将很
9、快达到满负荷要求。5.3.2 污水处理工艺流程根据长治市城区污水处理厂设计进、出水水质要求，污水经处理后，BOD5去除率应达到 86以上，COD Cr去除率达 81以上，SS 去除率达90以上，NH 3-N 去除率达 63以上，按照国内外实际运行经验，采用活性污泥法二级处理工艺可满足上述处理要求，并且较为经济。因此长治市城区污水处理厂采用带有独立二沉池的鼓风曝气氧化沟工艺。此种工艺使得设备国产化更为可行，自动运行控制点大大减少并使得控制过程大为简化，同时设备的投资也可减少。且鼓风曝气与转刷曝气相比，在降低运行能耗、减少氧化沟占地及充氧量控制灵活性上均具有很大优势。污水、污泥处理工艺流程主要为由
10、市政总排水干管送来的污水首先5进入污水厂内粗格栅井，经粗格栅拦截水中大块漂浮物后又潜水泵提升至细格栅井，污水经细格栅拦截进步去除污水中细小悬浮物，再经沉砂池沉砂，分离并去除污水中砂粒。经上述预处理后的污水由配水井均匀分配至各氧化沟，通过生化方法对污水进行处理。雨季时截流的雨水经上述预处理构筑物处理后在进入氧化沟之前溢流排放入石子河。生化处理后污水经配水井流入二沉池，固液分离后上清液达标排放或进入回用水处理系统。生化过程中产生的污泥除一部分作为回流污泥外，剩余污泥由污泥泵提升至污泥浓缩脱水间，经浓缩、脱水后形成含水约 80的泥饼，装车外运。5.3.3 污水处理厂设计水质（1）污水水质预测生活污水
11、水质关于生活污水水质，根据排水规范的有关规定，参照长治市的生活水平及同类城市经验值确定，人均污染物排放指标 BOD520g/人.d，SS=35g/人.d，经预算生活污水水质 BOD5147mg/L，SS=257mg/L，取生活污水 BOD5/CODCr=0.5，COD Cr浓度 294mg/L。工业废水水质根据长治市环保局提供的城区内主要工业企业排放废水的水质监测数据，工业废水 CODCr浓度为 350mg/L，SS=190mg/L。工业废水BOD5/CODCr取 0.35，则工业废水 BOD5浓度为 123mg/L。（2）设计进水水质6根据城市工业废水和生活污水比例，采用加权平均计算，城市污
12、水水质为：CODCr319mg/LBOD5136mg/LSS223mg/L根据上述计算，结合长治市实际情况并参照国内其它类似城市的进水水质综合确定污水厂设计进水水质如下：CODCr320mg/LBOD5140mg/LSS220mg/LNH3-N20mg/L现状实测污水处理厂进水水质为（2005 年 59 月平均值）：CODCr220.47mg/LBOD595.00mg/LSS133.44mg/LNH3-N15.53mg/L现状污水处理厂进水水质符合设计要求。（3）设计出水水质根据环评报告要求，污水处理后排放其主要污染物指标应达到国家污水综合排放标准(GB89781996)中一级排放标准的要求。
13、由于污水处理厂的出水排入石子河后最终流入漳泽水库，因而对长治市城区污水处理厂排水中 NH3-N 浓度要求严于国家标准，要求 NH3-N 浓度77.5mg/L，综合以上因素，污水处理设计出水指标如下：CODCr60mg/LBOD520mg/LSS20mg/LNH3-N7.5mg/LpH69现状实测污水处理厂出水水质为（2005 年 59 月平均值）：CODCr=22.51mg/LBOD5=5.92mg/LSS7.42mg/LNH3-N1.81mg/L现状污水处理厂出水水质符合设计要求。5.4 污水处理厂来水量分析5.4.1 城区污水排放系统长治市城区的废污水排放系统采用污水、雨水分流制。随着长治
14、市城区污水处理厂的建设，城区污水排放系统在三河一渠改造工程建设的基础上，对城区排水管网进行了改造和完善，目前主城区所有排污口的污水都可以集中到污水箱涵中，收集到的废污水大部分进入城区污水处理厂进行净化处理后达标排放，只有少部分污水未经处理仍然直接排入石子河，汇入漳泽水库。雨水排放则由石子河、东排洪渠汇集排泄东部洪水，黑水河、南护城河排南部洪水。石子河发源于壶关县消军岭，于长治市北寨汇入南源，干流长846km，流域面积 385.33km2，是漳泽水库的一条主要支流，除干流上建有庄头、杜家河两座中型水库外，还有龙丽河、石子河两座小型水库。石子河本身是一条季节性河流，再加上上游庄头、杜家河两座中型水
15、库和龙丽河、石子河两座小型水库对流域径流的拦蓄，石子河长治市区段除短暂的洪水外基本上没有径流，已成为长治市主城区的排污河道。5.4.2 污水排放的实测资料分析（1）污水排放量监测长治市城区的废污水主要排污口有：长子门排污口、西大街城市下水轴承排污口、小西门桥的桥北排污口、中学和北楼生活污水和部分工业废污水的淮海排污口、清华生活和部分淮海生活污水的李家庄排污口、淮海生活区的加油站排污口、专医院废水、延安南路城市生活污水等的法庭排污口、下南街城市生活污水的大南关排污口、北护城河集中城市生活和工业废污水的紫坊桥排污口。各排污口基本上通过石子河排入浊漳南源，在石子河湛上村设有湛上水文站，控制了长治市城
16、区的污水排放量。为更加准确的掌握长治市城区现状污水排放量，长治市城区污水处理厂出水口下游设立有监测断面，即湛上水文站。本次工作对长治市城区的污水排放量进行了 24 小时监测，由长治市水文水资源勘测分局工程技术人员于 2005 年 11 月 1112 日进行了 24 小时监测，前期半个多月无有效降水，取得了可靠的污水排放流量数据。长治市城区污水排放量实测资料详见表 5-3。日流量过程见图 5-5。（2）污水排放量计算9监测断面日平均流量计算公式为： 11niiini TQ式中：Q日平均流量（m 3/s） ；n参加计算的流量个数；Qi时序相邻流量均值（m 3/s） ；Ti时序相邻流量间时差（h）
17、。监测结果表明，日平均污水排放量为 9.76 万 m3/d（1.13m 3/s） 。12月 12 日 12：0016：00 污水排放量最大，为 1.49m3/s，6 月 12 日18：0019：00 污水排放量最小，污水排放量为 0.67m3/s，最大与最小排放量之比为 2.22，24h 平均污水排放量为 1.13m3/s，折合4068m3/h、9.76 万 m3/d、3563.6 万 m3/a。（3）监测资料成果合理性分析本次污水排放量监测成果，不受降雨因素影响，能比较真实地反映长治市城区现状污水排放的日变化规律。从图 5-1 可以明显看出，其日变化有如下特点：污水流量过程线呈双峰型，12：
18、0016：00 为污水排放的第一高峰期，21：0024：00 为污水排放的第二高峰期；17：0020：00 为污水排放的第一低值阶段，1：009：00 为污水排放的第二低值阶段，且在每个阶段内污水排放量均比较稳定，没有大的突变。这一方面说明了城区污水排放量明显受居民生活用水时间和用水量的影响，昼大夜小，即体现了城区污水以生活污水为主的特点；污水排放高、低值区每个阶段排放量变化比较平稳，则是城区污水成分比较复10杂，工业废水含量比例较大，以及污水流程长、排水体系调蓄能力强等因素综合作用的反映。本次长治市城区实测平均污水排放量为 9.76 万 m3/d，比 2004 年污水排放量 8.81 万 m
19、3/d 增加 0.95 万 m3/d，与去年同期 11 月份平均污水排放量 10.54 万 m3/d（1.22m 3/s）减少 0.78 万 m3/d，从湛上站资料分析，2003 年及 2004 年第一季度实测流量较小，与 2001 年2002 年及 2004年后半年月平均偏少约 0.2m3/s，这可能与污水处理厂污水引水暗渠引水有关，影响了湛上站流量的监测，自污水处理厂试运行以来，湛上站监测污水流量一直稳定，即从 2004 年后半年起流量一直稳定在 1.1m3/s 左右，2005 年 12 月份平均为 1.11m3/s，与本次实测值非常接近，这充分说明了本次污水实测排放量是合理的和可靠的，能
20、够代表长治市城区现状污水排放量。5.5 污水处理厂再生水可利用量根据 2005 年 11 月 1112 日实测资料分析，长治市城区平均污水排放量为 9.76 万 m3/d，由于本次污水监测断面位于污水处理厂的下游，全部污水能够进入污水处理厂，该量已经有 6.5 万 m3/d 的水量进行了二级生物处理，因此总污水量能够满足长治城区污水处理厂设计日处理污水10 万 m3规模的能力。为用水安全考虑，现状污水按 9.76 万 m3/d 计，二级生物处理损失按 10%考虑，二级处理后的达标中水为 8.78 万 m3/d，合3206.2 万 m3/a。根据山西省水利厅晋水管2001574 号文“关于王曲电
21、厂利用漳泽水库作为调节池的批复” ， “同意将长治市污水处理厂二级生物处理后11的达标中水蓄入漳泽水库，由漳泽水库为王曲电厂调节供水，供水量2350 万 m3。” 。按照国家经贸委办公厅国经贸资源2001569 号“关于转发国家电力公司火电厂节约用水管理办法（试行） 的通知”和山西省用水定额（试行） 的有关规定，王曲电厂一期工程需水量核定为 2073.6 万 m3/a，以漳泽水库作为调节池，因此，扣除王曲电厂一期工程需水量外，长治城区污水处理厂尚有二级处理后的达标中水 1132.6万 m3/a（3.10 万 m3/d）可供利用，中水深度处理损失再按 10计算，污水处理厂再生水可利用量为 101
22、9.3 万 m3/a（2.79 万 m3/d） 。该污水处理厂主要工艺车间为二级用电负荷，采用双电源供电，主要设备均有备用，因此作为电厂的供水水源是安全可靠的。5.6 污水处理厂出水水质本次工作取污水处理厂出水（二级处理中水）水样 1 份，收集了污水处理厂污水进出厂 2005 年 59 月份平均水样的水质资料。评价标准采用国家环境保护总局、国家质量监督检验检疫总局于2002 年 4 月 28 日发布，2002 年 6 月 1 日实施的地面水环境质量标准（GB38382002） 。评价方法采用单项指标法，即一票否决制。将水质监测结果与地面水环境质量标准值进行比较，确定其所属水质类别，当不同类别标准值相同时，采用从优不从劣的原则，然后按单项指标确定地面水质量类别，即按所参加评价各单项监测项目的类别，选取单项最高类别确定为该水样质量类别。结果为：污水处理厂进水（污水）各监测项目指标均符合地表水环12境质量标准基本项目劣类水水质标准，综合评价污水为地表水环境质量劣类水；污水处理厂出水（中水）各监测项目指标均符合地表水环境质量标准基本项目类水水质标准，综合评价为地表水环境质量类水；辛安泉泉水各监测项目指标均符合地表水环境质量标准基本项目类水水质标准，综合评价为地表水环境质量类水。
