城市污水再生利用是實現(xiàn)水資源可持續(xù)利用的有效途徑
我國是水資源短缺的國家,城市缺水問題尤為突出。截止到2003年上半年,全國有11個省(市) 的103座縣級以上城市供水嚴重短缺,其中嚴重缺水城市占56%。很多城市生產(chǎn)和生活用水困難,城市供水安全受到嚴重威脅。與此同時,由于水污染控制相對滯后,使得受污染的水體逐年增加,又加劇了水資源的短缺。據(jù)統(tǒng)計,2002年我國城市污水排放量已達338億m3,大部分未經(jīng)有效處理而排入江河湖海。
由于水體環(huán)境的污染,我國南方多水地區(qū)已經(jīng)出現(xiàn)水質(zhì)型缺水的趨勢,一些城市面臨有水難用的困境。在北方,不少城市受到資源型缺水和水質(zhì)型缺水的雙重困擾。水資源短缺和水污染嚴重已經(jīng)成為制約城市可持續(xù)發(fā)展的重要因素,有的地方的水資源短缺甚至成為制約城市發(fā)展的最主要因素。在面臨水資源危機的時刻,應當更加清醒地認識到,加強水資源保護、實現(xiàn)水資源的可持續(xù)利用,是保障和支持城市可持續(xù)發(fā)展的必然選擇,是實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的重要舉措。 1 城市污水再生利用現(xiàn)狀
十五期間,在科技部的支持下,城市污水再生利用政策、標準、技術(shù)研究與示范課題列入國家十五科技攻關(guān)計劃,目前建設(shè)部正在組織開展相關(guān)研究與示范工作。與此同時,城市污水再生利用相關(guān)的技術(shù)標準規(guī)范不斷完善。2002年以來,國家陸續(xù)頒布了《城市污水再生利用 分類標準》、《城市污水再生利用 城市雜用水水質(zhì)標準》、《城市污水再生利用 景觀環(huán)境用水水質(zhì)標準》、《污水再生利用工程設(shè)汁規(guī)范》、《建筑中水設(shè)計規(guī)范》等技術(shù)標準,規(guī)范了污水再生利用設(shè)計工作,也為城市污水再生利用工程設(shè)計提供了依據(jù)。
目前,我國城市污水再生利用工作已經(jīng)啟動,國家和地方都開展了相關(guān)的科學研究和工程實踐。一些城市和地區(qū)正全面規(guī)劃和實施污水再生利用工程,有的已經(jīng)取得較好成效。例如北京、天津、新疆部分地區(qū)、西安、合肥、大連、青島、鄭州等地積極開展城市污水再生利用,在制定地方污水再生利用規(guī)劃和管理措施,發(fā)展再生水用戶等方面積累了較好的經(jīng)驗,為下一步工作奠定了堅實的基礎(chǔ)。
天津市是資源型缺水城市,對再生水資源利用的研究起步較早,從七五開始,國家環(huán)?偩趾吞旖蚴姓M織有關(guān)單位對城市污水資源化進行了較系統(tǒng)的研究,并進行了一些實踐。目前已建成天津開發(fā)區(qū)污水再生利用綜合研究和示范工程,近期內(nèi)計劃完成咸陽路污水處理廠再生水回用工程和紀莊子污水處理廠再生水入靜(海)工程。其中,天津經(jīng)濟開發(fā)區(qū)污水再生利用綜合研究與示范工程在借鑒發(fā)達國家成功經(jīng)驗和科技成果的基礎(chǔ)上,結(jié)合當?shù)氐膶嶋H需求和水環(huán)境特點,率先采用膜技術(shù)生產(chǎn)高質(zhì)量的再生水,并制定了一系列政策措施擴大再生水的用水渠道,制定了保障供水安全的技術(shù)規(guī)程』分替代優(yōu)質(zhì)水源,有效地緩解了當?shù)氐娜彼疇顩r。
北京市目前城市污水再生利用率為20%,預計 2005年達30%,2008年將達到50%。已建成200 余個建筑再生水設(shè)施,在建的有100多個。已建成的設(shè)施規(guī)模一般在50~300 m3/d,污水再生利用總量約2.4萬m3/d。在2008年前北京將新建再生水廠9座,敷設(shè)再生水管線398.5 km,新增再生水處理能力37.6萬m3/d。屆時,清河、北苑、肖家河、北小河等再生水廠分別向北郊地區(qū)、西北郊地區(qū)、西苑集團、清河集團、望京地區(qū)提供再生水,并為清河、北小河等城市河湖提供景觀用水;酒仙橋、東壩再生水廠分別向東北郊地區(qū)、酒仙橋地區(qū)、東壩集團提供再生水,為壩河、亮馬河、水碓湖等城市河湖提供景觀用水;吳家村、盧溝橋、小紅門再生水廠分別向南郊地區(qū)、西南郊地區(qū)、豐臺集團、南苑集團提供再生水,并為涼水河、馬草河、旱河、小龍河等城市河湖提供景觀用水;五里坨、方莊再生水廠分別向五里坨、方莊地區(qū)提供再生水。在再生水廠建設(shè)的同時,配套建設(shè)再生水管網(wǎng)。
西安市開源與節(jié)流并重,近期(2001~2005)建成并運行北石橋污水處理廠污水再生利用設(shè)施,建設(shè)鄧家村污水處理廠污水再生利用設(shè)施,建設(shè)西安市第三、第四污水處理廠及其污水再生利用設(shè)施及部分管網(wǎng);遠期(2006~2010)將建設(shè)第五、第六污水處理廠及其污水再生利用設(shè)施,并逐步健全與六個再生利用設(shè)施配套的管網(wǎng),使污水經(jīng)深度處理的再生利用量達到46萬m3/d以上。
合肥市屬于水質(zhì)型缺水城市。為推廣分類用水,節(jié)約優(yōu)質(zhì)水資源,合肥市興建總規(guī)模20萬m3/d 的王小郢污水深度處理廠工程,出水主要用于城市景觀水體補給水、部分生態(tài)小區(qū)的水景、綠化用水和工業(yè)冷卻用水,預計2005年投入使用。值得一提的是,合肥市在污水處理廠建設(shè)時,考慮到污水的再生利用,做到了統(tǒng)籌規(guī)劃。
大連市淡水資源主要為大氣降水,資源緊缺。目前再生水供應能力為5萬m3/d。到2005年,將新、擴建凌水、馬欄河、老虎灘、春柳河、泡崖等污水處理廠污水再生利用工程。
青島市目前污水集中處理率達59.96%,污水處理水平居全國前列。目前青島市已建、在建污水再生利用工程有13個,設(shè)計處理能力3 324 m3/d,再生水主要用于綠化、景觀和沖廁等方面。
其他城市和地區(qū)如新疆烏魯木齊市、鄯善縣,河南鄭州市等也開始開展污水再生利用工作。國內(nèi)外的實踐經(jīng)驗表明,城市污水再生利用是提高水資源綜合利用率,緩解水資源短缺矛盾,減輕水體污染的有效途徑之一。城市污水經(jīng)過深度處理后,可替代優(yōu)質(zhì)水,用于農(nóng)業(yè)灌溉、工業(yè)生產(chǎn)、城市景觀、市政綠化、生活雜用、地下水回灌和補充地表水等。應用先進的膜技術(shù),可生產(chǎn)達到飲用水標準的再生水。澳大利亞、新加坡在這方面開展了大規(guī)模的生產(chǎn)應用,將優(yōu)質(zhì)再生水用作電路板加工過程中的超純水,工業(yè)生產(chǎn)中的工藝用水和空調(diào)冷卻水,也在嘗試將部分再生水送入水庫,對原水水源進行補充,有效地解決了缺水問題。
必須充分認識到,污水再生利用作為城市補充水源,是緩解城市水資源短缺,保障供水安全的重要措施。在解決城市缺水問題時,應當首先立足于本地自有水源,最大限度地實現(xiàn)水的再生利用,籍此增加可用水量,提高城市供水的可靠性。盡可能降低對外部水源的依賴程度,減少或避免遠距離調(diào)水對生態(tài)環(huán)境可能產(chǎn)生的不利影響。遠距離調(diào)水除了經(jīng)濟成本外,還存在潛在的生態(tài)影響和工程控制成本問題。各地在制定城鎮(zhèn)節(jié)約用水發(fā)展規(guī)劃中,應該充分重視污水再生利用這一有效途徑,將再生水作為水資源的組成部分,直接納入城鎮(zhèn)用水供需平衡中,實行綜合管理。 2 污水再生利用存在的問題
總的說來,目前各地污水再生利用尚處于起步階段,規(guī)模小,利用范圍窄。我國城市污水再生利用日益受到重視,但總體進展緩慢,存在問題較多,主要是:
(1)污水處理率低,管網(wǎng)不配套,污水再生利用缺乏必要的條件。近年來,雖然我國城市污水處理設(shè)施建設(shè)的速度加快,但仍然滯后于城市發(fā)展的需要。截止到2002年底,我國已經(jīng)建成537座污水處理廠,但污水處理率僅為39.97%,污水再生利用率更低。特別是一些污水再生利用設(shè)施建成后,由于難以落實配套管網(wǎng)的建設(shè)資金,造成設(shè)施閑置,而難以發(fā)揮投資效益。污水處理廠出水未經(jīng)有效利用而排入水體,既浪費了水資源,又對水環(huán)境構(gòu)成潛在的污染威脅。這種狀況與我國水資源短缺的嚴峻形勢極不相稱。
(2)水價形成機制不合理,污水再生利用缺乏必要的市場環(huán)境。目前的水價調(diào)整是以補償供水運營成本,減少財政補貼為目的,沒有體現(xiàn)水作為稀缺資源的價值。水價形成沒有充分起到對水資源供需關(guān)系的調(diào)控作用,城市供水水價、污水處理及再生利用收費之間尚未形成合理的比價關(guān)系,尚未形成有效的污水再生利用激勵機制。污水處理收費標準不高,收費率低,不足以補償污水處理設(shè)施的投資和運營成本,更談不上落實污水再生利用設(shè)施的建設(shè)和運營資金。
(3)對水資源的憂患意識和再生利用認識不足,污水再生利用缺乏相應的鼓勵和扶持政策。目前,一些地區(qū)沒有把節(jié)水和污水再生利用工作擺在重要的位置,特別是一些水資源目前比較豐富的地區(qū),沒有充分重視節(jié)水問題。缺水的城市和地區(qū)需要節(jié)水,水資源相對豐富的城市和地區(qū)同樣需要節(jié)水,也要重視水資源的可持續(xù)利用問題,F(xiàn)在很多城市在解決缺水問題時,往往采用開發(fā)新水源、跨流域調(diào)水和開采地下水等傳統(tǒng)的方式,對污水再生利用作為城市補充水源的重要性認識不足。由于缺乏促進污水再生利用的政策措施,結(jié)果一方面城市用水緊張,另一方面本可以使用再生水的園林綠化、市政環(huán)衛(wèi)、生態(tài)景觀等卻在大量使用十分緊缺的優(yōu)質(zhì)水源,出現(xiàn)了非常不合理的現(xiàn)象。
(4)要嚴格再生水水質(zhì)管理,運行單位對正常運行的再生水設(shè)施需定期化驗再生水水質(zhì),確保安全用水。改變再生水供水管網(wǎng)結(jié)構(gòu),提高其可靠性和安全性。再生水生產(chǎn)系統(tǒng)在設(shè)計上需要進一步提高其靈活性,配水系統(tǒng)要便于實現(xiàn)分質(zhì)供水,以降低成本。城市污水再生利用事業(yè)的發(fā)展必須緊密依靠科技進步,要有高新技術(shù)的保證和支持。必須重視和加強新工藝、新流程、新技術(shù)和新設(shè)備的研究、開發(fā)和推廣應用。
(5)宣傳力度不足,公眾的污水資源化意識有待增強。受傳統(tǒng)觀念影響,加之對污水再生利用的宣傳不夠,公眾對再生水的認識和接受程度還比較低,一定程度上影響了污水再生利用工作的推進。 3 推動城市污水再生利用進程的任務和措施
(1)統(tǒng)籌規(guī)劃,協(xié)調(diào)發(fā)展,合理配置水資源。在制定城市水資源發(fā)展規(guī)劃時,一定要明確污水再生利用是城市水資源綜合管理的重要組成部分,污水處理和再生水設(shè)施建設(shè)是供水能力建設(shè)的有機組成。要根據(jù)城市可用水源的特點和具體需要,優(yōu)化配置各類水資源,統(tǒng)籌安排城市水源、供水、用水、節(jié)水、排水、污水處理及再生利用設(shè)施的規(guī)劃、建設(shè)與管理。
發(fā)展污水再生利用,當務之急是加快城市污水處理設(shè)施建設(shè)的步伐,加快污水收集管網(wǎng)配套能力,為污水資源化創(chuàng)造必要的條件。規(guī)劃建設(shè)污水處理設(shè)施時,要以實現(xiàn)污水綜合利用為目標,同步規(guī)劃和建設(shè)污水再生利用設(shè)施。合理確定污水處理廠的規(guī)劃布局、處理規(guī)模和工藝方案,促進污水處理和資源化利用的協(xié)同發(fā)展。令人擔憂的是,許多城市污水處理廠普遍建在城市水域的下游,沒有考慮日后再生利用的發(fā)展需要,這個問題非常嚴重。許多大型城市的污水處理廠規(guī)模很大,污水收集管網(wǎng)較長,造成長距離輸送,而處理后的再生水需要重新敷設(shè)管網(wǎng)輸送至利用地,造成處理成本增加。所以應重新調(diào)整污水處理設(shè)施的布局規(guī)劃。只要確保規(guī)劃合理,就會確保污水處理和再生利用有機結(jié)合,將成本控制在最低限度,發(fā)揮規(guī)模效應。隨著水價的改革和相關(guān)政策的出臺,污水資源化將成為實現(xiàn)水資源可持續(xù)利用的必然選擇,為減少不必要的人為障礙,污水再生利用應盡早考慮,統(tǒng)籌規(guī)劃。

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