淺論城市污水資源化的開發利用及其對策
水是重要的自然資源之一。北京地區水資源的特點是淡水資源不足。北京地處華北平原的東北部，年降雨量不足六百毫米，但降雨不均勻，多集中在夏季，而年季的變化又相當大，據實際資料記載，最大年降水量是最小年降水量的四倍之多。
據有關部門估計，全市水資源人均占有量僅為全國人均占有量的六分之一，為世界人均占有量的二十五分之一，在世界一百二十個國家和地區的首都或主要城市中居百位之后。北京市年需水總量約四十二億立米，而可供開采的水量只有32～35億立米，虧水達七～十億立米，遇到枯水年份，水就更加緊張了。
其次是水資源分布不平衡。北京地區地面徑流分布的特點是東部地區水量較多，西部地區較少，而地下水分布的特點，亦是東部平原地區及近郊中心區為富水區，西南部地區為貧水區。
水資源在國民經濟發展中起著舉足輕重的作用，無論是工農業，還是人們的日常生活都離不開水，水是寶中之寶，常言道：人可以一天不吃飯，但不能一天不喝水！可見水之重要。但是人們對取之則來，隨手可得的所謂“自來水”，并不重視，總是錯誤地把水看成是“取之不盡，用之不竭”，便隨意加以浪費。隨著人口的不斷增長，人民生活水平的提高，城市建設和工農業生產的發展，今后北京地區的需水量將會成倍增加。需水量增加與水源的不足將成為今后首都發展的主要矛盾，因此，水資源的開發和利用問題，如何開源節流，尋找水資源及合理利用，是北京的首要任務，應該引起有關部門和領導的重視，必須當作一件大事列入重要議事日程。
1 城市污水資源化（污水回用）是解決北京水資源緊缺的有效途徑
北京市領導為解決北京水資源緊缺的嚴重問題，曾多次召開會議聽取有關專家、學者的意見，并且還有個說法；“如果北京缺水的問題解決不了，要考慮首都遷址的問題”，問題到了如此嚴重的地步。解決水資源不足的途徑不外乎開源（引新水源）與節流（使用與管理）。在開源上人們往往只想到尋找新水源，從很遠的地方去引水，如北京夢想了多年的“南水北調工程”，把長江之水調入北京，談何容易！這要花費多么大的投資和人力物力呵！人們盼望等了多年，但實現還十分渺茫，真是“遠水解不了近渴”。而城市污水是一種水資源，往往被人們遺忘，和自來水量幾乎相等的城市污水每年約有8億立米左右，這部分水中只有0.1％污染物質（比海水3.5％少得多），其余的絕大部分是以水源的形式存在，成為城市的第二種水源，如能回用，將大大節省自來水的供應量，還能減輕排入河湖水體的污染，既解決了供水緊張，又改善了環境，真是一舉兩得的大好事。
拿北京最大的污水處理廠——高碑店污水處理廠來說，國家花了十幾個億的投資建成了一座每天能處理100萬m3／d的大型污水處理廠，其二級出水的污染物質只有0.001％，與河水對比相差無幾，對這樣的水稍加處理再花少量的錢，就可以滿足某些工業用水的要求，回用于那些對水質要求不高的而且用量又大的工業、冷卻、沖洗以及市政綠化等。如果每天有50～100萬立米的水回用，這就意味著每天可以減少50～100萬立米的自來水（相當于一座大型水源廠），將大大減輕城市供水的負擔，讓出好水供居民生活飲用，那么北京水資源緊張的局面即可望得到改善。此外城市污水就近可得，不受枯水旱季的影響，經二級處理的城市污水，再稍加深度處理，即可回用，基建投資和處理成本相對比自來水低得多，比“南水北調”不知要低多少倍。如果經處理的二級出水不加利用，讓其白白流走，豈不棄之可惜！也是對資源的一種極大浪費！
城市污水回用于工業，在國外已有很長時間，規模也很大，并收到了相當的經濟效益和社會效益。據資料調查，美國有300多個城市實現了污水處理后再利用，其中用于農業占58.3％，回用量為3.0億m3／a； 回用于工業占40.5％，回用量為2.0億m3／a。城市污水處理后用于工業和冷卻用水，已經有20多年的歷史。
前蘇聯水資源雖然比較豐富，但他們的污水回用也有相當的規模，莫斯科市東南地區設有專用的工業水系統，有將近40家工廠使用處理后的污水，每天回用量達55.5萬m3。著名的庫里揚諾夫污水廠出水36.5萬m3／d，回用于工廠企業，獲年利潤超過300萬盧布，并頒布了利用經處理的城市污水做工業用水的規程及污水處理后應達到的衛生化學指標。
日本早在60年代就開始利用城市污水作為工業冷卻用水的實踐，建立中水系統，用于公共建筑的沖廁及洗滌用水。建立系統供給工業區的工業水廠有：東京都江東地區水道，即是利用三河島處理廠的二級出水經補充處理后供工業用水，水量為16.7萬m3／d。川崎市工業水道，水量為18.8萬m3／d，名古屋市工業水道，水量為3萬m3／d。三菱化成黑崎工廠引城市1萬m3／d，用作工業用水。此外，在南部非洲的納米比亞，利用城市污水經處理后用于給水系統的補充水源。
我國的城市污水回用于工業起步較晚，從80年代以來進展較快。從中央領導到專家學者一再強調水資源的開發和綜合利用的重要性。萬里同志曾指出：“水資源保護利用，在當代我們這個地球上很重要，在我們國家，也是個重大的國策。水資源是我國考慮問題的出發點之一，無論做計劃、辦工業，搞其他事業，辦什么事情都要考慮這個問題。”建設部將城市污水回用列為“六五”和“七五”科研攻關課題，受到了足夠重視。中國建筑技術發展中心和中國土木學會給排水專業委員會多次召開污水回用技術專題交流會，把污水資源化提到了議事日程。近幾年全國各大城市開展了污水回用課題的試驗研究，取得了一定的成果。
例如，由東北給排水院與大連市建委合作進行的大連市春柳河污水處理廠出水回用于工業的示范工程，解決了深度處理流程、水質標準、腐蝕性試驗，微生物結垢等一系列技術難題，建立了供化工廠冷卻用水系統，水量為4萬m3／d。
武漢建材學院與青島市政工程局，完成了污水回用于洗滌海帶、市政、建筑工地用水等，收到了一定的經濟效益。
北京市政設計研究院從80年代以來，對污水回用開展了從小試到中試，到示范工程，取得了一定的進展。首先是對首都機場的污水處理，進行了回用水的處理試驗，水質指標達到了日本雜用水的中水水質標準。在方莊污水處理廠工程中，設計建造了4萬m3／d規模的回用水系統（提供電廠回用水3.5萬m3／d、住宅小區用于沖廁、綠化0.5萬m3／d）。
從90年代以后在全國最大的北京高碑店污水處理廠工程設計中，建造了一座處理規模1萬m3／d的回用水處理系統，為廠區提供污泥脫水機沖洗濾布、檢修、噴灑、澆灑綠地、洗車用水水源。并進一步將處理后的二級出水，提供附近電廠的冷卻補充用水，每天將達到8萬m3／d。目前，我院正將在進行50萬m3／d的中水回用于工業和城市綠化的設計，不久將付諸實現。這將是一個不小的節水數字。
另外，據了解天津紀莊子污水廠和東郊污水廠亦開展了工業回用水的試驗與研究，為天津工業區提供冷卻用水和洗滌用水。
總之，國內近幾年在城市污水資源化方面，已形成一股趨勢，但目前多處于試驗研究階段，發展緩慢，真正用于工程實踐尚有一定距離，但是在我國北方地區和沿海城市嚴重缺水的形勢下，如何促進回用工程的盡早實現，克服認識上、管理上和物質條件上的種種阻力，是有關領導機關和科技工作者的責任。下面就我在多年工作中的體會，談談對當前存在的問題以及解決對策的個人見解，作為一個給排水工作者對北京缺水的焦慮和對節水的特別關注，提請有關部門重視，把污水資源化的問題提到議事日程上來，盡快落實到工程實踐中去，保證首都城市建設的可持續發展。
2 城市污水資源化的對策
2.1 在水資源的開發利用上應該建立一個統一規劃管理的機構
目前北京對水資源的開發和利用上缺乏統一規劃管理，地面水主要由水利部門來管理，為農業灌溉和城市工業生產服務，但水利部門又不了解工業和城市發展要求，而城市、工業的發展，卻很少考慮開辟水源工程的投資，并不考慮生產負荷量增加對原有供水設備的可能性。一些部門的建設和擴建，往往是在水源不太落實的情況下進行的，容易發生工農業用水之爭，顧此失彼。
地下水資源也缺乏統一規劃管理，F狀是規劃局管，節水辦管，水文地質部門管，水利部門也管，形成“多龍治水”的局面，結果可想而知，誰也沒有管好。
至于城市污水的回收利用更沒有專門的機構去進行統一的規劃管理和監督實施。我個人認為應當建立一個象英國泰晤士河水務管理局那樣的機構——“全市水資源委員會”“一龍治水”，在水資源的開發利用及城市污水的處理與回用等方面統一規劃，統一管理，從組織上來保證協調各種水資源的合理分配和利用。
2.2 要確立污水回用在水資源中的地位
過去人們在尋找水源時，總是優先選擇地下水，次之是地面水，就近沒地面水，就長距離引水。但一般都不把污水回用和這幾種水資源平等對待，在規劃水資源時，往往把污水不看作是資源，是廢水。我認為客觀評價水資源的順序，應是地下水、地面水、城市回用污水，最后才是長距離引水。建議規劃部門今后在規劃評價工程建設的同時，對水資源部分應加上城市污水回用的可能性，否則是不完善的。對像北京市最大的華能熱電廠的建設地點，就考慮了其污水回用的因素，在高碑店污水處理廠附近，這樣高碑店處理廠就有可能考慮每天向電廠源源不斷地提供約10萬立米的循環冷卻補充水，否則將要花去向陽閘長距離引水的巨額投資。如遇枯水年份，將無水可供。
2.3 加強污水處理與回用的科研與技術交流
污水回用是個復雜的技術課題，包括城市污水處理及各種工業污水處理涉及技術問題也十分復雜，對設備腐蝕問題、微生物結垢問題……，為了減少技術事故的發生，維護回用水的聲譽，必須深入開展回用水技術課題的試驗研究，建立全國性的學術組織污水回用協會，在有關學會專業委員會領導之下，進行學術交流，技術經濟政策分析，參與各大城市的水資源規劃，協調科研設計任務，搞好國內外技術情報交流，為領導決策提供參考。
2.4 關于污水回用的運營費用和收費政策
一般城市污水二級處理的費用，按照傳統的活性污泥法計算，處理成本為：0.33元／m3水（不計折舊）。如作為工業冷卻水的水源，尚需再作補充處理，按照一般的常規處理，混凝沉淀（石灰法）、過濾、消毒，處理成本為0.13元／m3水（不計折舊）。則最后1立方米回用水的總價為0.46元，比目前自來水售價1.5元／m3（居民用水，工業用水價格更高）低一些。但是還有一種計算方法，二級處理的費用0.33元／m3，不向工廠收取，只收后一段補充處理的費用，只有0.13元／m3，這對工廠有更大的吸引力，其價格政策起到了鼓勵回用的作用，這就意味著對城市污水處理實行國家財政扶助政策。
城市污水本來應該進行處理，這部分費用不應分擔在回用的工廠身上，而應該實行排污收費的辦法，目前各大城市都收取了排污費，但仍然偏低，只有0.3元／m3，根據價格的提高，如果對每排1立米污水的價格適當提高，此部分費用足以維持污水處理廠的運營費用。
另外，對于用戶（即使用污水廠出水的工廠）來說，為了使用這部分新水源，廠內要建立雙管路系統，甚至要改建、增建一些構筑物，這筆投資也不小，只有在水費明顯有利的情況下，工廠才樂于接受。搞好污水回用發揮用戶的積極性十分必要，單靠行政命令是辦不成事的。目前我國的污水回用尚處于起步階段，很多用戶還顧慮重重，從充分開發利用水資源的大局出發，應該實行低水費制，不能一下子讓污水廠過度到以賣水為盈利，這就要靠政府部門的政策，污水處理廠仍是公益事業，還是應該由政府部門進行財政補貼。相反的對那些確實能用回用水而不愿意用卻用好水，指標超標的單位，要狠狠的罰，甚至到停止供應他們好水。
2.5 建立地方水資源法
為了水資源的合理開發利用，保護水資源不受破壞和污染，當前迫切需要建立北京地區水資源管理統一法規（包括污水回用），制定各工業部門的用水消耗定額標準，出水排放指標，使各部門有法可依。
2.6 關于污水處理廠的名稱改革問題
污水處理廠，特別是將出水供工廠作水源的污水廠的名稱有值得推敲的必要。污水一直被人們和社會所厭惡，甚至有的在污水廠工作的小青年連找對象都成問題，一聽說在污水處理廠工作，人們心理上就接受不了。目前上海、深圳一些污水廠更名為“水質凈化廠”，或“復新水廠”，“再生水廠”……，以改變職工的社會形象。希望這個問題，在全國應該有一個統一規定為好。名稱問題，其實反映的是污水處理廠的方向問題。只有所有污水廠都明確地以污水回用為方向，“復新”、“再生”才能名符其實，實至名歸。
2.7 工業回用與市政雜用水應用前景
在北京市城市污水經二級處理后，再經適當處理回用于工業及市政綠化、公園景觀、道路噴灑，其潛力很大，前景是樂觀的。根據有關部門的測算，工業回用約52萬m3／d，市政雜用水約4.6萬m3／d，總計為56萬m3／d。目前高碑店污水處理廠日處理污水100萬m3／d，完全可以將處理后的污水盡量作為水資源加以利用，這將大大緩解北京水資源緊缺的狀況。
3 結論
綜上所述，我國的城市污水處理及回用，正方興未艾，城市污水作為城市第二水資源，回用于工業及市政清掃、綠化，是解決水資源緊缺的一條有效途徑，尚未被更多的人所接受，被社會所承認，這就需要領導機關和節水部門大力加強宣傳，實行適當的政策傾斜，抓緊開發、利用，使之實施見到實效。污水在常規的污水處理基礎上，只要再加較小投資，即可實現污水資源化。否則，污水白白排走，不但浪費，而且污染河湖水系。在這里我誠懇建議：在北京已花了巨額資金完成了高碑店那樣大規模（100萬m3／d）的二級處理廠，只要再稍加努力就有可能實現回用水供應量達（50萬m3／d），這是相當可觀的經濟效益和社會效益，這對城市節水是一個不小的數量級。相信經過我們努力，在不久的將來會出現更大規模的回用水廠，填平補齊我國在污水回用于工業和城市方面的空白。
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