城市污水資源化
前言
隨著經濟發展和城市化進程的加快，城市缺水問題日益突出，據統計，全國669個城市常年供水不足，110個城市嚴重缺水，日缺水量達1600萬m3，年缺水量達60億m3。[1]據水利部門的預測，到2030年我國人口增至16億時，人均水資源將降至1760m3，總缺水量將達到400-500億m3，已達到世界公認的缺水警戒線。許多城市出一些開源節流的措施，但是，把城市污水當作一種穩定可靠的水源予以開發利用，仍然進展不大。這中間很大程度上是認識問題，當然也有一些屬于技術上或投資上的問題。
近十年來國家對城市污水資源化組織科技攻關取得豐碩成果，如中小城鎮和住宅小區的污水回用；城市污水凈化后回用于園林綠化、市政景觀、沖刷馬路等目的；城市污水回用于工業冷卻水系統或低壓鋼爐補給水及工藝水；城市污水脫氮除磷技術的開發與利用，各類凈水藥劑的開發與利用，污水回用規劃、技術政策等軟課題研究等。此外，還興建了若干示范工程。這些將起重要作用。隨著我國城市化進程的推進，我國城市污水資源日益豐富，據預測2010年將達1050億m3/年，如果有 10% 的污水回用，將對緩解北方一些重要城市如北京、天津、大連、太原、青島等的缺水起重要作用。，美國干旱地區的經臉表明，利用城市污水比遠距離跨流域調水，其水價比為1:10～1:20，說明“遠水”比就近取水貴得多。
1 城市水污染及治理現狀
水污染破壞生態環境，直接威脅人民的生活和身體健康，影響工農業生產，已成為不亞于洪災﹑旱災甚至更為嚴重的災害。同時，水污染也直接加劇了水資源的短缺，是有限的水資源不能充分利用，使可以再循環利用的水資源不能進入再利用的良性循環中。
近年來，由于各地經濟迅速發展，城市人口急劇增加，工業建設規模日益擴大，大量的生活﹑生產污水不加處理地排入江河湖海，致使許多水源遭到嚴重污染。目前，全國有80%左右的城鎮污水未經過處理就直接排入水域，造成1/3以上的河段受到污染，90%以上的的城市水域污染嚴重，近50%的重點城鎮水源地不符合飲用水標準，不少城市河段魚蝦絕跡，部分湖泊的富營養化問題日趨嚴重。現在淮河每年污染事件多達10余起，經濟損失上千萬元。預計到2010年﹑2030年和2050年，全國城市的污水排放量將分別增加到1050億m3﹑1280億m3和1560億m3，這對水源保護將帶來巨大的壓力。檢測表明，有63.8%的城市河段受到中等污染或嚴重污染，而且還以4%速度蔓延。根據對全國118座城市淺層地下水水質調查，97.5%的城市地下水受到不同程度的污染。[2]
2 城市污水資源化（污水回用）是解決城市水資源緊缺的有效途徑
各市領導為解決城市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。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啊！人們盼望等了多年，但實現還十分困難，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m3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。
我國污水的再生利用理論研究和實踐經歷了“六五”期間的起步階段（1980年-2000年）和目前的發展階段。[3]
北京最大的污水處理廠——高碑店污水處理廠舉例，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m3的水回用，這就意味著每天可以減少50～100萬m3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。目前世界上許多嚴重缺水的國家都在積極開發污水回用技術，以實現污水的資源化利用，緩解水資源危機，并已取得了大量的成功經驗。以色列是在污水回用方面最具特色的國家之一，它地處干旱和半干旱地區，人均水資源占有量僅為476m3，以色列再生水利用最突出的特點是把再生水作為國家水量平衡的重要組成部分，而且，早在20世紀60年代，就把污水再生利用列為一項國家政策。以色列是世界上循環水利用率最高的國家，處理后的污水利用率已達70%，其中1/3用于灌溉，約占總灌溉水量的1/5。
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。
3 城市污水回收現狀和發展戰略
3.1正確進行城市污水回收的規劃和設計
由于再生水的需求者通常比較分散，用水量較小，因此鋪設再生水管道系統是推廣污水再生利用的關鍵。為了保證處理后的再生水能夠送到各個用戶，首先必須編制城市污水再生利用規劃，確定污水深度處理的規模、位置、再生水管道系統的布局，以指導再生水廠和再生水管道的建設和管理。由于以前的道路和市政管道建設時未能預留再生水管道的位置，或者即使可以安排再生水管道也需要破路才能施工，這便造成了推廣城市污水再生利用的一個主要困難。
3.2 切實保障城市污水資源化的安全性
在再生水利用的過程中間，保障安全性是非常重要的，不能只注意到大力推廣污水的再生回用，而不注意到安全問題。首先是衛生安全，如回用到農業要保證農作物的衛生質量、保證土壤的質量、保證地下水的質量不受到影響。如果要回用到工業要保證工業品的衛生質量、工業用水系統的衛生質量，如工業冷卻水管道系統會不會因為污水水質達不到要求而受到影響，也要注意到環境衛生受不受影響，如灌溉城市綠地、沖刷城市馬路、沖洗城市汽車，要注意到有沒有造成傳染病的可能性，所以衛生標準是最重要的。當然，如果要補給飲用水源則更要注意飲用水源的安全性，另外，其他還有很多安全保障，例如供給的保證度，需要水的工業如果斷水就不行。當然，還有一些特殊的水質要求，如硬度等等。
3.3 建立必要的政策法規，推進城市污水資源化
如制定再生水回用水質的標準，包括物理學標準、化學標準、生物學標準；加強對工業廢水排放進城市下水道的水質控制，現行工業廢水排放至城市下水道的水質標準要嚴格實施，要特別注意含有重金屬的廢水和含有持久性有機污染物的廢水，傳統的污水處理工藝不可能去除這些持久的有機物，如果不在源頭加以控制，并將造成嚴重后果。應該促進工業清潔生產，要在源頭減少廢水量，降低污染負荷。通過清潔生產達到節水、減污的目的，以保障污水回用的安全性。改革水價政策也十分重要，對水資源、自來水、污水排放和再生水都要定價。
3.4 開發利用適合國情的城市污水處理技術
研究開發適合中國國情的城市污水處理和再生技術很重要，既要保證達到水質要求，又希望其基建費用低，能源消耗省，管理很方便、運行很穩定，還希望能夠符合當地的情況，做到因地制宜。
中國地域廣，各地條件不一樣，應努力找尋適合當地條件的處理技術。如西北和東南地理氣候條件完全不同，采取的處理工藝是不能完全一樣的。西北地廣人稀，天然條件下的生物處理工藝將有廣闊的應用前景，在南方溫度比較高的情況下則可以采用厭氧生物處理工藝。污水再生利用產業在我國尚處于發展之初，它在未來是否能夠發展到一定的市場規模，成為緩減水資源短缺和水污染嚴重的重要手段，將不僅取決于其自身的經濟技術可行性，而且還與政府的產業政策密切相關。
3.5集中處理后回用的經濟性
城市污水采取分區集中回用時，與開發其他水資源相比，在經濟上是有優勢的。(1)比遠距離引水便宜，將城市污水處理到可以回用作雜用水的程度，其基建投資只相當于從30km外引水；若處理到可回用作較高要求的工藝用水，其投資相當于從40km～60km外引水。[4](2)比海水淡化經濟。城市污水中所含的雜質少于11%，而且，可用深度處理方法加以去除；而海水則含有31.5%的溶解鹽和大量有機物，其雜質含量為污水二級處理出水的35倍以上，因此，無論基建費或單位成本，海水淡化都超過污水回用[5] 。(3)污水回用既節約了水資源也消除了環境污染，其經濟效益是雙重的。據估計，若將美國全部城市污水都加以回用，其代價不過合全美國每人每月1美元。
4 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。相信經過我們努力，在不久的將來會出現更大規模的污水回用水廠，填平補齊我國在污水回用于工業和城市方面的空白。
參考文獻
[1]鐘淋涓，方國華，賀軍.我國污水處理回用發展狀況[J].水利科技經濟.2004，10（3）115-152.
[2]郭培章，宋群.中外排水技術與政策案例研究.中國計劃出版社.2003
[3]周彤，鮑憲枝，趙麗軍.污水回用是解決城市缺水的有效途徑.污水回用決策與技術[M]北京化學工業出版社.2002；45-48
[4]茹繼平,李大鵬1 城市污水再利用新模式的探討〔J〕1中國給水排水,2001,17 (5):33-3511
[5]國家城市給水排水工程技術研究中心1中國城市污水處理現狀及規劃〔N〕1中國環保產業網,20031
作者簡介：陳德亮，中國農業大學農業規劃科學研究所，規劃所主任。畢業于河北農業大學，本科，學士學位。
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