城市污水资源化
前言
随着经济发展和城市化进程的加快，城市缺水问题日益突出，据统计，全国669个城市常年供水不足，110个城市严重缺水，日缺水量达1600万m3，年缺水量达60亿m3。[1]据水利部门的预测，到2030年我国人口增至16亿时，人均水资源将降至1760m3，总缺水量将达到400-500亿m3，已达到世界公认的缺水警戒线。许多城市出一些开源节流的措施，但是，把城市污水当作一种稳定可靠的水源予以开发利用，仍然进展不大。这中间很大程度上是认识问题，当然也有一些属于技术上或投资上的问题。
近十年来国家对城市污水资源化组织科技攻关取得丰硕成果，如中小城镇和住宅小区的污水回用；城市污水净化后回用于园林绿化、市政景观、冲刷马路等目的；城市污水回用于工业冷却水系统或低压钢炉补给水及工艺水；城市污水脱氮除磷技术的开发与利用，各类净水药剂的开发与利用，污水回用规划、技术政策等软课题研究等。此外，还兴建了若干示范工程。这些将起重要作用。随着我国城市化进程的推进，我国城市污水资源日益丰富，据预测2010年将达1050亿m3/年，如果有 10% 的污水回用，将对缓解北方一些重要城市如北京、天津、大连、太原、青岛等的缺水起重要作用。，美国干旱地区的经脸表明，利用城市污水比远距离跨流域调水，其水价比为1:10～1:20，说明“远水”比就近取水贵得多。
1 城市水污染及治理现状
水污染破坏生态环境，直接威胁人民的生活和身体健康，影响工农业生产，已成为不亚于洪灾﹑旱灾甚至更为严重的灾害。同时，水污染也直接加剧了水资源的短缺，是有限的水资源不能充分利用，使可以再循环利用的水资源不能进入再利用的良性循环中。
近年来，由于各地经济迅速发展，城市人口急剧增加，工业建设规模日益扩大，大量的生活﹑生产污水不加处理地排入江河湖海，致使许多水源遭到严重污染。目前，全国有80%左右的城镇污水未经过处理就直接排入水域，造成1/3以上的河段受到污染，90%以上的的城市水域污染严重，近50%的重点城镇水源地不符合饮用水标准，不少城市河段鱼虾绝迹，部分湖泊的富营养化问题日趋严重。现在淮河每年污染事件多达10余起，经济损失上千万元。预计到2010年﹑2030年和2050年，全国城市的污水排放量将分别增加到1050亿m3﹑1280亿m3和1560亿m3，这对水源保护将带来巨大的压力。检测表明，有63.8%的城市河段受到中等污染或严重污染，而且还以4%速度蔓延。根据对全国118座城市浅层地下水水质调查，97.5%的城市地下水受到不同程度的污染。[2]
2 城市污水资源化（污水回用）是解决城市水资源紧缺的有效途径
各市领导为解决城市水资源紧缺的严重问题，曾多次召开会议听取有关专家、学者的意见。解决水资源不足的途径不外乎开源（引新水源）与节流（使用与管理）。在开源上人们往往只想到寻找新水源，从很远的地方去引水，如北京梦想了多年的“南水北调工程”，把长江之水调入北京，谈何容易！这要花费多么大的投资和人力物力啊！人们盼望等了多年，但实现还十分困难，真是“远水解不了近渴”。而城市污水是一种水资源，往往被人们遗忘，和自来水量几乎相等的城市污水每年约有8亿m3左右，这部分水中只有0.1％污染物质（比海水3.5％少得多），其余的绝大部分是以水源的形式存在，成为城市的第二种水源，如能回用，将大大节省自来水的供应量，还能减轻排入河湖水体的污染，既解决了供水紧张，又改善了环境，真是一举两得的大好事。
我国污水的再生利用理论研究和实践经历了“六五”期间的起步阶段（1980年-2000年）和目前的发展阶段。[3]
北京最大的污水处理厂——高碑店污水处理厂举例，国家花了十几个亿的投资建成了一座每天能处理100万m3／d的大型污水处理厂，其二级出水的污染物质只有0.001％，与河水对比相差无几，对这样的水稍加处理再花少量的钱，就可以满足某些工业用水的要求，回用于那些对水质要求不高的而且用量又大的工业、冷却、冲洗以及市政绿化等。如果每天有50～100万m3的水回用，这就意味着每天可以减少50～100万m3的自来水（相当于一座大型水源厂），将大大减轻城市供水的负担，让出好水供居民生活饮用，那么北京水资源紧张的局面即可望得到改善。此外城市污水就近可得，不受枯水旱季的影响，经二级处理的城市污水，再稍加深度处理，即可回用，基建投资和处理成本相对比自来水低得多，比“南水北调”不知要低多少倍。如果经处理的二级出水不加利用，让其白白流走，岂不弃之可惜！也是对资源的一种极大浪费！
城市污水回用于工业，在国外已有很长时间，规模也很大，并收到了相当的经济效益和社会效益。据调查，美国有300多个城市实现了污水处理后再利用，其中用于农业占58.3％，回用量为3.0亿m3／a；回用于工业占40.5％，回用量为2.0亿m3／a。城市污水处理后用于工业和冷却用水，已经有20多年的历史。目前世界上许多严重缺水的国家都在积极开发污水回用技术，以实现污水的资源化利用，缓解水资源危机，并已取得了大量的成功经验。以色列是在污水回用方面最具特色的国家之一，它地处干旱和半干旱地区，人均水资源占有量仅为476m3，以色列再生水利用最突出的特点是把再生水作为国家水量平衡的重要组成部分，而且，早在20世纪60年代，就把污水再生利用列为一项国家政策。以色列是世界上循环水利用率最高的国家，处理后的污水利用率已达70%，其中1/3用于灌溉，约占总灌溉水量的1/5。
我国的城市污水回用于工业起步较晚，从80年代以来进展较快。从中央领导到专家学者一再强调水资源的开发和综合利用的重要性。万里同志曾指出：“水资源保护利用，在当代我们这个地球上很重要，在我们国家，也是个重大的国策。水资源是我国考虑问题的出发点之一，无论做计划、办工业，搞其他事业，办什么事情都要考虑这个问题。”建设部将城市污水回用列为“六五”和“七五”科研攻关课题，受到了足够重视。中国建筑技术发展中心和中国土木学会给排水专业委员会多次召开污水回用技术专题交流会，把污水资源化提到了议事日程。近几年全国各大城市开展了污水回用课题的试验研究，取得了一定的成果。
3 城市污水回收现状和发展战略
3.1正确进行城市污水回收的规划和设计
由于再生水的需求者通常比较分散，用水量较小，因此铺设再生水管道系统是推广污水再生利用的关键。为了保证处理后的再生水能够送到各个用户，首先必须编制城市污水再生利用规划，确定污水深度处理的规模、位置、再生水管道系统的布局，以指导再生水厂和再生水管道的建设和管理。由于以前的道路和市政管道建设时未能预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，这便造成了推广城市污水再生利用的一个主要困难。
3.2 切实保障城市污水资源化的安全性
在再生水利用的过程中间，保障安全性是非常重要的，不能只注意到大力推广污水的再生回用，而不注意到安全问题。首先是卫生安全，如回用到农业要保证农作物的卫生质量、保证土壤的质量、保证地下水的质量不受到影响。如果要回用到工业要保证工业品的卫生质量、工业用水系统的卫生质量，如工业冷却水管道系统会不会因为污水水质达不到要求而受到影响，也要注意到环境卫生受不受影响，如灌溉城市绿地、冲刷城市马路、冲洗城市汽车，要注意到有没有造成传染病的可能性，所以卫生标准是最重要的。当然，如果要补给饮用水源则更要注意饮用水源的安全性，另外，其他还有很多安全保障，例如供给的保证度，需要水的工业如果断水就不行。当然，还有一些特殊的水质要求，如硬度等等。
3.3 建立必要的政策法规，推进城市污水资源化
如制定再生水回用水质的标准，包括物理学标准、化学标准、生物学标准；加强对工业废水排放进城市下水道的水质控制，现行工业废水排放至城市下水道的水质标准要严格实施，要特别注意含有重金属的废水和含有持久性有机污染物的废水，传统的污水处理工艺不可能去除这些持久的有机物，如果不在源头加以控制，并将造成严重后果。应该促进工业清洁生产，要在源头减少废水量，降低污染负荷。通过清洁生产达到节水、减污的目的，以保障污水回用的安全性。改革水价政策也十分重要，对水资源、自来水、污水排放和再生水都要定价。
3.4 开发利用适合国情的城市污水处理技术
研究开发适合中国国情的城市污水处理和再生技术很重要，既要保证达到水质要求，又希望其基建费用低，能源消耗省，管理很方便、运行很稳定，还希望能够符合当地的情况，做到因地制宜。
中国地域广，各地条件不一样，应努力找寻适合当地条件的处理技术。如西北和东南地理气候条件完全不同，采取的处理工艺是不能完全一样的。西北地广人稀，天然条件下的生物处理工艺将有广阔的应用前景，在南方温度比较高的情况下则可以采用厌氧生物处理工艺。污水再生利用产业在我国尚处于发展之初，它在未来是否能够发展到一定的市场规模，成为缓减水资源短缺和水污染严重的重要手段，将不仅取决于其自身的经济技术可行性，而且还与政府的产业政策密切相关。
3.5集中处理后回用的经济性
城市污水采取分区集中回用时，与开发其他水资源相比，在经济上是有优势的。(1)比远距离引水便宜，将城市污水处理到可以回用作杂用水的程度，其基建投资只相当于从30km外引水；若处理到可回用作较高要求的工艺用水，其投资相当于从40km～60km外引水。[4](2)比海水淡化经济。城市污水中所含的杂质少于11%，而且，可用深度处理方法加以去除；而海水则含有31.5%的溶解盐和大量有机物，其杂质含量为污水二级处理出水的35倍以上，因此，无论基建费或单位成本，海水淡化都超过污水回用[5] 。(3)污水回用既节约了水资源也消除了环境污染，其经济效益是双重的。据估计，若将美国全部城市污水都加以回用，其代价不过合全美国每人每月1美元。
4 结论
综上所述，我国的城市污水处理及回用，正方兴未艾，城市污水作为城市第二水资源，回用于工业及市政清扫、绿化，是解决水资源紧缺的一条有效途径，尚未被更多的人所接受，被社会所承认，这就需要领导机关和节水部门大力加强宣传，实行适当的政策倾斜，抓紧开发、利用，使之实施见到实效。污水在常规的污水处理基础上，只要再加较小投资，即可实现污水资源化。否则，污水白白排走，不但浪费，而且污染河湖水系。相信经过我们努力，在不久的将来会出现更大规模的污水回用水厂，填平补齐我国在污水回用于工业和城市方面的空白。
参考文献
[1]钟淋涓，方国华，贺军.我国污水处理回用发展状况[J].水利科技经济.2004，10（3）115-152.
[2]郭培章，宋群.中外排水技术与政策案例研究.中国计划出版社.2003
[3]周彤，鲍宪枝，赵丽军.污水回用是解决城市缺水的有效途径.污水回用决策与技术[M]北京化学工业出版社.2002；45-48
[4]茹继平,李大鹏1 城市污水再利用新模式的探讨〔J〕1中国给水排水,2001,17 (5):33-3511
[5]国家城市给水排水工程技术研究中心1中国城市污水处理现状及规划〔N〕1中国环保产业网,20031
作者简介：陈德亮，中国农业大学农业规划科学研究所，规划所主任。毕业于河北农业大学，本科，学士学位。
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