城市污水再生利用是緩解缺水危機(jī)的重要途徑
論文類型 | 基礎(chǔ)研究 | 發(fā)表日期 | 2001-11-01 |
來(lái)源 | 21世紀(jì)國(guó)際城市污水處理及資源化發(fā)展戰(zhàn)略研討會(huì)與展覽會(huì) | ||
作者 | 張悅,鄭興燦 | ||
摘要 | 張 悅 鄭興燦 (國(guó)家城市給水排水工程技術(shù)研究中心) 1. 我國(guó)發(fā)展城市污水再生利用的必要性和迫切性 隨著人類社會(huì)的不斷發(fā)展,尤其是人口的快速增加、城市化與工業(yè)化水平的不斷提高,隨之而來(lái)的原始資源型和污染型水資源短缺問(wèn)題也日益突出,并成為亟待解決的全球性問(wèn)題。在我國(guó),水 ... |
張 悅 鄭興燦
(國(guó)家城市給水排水工程技術(shù)研究中心)
1. 我國(guó)發(fā)展城市污水再生利用的必要性和迫切性
隨著人類社會(huì)的不斷發(fā)展,尤其是人口的快速增加、城市化與工業(yè)化水平的不斷提高,隨之而來(lái)的原始資源型和污染型水資源短缺問(wèn)題也日益突出,并成為亟待解決的全球性問(wèn)題。在我國(guó),水資源短缺和水污染加劇所構(gòu)成的水危機(jī)也已經(jīng)成為21世紀(jì)最嚴(yán)峻的問(wèn)題之一。許多地區(qū)出現(xiàn)工農(nóng)業(yè)爭(zhēng)水、城鄉(xiāng)爭(zhēng)水、地區(qū)之間爭(zhēng)水、超采地下水和擠占生態(tài)用水,尤其是北方和沿海地區(qū)。
我國(guó)人均水資源占有量不到世界平均水平的1/4,且時(shí)空分布不均,本來(lái)就存在原始資源型缺水問(wèn)題。但在相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)期內(nèi),我國(guó)生產(chǎn)力發(fā)展一直處于較低水平,加上用水的福利政策,給人們?cè)斐伤恰叭≈槐M,用之不竭”、“不值錢”的假象,于是對(duì)水資源采取盡力開(kāi)發(fā)以擴(kuò)大供水能力的方式來(lái)"保證供給"。從20世紀(jì)80年代初開(kāi)始,我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)一直處于快速發(fā)展?fàn)顟B(tài),城市化進(jìn)程加快,人民生活水平不斷提高,用水總量明顯增長(zhǎng),原始資源型缺水日益突出。以全國(guó)城鎮(zhèn)生活用水為例,從1980年到1999年用水量增長(zhǎng)了4倍,為同期城鎮(zhèn)人口增長(zhǎng)率的兩倍。目前我國(guó)有400多個(gè)城市缺水,正常年份城市缺水60億m3,日缺水量達(dá)1600萬(wàn)m3。2000年北方地區(qū)百年不遇的大旱,使許多水庫(kù)河流出現(xiàn)從來(lái)沒(méi)有過(guò)的斷流和枯干,城市供水出現(xiàn)了前所未有的緊張局面,天津、長(zhǎng)春、煙臺(tái)、威海等城市用水告急。預(yù)計(jì)2010年后,我國(guó)將進(jìn)入嚴(yán)重缺水期,2030年缺水量將達(dá)到400~500億m3。
在原始資源型缺水問(wèn)題日益突出的同時(shí),污染型水資源短缺成為更加棘手的問(wèn)題。由于尚未完全擺脫資源粗放利用的生產(chǎn)模式,水資源綜合管理水平較低,污染控制相對(duì)滯后,不僅直接造成水資源的浪費(fèi),而且導(dǎo)致水資源可利用性的明顯降低,江蘇、廣東、上海等一大批省市已經(jīng)面臨日益嚴(yán)重的"水質(zhì)污染"型缺水。作為我國(guó)經(jīng)濟(jì)和城市化發(fā)展最發(fā)達(dá)地區(qū)之一的太湖流域曾是我國(guó)水資源最豐富的區(qū)域之一,但隨著經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的不斷發(fā)展,節(jié)水和治污措施的相對(duì)滯后,近20年來(lái)全流域河網(wǎng)水質(zhì)污染不斷加劇,水體環(huán)境日趨惡化,出現(xiàn)了3000多萬(wàn)人口守著2300多km2的太湖而"水多用難"的尷尬局面。廣東向來(lái)以雨量充沛著稱,但在經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)形成了“經(jīng)濟(jì)發(fā)展--水體污染--水質(zhì)下降”的惡性循環(huán),經(jīng)濟(jì)發(fā)展越快這一問(wèn)題越突出。
經(jīng)濟(jì)建設(shè)要發(fā)展,城市人口要增加,城市用水需求也就必然增長(zhǎng),城市的供水、節(jié)水和水污染防治工作將面臨十分嚴(yán)峻的形勢(shì)。水危機(jī)及其衍生的水質(zhì)與生態(tài)問(wèn)題不僅將束縛和制約我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展第三步戰(zhàn)略目標(biāo)的實(shí)現(xiàn),而且有可能引發(fā)重大的社會(huì)和政治危機(jī),進(jìn)而影響我國(guó)的國(guó)家安全格局。2000年國(guó)務(wù)院及時(shí)召開(kāi)了全國(guó)城市供水、節(jié)水和水污染防治工作會(huì)議,進(jìn)一步指出要從全局和戰(zhàn)略的高度,充分認(rèn)識(shí)我國(guó)水資源問(wèn)題的極端重要性和緊迫性,提出了"必須堅(jiān)持開(kāi)源節(jié)流并重、節(jié)流優(yōu)先、治污為本、科學(xué)開(kāi)源、綜合利用"的原則。這是對(duì)過(guò)去幾十年城市節(jié)約用水工作的總結(jié),也是我們今后發(fā)展城市供水,繼續(xù)做好城市節(jié)約用水工作,治理城市水污染所必需遵循的重要原則。在這一戰(zhàn)略的實(shí)施過(guò)程中,具有節(jié)水和治污雙重功能的城市污水再生利用將得到日益廣泛的關(guān)注。
2. 我國(guó)發(fā)展城市污水再生利用的技術(shù)經(jīng)濟(jì)可行性
20多年來(lái),國(guó)內(nèi)外的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明,城市污水的再生利用是開(kāi)源節(jié)流、減輕水體污染、改善生態(tài)環(huán)境、解決城市缺水的有效途徑之一,不僅技術(shù)可行,而且經(jīng)濟(jì)合理。城市污水的再生利用本身蘊(yùn)含著合理性和必然性。其合理性表現(xiàn)在,城市污水再生利用過(guò)程是水自然再生循環(huán)過(guò)程的模擬與強(qiáng)化。其必然性表現(xiàn)在,城市用水的嚴(yán)重緊缺和水資源可持續(xù)利用的客觀需求,要求人們將污水加以凈化處理和重新利用,以保證水資源的開(kāi)發(fā)利用能夠滿足社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的需求。
城市污水再生利用具有顯著的效益,我國(guó)水資源短缺,在缺水地區(qū)特別是城市、工業(yè)和人口比較集中的地區(qū),水資源已成為社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的嚴(yán)重制約因素。城市污水的再生利用既可解決污染問(wèn)題,又可使污水得到有效利用、緩解水資源短缺的緊張狀況,是個(gè)一舉兩得的措施,具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益,例如:降低給水處理和供水費(fèi)用;減少城市污水排放及相應(yīng)的排水工程投資與運(yùn)行費(fèi)用;改善生態(tài)與社會(huì)經(jīng)濟(jì)環(huán)境,促進(jìn)工業(yè)、旅游業(yè)、水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)、農(nóng)林牧業(yè)的發(fā)展;改善生存環(huán)境,促進(jìn)和保障人體健康,減少疾病特別是致癌、致畸、致基因突變危害;增加可供水量,促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展及避免缺水造成的損失。
進(jìn)入21世紀(jì),我國(guó)污水處理的總體發(fā)展趨勢(shì)為全面普及城市污水處理,大幅度提高工業(yè)廢水排放的達(dá)標(biāo)率和達(dá)標(biāo)水平,并大力推廣污水再生利用。建設(shè)部、國(guó)家環(huán)保總局、科技部于2000年頒布的"城市污水處理及污染防治技術(shù)政策"中,提倡各類規(guī)模的污水處理設(shè)施按照經(jīng)濟(jì)合理和衛(wèi)生安全的原則,實(shí)行污水再生利用,發(fā)展再生水在灌溉、綠地澆灌、城市雜用、生態(tài)恢復(fù)和工業(yè)冷卻等方面的利用。
近年來(lái),在中央及各級(jí)地方政府的有利推動(dòng)下,我國(guó)的城市污水處理正以前所未有的速度發(fā)展。據(jù)初步統(tǒng)計(jì),到2000年底,我國(guó)已建成城市污水處理廠427座,其中二級(jí)生化污水處理廠282座,污水生化處理總規(guī)模已達(dá)到1475萬(wàn)m3/d。目前在建的污水處理廠還有300余座。根據(jù)國(guó)務(wù)院2000年36號(hào)文,到2010年,所有設(shè)市城市的污水處理率應(yīng)不低于60%,預(yù)計(jì)未來(lái)5年內(nèi)我國(guó)城市污水處理設(shè)計(jì)規(guī)模將超過(guò)3000萬(wàn)m3/d,一方面大量的城市污水處理廠處理水可以作為再生水水源,另一方面一大批新建城市污水處理廠的功能目標(biāo)將由單一的達(dá)標(biāo)排放轉(zhuǎn)變?yōu)榘偕?、生態(tài)需求和達(dá)標(biāo)排放在內(nèi)的綜合目標(biāo),從而為城市污水的再生利用奠定了工程與水源基礎(chǔ),可達(dá)到的規(guī)模是顯而易見(jiàn)的。例如,淮河流域和海河流域城市污水處理"十五"計(jì)劃中,就提出了82項(xiàng)城市污水再生利用工程建設(shè)規(guī)劃清單。其中,山東省要求新規(guī)劃建設(shè)的城市污水處理廠,要同時(shí)設(shè)計(jì)、同時(shí)建設(shè)、同時(shí)運(yùn)行再生水設(shè)施。
3. 城市污水處理與再生利用的國(guó)內(nèi)外發(fā)展趨勢(shì)
世界上一些缺水國(guó)家把城市污水再生利用作為解決水資源短缺的重要戰(zhàn)略之一,在城市污水再生處理后用于農(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(bǔ)充地表水等方面的研究與工程應(yīng)用,已有較長(zhǎng)的歷史,不僅可以保護(hù)水環(huán)境,而且緩解需水和供水之間的矛盾,促進(jìn)水質(zhì)水量的再生循環(huán),取得了顯著的環(huán)境、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。
例如,美國(guó)的城市污水處理等級(jí)基本上都在二級(jí)以上,處理率達(dá)到100%。城市污水再生利用已經(jīng)從試驗(yàn)研究階段進(jìn)入生產(chǎn)應(yīng)用階段,再生水作為一種合法的替代水源,正在得到越來(lái)越廣泛的利用,成為城市水資源的重要組成部分,城市再生水利用設(shè)施的數(shù)量和規(guī)模增長(zhǎng)迅速。美國(guó)城市污水再生利用的主要用途包括農(nóng)作物灌溉、回灌地下水、景觀與生態(tài)環(huán)境用水以及工業(yè)用水。2000年,加利福尼亞州的污水再生利用量為8.64億m3,再生水水量占平水年份全州城市年用水總量的7%左右;再生水用水總量中,農(nóng)業(yè)灌溉約32%,回灌地下水27%,綠化灌溉17%,工業(yè)生產(chǎn)7%,補(bǔ)充地表徑流、營(yíng)造濕地和休閑娛樂(lè)水面等景觀生態(tài)用水約3%,屏蔽海水入侵約1%,其余13%用于城市公共建筑和居民家庭的多種非飲用用途,包括沖廁、洗車、街道清洗、建筑物的衛(wèi)生保潔、非食品和非飲食用具的洗滌等等。
以色列是嚴(yán)重缺水國(guó)家,為了緩和水資源短缺對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的制約作用,以色列政府采用了一系列措施推進(jìn)污水的再生利用,目前城市污水再生利用率已達(dá)90%,再生水主要用于農(nóng)業(yè)灌溉、回灌地下、工業(yè)冷卻用水等,在最南部地區(qū)甚至將它作為飲用水源。此外,俄羅斯、日本、西歐各國(guó)、印度、南非和納米比亞的污水再生利用事業(yè)也很普遍。
在水環(huán)境污染治理戰(zhàn)略目標(biāo)與技術(shù)路線方面,許多國(guó)家已經(jīng)進(jìn)行了重大調(diào)整,水污染治理的戰(zhàn)略目標(biāo)已經(jīng)由傳統(tǒng)意義上的“污水處理、達(dá)標(biāo)排放”轉(zhuǎn)變?yōu)橐运|(zhì)再生為核心的"水的循環(huán)再用",由單純的“污染控制”上升為“水生態(tài)的修復(fù)和恢復(fù)”。
水污染治理的戰(zhàn)略目標(biāo)調(diào)整使污水處理技術(shù)路線也發(fā)生了重大變革,關(guān)鍵性的轉(zhuǎn)變是由單項(xiàng)技術(shù)轉(zhuǎn)變?yōu)榧夹g(shù)集成。以往是以達(dá)標(biāo)排放為目的,針對(duì)某些污染物去除而開(kāi)發(fā)的工藝技術(shù),現(xiàn)在要調(diào)整到以水的綜合利用為目的,進(jìn)行技術(shù)的綜合、集成,以滿足所設(shè)定的水質(zhì)水量再生與資源化目標(biāo)。主要體現(xiàn)在以下兩個(gè)方面:一是城市污水處理廠普遍采用以除磷脫氮為重點(diǎn)的強(qiáng)化二級(jí)生物處理技術(shù)并增加三級(jí)處理流程,包括多種類型的過(guò)濾技術(shù)和現(xiàn)代消毒技術(shù),二是采用當(dāng)代高新技術(shù)如微濾膜過(guò)濾、反滲透、膜生物反應(yīng)器等,使處理后的再生水達(dá)到市政雜用、生活雜用、園林綠化、生態(tài)景觀、工業(yè)冷卻、回注地下水、發(fā)電廠鍋爐補(bǔ)給水等多種用途要求。
4. 我國(guó)城市污水再生利用的研究與工程建設(shè)概況
從20世紀(jì)80年代開(kāi)始,我國(guó)就開(kāi)始大力開(kāi)發(fā)城市污水再生利用技術(shù),從發(fā)展上給予了肯定和充分重視。目前的主要再生利用途徑包括灌溉用水、工業(yè)用水、市政用水、環(huán)境用水、娛樂(lè)和景觀用水、生活雜用水及其他用水等。
在城市污水再生與利用技術(shù)研究方面?quot;六五"期間建設(shè)部立項(xiàng),在青島進(jìn)行了污水回用中試研究,在大連開(kāi)展了小試研究;“七五”期間國(guó)家將“水污染防治及城市污水資源化”列為科技攻關(guān)項(xiàng)目,在天津等地開(kāi)展了各種污水處理工藝與回用途徑的研究與探索;“八五”期間,國(guó)家進(jìn)一步將“城市污水回用”列入攻關(guān)課題,并在大連、北京、天津、泰安、太原等城市開(kāi)展了城市污水回用于工業(yè)的研究和初步的工程實(shí)踐,提供了5套城市污水回用于不同回用途徑(工業(yè)冷卻與工藝過(guò)程、市政景觀、化學(xué)工業(yè)、鋼鐵工業(yè)和石化工業(yè))的成套工藝技術(shù),取得了一定的成果。污水再生利用中的水質(zhì)凈化、深度處理、水質(zhì)穩(wěn)定、管道設(shè)備防腐防垢、微生物污染等技術(shù)問(wèn)題在當(dāng)時(shí)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)水平上得到較全面的解決,一些城市建立了污水再生利用工程。與此同時(shí),許多城市,如北京、青島等對(duì)具有一定建設(shè)規(guī)模的辦公樓、賓館、飯店和生活小區(qū)等排放的污水的中水回用都進(jìn)行了明確規(guī)定,使建筑中水設(shè)施的建設(shè)得到了較快發(fā)展。最近幾年,一些單位還開(kāi)展了城市污水再生處理后地下回灌的研究。
目前,我國(guó)已經(jīng)有一大批城市正在實(shí)施城市污水再生利用工程或列入實(shí)施計(jì)劃,一些城市擬建、在建污水處理廠已同時(shí)對(duì)污水的再生利用工程進(jìn)行了考慮。例如,高碑店污水處理廠再生水利用工程于2001年3月實(shí)現(xiàn)全線貫通,成為我國(guó)最大的處理水資源化再利用項(xiàng)目。再生水將作為第二水源,服務(wù)于工業(yè)、園林、環(huán)衛(wèi)等行業(yè),每年將節(jié)約清潔水約1億m3。該再生水利用工程投資3.36億元,形成輸水能力47萬(wàn)m3/d,近期實(shí)現(xiàn)30萬(wàn)m3/d,其中每天有20萬(wàn)m3送往高碑店湖作為補(bǔ)充水,同時(shí)供北京市第一熱電廠冷卻用水。此外,每天有10萬(wàn)m3送往水源六廠,經(jīng)深度處理后,作為工業(yè)用水、園林綠化和市政雜用水。
天津市從2001年起加大城市污水再生利用的范圍和規(guī)模,計(jì)劃利用紀(jì)莊子污水處理廠二級(jí)出水再生回用的梅江居住區(qū)示范工程、靜??h農(nóng)業(yè)灌溉工程、陳塘莊熱電廠冷卻用水工程、衛(wèi)津河景觀綠化回用工程和利用東郊污水處理廠二級(jí)出水再生回用的程林苗圃工程、再生水沖洗車業(yè)等6項(xiàng)大型中水回用示范工程將陸續(xù)啟動(dòng)。正在實(shí)施的梅江小區(qū)中水工程每天可為小區(qū)提供1.2萬(wàn)m3的生活雜水。陳塘莊熱電廠冷卻用水工程擬建設(shè)8000m3/d的中水廠,對(duì)紀(jì)莊子污水處理廠出水進(jìn)行深度處理。衛(wèi)津河景觀綠化工程設(shè)計(jì)在衛(wèi)津河改造后注入紀(jì)莊子污水處理廠二級(jí)出水,沿岸建設(shè)中水站供高校及居民區(qū)生活雜用水。程林苗圃目前的綠化面積是96公頃,年用水量50萬(wàn)m3,將利用東郊污水處理廠二級(jí)出水,通過(guò)1萬(wàn)m3/d的中水廠由管道輸送至程林苗圃。
雖然我國(guó)在城市污水再生利用技術(shù)研究與工程實(shí)踐方面取得了一定的進(jìn)展,但總的來(lái)說(shuō),城市污水再生利用規(guī)模較小,二級(jí)處理出水的深度處理基本套用常規(guī)給水處理工藝,一般僅限于局部利用或處理廠內(nèi)部利用,與當(dāng)前城市污水再生利用的多元化需求極不相稱。城市污水再生利用技術(shù)、經(jīng)濟(jì)和產(chǎn)業(yè)政策的滯后,相關(guān)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)與工程技術(shù)規(guī)范體系的不完善,也限制了城市污水再生利用的發(fā)展。今后的總體發(fā)展將趨向于成熟工藝技術(shù)的集成應(yīng)用、工程建設(shè)與工程實(shí)施技術(shù)的開(kāi)發(fā)、用水對(duì)象及其水質(zhì)要求的研究、用水水質(zhì)的保障、用水用戶的開(kāi)發(fā)、大規(guī)模工程設(shè)施的建設(shè)與運(yùn)行,以及政策、法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)指南的研究編制。
展望今后更長(zhǎng)的時(shí)期,我國(guó)城市污水處理和污水再生利用必將有更大發(fā)展。從這個(gè)意義來(lái)說(shuō),我國(guó)的城市污水再生利用,目前還處于發(fā)展起步階段。
5. 我國(guó)城市污水再生利用的主要問(wèn)題與發(fā)展對(duì)策
5.1 重視城市污水再生利用的規(guī)劃與實(shí)施
目前我國(guó)尚未建立系統(tǒng)的城市污水再生利用規(guī)劃指標(biāo)體系。在城市建設(shè)總體規(guī)劃中,雖然均進(jìn)行了城市的供水及排水規(guī)劃,但在水資源的綜合利用方面缺乏統(tǒng)一的規(guī)劃,尤其是城市污水再生利用規(guī)劃。隨著城市污水處理設(shè)施建設(shè)的加快及污水再生利用工作的逐步開(kāi)展,沒(méi)有統(tǒng)一的規(guī)劃進(jìn)行協(xié)調(diào),勢(shì)必會(huì)造成重復(fù)建設(shè)和決策失誤。因此,城市污水再生利用應(yīng)納入城市總體規(guī)劃以及城市水資源合理分配與開(kāi)發(fā)利用計(jì)劃,在綜合平衡、科學(xué)論證基礎(chǔ)上,針對(duì)城市實(shí)際情況進(jìn)行總體規(guī)劃,確定其應(yīng)有的位置和作用。
我國(guó)城市污水再生利用規(guī)劃和實(shí)施工作具有面廣量大、復(fù)雜多樣的特點(diǎn),需要投入大量的資金和一定的先進(jìn)技術(shù),有必要逐步建立國(guó)家、地方、多元化用水戶、多渠道的投資體系,大幅度增加投入。但城市污水再生利用的規(guī)劃和實(shí)施要同時(shí)依照客觀需要、科學(xué)合理和實(shí)際可能的原則,不能盲目進(jìn)行。城市污水再生利用本身也是一項(xiàng)廣義上的重大節(jié)水措施,但不應(yīng)?quot;舍本求末"。進(jìn)行大規(guī)模城市污水再生利用的城市,必須同時(shí)做好節(jié)水工作,尤其首先做好非投資性或低投資性的節(jié)水減污工作。鼓勵(lì)嚴(yán)重缺水地區(qū)或城市開(kāi)展試點(diǎn),總結(jié)經(jīng)驗(yàn),然后在全國(guó)推廣。工程建設(shè)必須具備一定的條件和資金。
另一方面,我國(guó)城市污水中工業(yè)廢水約占40%~50%,比發(fā)達(dá)國(guó)家要高得多,相比之下,水質(zhì)可能更加惡劣,處理難度更大,這種情況在缺水城市更為突出。除非投入更高的處理費(fèi)用,否則同樣的處理流程并不能使凈化處理水達(dá)到理想的水質(zhì)。因此,在確定城市污水處理和再生利用的要求上必須體現(xiàn)自己的特點(diǎn),工程實(shí)施要考慮國(guó)情和實(shí)際條件。在城市污水再生利用的再生水質(zhì)、使用用途、處理程度、處理流程、輸水方式的選擇上,要綜合平衡、遠(yuǎn)近結(jié)合,既要滿足功能要求和用水水質(zhì)需求,又要因地制宜、經(jīng)濟(jì)合理。過(guò)高的目標(biāo)與要求,將可能適得其反,難于實(shí)現(xiàn)或者影響城市污水再生利用的推動(dòng)。
現(xiàn)階段受經(jīng)濟(jì)條件約束,城市污水的凈化處理程度不可能太高,供再生利用的二級(jí)出水和再生水一般只能滿足工農(nóng)業(yè)和市政的用水要求。應(yīng)根據(jù)這一特點(diǎn),合理安排再生水的使用,并采取相應(yīng)措施,保證使用安全。
5.2 強(qiáng)化城市污水處理與再生利用的協(xié)調(diào)發(fā)展
城市污水的收集與處理是城市污水再生利用的重要前提條件,目前我國(guó)的城市污水管網(wǎng)建設(shè)嚴(yán)重滯后于城市發(fā)展,二級(jí)生物處理率不到15%,影響了城市污水再生利用的潛力與規(guī)模。因此,強(qiáng)化城市污水管網(wǎng)與污水處理工程設(shè)施的建設(shè)是推動(dòng)城市污水再生利用的關(guān)鍵。
當(dāng)前我國(guó)城市污水處理工程建設(shè)處于大發(fā)展時(shí)期,但由于城市污水處理工程主要是以地方為主的項(xiàng)目,不少地方政府對(duì)污水再生利用的認(rèn)識(shí)還不到位,缺水優(yōu)先考慮的是調(diào)水。與此同時(shí),城市污水處理工程建設(shè)項(xiàng)目從可研、初步設(shè)計(jì)、施工及驗(yàn)收各個(gè)階段都沒(méi)有很好的手段來(lái)貫徹國(guó)家現(xiàn)有政策,城市污水處理廠的建設(shè)規(guī)模及工藝選擇往往是地方政府自主決定。由于許多中小城市缺乏建設(shè)污水處理廠的經(jīng)驗(yàn)以及少數(shù)國(guó)外投資者的錯(cuò)誤導(dǎo)向,污水處理工藝及設(shè)備的選擇往往不夠規(guī)范,有些污水處理工藝及設(shè)備并不適合我國(guó)國(guó)情,造成運(yùn)行管理和設(shè)備更新的困難,高價(jià)設(shè)備的大量進(jìn)口使污水處理工程投資居高不下,從而在一定程度上影響了城市污水處理與再生利用工作的開(kāi)展。
另一方面,我國(guó)絕大多數(shù)城市污水處理廠的規(guī)劃、設(shè)計(jì)與建設(shè)目標(biāo)是達(dá)標(biāo)排放,工藝選擇往往沒(méi)有考慮污水的大規(guī)模再生利用,因此今后城市污水處理廠的建設(shè),既要滿足區(qū)域水污染控制要求與相應(yīng)的排放標(biāo)準(zhǔn),也要與城市污水的再生利用需求與水質(zhì)要求密切協(xié)同,兩者相互促進(jìn)。城市污水的排放要求和再生要求應(yīng)是適當(dāng)、統(tǒng)一和相互協(xié)調(diào)的。在某些地區(qū),可以通過(guò)開(kāi)展城市污水再生利用工作來(lái)促進(jìn)城市污水收集與處理工程的建設(shè)與完善。
5.3 強(qiáng)化城市污水再生利用的技術(shù)研究與保障
我國(guó)城市污水再生利用事業(yè)的發(fā)展必須緊密依靠科技進(jìn)步,從始到終都要有新技術(shù)、高技術(shù)的保證和支持。目前我國(guó)城市污水再生利用技術(shù)發(fā)展和設(shè)備開(kāi)發(fā)難以滿足快速增長(zhǎng)的再生利用工程建設(shè)和運(yùn)行管理需求,今后城市污水再生利用的技術(shù)發(fā)展應(yīng)著重于已有技術(shù)的集成化、綜合整合、產(chǎn)業(yè)化和工程化,需要對(duì)已有技術(shù)不斷改進(jìn)和更新,加強(qiáng)新工藝、新流程、新技術(shù)和設(shè)備產(chǎn)品的研究、開(kāi)發(fā)和推廣應(yīng)用,并注重示范性工程的研究和建設(shè)。通過(guò)工程化和生產(chǎn)性測(cè)試,著重解決城市污水再生利用于農(nóng)業(yè)、生態(tài)、市政和工業(yè)中存在的水質(zhì)凈化技術(shù)、水質(zhì)穩(wěn)定技術(shù)、水質(zhì)保障技術(shù)、安全用水技術(shù)、工程技術(shù)、運(yùn)行管理技術(shù)和成套技術(shù)設(shè)備問(wèn)題。
5.4 健全城市污水再生利用法規(guī)政策與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)
城市污水再生利用需要健全的法制保障和全面統(tǒng)一管理,而在我國(guó)兩者都很薄弱。城市污水再生利用工作,單靠政府行為,沒(méi)有市場(chǎng)推動(dòng),必然動(dòng)力不足;單靠市場(chǎng)推動(dòng),沒(méi)有政府引導(dǎo),也必然難見(jiàn)成效。因此有必要充分考慮城市污水再生利用工作的特點(diǎn),既要靠市場(chǎng)推動(dòng),也要加強(qiáng)政府行為。強(qiáng)有力的政府推動(dòng)和切實(shí)有效的廣大用水戶的積極自覺(jué)行動(dòng)相結(jié)合,才可能促使我國(guó)的城市污水再生利用工作躍上一個(gè)新臺(tái)階。
我國(guó)的城市污水再生利用工程建設(shè)起步晚,工程設(shè)施設(shè)計(jì)、建設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范及相關(guān)的配套政策均不完善。城市污水再生利用目標(biāo)是多方面的,包括農(nóng)業(yè)生態(tài)、市政雜用、工業(yè)用水、生活雜用及補(bǔ)充地下水等,每個(gè)目標(biāo)對(duì)水質(zhì)的要求不同,編制出臺(tái)不同用水目標(biāo)的再生水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)是進(jìn)行城市污水再生利用的重要前提。
因此,我們要重視城市污水再生利用政策、法規(guī)和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的研究和配套,并在實(shí)踐中驗(yàn)證,隨時(shí)修訂和改進(jìn),并開(kāi)展相應(yīng)的管理體制研究。制訂鼓勵(lì)城市污水再生利用工程建設(shè)與運(yùn)營(yíng)的管理政策和經(jīng)濟(jì)政策,采取行之有效的鼓勵(lì)政策和行政管理手段,促進(jìn)工、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)部門和市政用水部門積極使用再生水。在城市污水再生利用工程的可行性研究、立項(xiàng)、設(shè)計(jì)、建設(shè)或改造中,要建立相應(yīng)的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn),改革管理體制和服務(wù)體系,保障每一個(gè)再生水使用單位,在衛(wèi)生安全、生產(chǎn)過(guò)程、產(chǎn)品質(zhì)量籌方面,享有免受不良影響的基本權(quán)益。
5.5 通過(guò)經(jīng)濟(jì)政策推進(jìn)城市污水再生利用及市場(chǎng)化運(yùn)營(yíng)
當(dāng)前我國(guó)城市節(jié)水治污工作還沒(méi)有形成一套適應(yīng)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行模式,水價(jià)太低依然是主要原因之一。許多節(jié)水治污工程,包括城市污水再生利用工程,直接經(jīng)濟(jì)效益有限,更多地體現(xiàn)在社會(huì)效益、環(huán)境生態(tài)效益和緩解水資源供需矛盾上,而國(guó)家又缺乏優(yōu)惠發(fā)展政策。這些原因的存在,致使許多用水戶節(jié)水減污積極性不高,節(jié)水減污(尤其是污水再生利用)并沒(méi)有真正變成企業(yè)、用水戶的自發(fā)與自覺(jué)行動(dòng),處于比較被動(dòng)的狀態(tài)。一部分決策人員缺乏對(duì)水資源緊缺、資源寶貴的認(rèn)識(shí),節(jié)水意識(shí)較差。認(rèn)為自來(lái)水價(jià)格低廉,對(duì)生產(chǎn)成本影響不大,再生水再便宜,也剩不了多少錢。另一方面,欲用者顧慮重重,一怕使了再生水,丟了新鮮水的使用權(quán);二怕使上再生水后,供水無(wú)保證而影響生產(chǎn);三怕為使用再生水,還要投資進(jìn)行供水系統(tǒng)改造,經(jīng)濟(jì)上不合算。
良好的經(jīng)濟(jì)引導(dǎo)力往往大于政策法規(guī)的約束和感召力,因此,國(guó)家及城市有關(guān)管理部門有必要積極推動(dòng)現(xiàn)行水價(jià)政策的改革,建立合理的用水價(jià)格體系以及污水處理與再生利用價(jià)格體系,制定供水、污水處理和再生利用的成本核定導(dǎo)則或辦法,科學(xué)合理地核定成本,改變水價(jià)過(guò)低的不利影響和由此造成的不合理局面,以此增強(qiáng)全社會(huì)的節(jié)水減污意識(shí),引導(dǎo)用水單位積極利用再生水資源,促進(jìn)水資源的合理開(kāi)發(fā)利用。要實(shí)行“按(水)質(zhì)定價(jià)”,將各種水源的供水價(jià)格差距拉開(kāi),尤其是再生水與自來(lái)水之間應(yīng)有較大的價(jià)差,使水資源的利用趨向結(jié)構(gòu)合理。
另一方面,城市再生水用水者的權(quán)益必須得到保障,再生水使用單位與供水部門(再生水廠或再生水供水公司〕以合同或協(xié)議的形式,就再生水供給的水質(zhì)、水量、水壓及其穩(wěn)定性;供水事故的應(yīng)急處理和損失賠償責(zé)任;再生水的計(jì)量、收費(fèi)與使用保證等具體使用事項(xiàng),作出明確的保證和規(guī)定,以增強(qiáng)用戶的使用信心。同時(shí)保留再生水使用單位的新鮮水使用權(quán)。保留被替代的用水設(shè)施和保留供水指標(biāo)。在再生水因故不能保證使用時(shí),可恢復(fù)原先的水源使用,以解除再生水使用單位用水的后顧之憂。但無(wú)故隨意使用備用水,應(yīng)給予處罰。
5.6 加強(qiáng)城市污水再生利用的宣傳教育轉(zhuǎn)變用水觀念
正確觀念的形成要依靠宣傳和教育,我們要利用各種宣傳形式,向人民群眾和再生水使用單位普及城市污水再生利用的科學(xué)知識(shí),幫助人們克服污水再生利用的心理障礙和對(duì)使用再生水的不信任感。我們要高度重視城市污水再生利用示范工程,進(jìn)行"眼見(jiàn)為實(shí)"的宣傳教育。城市污水處理廠或再生水廠應(yīng)率先試用示范工程出水,向社會(huì)提供再生水利用的實(shí)際樣板。
6. “十五”期間城市污水再生利用工作重點(diǎn)
總體上來(lái)說(shuō),我國(guó)城市污水再生利用工作尚處于起步階段,城市污水再生利用率和工程建設(shè)規(guī)模與我國(guó)水資源短缺的嚴(yán)峻形勢(shì)極不相稱。城市污水的再生利用尚未引起社會(huì)各界足夠的重視;尚缺乏相應(yīng)的產(chǎn)業(yè)、技術(shù)和經(jīng)濟(jì)政策,以提供強(qiáng)有力的引導(dǎo)與支持;尚缺乏相應(yīng)的水質(zhì)準(zhǔn)則(標(biāo)準(zhǔn))、工程設(shè)計(jì)準(zhǔn)則(規(guī)范)和安全評(píng)價(jià)體系,以提供系統(tǒng)化的技術(shù)指導(dǎo)和規(guī)范化的技術(shù)質(zhì)量保障;尚缺乏足夠的高效低耗城市污水再生利用技術(shù)與設(shè)備,以滿足不同地區(qū)、不同用水途徑的技術(shù)設(shè)備選擇和工程建設(shè)需求;尚缺乏足夠的城市污水再生利用技術(shù)與設(shè)備的工程研究力度,以實(shí)現(xiàn)工藝技術(shù)與設(shè)備產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)化、工程化。為此?quot;十五"期間建設(shè)部將重點(diǎn)開(kāi)展下列工作。
6.1 組織城市污水再生利用發(fā)展規(guī)劃的研究和制訂
開(kāi)展城市污水再生利用規(guī)劃的基礎(chǔ)研究工作,以城市水系統(tǒng)良性循環(huán)為核心,重點(diǎn)研究城市污水再生利用的戰(zhàn)略對(duì)策、基本原則、總體目標(biāo)和規(guī)劃模式,建立城市污水處理與再生水利用的綜合規(guī)劃概念與模式,選擇典型缺水城市作為實(shí)例研究對(duì)象,對(duì)城市用水、污水處理、污水再生和再生水利用等進(jìn)行統(tǒng)籌規(guī)劃研究。
會(huì)同國(guó)家有關(guān)部門和省市,組織城市污水再生利用規(guī)劃的研究和制訂工作,以目前南水北調(diào)工程、三峽庫(kù)區(qū)、"三河三湖"流域城市及全國(guó)己建、在建及擬建城市污水處理工程的城市為主,在協(xié)調(diào)各相關(guān)規(guī)劃、計(jì)劃的基礎(chǔ)上,開(kāi)展城市污水再生利用發(fā)展及工程建設(shè)規(guī)劃的研究與編制工作,提出規(guī)劃的目標(biāo)及期限。同時(shí),要求北方及西部缺水地區(qū)城市編制城市的污水再生利用規(guī)劃。同時(shí)根據(jù)國(guó)內(nèi)外城市污水再生利用技術(shù)發(fā)展情況,提出適合我國(guó)國(guó)情的城市污水再生利用技術(shù)發(fā)展規(guī)劃。與國(guó)家計(jì)委協(xié)調(diào),爭(zhēng)取納入國(guó)民經(jīng)濟(jì)與社會(huì)發(fā)展計(jì)劃,作為解決我國(guó)水資源不足,促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展的一項(xiàng)重大戰(zhàn)略措施未加以落實(shí)。
6.2 開(kāi)展城市污水再生利用法規(guī)政策的研究和制訂
在國(guó)務(wù)院科技主管部門的支持下,組織相關(guān)單位和研究機(jī)構(gòu),加強(qiáng)城市污水再生利用技術(shù)、經(jīng)濟(jì)和產(chǎn)業(yè)政策的基礎(chǔ)性研究。通過(guò)典型城市用水單元調(diào)查、關(guān)鍵數(shù)據(jù)收集和監(jiān)測(cè),提出體現(xiàn)城市水環(huán)境和水循環(huán)理念的城市用水優(yōu)化水量平衡模式。通過(guò)國(guó)內(nèi)外調(diào)研、工程測(cè)試和技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析,研究適合我國(guó)實(shí)際情況與需求的典型城市污水再生利用技術(shù)路線,以及相應(yīng)的再生處理工藝與相關(guān)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。同時(shí)從產(chǎn)業(yè)推動(dòng)、經(jīng)濟(jì)激勵(lì)、收費(fèi)制度、權(quán)益保障、市場(chǎng)化運(yùn)營(yíng)、規(guī)范化管理和服務(wù)體系等方面開(kāi)展城市污水再生利用政策體系的綜合性研究。
與國(guó)務(wù)院有關(guān)部門協(xié)調(diào),完善并出臺(tái)城市排水條例等相關(guān)法規(guī),制定有關(guān)城市污水再生利用設(shè)施管理、污水處理與再生水收費(fèi)、再生水水質(zhì)監(jiān)督管理等方面的管理文件,制訂出適合我國(guó)具體實(shí)際的具有指導(dǎo)性的城市污水再生利用技術(shù)政策和產(chǎn)業(yè)政策,以切實(shí)引導(dǎo)和扶持城市污水再生利用事業(yè)的發(fā)展。
6.3 開(kāi)展城市污水再生利用的標(biāo)準(zhǔn)與準(zhǔn)則的研究和制訂
在國(guó)務(wù)院科技行政主管部門的支持下,組織開(kāi)展城市污水再生水水質(zhì)指標(biāo)體系及準(zhǔn)則、工程設(shè)計(jì)參數(shù)體系及準(zhǔn)則的系統(tǒng)研究,分析研究再生水相關(guān)水質(zhì)參數(shù)與用水功能的相互關(guān)系,研究評(píng)價(jià)再生水用水安全保障的水質(zhì)指標(biāo)體系及必要措施,確定滿足功能要求的再生水水質(zhì)理化指標(biāo)體系和安全評(píng)價(jià)指標(biāo)體系,以及相應(yīng)的配套水質(zhì)檢測(cè)方法和控制措施。
針對(duì)生活雜用、市政雜用、工業(yè)冷卻、地下水補(bǔ)給等再生水不同用途,考慮我國(guó)城市污水處理技術(shù)水平和經(jīng)濟(jì)承受能力,制訂城市污水再生水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。在國(guó)內(nèi)外綜合調(diào)查與分析總結(jié)基礎(chǔ)上,結(jié)合試點(diǎn)工程與示范工程研究,進(jìn)行相關(guān)工藝技術(shù)路線及技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的系統(tǒng)評(píng)價(jià),提出我國(guó)城市污水再生利用的技術(shù)設(shè)計(jì)與管理準(zhǔn)則,制訂城市污水再生利用工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)(包括設(shè)計(jì)、施工及驗(yàn)收規(guī)范等),指導(dǎo)和規(guī)范城市污水再生利用的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、建設(shè)和運(yùn)行管理。
6.4 開(kāi)展城市污水再生利用關(guān)鍵技術(shù)的研究與工程示范
在國(guó)家計(jì)委、科技部等部門的支持下,加強(qiáng)城市污水再生利用成套技術(shù)設(shè)備的研究開(kāi)發(fā)、產(chǎn)業(yè)化和工程化,實(shí)施示范工程,為城市污水再生利用提供全面的技術(shù)引導(dǎo)和支撐,從而推動(dòng)全國(guó)城市污水再生利用事業(yè)的迅速發(fā)展。
針對(duì)生活雜用、市政雜用、工業(yè)冷卻等不同用水途徑,以城市污水或二級(jí)處理出水為水源,以高效除磷脫氮、膜-生物反應(yīng)器、微濾膜、反滲透、化學(xué)絮凝、沉淀過(guò)濾、生物過(guò)濾、電聚浮等單元技術(shù)為核心,通過(guò)不同組合方式,將現(xiàn)有的成熟技術(shù)最大程度整合,集中突破技術(shù)整合過(guò)程中的技術(shù)難點(diǎn)和關(guān)鍵技術(shù),研究開(kāi)發(fā)分別或同時(shí)滿足生活雜用、市政雜用、工業(yè)冷卻水質(zhì)要求的城市污水再生利用工藝技術(shù)及配套設(shè)備。
經(jīng)過(guò)認(rèn)真的技術(shù)分析比較,在全國(guó)選擇典型城市、新建小區(qū)及公共建筑,建立10個(gè)左右具有區(qū)域代表性、技術(shù)先進(jìn)性、多種用水方式和一定規(guī)模的城市污水再生利用示范工程。選擇的區(qū)域主要包括南水北調(diào)工程沿線城市、"三河三湖"流域城市、北方缺水城市及沿海城市。通過(guò)示范工程,探索適合我國(guó)國(guó)情的城市污水再生利用技術(shù)路線、工程建設(shè)與管理政策,以及相關(guān)的工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)。
7. 結(jié)束語(yǔ)
隨著我國(guó)各級(jí)政府對(duì)城市污水再生利用工作的重視和有關(guān)部門加大對(duì)城市污水再生利用工程項(xiàng)目的支持力度,以及政策、資金和技術(shù)等問(wèn)題的逐步解決,城市污水再生利用將得到推廣和應(yīng)用。可以預(yù)見(jiàn),在未來(lái)的數(shù)年內(nèi),城市污水再生利用工程以及相應(yīng)的管網(wǎng)規(guī)劃和建設(shè),將成為城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的重要內(nèi)容之一。
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