張雅玲　 邵輝煌　 方先金
(北京市市政工程設計研究總院，北京市西城區大帽胡同26號，100035 )

　　摘要 面對日益嚴峻的水資源短缺問題，全世界都在積極地探索新途徑以獲取足夠的淡水資源，其中污水回用是解決水資源短缺的重要措施之一。本文介紹了國內外污水回用的發展概況，并展望了國內外污水回用的發展方向。
　　關鍵詞 水資源 污水 污水回用

1 引言

　　水資源短缺是21世紀人類面臨的最為嚴峻的資源問題之一。全世界只有1/4人口飲用到合乎標準的清水，1/3人口得不到安全用水，缺水的形勢日趨嚴重。面對日益嚴峻的水資源短缺問題，全世界都在積極地探索新途徑以獲取足夠的淡水資源。跨流域調水、海水淡化、污水回用和雨水蓄用是目前普遍受到重視的開源措施，它們在一定程度上都能緩解水資源供需矛盾，然而污水回用經常被作為首選方案，很重要的原因在于污水就近可得，水量穩定，不會發生與鄰相爭，不受氣候的影響。

2 國外污水回用的發展狀況

　　許多缺水國家已經建立了污水回用工程，這些工程通常是將城市污水處理廠二級出水進一步處理后回用于農田灌溉、工業用水、市政雜用、地下回灌、飲用等。
　　下面選擇以色列、美國、日本等幾個比較典型的國家，介紹其污水回用的發展狀況，從而對世界范圍內污水回用的發展程度也就有了一個基本的了解。
　　·以色列
　　以色列位于地中海東岸，大部分為干旱和半干旱地帶，人口600多萬，水資源總量19.69億m³，人均水資源占有量300m³左右。1990年，全國取水量已達18~19億m³ ，由于開采量過大，導致地下水水位下降和水質惡化。為了解決水資源與用水需求之間的矛盾，采取了污水回用措施。處理過程為：城市污水的收集→傳輸到處理中心→處理→季節性儲存→輸到用戶→使用及安全處置。在回用方式上，包括小型社區的就地回用，中等規模城鎮和大城市的區域級回用。
　　·美國
　　美國的城鎮污水處理設施已經非常完善，城市二級污水處理廠已得到100%普及，城鎮污水回用已進入大規模生產應用階段，尤其是在氣候干旱的中西部地區。
　　2000年，加利福尼亞州的污水回用量8.64億m³，占污水處理總量的10%，占平水年全州城鎮年用水總量的7%左右。
　　佛羅里達州St.Petersburg城被認為是美國城市污水回用的先驅。該城三面環海，年降水量1400mm，其中50%集中在夏季，蒸發量很大（1000mm）；地勢平坦，無法建庫貯水，余下400mm的降水變成徑流匯入大西洋。該城建成了世界上最大的城市污水回用系統：將二級污水處理廠改造成三級處理廠，建成回用水管網，將凈化后的再生水用于工業冷卻、草地澆灌、建筑中水和消防，剩余的回用水通過深井注入地下含鹽水層。
　　佛羅里達州的圣彼得堡，是美國唯一完全實現污水循環的大城市，它利用了自己產生的全部污水，不向周圍河湖排放任何污水，這個城市有兩套配水系統，一套系統輸送新鮮淡水供飲用和家庭用水，另一套系統輸送中水用于灌溉公園、綠地、草坪以及清洗車輛等其它用水標準較低的地方。
　　美國污水回用最典型的城市是洛杉磯，當地水資源貧乏，歷來依靠外調水以滿足不斷增長的用水需求，由于昂貴的建設費用與環境壓力，擴建新水源異常困難，污水回用成為彌補水資源供需缺口的重要方法。
　　·日本
　　日本早在1962年開始回用污水，70年代初見規模。90年代初，日本在全國范圍內對污水回用的可行性進行了深入研究，在嚴重缺水地區大力推廣污水回用技術。在1991年日本的“造水計劃”中，明確將污水回用技術作為最主要的研究內容加以資助，開發了很多污水深度處理工藝，在新型脫氮除磷技術、膜分離技術、膜生物反應器技術等方面取得了很大進展，建立起以賴滬內海地區為首的許多“水再生工廠”。日本的污水回用對象主要有兩個：一是河道景觀用水，二是工業用水。
　　·突尼斯
　　突尼斯是北非發展污水回用最積極的國家，80年代初期，制定了污水回用政策。污水回用的主要對象是農業。為了提高回用率，突尼斯采用蓄水池或地下蓄水層對再生水進行貯存。
　　· 南非
　　南非的約翰內斯堡每天有9.4萬 m³飲用水來自再生水工廠，由于處理得當，沒有發生衛生問題。
　　·納米比亞
　　納米比亞的溫得霍克市將污水深度處理后，直接作為生活飲用水水源，水質達到世界衛生組織和美國環保局公布的標準。
　　·巴西
　　巴西在將城市污水回用于綠化、沖廁、沖洗道路、洗車等方面做了大量的研究和實踐。

3 國內污水回用的發展狀況

　　我國是一個水資源貧乏的國家，人均水資源占有量僅為世界平均水平的1/4。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。當前相當一部分城市水資源短缺。據統計，全國669個城市中，400個城市常年供水不足，其中110個城市嚴重缺水。
　　為了解決水資源短缺的問題，污水回用工作日益受到重視，國內許多城市的污水處理廠建設了回用處理設施。下面介紹北京、天津和太原等幾個比較有代表性的城市污水回用的發展狀況。
　　·北京市
　　北京的高碑店污水處理廠建成了我國最大的污水回用工程，回用規模為30萬m³/d，回用對象主要是河湖補水、城市綠化、噴灑道路和熱電廠冷卻用水。
　　·天津
　　天津紀莊子污水處理廠廠內回用工程規模2000m³/d，該廠采用A²/O工藝先進行脫氮脫磷處理，再經過纖維球濾料過濾、消毒，然后回用。
　　天津東郊污水處理廠回用工程將二級出水過濾、消毒后回用，規模7萬m³/d。
　　·長春市
　　長春市在建的兩個污水廠都考慮了污水回用。北郊污水廠回用規模10萬m³/d。西郊污水廠計劃一期回用5萬m³/d，二期回用10萬m³/d。
　　·大連市
　　大連市春柳河污水處理廠規模1萬m³/d的污水回用示范工程已運行十年，效果良好。新建的幾個污水廠都有深度處理設施，大部分二級處理后的水回用。
　　·青島市
　　青島市污水回用工作開展較早，海泊河污水廠已建成4萬m³/d的深度處理設施。
　　·太原
　　太原北郊污水處理廠向太鋼供水，年供水量為180萬m³，作為太鋼循環冷卻水的補充水。
　　太原化工集團公司水廠回用分廠利用太化南堰污水處理廠二級出水為水源，采用生物陶粒接觸氧化+混凝沉淀+過濾的深度處理工藝進行處理，出水供化工廠及化肥廠使用。

4 國內外污水回用的發展方向

　　從國內外污水回用的發展狀況來看，污水回用現已受到比較普遍的重視，許多缺水地區已經建立了一批技術可靠、管理科學、運行穩定的回用工程。就當前國內外的形勢來看，污水回用的發展方向可以總結出以下幾點：
　　（1）制定合理的、完善的回用水水質標準
　　對于污水回用，仍存在一些對人體健康和環境的不確定因素。由于對污水回用還沒有全面的科學依據，各國制定的回用水水質標準有較大差異。因此深入研究，制定合理的、完善的回用水水質標準，將大大推動污水回用的發展。
　　（2）發展高效價廉的污水回用處理技術
　　完善的污水回用處理技術是促進污水回用進一步發展的保證，目前，常用的污水回用處理方法有：1）固液分離：絮凝、沉淀和過濾；2）生物處理：好氧生物處理、氧化塘和消毒；3）深度處理：活性炭、空氣吹脫、離子交換、石灰處理、膜工藝和反滲透。
　　為了保證污水回用安全可靠，今后需重點研究的課題包括：
　　A.再生水中微生物、化學污染物和有機污染物特性的評估；
　　B.再生水中微量污染物的健康危險評估；
　　C.評估微生物特性的檢測技術；
　　D.研究如何提高污水中顆粒物質的去除率以提高消毒效率；
　　E.污水回用處理工藝的優化；
　　F.膜工藝的研究與應用；
　　G.土壤——蓄水層處理系統的可持續利用特性的評估；
　　H.再生水貯存系統對水質的影響。
　　（3）控制工業廢水處理達標后排放
　　不同生產部門的工業廢水性質不同，如含有難于生物降解的有機物、有毒有害的有機物或有毒有害的重金屬等。如果工業廢水未處理達標就排放到城市排水管道，輸送到城市污水處理廠后，不但給城市污水處理廠的運行帶來困難，而且限制了城市污水的回用。
　　有研究顯示，如果工業廢水得到有效的處理，則城市污水經二級或三級處理后，可以不受限制地用于農業灌溉；如果工業廢水沒有得到有效的預處理，由于潛在的食物鏈污染問題，城市污水回用于農業灌溉就受到限制。所以必須嚴格控制工業廢水中各種有毒有害污染物的濃度，以確保人體健康不受威脅。
　　（4）集中回用與分散回用相結合
　　集中回用是在城市污水處理廠內，建設深度處理設施，對二級出水進行深度處理后回用。分散回用是在距離污水處理廠較遠的居住區，建立獨立的小型污水回用處理廠，就地回用。與集中回用相比，分散回用可以節約輸送管線費用，但增加了污水處理設施和回用設施的投入，因此選擇集中還是分散的回用方式，主要取決于兩種回用方式的成本和效益的比較。　

5 結束語

　　污水回用發展到今天，人們已經認識到污水作為水源的重要意義。實際上，污水回用系統是通過工程工藝來模擬自然界的水循環。水循環系統中包括了有計劃的污水再生、循環和回用，這是社會進步、技術發展、對公共衛生危險認識提高的反映。由于污水、再生水和水回用之間的關系鏈得到了人們越來越正確的認識，越來越小的循環圈是可能的，這意味著污水回用有著廣闊的發展前景。

參考文獻

　　[1] 保護生態合理利用北京水資源，北京市環境保護局，2000.
　　[2] 聶梅生，美國污水回用技術調研分析，給水排水，Vol.27，No.9，2001.
　　[3] 周彤，污水回用是解決城市缺水的根本途徑，全國排水委員會第四屆第一次年會專題報告，2001.
　　[4] T. Aaon, A. D. Lenine. Wastewater reclamation, recycling and reuse: past, present, and future. In: A. Angelakis, T. Asano, E. Diamadopoulos, et al. Wastewater reclamation and reuse 1995. Oxford: Pergamon, 1995.
　　[5] J. Crook, R. Y. Surampalli. Water reclamation and reuse criteria in the U.S. In: A. Angelakis, T. Asano, E. Diamadopoulos, et al. Wastewater reclamation and reuse 1995. Oxford: Pergamon, 1995.

　　第一作者 張雅玲，女，工學碩士，畢業于哈爾濱工業大學市政環境工程學院；現于北京市市政工程設計研究總院從事水處理研究、設計工作。
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