中水回用規劃及有效實施的幾點問題探討
一、前言
我國是世界上最缺水的國家之一。雖然淡水資源總量為28000億立方米,占全球水資源的6%,居世界第6位,但人均占有淡水量只有2300立方米,僅居第121位,為世界平均水平的1/4。特別是近些年隨著經濟建設的持續發展,目前我國的缺水狀況更加突出,全國670多個城市就有400多個缺水,其中有108個嚴重缺水,有100多個縣級以上城市被迫限時限量供水,情況十分嚴峻。可謂是:缺水全面告急 :北方資源性缺水!南方水質性缺水(有的城市正在變為資源性缺水)!中西部工程性缺水!
由于時空分布不均,我國北方城市大多干旱少雨,屬于資源性缺水,從20世紀70年代以來就開始鬧水荒;南方城市降雨量充沛,河湖眾多,水資源豐富, 但自上世紀80年代以來,隨著珠三角、長三角地區經濟的快速發展,工業生產規模擴張,常住人口增長,相應的環保體系沒有及時跟上,污水量急劇增加,湖、河污染嚴重,影響了水資源的有效性,造成有水不能用,致使南方城市水質型缺水,并且情勢越來越嚴重。無論是情愿還是不情愿,缺水,這一讓水鄉人感到無比陌生和尷尬的事實已經真實地擺在了人們的面前。杭嘉湖平原、寧紹平原、蘇錫常平原等歷史上的天府澤國,目前基本上都處于不同程度的缺水狀態,一些地區出現了水鄉無水喝的尷尬局面,水資源危機給江南水鄉社會經濟的發展帶來了嚴峻的挑戰……
然而,我國又是世界上用水量最多的國家(嚴肅地說就是水資源嚴重浪費的國家)。僅2002年,全國淡水取用量達到5497億立方米,大約占世界年取用量的13%,是美國1995年淡水供應量4700億立方米的約1.2倍。無論是按單位國內生產總值還是按人均耗水量衡量,均高于發達國家和世界平均水平。以廣東為例,每萬元本地生產總值(GDP)用水量約為400立方米,相當于世界平均水平的2.3倍,是美國的4.6倍。
更為令人擔憂的是:在經濟利益的驅動下,一些人們在隨心所欲的超量開發、浪費水資源的同時,還無節制地污染水源,如工業廢水等“偷排”現象屢屢發生。目前除偏遠地區外,全國大部分的江河湖泊和部分地下水資源都不同程度受到污染,致使水體自凈能力衰退,甚至變成“死”河、“死”湖。全國近90%的城鎮飲用水源受到不同程度污染,對國民經濟發展和人民群眾的生存環境已經帶來了嚴重影響和直接威脅。
國家頒布的《中華人民共和國水法》和《中華人民共和國水污染防治法》指出了我國水資源保護和合理利用的方針、政策。城市污水作為水資源合理開發和再生利用是緩解水資源緊缺、減少污染的有效途徑和切實可行的措施。
眾所周知:水是維系經濟和生態系統的最關鍵要素。水是有限的,可以枯竭的,不能替代的。國際上,日本、南非、以色列、美國、澳大利亞、俄羅斯等國早已開展污水經處理后回用的工作。我國對城市污水處理與利用的研究,早在“六五”期間就列入國家科研課題,20世紀60年代關于污水灌溉的研究已達到一定的水平,70年代中期進行了以回用為目的城市污水深度處理小試,80年代初的青島、大連、太原、北京、天津、西安等缺水大城市相繼開展了污水回用于工業和民用的試驗研究,其中有些城市已修建了回用試點工程并取得了積極的成果,一些公共建筑亦建設了中水回用裝置等。盡管在應用過程中也暴露出一些問題,但畢竟已經邁出了關鍵性的一步。
但是,相比之下,南方城市的中水回用工作卻進展遲緩,究其原因,既有經濟上的客觀因素,又有許多管理和意識方面的主觀因素;既有全國性的普遍問題,又有地方性的具體問題。但不管如何,面對日益嚴重的水質污染和優質水資源的緊缺,面對地方經濟發展與環境保護和人民群眾身心健康的巨大矛盾,唯一的選擇就是立即行動起來,積極促進中水回用工作的有效開展。應認識到搞中水回用、建立多種形式的中水道系統不僅是解決我國水資源緊缺和水環境保護問題的有效途徑,更是實現經濟可持續發展的戰略需要。
二、中水的定義及主要用途
所謂中水,主要是指生活污水、工業廢水、雨水等城市污水經二級處理后,根據不同用途和要求,再經過適當處理,如混凝、沉淀、過濾、消毒、或利用膜分離技術、或臭氧氧化、或活性炭吸附等深度處理工藝,從而得到的水稱為中水,又叫再生水。
在城市生活、生產用水中,約有40%~50%的水是與人們生活緊密接觸的,例如洗浴、飲用等,這些方面對水質要求很高,不能被中水替代;還有多達50%~60%的水是用在工業用水、農業灌溉、環衛用水、沖洗地面和綠化用水等方面,其中部分對水質要求不高,若采用適當的處理工藝,其中水不僅在水質上可以滿足其用水標準,而且將節約大量的新鮮水源,大大減小排污量,進一步削減排放到自然水域的污染物負荷,有利于環境保護,促進經濟可持續發展。
目前我國的中水回用對象主要分為市政雜用水和工業用水。市政雜用水包括公園綠化及河湖景觀用水、城市綠化用水、道路路面噴灑用水等,綠地用水可按1 ~3L/(d·m2)計算,道路噴灑水量與每天噴灑的次數有關, 1m3回用水可噴灑約2500m2道路面積(以噴灑一次計)。工業用水重點是回用至熱電廠和化工廠等工業企業的冷卻用水以及城市污水處理廠內部的雜用水(如可用于污泥脫水沖洗濾布、噴灌綠地、沖洗路面及洗車用水等)。城市的居住小區及公共建筑集中區也可建立建筑中水系統,用于沖洗廁所等。
三、中水回用規劃設計及實施要點
在“十一五”的初步計劃安排中,國家要求建立節水型城市,城市污水處理量的10%~20%作進一步處理后回用,建立和完善中水道。從全國來講,每天將有數百萬乃至上千萬立方米的中水要回用,這是一個很大的數目,需要統籌安排,因此積極做好城市的中水回用規劃就顯得尤為必要。
目前,除北京、天津等北方大城市已作了中水回用規劃的基本工作外,其它城市,特別是南方城市,有的尚在醞釀,有的還沒有考慮。
因此,為了推動國家節水型城市近期和遠期的中水回用規劃工作的有效開展,筆者結合自身工作實際,提出以下幾點看法,供大家共同研究探討。
首先從規劃的技術原則考慮,有以下幾個方面:
(一)要科學地做好城市的中水回用規劃,必須堅持要因地制宜,總體規劃,分步實施的原則。
不同地區,應結合當地用水的實際情況和城市總體規劃及國民經濟發展規劃,建立區域用水的綜合規劃,在規劃范圍內對水源、供水、污水處理、中水回用、工業用水、農業用水等進行統籌規劃,制定出城市可持續發展的用水規劃。然后在城市總體規劃和水資源規劃的指導下,制定中水回用近、遠期規劃,科學安排城市各類水源的供水次序和用戶用水次序,合理確定中水回用的近遠期比例。
(二)要堅持集中和分散相結合、技術可行與經濟適用相結合的原則,統籌制定中水回用的近期和中長期規劃。
對城市建成區,按照自然排水區和主要匯水區的分布及受納水體(尾水排放口水域)的環境容量要求、現狀污水處理廠的數量、規模;同時,要結合近期有利用中水意向的用戶及遠期規劃潛在中水用戶的位置、水量、水質要求等,規劃中水回用的使用區域。為了節約資金,減少先期投入提高效益,應堅持集中和分散相結合、技術可行與經濟適用相結合的原則。首先要以城市污水處理廠及近期中水回用大戶為源頭,形成區域性的城市中水回用系統,今后通過各系統的聯通逐步提高中水的供應能力,最終形成全市范圍內的中水供應網絡。對于不適宜進行中水集中處理的地方,要靈活、簡便、有效地進行分散處理,就近回用。
對于新建開發區及新建居住區和集中公共建筑區,在編制總體規劃及各項市政專業規劃時,要同時編制中水回用規劃。在編制城市道路市政管線規劃時,要考慮預留中水回用管道的位置。中水回用管線與道路和其它市政管線同步實施,避免后期下管要破壞路面,增加投資,甚至有可能管位不保。雖然這樣可能先期占用一部分資金,但比起后期現用再下管來說要節省很多,同時為中水回用創造了先決條件。
(三)應細致做好中水回用規劃的前期工作。
首先是對城市現狀資料調查,包括確定用戶類型,對規劃城市及周邊地區近期有利用中水(再生水)水意向的用戶及全部潛在用戶進行詳細調查(包括企業分布位置(在現狀街區圖上標注出來)、企業生產性質、現狀及遠期發展規模、用水量情況、用水性質(對水質的要求));對城市現有水源、供水廠、污水廠的數量、分布、規模、處理工藝、及進、出水水質資料的調查;對規劃城市的現狀分類水價(居民、服務業、工業用水等)及取水水資源費(元/m3)、基本電費(電增容費)、電度電費等的調查;對規劃區域內主要河道、湖泊的流量、水質及水域功能情況調查等。
其次是對城市規劃資料的收集,包括規劃區域及周邊地區的總體規劃及相關專業規劃(給水規劃、排水規劃、水資源規劃及環境保護規劃等)(包括圖紙及文本說明)等。
(四)依據調查整理的現狀及規劃資料,認真測算近、遠期供用水量平衡,并依據主要大用戶的分布位置,經過技術經濟比較,選擇集中處理還是分散處理,確定相對合理的近、遠期中水回用規模及管網系統規劃,確定實用可靠的處理工藝,有效控制中水生產及銷售成本。
其次從中水回用規劃如何能有效實施措施方面考慮:政府應加大宣傳及相關政策調整力度,并制定適度的扶植政策,因為,目前除業內人士外,大多數群眾(特別是南方)對節約用水和中水回用的認知還遠遠不夠,光靠投資商、市場行為和用戶自覺,中水回用規劃最終會變成一紙空文,難以實施。具體說來,主要有以下幾個方面措施:
(一)制定合理的水價體系
水價構成不完整、各種用水的比價關系不科學是造成中水回用進展緩慢的主要原因。在市場經濟條件下,價格是調節和引導人們消費行為的有力手段。如蘇州市水資源費僅為0.15元/m3,而處理中水,成本就要至少1~2元/m3,并且工業用水與居民用水價格相差較少,并沒有充分體現水作為一種商品在市場中的價值,不利于水資源的可持續利用。只有當中水水價低于地表水、地下水的價格一定的幅度,低于自來水水價較大幅度,使公眾特別是工業用水大戶感到使用中水“有利可圖”,具有經濟上的優先性時,中水水價的價格杠桿才能發揮作用,才能引導合理的用水消費,促進中水的推廣應用。
因此,加快水價體系改革勢在必行。制定合理的地表水、地下水、自來水、中水、污水處理費之間的比價關系,重點拉大工業用水中中水與地表水、地下水以及自來水之間的價格差,真正做到優水優用,提高水資源的利用效率,依靠價格手段推動中水利用市場的形成,進而促進中水回用的產業化發展,達到節約用水的目的。
當然,合理水價體系的建立并不是朝夕之功,需要綜合考慮政治、社會、經濟、心理等多種因素,需要一定的過渡時間,分步逐漸地進行調整(特別是江南城市,大多數人從小就生活在江南水鄉,隨處可見小橋流水,如何理解水資源緊缺?如何能馬上接受使用中水呢?)。在科學水價體系沒有完全建立之前,中水水價就不能按照市場化原則制定,此階段政府可以通過補貼、專項資金、優惠政策等措施對中水處理的企業和用水單位進行扶持。
再者,對于城市中水集中處理廠,按照城市環境的要求和水資源可持續利用的要求,有一部分中水處理后需要排放到Ⅳ類水體或回灌到地下,產生社會效益和環境效益,這部分處理費用必須由政府承擔,而不能從用戶中獲得成本補償。
(二)要有相對完善的法制法規體系作保障
缺乏配套的政策法規是阻礙中水回用發展的另一重要因素。以蘇州市為例,目前還沒有一部關于中水回用方面的法律或法規,來明確中水的應用范圍、使用中水與其它水(如湖、河水、地下水)的關系、不按要求使用中水應受到的懲罰等相關內容,從而使中水回用缺乏法律強制性條款作為保障。如果僅僅依靠節水部門、和環保部門的一些規章制度來規范,在執行力度上遠遠不夠。特別是對城市供水影響舉足輕重的工業用水大戶,在目前的水價體系下,會千方百計抵制。
實踐證明,城市中水回用事業的發展需要國家和地方強制性法律法規的支持和約束。可以通過人大立法,頒布“中水回用法”或“節水法”,從立法和執法的角度促進污水的資源化。
具體的內容應該包括:新建項目凡是能夠使用中水的應同步規劃、審批設計和施工;節水部門在核定用水指標時,應扣除可用中水的替代水量,以保證中水工程的推廣,達到節約新鮮水源的目的;已建中水設施的單位,要確保其正常運行;要加強中水設施設計、施工和運行過程的監督和管理,要對中水出水水質的監測定期化、制度化;時機成熟時,要求城市草地樹木澆灌等綠化用水、建筑施工及道路壓塵等環境用水、汽車沖洗等用水只允許使用中水。
(三)明確中水回用技術規范體系執行標準,逐步完善各類用途的中水回用標準
2003年,國家頒布了污水再生利用的系列標準(即中水回用的技術標準),主要有:《城市污水再生利用-分類》(GB/T18919-2002)、《城市污水再生利用-城市雜用水水質標準》(GB/T18920-2002)、《城市污水再生利用-景觀環境用水標準》(GB/T18921-2002)、《城市污水再生利用工程設計規范》(GB50335-2002)(含工業用水水質標準)、《城市污水再生利用-分類》(GB/T18919-2002)、《建筑中水設計規范》(GB50336-2002)。
上述技術法規,規范了中水回用的設計規劃和管理工作,也提供了再生水不同用途的國家水質標準,為中水回用工作提供了權威性依據。但在此之前,中水回用的水質標準尚不完善,時逢2000年我國遭到百年不遇的大旱,幾百座城市出現水荒,國家各部門都想積極推進中水回用,以緩解我國水資源短缺局面,在此背景下,2002年國家環保局在起草《城鎮污水處理廠污染物排放標準》(GB18918-2002)時,為促進城鎮污水處理廠出水的再生利用,在國家尚未頒布污水再生利用標準之前,為中水回用搭建了一個水質平臺,故在本屬于排放標準中加了一項“一級A”,倡導污水處理廠提高處理水質,盡可能使出水能夠回用。2003年國家的中水回用(污水再生利用)系列標準出臺后,出現前后兩套標準數值不完全一致的矛盾,國家原則上鼓勵處理水質標準適度超前,但當中水回用的設計、建設單位在發生執行矛盾時,應執行2003年國家頒布的污水再生利用系列標準。
同時要進一步加強中水回用于地下的可行性研究,盡早制定出適合的中水回灌的技術標準;因為,以長三角地區為例,為了應對水質型缺水的困境,在長三角(長江以南)10萬平方千米的范圍內,因為長期超采地下水,引起了區域性地面沉降與地裂縫等地質災害。由蘇、滬、浙三省市地質礦產調查部門歷時5年完成的《長江三角洲地區地下水資源與地質災害調查評價》報告指出,長三角地區1/3范圍內累計沉降已超200毫米,面積近1萬平方千米,其中上海市區、江蘇蘇錫常地區、浙江杭嘉湖等地已經形成三個區域性沉降中心,最大累計沉降量分別達到2.63、1.08、0.82米,形成了三個大“漏斗”,并且地面沉降在長三角地區有連成一片的趨勢。蘇錫常地區因不均勻沉降,目前已發生22處地裂縫地質災害。長三角地區已成為中國發生地面沉降現象最具典型意義的地區之一。如果不考慮極值,依目前的沉降速度,到2050年,海平面將會上升40~70厘米,長三角很可能就此桑田變滄海。因此,盡早出臺中水回灌的技術標準,促進長三角地區乃至全國的中水回灌地下工作進程,具有積極的意義。
另外,還應及時制定中水回用工程的施工、驗收、運行管理技術規范等,確保中水產品的質量。加大質量管理和監督檢查力度,建立健全中水產品質量檢測網絡;逐步開展中水產品的第三方質量認證制度等。
(四)拓寬融資渠道,加大投入力度
中水回用工程的建設不能僅僅依靠政府的財政投入,單一的政府投資體制會嚴重制約中水產業的發展。要盡快建立起與市場接軌的多元化投資體制,借鑒國外如法國、芬蘭等一些歐洲國家的經驗,通過實施“誰污染、誰治理、誰用水、誰花錢”的以水養水政策,解決資金來源。要拓寬融資渠道,鼓勵和吸引社會資金和外資投向中水回用項目的建設和運營,實施基礎設施建設風險補償基金辦法等各種手段保證投資回報;積極爭取利用世界銀行等國際金融組織貸款等,積極探索發行建設債券等多種融資方式,加大對中水回用市場的資金投入。
(五)堅持政策導向,大力倡導使用中水
在城市中水回用初期,除了從法律法規方面進行強制推廣外,還應從政策方面予以扶植。如對自籌資金建設中水設施的企業,政府可優先提供一定的環保項目貸款,或給予財政貼息;減免中水生產企業的增值稅。所得稅及用水增容費等稅費,中水處理企業用電優惠;對于具體的中水回用項目減免相關的市政配套費,或無償提供土地使用權;使用中水的單位可酌情減免污水處理費,其新鮮水的水質和水量應優先得到保證;成立專項基金資助中水處理科研項目等。
(六)提高認識,加強宣傳
雖然“加強環境保護,防治水污染”已經逐漸深入人心,但是人們并沒有充分意以到水資源緊缺的嚴峻性,更沒有認識到進行中水回用、開辟第二水源是解決缺水城市用水矛盾的必經之路;在中水回用于生產、生活上還存在著顧慮和障礙,尤其是在家庭中推廣使用中水方面。因此要利用各種媒介,加大宣傳力度,提高中水回用的意識和覺悟,讓人們從行動上理解和支持中水事業的發展。
四、結束語
本文中的一些觀點,既是筆者本人作為一名水業工作者的切身感受,亦是業內多數同仁的共同之聲,今天重新歸納提起,意在“十一五”之初,國家大力倡導推動中水回用規劃、實施之時,盡自己的一份薄力,以促進中水回用規劃及實施工作的深入開展,造福子孫后代。
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