一、城市缺水現狀及應對對策

　　我國人均水資源占有量只有2300m3，約為世界人均水量的1／4，在世界排110位，被聯合國列為13個貧水國家之一。加之降水量時空變化大，水資源分布極不均衡，水量時空上的巨大變化和差異，使水的供需矛盾更加尖銳。另外，我國地表水資源和地下水資源污染非常嚴重，進一步加劇了水資源的緊缺，使其所造成的影響愈顯突出。采煤、發電是山西省工業用水大戶，由于水源不足常因水短缺而限產和停產。太原市全市年人均占有水資源量為173m3，僅為全國人均水資源占有量的7．4％，根據聯合國規定的缺水標準，為極度缺水城市。在這種情況下，節水具有非常重要的意義。

　　解決城市缺水問題的唯一辦法是：“開源節流”。“開源”即：合理開發利用地下水、防治水污染提高水資源的可利用程度、擴大可利用水資源的范圍?各種類型低質水和海水利用，以及水的再利用；跨流域或地區調水 、提高供水工程系統的供水能力；“節流”即：利用新技術、經濟、行政、法制和宣傳教育等多種手段，杜絕水的浪費，提高水的有效利用率，節省或減少用水，限制需水量增長甚至削減需水量，使有限的水資源得以合理分配和利用。

二、城市污水資源化的經濟性和可靠性

　　城市污水資源化是將污水進行凈化處理后，進行直接或間接的回用，使之成為城市水資源的一個重要的組成部分。據統計，在城市用水中只有三分之一的水用于直接或間接飲用，其它三分之二理論上都可以由再生水代替。因為城市污水水質相對穩定，它不受氣候等自然條件的影響，又不需要長距離引水，只要處理得當，可作為城市可利用的第二水源。隨著在污水廠建設的基礎上污水回用設施的逐步完善，必將給社會帶來更大的經濟效益。

1．污水再生利用的經濟性

　　城市污水資源化是解決城市缺水的可行辦法，是節約用水的必然之路。同時，污水再生利用在經濟方面也有其優勢之處。

?　1 比遠距離引水費用低。將城市污水處理到雜用水程度，其基建投資一般相當于從30km外引水，若處理到有較高要求的工藝用水，其投資一般相當于從40－60km外引水。

?　2 污水再生利用既節約了水資源也可以削減污染負荷對環境的污染，其經濟效益是雙重的。

2．污水再生利用的可靠性

?　1 水源穩定

　　城市污水二級處理出水基本不受洪枯水文年變化的影響，只要人們生活水平不發生急劇的變化，排放的污水量就相當穩定。

　?2 水質安全

　　首先，再生水要求水質清澈透明，色度不能超過25度，濁度應該小于5NTU，在感官性狀指標上是能滿足的；其次，再生水在礦化度、含鹽量、氯化物含量等指標與自來水相仿；再者，再生水在衛生毒理學指標上是安全的。

　?3 供水系統可靠

　　再生水供水系統按最高日最高時設計，采用環狀網和枝狀網相結合的供水方式，既可以節省工程投資，又可以保證供水的安全可靠。

三、污水再生利用存在的問題及對策

1．缺乏對污水再生利用的系統規劃

　　目前我國尚未建立城市污水再生利用規劃指標體系，在太原市城市建設總體規劃中，在水資源的綜合利用方面缺乏統一的規劃，尤其是缺乏城市污水再生利用規劃，這勢必會造成重復建設和決策失誤。因此，太原市城市污水再生利用工程應納入城市總體規劃以及城市水資源合理分配與開發利用計劃。

2．城市污水收集與處理回供設施不到位

　　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，目前太原市的城市污水管網建設滯后于城市發展，二級生物處理率低。再生水設施的建設，特別是直接給用戶輸送再生水的支管建設不配套。因此，強化城市污水管網與污水處理工程、回供設施的建設是推動城市污水再生利用的關鍵。

3．對污水再生利用技術的認識存在誤區

　　多年來，我國污水廠建設一般都是政府撥款。為了節省財政，不少城市出現了用外國貸款建設污水廠的浪潮，購買國外設備和儀表，請外國工程師作規劃設計，代價昂貴，同時也影響了我國水工業產業的發展和技術的進步。

　　為此，太原市政府有關主管部門、專家、工程技術與管理人員應相互聯合，不斷推廣自身的技術，走有中國特色、太原特色的水工業發展之路。

4．相關法規和政策不夠完善

　　城市污水再生利用需要健全的法制保障和全面的統一管理，而太原市污水再生利用的法規和政策還需要完善。因此，應對再生水的利用出臺強制性的政策，用具體的條例對再生水的使用做明確規定。對水資源排序，真正實現優質的水用在高要求的地方，低質的水用在低需求上，實現一個水資源總的合理分配。

　　此外，再生水與自來水的比價關系不合理，用戶使用再生水就會缺乏足夠的經濟驅動力。為了推廣再生水，必須合理確定再生水價格與自來水價格的比價關系，鼓勵使用再生水。

四、城市污水資源化方向

1．工業用水

　　許多國家建有專門供給工業大戶用水的工業水道系統，與用自來水相比，生產成本大為降低。再生水除作為冷卻水外，還可以作為產品處理用水、原料用水及鍋爐用水。

2．農業灌溉用水

　　與其他用水相比，農業用水對水質要求不高，用作農田灌溉有著廣闊的前途。但是必須要注意，污水作為灌溉水，一定要經過嚴格處理，以達到其相應的水質指標要求，否則會導致二次污染。

3．市政用水

　　市政用水主要包括環衛用水、消防、建筑施工用水、洗車用水、綠化用水、水體補充用水及空調冷卻設備補充用水。

五、城市污水資源化的技術路線

1．城市污水處理回用的基本方法及其功能分類如下：

　（1）物理方法，主要有：篩濾截留、重力分離、離心分離、高梯度磁分離等。

　（2）化學方法，主要有：化學沉淀、中和、氧化與還原、電解、離子交換、萃取、汽提與吹脫、吸附處理等。

　（3）物理化學方法，主要有：電滲析、擴散滲析、反滲透、超濾等。

　（4）生物法，主要有：活性污泥法?好氧處理 、生物膜法?好氧處理 、生物穩定塘?好氧、厭氧、兼性 、土地處理?好氧處理 等。

2．城市污水處理回用的工藝流程

　　目前采用較多的以回用為目的的城市污水處理工藝?包括二級處理和深度處理 主要由前處理技術、中心處理技術和后處理技術組成。中心技術以去除有機物為目的，有膜分離和生物處理兩種。

　　優質雜排水或雜排水作為中水原水時，因水中有機物濃度較低，處理目的主要是去除原水中的懸浮物和少量有機物，可采用以物化處理為主的工藝流程，或采用生物處理和物化處理相結合的工藝流程。

　　當含有糞便污水時，因中水原水中有機物或懸浮物濃度高，處理目的是同時去除水中的有機物和懸浮物，宜采用二段生物處理與物化處理相結合的工藝。

　　當利用城市污水處理廠二級處理出水作為再生水水源時，宜選用物化處理或與生化處理結合的深度處理工藝流程。

　　再生水處理工藝流程的確定，通常要參考已應用成功的處理工藝流程。有關文獻和手冊上推薦了八種常見的城市污水回用目的的處理方案。

　　再生水處理基本工藝流程即：污水經過格柵，其中可能堵塞水泵機組及管道閥門的較粗大懸浮物被去除，并保證后續處理設施能正常運行；初沉池主要降低污水中的懸浮固體濃度；生物處理利用水中的微生物氧化降解水中溶解性及膠體有機物，可分為好氧、厭氧生物處理；濾池?過濾 利用石英砂的攔截作用、沉淀作用、慣性作用及吸附等作用，以降低水中懸浮物的含量，同時部分細菌、病毒也隨著懸浮物一同得以去除；殺菌?消毒 是用物理的、化學的和生物的方法殺滅病原微生物，其目的是預防和控制傳染病的發生、傳播和蔓延；清水池起調節水量的作用，解決處理、回用水量不均衡的矛盾。如果水中的有機物含量不是很多，則可以省去生物法處理單元，采用膜分離?微濾、超濾、反滲透等膜 技術去除水中的污染物。對于膜處理后殘留的少量溶解性有機物和其他污染物，利用活性炭吸附作用去除。

　　如果水中的有機物含量不是很多，且主要由膠體組成時。還可以利用混凝沉淀來去除這類有機物?初沉不投藥，初步去除水中大的顆粒污染物 ，沉淀出水再經過膜進一步凈化。

　　在經濟條件許可的情況下，生物處理之后用膜分離技術替代沉淀、過濾?膜裝置的投資、運行費用比沉淀、過濾都大 ，膜分離出水水質遠好于沉淀、過濾之后的水質。

六、結語

　　城市污水資源化是解決城市缺水的可行辦法，污水回用水源穩定，基本不受水文年變化的影響，再生水水質安全，是節約用水的必然之路。污水回用比城市遠距離天然水源地引水費用低，在節約水資源的同時也減輕了對環境的污染，其效益是雙重的，有關部分應加快此項工作的規劃與實施。

　　　　　　　　　　　　　　　　　　太原理工大學環境工程學院院長 王增長