中国城市废水回用的障碍和发展战略

中国城市废水回用的障碍和发展战略引言中国的水资源非常短缺，而且应特别注意的是我国人口还在进一步的增加，我国的经济还保持着高速的发展，因此水资源地紧缺还会加强。据初步估计，1997年我国人口为12.6亿，人均水资源拥有量为2220立方米，到2030年我国人口将会达到16亿，那时人均水资源拥有量仅为1760立方米，已经接近国际公认的用水紧张国家的标准，所以我们所面临的是一个水资源有限而水资源需求却不断增长的矛盾。同时也应当看到，我们一方面面临着水资源的短缺，而另一方面却存在着水资源的严重浪费情况。从总体来说，我国的GDP只有美国GDP的八分之一，但两国的用水总量却是差不多的。当然中国的人口总量大于美国的人口总量会有一定影响，但对比一下农业用水和工业用水的利用效率，就可以知道我国用水中浪费现象的严重。中国农业灌溉用水的平均利用效率只有0.45，先进国家则可以达到0.7-0.8；中国工业用水的重复利用率平均只有30%-40%，发达国家已经达到了75%-85%。同时，我国城市的节水设备推广率很低，很多城市水的漏失率很高，甚至有的城市水的漏失率达到20%以上。一．解决水资源短缺问题的传统模式和非传统水资源解决水资源短缺矛盾的传统模式是首先无节制地开发地表水，江河流量不够就筑水坝修水库，结果是上游用水得到了保证，下游城市和居民用水因此而更困难，上下游的关系很紧张。至今已经出现了很多河流在某些季节断流的现象，这些都是没有节制的开发地表水所造成的。而在地表水没有办法开发的情况下，人们往往会采取第二种办法，就是毫无控制的去抽吸地下水，水井的深度与日俱增，造成地下水位普遍下降，地下水水质退化，城市地面塌陷，沿海城市海水入侵，最后地下水也抽不上来了，怎么办？传统的办法是跨流域调水，这在中国已不是一处两处，从小流域的调水，到中等距离的调水，还有正在计划的远距离调水。调水的距离越来越大，工程越来越复杂，投资越来越高，而最后的结果是城市水资源的自给能力越来越低，受制于他人或受制于天。这种传统模式看来是走不通的，这不是可持续的水资源利用模式，出路到底何在？这里可以用到我们古代的一句诗词：山穷水近疑无路，柳暗花明又一村，传统的模式不行，我们可以大力的开发利用非传统水资源，采用可持续的水资源利用模式。什么是非传统水资源？第一是节约用水，假如能够提高用水效率，杜绝浪费，就等于增加了水资源。而且是开发水资源的最便宜的方法，这是水资源可持续利用最重要的一条，节约用水不但可以增加水资源，而且可以减少废水排放量，减轻水污染。第二个非传统水资源就是雨水，我国雨水在时间和空间上的分布都很不均匀，往往是某个地区发洪水，另一个地区则遭受旱灾；同一个第七某个季节洪涝严重，另一个季节则缺水。如果我们能够把雨季和丰水年的水蓄积起来，既可以防涝防洪，又可以解决旱季和旱水年的缺水之苦。第三个非传统水资源是就是今天我们这个会议所讨论的废水的收集、处理和利用。最后一个就是沿海城市可以利用海水。二．我国推行城市污水资源化的障碍城市水资源可持续利用战略可以归纳为：节水优先，治污为本，多渠道开源。城市废水的回用可以一箭双雕，既缓解城市水资源短缺的矛盾，又减轻对水环境的污染。因为回用前必需要经过一定的净化处理，而且回用的过程本身就是一种方式的深度处理，通过灌溉农田灌溉绿化带，通过其他的一些使用途径，水质往往还会有一定程度的改善。但是目前我国推行城市污水回用的速度远远不能满足我们中国的要求，主要是还存在以下障碍：第一是对水资源短缺的严重性仍然缺乏正确估计，很多人总认为水是最廉价的资源，取之不尽，用之不竭，还没有认识到水资源已短缺到如此严重的程度；第二是对于开发非传统水资源的必要性与优越性缺乏认识，总是想到传统的办法而没有想到新的战略；第三是到现在为止，我国城市废水的处理率和收集率还很低，如果城市废水没有收集起来没有处理干净，当然谈不上回收利用；第四是缺少必要的法规政策和经济激励措施来促进城市废水的再利用；第五是对于一些经济适用技术的研究开发还缺少足够的支持与推广；最后是投资和管理体制也需要改革。到现在为止，全国城市废水处理率不到20%，我们所有的城市或者说大多数城市都是先给水再污水，给水处理厂建了好多年了，供了很多年的水，结果没有污水处理厂，没有下水道，所以城市污水就任意排放到江河湖泊中去，造成了污染。另外，很多城市虽然建设了污水处理厂，却长期不能够满负荷运行，一个非常严重的原因是很多城市建设了污水处理厂，却没有建设污水收集系统，污水处理厂无污水可处理。有的城市污水处理厂已建了二年，但还不能够满负荷运行，甚至只能够50%运行。当然，也有一些城市是因为缺乏足够的运行费用。最后的结果是水污染泛滥，城市废水回用成为无米之炊，形成一个恶性循环。三．我国推行城市污水资源化的战略在我国推行城市污水资源化，必须遵循以下战略：1．正确进行城市污水处理厂的规划和设计。废水的收集系统一定要跟废水处理厂同时、同步进行，污水处理厂和收集系统的规划要考虑废水回用的目标，以决定要建一个大厂还是建若干个小厂，是分散还是集中，是分流制还是合流制，处理厂的程度应该怎么决定，处理厂的规模应怎么决定，回用途径应该怎么样，处理水质的要求应该怎么样。另外，还有费用、经济问题、投资问题。2．正确决定再生水回用途径。再生水的回用途径很多，可以回用于农业、工业、市政、景观环境，也可以作为地表水和地面水的补给。美国加州水资源紧缺，在公众中流传着一句口号，从厕所到水笼头，表达了污水回用的必要性与可行性，就是说我们完全可以把厕所里的水处理到与水龙头流出来的水一样干净，但是在选择回用途径的时候，这是不经济的，也不符合人们心理接受程度。在选择回用途径的时候必需要考虑到经济合理性，应该优先选择水质要求低的回用对象，使得回用前的处理程度越低越好，这样也越便宜，也应该尽量的缩短回用所需的输水的距离，就近回收，甚至就地回用，以便减少基建费用和运行费用。另外也应该注意选择多个回用对象，以便实现一年四季的供需平衡。另外还应努力实现地表水与地下水的联合调度，利用地下蓄水层，让净化后的再生水充分发挥其作用。3．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，其它还有很多安全保障，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。4．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，来推进环境友好的工业，生产工艺。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。5．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。国内外已经发展了很多新型的生物处理法，包括生物脱氮除磷技术，膜生物反应器等。关于污水处理的技术有几点问题需要统一认识：1。是不是在任何情况下都要求脱氮除磷处理，我认为不是这样的，应该根据回用的途径和排水的出路来决定；2。应怎样预测污水厂的规模？我认为在预测的时候，一定要强调需水量管理，要提倡节约用水，不要过高的估计我们需水量的发展；3。处理厂规模是不是一定要一步到位，我认为要提倡分期建设。4。在建设污水处理厂时，请千万不要忽略污泥的处理。此外，美国加州实施地表水与地下水的联合调度与管理的经验值得借鉴，即在地面水充足的时候就回灌到地下，在地面水不够的时候就抽取地下水补充，他们称地下蓄水库为水银行，他们实施几年来已经收到显著效果，地下水位逐年上升。结语循环经济的概念对于讨论城市废水的回用很重要，循环经济的概念是实现可持续发展的一个新概念，所谓循环经济是对应于过去的传统的线性经济是从自然界不断采取资源，经过加工生产后提供消费，然后将废料和废品排放，这样的结果是资源不断耗竭，污染不断增加。21世纪提倡的循环经济就是在生产的过程中不断循环，在消费的系统中不断循环，目的是尽量减少资源消耗，废物的排放量也将越来越少，这才是可持续发展的模式。实现水资源的良性循环与循环经济的理念是一样的。自然界的水本来就在良性循环之中，由于人为的活动的干扰，才使得水量枯竭阻断，水质恶化破坏，严重影响了水资源的可持续利用，现在一定要来努力实现水的良性循环，城市废水资源化是实现水资源可持续利用的重要战略措施，而水资源的可持续利用是实现我们国家经济可持续发展的重要保障。