城市污水再生利用与水资源可持续利用技术

Posted 2023-01-13 水资源可持续利用

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摘要:我国城市缺水问题尤为突出,面临严重的危机,在这种情况下,应当更加清醒的认识到,加强水资源的保护、实现水资源的可持续利用,是保障和支持城市可持续发展的必然选择,是实现可持续发展战略的重要举措。

关键词:城市污水,再生利用,水资源,可持续

1城市污水再生利用现状

十一五期间,在科技部的支持下,城市污水再生利用政策、标准、技术研究与示范课题列入国家十一五科技攻关计划,目前建设部正在组织相关研究与示范工作。与此同时,城市污水再生利用相关技术标准规范不断完善。2002年以来,国家陆续颁布了《城市污水再生利用分类标准》、《城市污水再生利用城市杂用水水质标准》、《污水再生利用工程设计规范》、《建筑中水设计规范》等技术标准,规范了污水再生利用设计工作,也为城市污水再生利用工程设计提供了依据。目前,我国城市污水再生利用工作已经启动,国家和地方都开展了相关的科学研究和工程实践。一些城市和地区正在全面规划和实施污水再生利用工程,有的已经取得较好成效。例如北京、天津、大连、青岛等地积极开展城市污水再生利用,在制定地方污水再生利用规划和管理措施,发展再生水用户等方面积累了较好的经验,为下一步工作奠定了坚实的基础。

北京市目前城市污水再生利用率为30%, 2008 年达到50%。在2008 年前北京将新建再生水厂9 座, 敷设再生水管线400 ㏎, 新增再生水处理能力40 万, 3/ d。届时, 清河、北苑、肖家河、北小河等再生水厂分别向北郊地区、西北郊地区、清河集团、望京地区提供再生水, 并为清河、北小河提供景观用水; 酒仙桥、东坝再生水厂分别向东北郊地区、酒仙桥地区、东坝集团提供再生水, 为坝河、亮马河、水礁湖等城市河湖提供景观用水等等。在再生水厂建设的同时,配套建设再生水管网。

国内外的实践表明, 城市污水再生利用是提高水资源综合利用率, 缓解水资源短缺矛盾, 减轻水体污染的有效途径之一。城市污水经过深度处理后, 可替代优质水, 用于农业灌溉、工业生产、城市景观、市政绿化、生活杂用、地下水回灌和补充地表水等。应用先进的膜技术, 可生产达到饮用水标准的再生水。澳大利亚、新加坡在这方面开展了大规模的生产应用, 将优质再生水用作电路板加工过程中的超纯水, 工业生产中的工艺用水和空调冷却水, 也在尝试将部分再生水送入水库, 对原水水源进行补充, 有效地解决了缺水问题。

必须充分认识到, 污水再生利用作为城市补充水源, 是缓解城市水资源短缺, 保障供水安全的重要措施。在解决城市缺水问题时, 应当首先立足于本地自有水源, 最大限度地实现水的再生利用, 籍此增加可用水量, 提高城市供水的可靠性。尽可能的降低对外部水源的依赖程度, 减少或避免远距离调水对生态环境可能产生的不利影响。远距离调水除了经济成本外, 还存在潜在的生态影响和工程控制成本问题。各地在制定城镇节约用水发展规划中, 应该充分重视污水再生利用这一有效途径, 将再生水作为水资源的组成部分, 直接纳入城镇用水供需平衡中, 实行综合管理。

2 污水再生利用存在的问题

总的来说, 目前各地污水再生利用尚处在起步阶段, 规模小, 利用范围窄。我国城市污水再生利用日益受到重视,但总体进展缓慢, 存在问题较多, 主要是:

( 1) 污水处理率低, 管网不配套, 污水再生利用缺乏必要的条件。近年来, 虽然我国城市污水处理设施建设的速度加快, 但仍然滞后于城市发展的需要。截止到2007 年底, 我国已经建成537 座污水处理厂, 但污水处理率仅为40%左右, 污水再生利用率更低。特别是一些污水再生利用设施建成后, 由于难以落实配套管网的建设资金, 造成设施闲置, 而难以发挥投资效益。污水处理厂出水未经有效利用而排入水体, 既浪费了水资源, 又对水环境构成潜在的污染威胁, 这种状况与我国水资源短缺的严峻形势极不相称。

( 2) 水价形成机制不合理, 污水再生利用缺乏必要的市场环境。目前的水价调整是以补偿供水运营成本, 减少财政补贴为目的, 没有体现水作为稀缺资源的价值。水价形成没有充分起到对水资源供需关系的调控作用, 城市供水水价、污水处理及再生利用收费之间尚未形成合理的比价关系, 尚未形成有效的污水再生利用激励机制。污水处理收费标准不高收费率低, 不足以补偿污水处理设施的投资和运营成本, 更谈不上落实污水再生利用设施的建设和运营资金。

( 3) 对水资源的忧患意识和再生利用认识不足, 污水再生利用缺乏相应的鼓励和扶持政策。目前有些地区没有把节水和污水再生利用工作摆在重在的位置, 特别是一些水资源目前比较丰富的地区, 没有充分重视节水问题。缺水的城市和地区需要节水, 水资源相对丰富的城市和地区同样需要节水, 也要重视水资源的可持续利用问题。现在很多城市在解决缺水问题时, 往往采用开发新水源、跨流域调水和开采地下水等传统的方式, 对污水再生利用作为城市补充水源的重要性认识不足。由于缺乏促进污水再生利用和政策措施, 结果一方面城市用水紧张, 另一方面本可以使用再生水和园林绿化、市政环卫、生态景观等却在大量使用十分紧缺的优质水源, 出现了非常不合理的现象。

( 4) 要严格再生水水质管理, 运行单位对正常运行的再生水设施需定期化验再生水水质, 确保安全用水。改变再生水供水管网结构, 提高其可靠性和安全性。再生水生产系统在设计上需要进一步提高其灵活性, 配水系统要便于实现分质供水, 以降低成本。城市污水再生利用事业的发展必须紧密依靠科技进步, 要有高新技术的保证和支持。必须重视和加强新工艺、新流程、新技术和新设备的研究、开发和推广应用。

( 5) 宣传力度不足, 公众的污水资源化意识有待加强。受传统观念影响, 加之对污水再生利用的宣传不够, 公众对再生水的认识和接受程度还比较低, 一定程度上影响了污水的再生利用工作的推进。

3 推动城市污水再生利用进程的任务和措施

( 1) 统筹规划, 协调发展, 合理配置水资源。在制定城市水资源发展规划时, 一定要明确污水再生利用是城市水资源综合管理的重要组成部分, 污水处理和再生水设施建设是供水能力建设的有机组成。要根据城市可用水源的特点和具体需要优化配置各类水资源, 统筹安排城市水源、供水、用水、节水、排水、污水处理及再生利用设施的规划、建设与管理。

发展污水再生利用, 当务之急是加快城市污水处理设施建设的步伐, 加快污水收集管网能力, 为污水资源化人为创造必要的条件。规划建设污水处理设施时, 要以实现污水综合利用为目标, 同步规划和建设污水再生利用设施。

合理确定污水处理厂的规划布局、处理规模和工艺方案, 促进污水处理和资源化利用和协同发展。令人担忧的是, 许多城市污水处理厂普遍建在城市水域的下游, 没有考虑日后再生利用的发展需要, 这个问题非常严重。许多大型城市的污水处理厂的规模很大, 污水收集管网很长, 造成长距离输送, 而处理后果的再生水需要重新敷设管网送至利用地, 造成处理成本增加。所以应重新调整污水处理设施的布局规划。只要确保规划合理, 就会确保污水处理和再生利用有机结合, 将成本控制在最低限度, 发挥规模效应。随着水价的改革和相关政策的出台, 污水资源化将成为实现水资源可持续利用的必然选择, 为减少不必要的人为障碍,污水再生利用应尽早考虑, 统筹规划。

( 2) 积极吸引多元化投资主体, 充分利用价格杠杆, 促进污水再生利用。在城市污水和资源化的管理方面, 政府有指导的义务和职能。但城市污水再生利用工作, 单靠政府行为, 没有市场推动, 必然动力不足; 单靠市场推动, 没有政府引导, 也必然难见成效。因此有必要充分考虑城市污水再生利用工作的特点。既要靠市场推动, 也要加强政府行为。今后城市污水和再生利用工程项目的建设, 应积极探索符合社会主义市场经济规律的投融资方式和运营管理模式, 鼓励并引导各类社会资金和境外资金参与城市污水处理和再生利用设施和建设, 有必要通过政策引导、法律约束, 促进污水处理及资源的市场化, 把行业利润推向市场,形成健康市场化运行机制。

推进城市污水处理和再生利用产业化, 实现污水处理和再生利用设施建设和运营管理的良性循环, 就要加大水价改革力度, 建立符合社会主义市场经济发展要求的水价形成机制, 尽快完善污水处理收费制度。要充分发挥水价杠杆的需求调节、水资源配置和节水、污水再生方面的作用, 促进节水和污水再生利用。

要研究制定有关政策措施, 充分利用行政和经济手段,引导用水单位积极利用再生水资源, 扩大再生水的应用范围, 特别是市政、绿化、环卫和工业用水等方面要率先推荐使用再生水。

( 3) 采用适宜的技术和工艺, 推广使用符合标准的再生水。实施污水资源化, 将城市污水处理的战略目标由传统意义上的污水处理、达标排放转变为以提高水的综合利用率为核心的水的循环再用, 相应地要调整污水处理技术路线。目前建设部正在组织研究制定污水再生利用的技术政策, 鼓励开展各种形式的国际合作与交流, 尽快提高我国城市污水处理和再生利用的工艺技术水平。

我国地域广阔, 各地自然、资源和经济条件不一样, 要因地制宜地选择再生水利用方案, 优先选择水质要求低的再生水使用途径, 尽量缩短输水距离, 降低再生水利用成本。积极开发适应当地条件、经济合理、技术可行的工艺。需要强调的是, 在大力推广污水再生利用的同时, 要特别注重加强水质监测和设施维护, 建立应急预案, 保障供水安全。

实施污水再生利用, 要充分满足水质标准的要求, 在技术标准规范的指导下, 对各种先进、经济、适用的技术进行技术综合与集成, 采用适宜的技术路线和工艺方案, 以满足所设定的水质水量再生与资源化目标。目前污水处理及再生仍缺乏系统完善的政策和标准体系, 特别是不同用水对象的政策规定、不同用水要求的水质标准, 要尽快研究建立各类用途再生水的水质标准体系, 逐步制定和完善相关技术规范和配套政策, 确保健康有序地推进城市污水再生利用工作。。

我国城市污水再生利用的发展战略, 就其本质而言, 就是要建立起水的社会循环新模式。具体讲, 就是以推动城市水资源的可持续开发与利用为根本目的, 以遵守市场经济规律和生态规律为实施原则, 以不同区域不同阶段选择不同的发展模式为实施途径, 以保障人体健康安全和环境安全为基本要求, 把污水再生利用的内容纳入到城市水资源开发与利用规划中去, 把污水再生利用项目系统化地纳入到现有及未来城市的水环境基础设施建设中去, 实现与给水和排水系统进行一体化的规划、设计、运行和监督管理。我国淡水资源十分匮乏, 污水资源的再生利用已成为当今发展趋势, 并且人们还进一步意识到合理利用污水资源, 不仅可以缓解全球性的供水不足, 还可以改善生态环境, 造福子孙后代, 从而保证国民经济的可持续发展。（双辽市蓝天污水处理有限责任公司）