污水回用是解決城市缺水的根本途徑
論文類型 | 技術與工程 | 發表日期 | 2001-07-01 |
來源 | 土木工程學會水工業分會排水委員會第四屆第一次年會 | ||
作者 | 周彤 | ||
摘要 | 周 彤 (中國市政工程東北設計研究院) 1 解決城市缺水問題的緊迫性 我國是一個水資源貧乏的國家,人均需水量僅為世界平均水平的1/4。同時水資源在時間和地區分布上很不平衡,南方多北方少,北方大部分地區人均需水量更低。在北方干旱半干旱地區全年的降水量主要集中在7、8、9 ... |
周 彤
(中國市政工程東北設計研究院)
1 解決城市缺水問題的緊迫性
我國是一個水資源貧乏的國家,人均需水量僅為世界平均水平的1/4。同時水資源在時間和地區分布上很不平衡,南方多北方少,北方大部分地區人均需水量更低。在北方干旱半干旱地區全年的降水量主要集中在7、8、9三個月,這使可利用的水尤其顯得不足。
隨著經濟發展和城市化進程的加快,城市缺水問題尤為突出。當前相當部分城市水資源短缺,城市缺水范圍不斷擴大,缺水程度日趨嚴重,據統計,全國669個城市中,400個城市常年供水不足,其中有110個城市嚴重缺水日缺水量達1600萬立方米年缺水量60億立方米由于缺水每年影響工業產值2000多億元。天津、長春、大連、青島、唐山和煙臺等大中城市已受到水資源短缺的嚴重威脅。
2000年北方地區出現百年不遇的大旱,使許多水庫河流出現從來沒有過的斷流和枯干,北方13個省318個縣級以上城市被迫限時供水,缺水人口達2000多萬。今年上半年又是干早年,入夏以來,全國受旱面積已達2060萬公頃,五月份北方八省大型水庫蓄水量比去年同期減少20%。
就拿長春市來說,去年五月份兩個水庫已無水可取,全市居民隔天供水,所有洗浴業、洗車業、建筑業下令必須停業,全市處于水荒之中。對經濟造成的損失和對人們的心理影響非常之大。大連市花巨額資金、耗時20余年的引碧工程,本以為可以一勞永逸的解決大連市的供水問題,沒想到1999年、2000年兩年干旱,99年降雨量295mm,2001年410m,相當于以色列降水量,是常年的50%碧流河水庫9.3億方庫容只剩1億方多,還包括0.7億方的死庫容,很快就無水可供。市里緊急啟動投資11個億的引英入連應急工程,也只能解決7000萬方水,全市220萬人口,日供水量由120萬立方米壓到目前77萬立方米,每戶每月供6立方米水,超過此定量收10倍水費,工業上超過限定指標按20倍收費,全市一般桑那全部關閉。去年百夏季有名的大連草面臨無水之災,大連開發區突擊建成64公里再生水管線,用第二污水廠出水澆灌開發區主街道綠化帶草地,才保證開發區大道綠地生存。
山東省17個市地有12個市地降雨均比歷年同期大幅度減少其中青島、煙臺、濰坊、威海等市地降雨量減幅高達50—70%。省內5000多條河流,5500多座大中型水庫大部分干涸。煙臺開發區剛建的凈水廠,由于水庫無水可取,變成了無米之炊。煙臺開發區領導過去把污水認為是包袱,修長距離管道送到市區污水廠處理,干旱之時才后悔決策失誤,如果自已有污水廠,早年污水廠的出水也可作為第二水源做應急之用。沒認識到污水也是資源的結果。
天津市的引灤水曾為天津的生存和發展發揮了巨大作用,但由于連年干旱,灤河潘家口水庫庫存急劇減少。為緩解天津市水危機,國務院決定從黃河緊急調4億立方米給天津。沿途省市為此付出了很大代價,但黃河水也十分緊缺,保證率不高,不是長遠之計。天津市節水抓得緊,日供水量由220萬噸壓至158萬噸,壓縮了28%。對三口之家每月供水8噸,超額加倍收費。承德市避暑山莊湖水出現了從來沒有過的干枯,嚴重影響到旅游業的發展。其它中小城市抗旱災能力更差,市民處在“渴水”之中。當前全國缺水形勢嚴竣,這里不再詳述。
我們黨和政府歷來十分重視水的問題,江總書記指出“當今水資源為世界各國所關注,我國的水資源大為短缺。我們過去的認識很不夠,我們必須高度重視水的問題,人無遠慮,必有近憂’。朱熔基總理針對南水北調工程提出了“三先三后”原則,即“先節水后調水,先治污后通水,先環保后用水”。強調了調水的基礎是節水治污。
在今年初通過的“國民經濟和社會發展第十個五年計劃綱要”中將搞好污水處理回用明確寫入綱要。綱要中規定:重視水資源的可持續利用,堅持開展人工增雨、污水處理回用、海水淡化。多渠道開源,建設一批骨干水源工程。“十五”期間,全國新增供水能力400億立方米。加大水的管理體制改革力度,建立合理的水資源管理體制和水價形成機制。采取多種方式緩解北方地區缺水矛盾。
2 污水回用的巨大潛力
長期以來,人們把用過一次的水稱“污水’“下水’“陰溝水’“廢棄水”總把這種水與“污垢的”“骯臟的”形象相聯系,難以相信它還能再用。事實上水在自然界中是唯一不可替代,也是唯一可以再生的資源。人類使用過的水,污染雜質只占0.1%左右,比海水3.5%少得多。其余絕大部分是可再用的清水。
污水經過適當再生處理,可以重復利用,實現水在自然界中的良性大循環。城市污水就近可得,易于收集,易于處理,數量巨大,穩定可靠不受制,于天,不受制于人,作為城市第二水源要比海水、雨水來得實際,比長距離引水花錢要少得多。開辟這種非傳統水源,實現污水資源化,對保障城市安全供水具有重要的戰略意義。
2.1 污水回用到底能給城市增加多少水量呢?
可以粗略估算一下,城市供水量的80%變為城市污水排入管網中,收集起來再生處理后70%可以安全回用,則二音合計起來,即城市供水量的一半以上,可以變成再生水(或叫回收水、回用水、復新水、中水),返回到城市水質要求較低的用戶上,替換出等量自來水,相應增加了城市一半供水量。可見對缺水城市來說,這種水源是一筆寶貴財富。這種潛力的開發非常值得。
我國城市污水年排放量已經達到414億立方米,目前,已建污水處理設施400余座,城市污水處理率達到30%,二級處理率達到15%。根據“十五”計劃綱要要求,2005年城市污水集中處理率達到45%。這就給污水回用創造了基本條件,凡是污水處理廠都可將污水再次適當處理后回用。
全國污水回用率如果平均達到20%(南水北調的要求,到2030年要達到30‰)由“十五”末期年回用量可達40億立方米,是正常年份年缺水60億立方米的67%,即通過污水回用,可解決全國城市缺水量的一多半,回用規模回用潛力之大,足可以緩解一大批缺水城市的供水緊張。經專家論證,只要搞好污水回用,就可以緩上南水北調工程。
2.2 污水回用工程的投資
目前城市污水處理(二級處理)投資大約在900一1400元/m3.d水,在此基礎上的再生處理約400—600元/m3.d。加上管網配套總計600—1000元/m3.d,則到“十五”末期形成40億立方米水源的投資大約在100億元左右。而形成同樣規模的長距離引水,以大連引英為例,則需600億元左右,海水談化則需1000億元,可見污水回用在經濟上具有明顯優勢。
對于污水回用的重要意義,建設部俞正聲部長有過精辟論述,他在天津考察工作時指出,關于南水北調朱總理提出三先三后,我的理解就是不能出現大調水大浪費,國家花了大錢,如出現大浪費,不僅會造成巨大經濟損失,還會浪費寶貴的水資源,因此必須節約用水,而節約用水最有效的措施就是處理后的污水回用,這也是解決水資源短缺花錢最少的辦法。俞部長的講話指出了回用污水的兩大特點:一是最有效,二是花錢最少。我們應該很好領會講話精神。理直氣壯的推動污水回用工作。
2.3 當前已經或在建的幾項回用工程情況
(1)北京市
北京市領導為緩解北京市水資源緊張狀況,決定將高卑店污水廠處理量的一半,即每天100萬噸的一半50萬噸拿出來回用,主要用于工業冷卻、景觀河道、城市綠化和公園用水及城市環境噴灑公路用水等。成為國內最大的城市污水回用工程,該工程施工已完成,正在進行工程驗收和試運行工作。華能北京熱電廠使用高卑店污水廠出水作冷卻水,水量2—4萬T/d,已成功使用一年,為耗電最大的電力行業全面推廣污水回用帶了好頭。
(2)大連市
大連市已建成的l萬T/d回用示范工程已正常運行10個年頭。污水廠二級出水經深度處理后的再生水,供附近幾家工廠作工業冷卻用水,以及向全市的園林綠化,建筑施工、市政雜用、辦公樓沖廁等供水。運行以來,用戶使用效果良好。該示范工程接待了國內外眾多學習音,為當前領導層決策在全國啟動污水回用提供了技術保障。
大連開發區建64公里草地噴水管道,創全國最大的以再生水自動噴灑草地的先例。澆灌116萬平方米道路中心綠化帶,用水3500噸/日。經過再生水噴灌的草地,生長期長,色正草旺,明顯好于以地下水噴澆的草地,還有很好的經濟效益。今年開發區還要建7萬T/d的污水回用工程。
大連春柳河污水廠經過增容改造后,將向甘并子工業區提供8萬T/d的回用水,目前管道鋪設和用戶受水工程準備工作正在緊張進行。
大連馬欄河污水廠是由世行貸款采用國外先進技術建設的,規模12萬T/d,處理后一次性達到回用標準,已建成試運行,回用管道也已部分建成。
付家莊污水廠是以市場化模式運作建成的,處理規模1萬T/d,現已建成投產,出水主要用于濱海路中西段,森林動物園及付家莊區域的綠化澆灌。
(3)長春市
長春市經過2000年的水荒,充分認識到缺水對城市意味著什么,從領導到群眾都贊同污水回用,市人大、市政協開會議案最多的是水,特別提到污水回用,在報刊上展開專題介紹。目前在建的兩個大型污水廠都充分考慮到回用。
長春北郊污水廠:一級處理量40萬T/d,二級處理與回用處理10萬T/d。境外某公司看好了中國污水回用市場,買斷工程建造、運營權,測算大約五年即可收回投資,和用戶正在商簽供水協議。
長春西郊污水廠:二級處理15萬T/d,一期回用5萬T/d,二期回用10萬T/d,回用水向長春第一汽車廠、熱電廠等供水。
(4)沈陽市
北郊污水廠:處理量40萬T/d,二級處理,出水直接用于衛工明渠的景觀用水。正在編制20萬T/d的地表滲濾回灌方案,以及向工業區分質供水方案。
(5)青島市
青島市目前已建成海泊河污水廠、李村河污水處理廠、團島污水處理廠、麥島污水處理廠四座,總處理規模35萬T/d。海泊河污水廠4萬T/d的深度處理裝置已建成。但缺輸配水管道,如該工程管網配套設施建成,則可用于工業、建筑、景觀、綠化、衛生等目的,解決周圍5公里范圍內約20個單位的用水問題,還可形成海泊河水上公園。
(6)秦皇島市
秦皇島港煤場降塵每天要用水1萬噸,目前正籌備上項目用再生水代替自來水。
正在建設中的北戴河東北污水廠出水擬進入護城河和馬坊河,使這兩條河變清。在市區大石現代廣場用再生水進行澆灌和沖廁,建設生態型廣場,工程正在施工中。
(7)深圳市
深圳市政府規劃,到2010年,深圳用水量將達到19億立方米,在這19億立方米水中,70—80%的污水可變成再生水再用。在深圳市三屆人代會上,深圳市水務局局長黃滌元建議利用中水解決深圳水源供應緊張的問題。
(8)鄭州市
鄭州市污水廠日處理能力40萬T/d,計劃將10萬T/d深度處理后,泵送到金水河上游的金海水庫,解決金水河、熊耳河的清水源問題,還可滿足兩岸綠化、部分工業用水、人民公園、勝利公園、紫金山公園的水源將改善,至下游用于灌溉和養殖。
(9)太原太鋼、太化使用城市污水廠出水用作鋼廠冷卻水和化工冷卻水,泰安市使用再生水作景觀用水,都是“八.五”攻關示范工程。
(10)邯鄲北污水廠、西安鄧家村污水廠、山西楊泉污水廠分別以幾萬噸/d規模向工業企業,特別是電廠供水,已經實施或正在實施中。
此外,山東、內蒙、新疆及沿海城市,都有污水回用計劃,不要幾年,一大批回用工程即可投入運行。
2.4 關于回用工程投資渠道問題
這幾年國家撥出巨款,利用外資貸款等形式基本解決了污水廠建設資金問題,但回用工程資金不到位,各地缺口很大,不少城市形成上了污水廠而不上回用,或上了回用設施沒有管網配套,形不成供水能力,因此要想挖掘污水資源的巨大潛力,就要國家下決心加大撥款或貸款力度。也可以多方面多渠道籌劃資金,借助民間和外資的力量,保證投資渠道暢通。建議國家成立污水回用投資咨詢公司,幫助各地解決資金困難,解決各地不懂回用,缺錢缺技術問題,公司幫助落實回用項目,作好先期論證和技術評估,并給予資金和技術的支持。污水回用是商業回收率很高的事業,國家應搶占這塊市場,形成最大市場份額。
3 國外污水回用情況
為了給一些城市和再生水用戶增強回用信心,這里簡單介紹一些國外污水回用情況。
3.1 美國
美國1980年已有回用工程536項,年回用水量為9.37億立方米,其中62%農灌,31.5%用于工業,5%用于地下回注,1.5%用于娛樂、漁業等。水的回用在美國經久不衰,值得我們借鑒。下面舉幾個實例。
(1)回用于電廠冷卻系統
美國電廠冷卻水是僅次于農業的主要用水者,生化后的城市污水是可靠的冷卻水水源,在西南地區的幾個主要發電廠,包括核發電廠,普遍使用處理后的城市污水作為冷卻水。
在沙漠中興建的賭城拉斯維加斯,有充足的電力供應,該市二個電廠科拉拉電廠和森路士電廠的冷卻水使用拉斯維加斯市污水廠出水。污水廠1981年投產,規模24萬m3/d。二級處理出水BOD〈3mg/L,SS<30mg/L。深度處理BOD〈7mg/L,SS〈7mg/L,濁度〈1º,P〈0.5mg八,該水質滿足電廠冷卻水質要求。污水回用解決了沙漠城市的供水問題。
(2)鋼廠回用
位于馬里蘭州巴爾的摩海口的伯利衡鋼廠使用背河污水廠40萬T/d再生水已有40年歷史。背河污水廠規模68萬m3/d,曝氣池停留時間6小時,濾池為移動罩濾池,濾后水濁度5以下。
(3)美國21世紀水廠
位于加州橘縣水管理區,命名為21世紀水廠,其意為處理技術具有21世紀水平。1965年開始研究將深度處理出水回灌地下,以阻止海水入侵,1972年興建有關工程,1976年投入運行,再生工藝為:化學澄清、再碳酸化、活性炭吸附、反滲透、加氯。21世紀水廠再生水通過23座多套管井回注地下含水層出水TOC<2mg/L,TN<10mg/L,電導率100微姆/em,濁度0.1NTU。出水中不得檢出大腸桿菌。回注水總量檢制在9.5萬T/d。
(4) 城市綠地澆灌
美國加州的農灌用再生水量很大,占回用水量的60%以此解除該地區干旱威脅。在城鎮,大片綠地、樹木、高爾夫球場、公園,也是靠再生水澆灌,這部分水占16%。到美國考察,在污水廠內,在市區街道旁,在居民庭院里,隨處可見一些管道上標有Reclaimed Water(回收水、再生水、中水)字樣,居民每天都要使用再生水澆灌住宅前后草地,污水廠經常進出標有再生水字樣的拉水車。污水的再生回用已被居民接受。
(5) 法規、標準
美國環保局會同有關部門于1992年提出水回用建議書,包括了水回用的各個方面:處理工藝、水質要求、監測項目與頻率、安全距離和條文說明。它對那些尚無法規可循的地方提供了重要的指導信息。
美國地區已有18個州視回用情況訂立了一些法規,有完整指導方針或設計標準,有14個州無洲規定。法規(Regulation)是政府機構強制執行的實施準則,而指導方針(Guidelines)不是強制性法律,但可作為制定回用計劃時遵照的原則。
3.2 日本
日本是個面積窄小的島國,河流急湍入海,沒有大江大湖可作跨流域調水之用,那末日本靠什么支撐了六十年代的經濟復興呢,靠的就是污水回用,他們叫下水處理水的再利用,在各大城市創建并保留使用至今的“工業用水道”,縱穿全市,形成和自來水管道并存的又一條城市動脈。再生水中41%被用于工業用水,32%被用于環境用水,8%用于農業灌溉。日本是工業國,主要用于工業,近幾年增加了環境用水,它用于農灌的比例遠小于美國。
東京江東區回用量13萬T/d,城北區24萬T/d,在用途上工業用水占80%,雜用水(中水)占20%位于東京新宿區的落合處理場1984年開始向新宿區高層建筑群供水沖廁所用水(雜用水、中水),日供水量8000噸。水質標準有5項,pH中性,外觀和臭氣沒有不快感,大腸菌群數10個/ml以下,在水中有余氯。
3.3 以色列
由于長期缺水,以色列在污水凈化和回收利用方面,始終處于世界領先地位。他們的法律規定:廢水若末用盡,不可采用海水談化。規定城市的每一滴水至少應回收利用一次。污水回用于灌溉、工業企業、市民沖廁、河流復蘇。污水再生成本大約是海水談化的1/3—l/5,這種經濟性使人們認識到必須優失利用污水。再生水42%用于灌溉,30%回灌地下,回灌地下的再抽出至管網系統,輸送到南部地區,最南部地區甚至將它作為飲用水源。
4 我國污水回用歷程回顧
我國的污水回用事業大致可以分為三個階段,1985前的“六.五”期間是起步階段,1986—2000年的“七.五”“八.五”“九.五”,這十五年時間是技術儲備、示范工程引導階段,2001年以“十五”綱要明確提出污水回用為標志,國家進入到由全面啟動的階段。
4.1 起步階段
打倒“四人”邦后,我國進入以經濟建設為中心的新時期,水資源緊缺,已經對國民經濟發展產生了影響,因此,引起了領導和專家的關注。建設部在六五專項科技計劃中,最先列入了城市污水回用課題,分別在青島、大連開點作試驗探索。大連的小試于1983年10月27日通過了建設部鑒定,認為是國內首次提出有關城市污水回用的有用成果,填補了國內空白。青島于1984年也順利完成了中試研究。這二個成果表明,污水可以通過簡易處理再次回用,是很有前途的水源,我國污水回用完成了起步階段工作。
4.2 技術儲備,示范引導階段
從1986年開始,污水資源化相繼列入了國家“七五”“八五”“九五”重點科技(攻關)計劃。有40余個單位,幾千人的攻關大軍投入攻關研究中,他們辛勤工作,刻苦鉆研,團結協作,完成了大量試驗室小試、中試、生產性試驗,取得成千上萬個數據,經國家鑒定驗收,許多成果被評為國際先進或國際領先水平。
“七五”(1985年—1990年)攻關項目名稱是“水污染防治及城市污水資源化技術”。下設七個專題就污水再生工藝,不同回用對象的回用技術,回用的技術經濟政策等進行了系統研究。
“八五”(1990年—1995年)攻關項目名稱為“污水凈化與資源化技術”,課題名稱為“城市污水回用技術”,下設5個專題,分別以大連、太原、天津、泰安、燕山石化為依托工程,開展工程性試驗。“八五”提供的成果較“七五”提高到實用水平,研究內容經過了生產性檢驗,涵蓋了污水回用的大部分領域。
“九五’(1995年—2000年)攻關,所屬項目為“污水處理與水工業關鍵技術研究”,專題名稱為“城市污水處理技術集成化與決策支持系統建設”。“九五”具體攻關有兩部分內容:
(1)回用技術集成化研究
通過將單項技術成果和示范工程經驗篩選整理優化,提供系統的完整的集成化技術,除提交研究報告外,提交的成果還包含在水工業手冊《廢水處理與回用》一書中的廢水回用篇章中。現書已完稿,即將由建工出版社出版。
回用篇章包括水質標準體系,不同回用對象的再生工藝流程,深度處理單元技術,包括混凝、化學除磷、沉淀、澄清、氣浮、過濾、活性炭吸附、污水脫氨、反滲透及計算舉例,不同工藝系列的技術體系:生物脫氮脫磷、顆粒填料生物接觸氧化、A/O(脫氮、澄清過濾消毒、曝氣生物濾池,國內外工程實例。
(2)城市污水地下回灌深度處理技術研究
由清華大學與北京高卑店污水廠承擔的硬課題研究,提交了中試成果,并就此課題與德國柏林大學合作,在京召開了一次學術討論會。
“十五”(2001年—2005年)攻關題目和承擔單位還未最后確定,據了解原申報的攻關重大專項為:
水資源安全保障,課題為污水資源化利用技術與示范,包括四部分內容:
①城市污水回用于工業冷卻、市政景觀、農田灌溉、生活雜用的水質處理技術與示范。
②雨、污水地下回灌水質技術與示范
③油田廢水及其它工業廢水再生回用處理技術及示范。
④水工業關鍵技術設備的開發與產業化
從“七五”到“九五”這15年期間,以科技為先行,以示范工程為樣板,把我國的污水回用技術推到了國際水平上。這是由幾千人,包括有關領導、技術人員的艱辛勞動取得的,而且已形成技術政策。
但由于管理體制限制,特別是團用拒絕或者遺忘回用,資金缺口,以及一些地方。一些行業部門沒有從傳統觀念上解脫出來,動則長距離跨流域調水,還沒把污水看作資源,因此可以說這期間全國沒有形成回用大氣候,回用工程較少,沒見到多大實效。
4.3 全面啟動污水回用階段
2000年的大旱,給人們敲響了警鐘,中國的水資源問題非常嚴重,尋找替代水源被提到日程。以全國城市供水節水會議為契機,以“十五”綱要為標志,污水回用被正式寫入文件,表明全國開始全面啟動污水回用,要大張旗鼓把污水變成城市第二水源。
全國節水會議以后,中央多次開會,研究具體落實措施。就污水回用研究會參予的有:
(1)2000年11月6日國家計委召開污水回用專題座談會,這是國務院主要領導交辦的。計委投資司表示要啟動回用工程,政策上資金上給以支持。座談會后計委派調查組到遼寧、山東、北京做了專題調研,還要設專門機構抓這一工作。
(2)2001年4月。全國人大環資委副主任委員、原建設部部長葉如棠率調研組到東部地區進行環境與資源保護工作調研,其中污水資源化是主要內容之一,葉部長從立法和執法角度確保回用的多次講話表明了國家對回用的高度重視,給各地以很大激勵。
最近國家經貿委和建設部聯合發文,對創建節水城市提出量化考核指標,其中污水處理回用是指定考核項目。
從有關部門了解到,現申請立項的污水處理廠大都包括了回用部分,作到了處理與回用同時立項,同時投產。說明污水回用已正式進入全面啟動階段。
5 國家標準《污水回用設計規范》《建筑中水設計規范》開始編制
要全面啟動污水回用,少不了國家標準規范,少不了強制性條文。這是技術立法工作。原來有二個標準,還是94年和91年由中國工程建設標準化協會組織的推薦性標準,權威性不夠,已不適應當前形勢需要。污水回用是重大社會問題,已引起政府部門高度重視,認為這樣重要標準才是協會標準是政府部門的失誤,必須盡快提升為國家標準。建設部俞部長親自抓這一工作,建設部標準司直接組建編寫組組建過程不到一個月。今年4月份由標準司直接召開兩本規范的編制工作會議,落實了編制計劃,計劃年底完稿發布。由標準司直接負責兩本具體規范的編制,這是過去從沒有過的。說明國家非常重視這一工作,編寫人員表示努力編出政策性強,并具有科學性和適用性的規范來,要經得起檢驗,入世后外國人也要服從。為什么選中標準規范作突破口,就是因為標準規范具有權威性。
6 對幾個問題的認識
污水回用除了技術問題外,還有一些認識問題,存在著不同看法。這里就幾個問題談談看法,以供大家討論參考。
6.1 污水回用的落腳點
沙塵暴隔代解決,死不了人。但水的影響太大,人類缺水不行。污水回用落腳點在哪里,是城市還是農村,是工業還是生活?落腳點應該是城市,特別是城市工業。一是城市餃農村重要,二是回用救不了農業。
城市人口雖然只占全國總入口的30%,但城市的國內生產總值占全國72%,貢獻比農村大。目前在我國用水總量中,農業用水占70%,工業和城市用水不足30%。但從發展看,城市數量還要增加,人口經濟不斷發展,城市人口增多需要增加用水,經濟和社會進一步發展需要增加用水,城市環境保護和建設也需要增加用水,所以城市用水比重將會提高。而我國農業通過合理調配水資源和大力節水,用水量可以基本不增加。到2030年城市工業用水將從現在的370億立方米增加660億立方米,城市生活用水從現在的260億立方米增加到660億立方米,這樣,屆時全國城市用水量將達到1320億立方米,比現在增加近700億立方米。今后城市用水可能成為用水總量中的大頭。
大旱之年農業減產絕收面積之大,有幾千萬公頃,靠城市污水救不了農業,把該供給城市的水庫水全調給農業也救不了農業。污水回用應優先考慮城市,保證城市無論半水年或者枯水年都能保持社會穩定、經濟繁榮。
在城市供水中,50%—80%是工業用水,工業用水中80%是水質要求不高的冷卻用水,所以污水回用主要對象應是工業,能把工業用水頂替出來,老百姓就有水喝了。所以管住工業用水這塊,污水回用才能緩解城市水荒。才有前途。在城市有水可供情況卞, 城市回用之后的外排水,送到城市郊外,農業部門自然會接過去灌溉。回用落腳點是城市并不排除農灌,只是個優先次序問題,應是城市用過后再去灌溉,或多余水去灌溉。
6.2 水資源的優化配置
要科學地安排城市各類水源的供水次序利用戶用水次序。遺憾的是目前許多城市規劃,根本就不提城市污水這一身邊水源,在全面啟動污水回用后,污水這一水資源應提到重要地位了。合理次序應是地面水、地下水、城市再生水、雨水、外來水(長距離跨流域調水,也有叫客),淡化海水。
在末充分利用城市污水的水資源能力前,不應上長距離調水和上海水淡化項目。
對工業用戶應先搞廠內節水,提高循環用水率,必要的新鮮水補給,應優先使用城市再生水,缺水城市能使用并且有條件使用再生水的工業企業,不應供給自來水,這應作為一條法律規定。
城市草地樹木澆灌、建筑工地施工、道路灑水壓塵、汽車沖洗等只允許應用再生水,不允許用自來水。新建小區、大型建筑自設計時就應上中水道。
長距離調水不但投資浩大,還可能早年無水可調,也可能調來一盆污水,其調水投資和處理費用要遠大于城市自身的水再生費用。希望各地領導和水利部門要慎重調水,調水前要與回用方案作比較。
海水是沿海城取之不盡,用之不竭的水源,但其基建投資和造水成本過高等原因,在經濟上和規模上不可能近期解決城市缺水問題。香港1976年建成的每日18萬噸的世界最大海水淡化廠,由于石油價格上漲,能耗過高,被迫于1982年停產,1989年拆除。應學習以色列經驗,污水末用盡,不能上淡化。
雨水利用在日本歐洲有成功經驗,中國開始研究,但目前離實用化還遠。
6.3 污水處理與回用的關系
污水處理是回用的前提,缺水地區在污水廠的規劃、設計、建設期,都應將處理與回用一并整體考慮,同時落實資金,同時建設,同時見效益。避免出現半截子工程,使回用遲遲不能見效。
大連馬欄河污水廠初期方案是一級處理排海,世行貸款項目需經世行審查方案,世行代表考察了大連春柳河污水回用示范工程后,表示大連是缺水城市,你們的回用技術已達到了國際水平,馬欄河也應以回用為主,如果堅持排海世行就不貸款了。在世行代表堅持下,才改變了原排海方案,建成了今天的馬欄河污水廠,出水全部達到回用水標準。
青島海泊河污水廠的深度處理設施,規模4萬T/d,投資2500萬元,是應德國贈款要求而建的。建成后管道不配套,1999年建成至今未用,上述兩個例子說明外國人的污水回用意識比我們強,還說明我們沒達到自覺自顧程度,所以天天喊缺水,天天喊回用,就是不落到實處,回用沒真正發揮作用。
6.4 污水回用與節水的關系
廣義的說,污水回用是節水措施之一,是最大規模最有效的節水措施。前些年全國每年節水10億立方米,而污水回用推算每年可增城市供水幾十億立方米。回用比節水更有潛力,在節水已經達到一定程度的城市,今后節水主要靠回用。
大連紅星化工廠過去每天用自來水2000多噸,因為鄰近春柳污水廠,改用污水再生水用于冷卻和工藝用水,全廠除了飲水外全部停用了自來水,每年節水73萬噸,可算是節水大戶了。
節水有很多措施。小到沖洗水箱內放一塊磚頭,學生服由白色改為黑色以減少洗衣次數,安裝節水龍頭等。大到有人提議將渤海灣欄起來,抽出海水截留黃河。遼河水使之變成淡水湖,學香港修建海上淡水庫辦法。在節水眾多措施中,污水回用應算是節水中的重大措施之一。
在一次全國節水會議上,一位教授不同意提污水回用是緩解水荒有效途徑這一提法,認為提高工業用水重復串才是效途徑。實際提倡污水回用并不排斥工業內部的循環用水。但工業節水有限度,上最終還是需要補充新鮮水,而城市再生水就是代替自來水給工業以補充水,回用和節水目的是一致的,并不矛盾。
但從開源節流角度看,污水回用屬于開源,節水是節流,兩者又有一個區別,有個誰先誰后,誰重誰輕問題,有一定的矛盾性。
對于老百姓來說,節水可能帶來生活不便,可能會降低生活質量和影響城市文明程度,如游泳后不能沖洗,取消全市浴池后不能洗澡,限時限量供水等,影響城市形象和投資環境,這不是我們顧意看到的。節水應合理節水,如果有本事搞好水的回用,多次開發,那末就不需要老百姓節水了,反而可以鼓勵居民多用水,鼓勵天天洗澡,天天洗衣,24小時打開龍頭就有水。反正用后的水還能收回來。這樣看開源是主要的,精力應主要花在抓好回用上,這樣做對城市對老百姓都有好處。比如說大連浴池全部關閉,每天才節水5000噸,而一個熱電廠如果用再生水,閥門一開5000噸水就省出來了,全市老百姓都可以洗澡了。權衡利弊得失,還是污水回用對社會對老百姓更有好處。
回用是從節水角度上看好,還是從水資源角度看好?應該說還是從水資源角度看合適。
6.5 城市污水回用誰為主體
有兩種模式:以城市污水廠和再生水廠為主體,或以用戶自己為主體。
日本、美國、大連回用示范工程,都是以污水處理廠為主體,集中處理一定標準后,將再生水送到區域內各用戶,用水戶大部分直接使用,個別才需補充處理。對冷卻用水用戶自己只做水質穩定就可以了,不需將市政領域整套水廠搬到用戶的工業廠區內,自己背上個包袱。這種方式明確社會分工,便于科學管理,責權分明,深度處理后水質好便于輸送管道維護。
可能算中國特色吧,中國的一些用戶寧要污水廠二級出水自己處理,由企業作回用主體。像太鋼、太化、北京高卑店熱電廠等。企業自行管理,水質不好時自行負責。領導的初衷是想對自已企業生產安全負責,可能更放心些。但這樣也有缺點:
污水回用是介于給水和排水之間的學科,是一門新興學科。特別在起步階段,技術支撐非常重要。工廠企業有自己的主業,不可能專門配備回用技術隊伍,在管理上存在一定困難。在廠內維持小而全的水處理體系很難,如北京熱電廠污泥處理很難自己解決。如深度處理建在用戶處,則污水廠至用戶之間輸送二級水的壓力管道會產生腐蝕、堵塞等問題。二級處理與深度處理之間調整不靈,對安全供水不利。
眼下缺水,許多工廠要用回用水,這些工廠領導目前普遍想法是要二級水自己處理。讓這些企業領導來選擇最佳處理方案,真是難為了他們。這不是個最佳選擇。還有可能出現有病亂求醫現象。記得前年淮河流域關閉造紙廠,為迎合造紙廠廠長治理污水免被關閉的需要,平地冒出許多“公司”向廠長許諾能處理污水,廠子可以不關閉,結果騙了錢就走人,廠子照樣關閉。技術也要打假。現在又有一些公司,向回用項目、向回用工廠企業撤銷不成熟技術,漫天吹牛,或把一些帶洋字碼的技術堰砌,編造一大堆方案,誤事騙人。一切未經實踐檢驗的技術都是偽科學,各用戶千萬要注意。干什么事都講資質,污水回用也要講資質,不是什么人都能干的,既使給排水專業本行,沒搞過回用的也是憑想當然而已,是干不好的。某市一位市長,不許用再生水澆草地,伯給燒死了,后看了澆草實踐,才相信可以澆灌。說明實踐出真知,對多么高明的人都如此。某市一個用戶不想用再生水,向領導反映理由是含鹽量500mg/l,說太高,領導對這樣專業性問題也不好裁定,只好拖著不用。其不知自來水總固體還允許1000mg/1,連喝都可以,怎么再生水就不可用呢。很多事情還是請專家論證更好。
為了維護污水回用的聲譽,在回用過程中少走彎路,我們建議一切回用工程,要先經過認真的可行性評估,要請權威部門和有實踐經驗的專家進行評估。這里推薦污水回用研究會的回用專家隊伍,研究會的專家委員有了20幾年經驗,是回用方面的國家隊,是正牌軍。研究會委員也有責任做好咨詢工作。研究會也將成立咨詢機構,為全國啟動污水回用服務。
技術咨詢工作包括:
確定用戶類型,做好用戶詳盡調查,知道怎樣說服用戶,特別是工業用戶,用戶提過高水質要求時知道該怎么辦,供水合同風險如何分擔,供用水平衡測算,確定規模和實用可靠的處理工藝,投資經濟評價,制定嚴格的質量保證體系。其中最困難的是落實回用水用戶,要逐車間逐工序落實,要能說服用戶采用合理的水質標準,最終達成供水協議,這樣回用工程建設才做到腳踏實地,回用工程的前期工作才算夠了深度。
6.6 法律、法規,軟約束、硬約束
在一次會上領導講的很好,推廣回用單靠軟約束不行,必須要有硬約束。什么是軟約束,示范引導是軟約柬,沒用。大連回用示范工程十年了,在全國還是推不開,證明軟約束沒用。要想推廣必須強制通過法律、法規變成硬約束。通過人大立法,頒布國家強制性標準,并有一套監督處罰辦法,否則啟動不了,推廣不了。
天津人大代表建議國家出臺“回用法’,也有建議出“節水法”或水法細則。全國人大正在考慮從立法和執法監督上促進污水資源化。這些年國家環保部門正是通過人大立法、環保部門執法把全國環保工作抓上去了。水的管理也應如此。編制國家標準規范也屬硬約束,要有強制性條文。要造成回用光榮,拒用違法的氛圍,則污水回用就好推廣了。
6.7水管理體制改革
城市水資源管理體制改革,是一個復雜過程,涉及許多部門許多法規。目前有的部門正在抓水權。無論體制今后如何調整,有3個問題要兼顧到:
(1)污水回用歸口管理問題。過去關系到排水市政部門、公用給水部門、工業部門。改革后的主管部門要有統管能力,特別是對用水大戶工業部門要有管理權,如果權威性不好,很難開展工作。
(2)不管是統管和分管相結合,還是集中管理也好,現有城建管理人員和技術隊伍不容忽視,積有豐富經驗的給排水管理干部和給排水院士、專家、工程師是城市建設的棟梁,是其它行業人員所無法代替的。
(3)解決城市水的問題,方針大計是由中央制定,國務院領導主抓,各部協調;在地方應由當地政府多主要責任,必須實行市長負責制。由市長協調本地區各涉水部門的工作。回用工程靠項目辦抓不行,設計院抓不行。市長不出面,用戶不理你。
6.8 關于水價
推廣污水回用,關鍵之一是價格杠桿作用。去年的大旱,群眾理解了水的重要,很多城市調水,水來之不易,現在是提價的最好時機。
國務院主要領導講:什么時候水價提到礦泉水差不多了,水的問題就解決了。北京水價打算2010年提到每噸水4元,溫家寶副總理說太低。北京向國務院匯報時提高到每噸水6元,總理說不要等到2010年“十五”期間就應提到6元。
最應提價的是污水費。目前一些城市在自來水費基礎上加收2角錢,這不是辦法。溫家寶說,如果把污水費收到3元,什么都解決了,企業就想干了,就有民營企業、社會資金運作了,回用也發展了。
拿大連推算一下,現在是每戶每月6噸水,目前價格是自來水1.6元加污水費0.2元,如果水價提到自來水費2元加污水費1元,1噸水每月3元,3口之家一月18元,也就6瓶純諍水錢,老百姓付得起。再提價應主要提污水價。
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