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突尼斯和中東國(guó)家將回收水用于灌溉

論文類型 技術(shù)與工程 發(fā)表日期 2001-11-01
來源 21世紀(jì)國(guó)際城市污水處理及資源化發(fā)展戰(zhàn)略研討會(huì)與展覽會(huì)
作者 阿基撒,巴里
摘要 地中海南部和中東地區(qū)的大部分國(guó)家都屬于干燥和半干燥地區(qū),面臨越來越嚴(yán)重的水資源短缺的問題。為解決這些問題,污水得到不同程度的再利用。然而地中海南部和中東地區(qū)的國(guó)家對(duì)水再利用政策的看法有重要的區(qū)別。由于社會(huì)經(jīng)濟(jì)、制度和技術(shù)的條件不同,會(huì)發(fā)現(xiàn)許多種情況。

標(biāo)題:

突尼斯和中東國(guó)家將回收水用于灌溉

可見全文

作者:

阿基撒;巴里;

發(fā)布時(shí)間:

2001-11-27

出自:

21世紀(jì)國(guó)際城市污水處理及資源化發(fā)展戰(zhàn)略研討會(huì)與展覽會(huì)

關(guān)鍵字:

摘 要:

    地中海南部和中東地區(qū)的大部分國(guó)家都屬于干燥和半干燥地區(qū),面臨越來越嚴(yán)重的水資源短缺的問題。為解決這些問題,污水得到不同程度的再利用。然而地中海南部和中東地區(qū)的國(guó)家對(duì)水再利用政策的看法有重要的區(qū)別。由于社會(huì)經(jīng)濟(jì)、制度和技術(shù)的條件不同,會(huì)發(fā)現(xiàn)許多種情況。

簡(jiǎn)介:

阿基撒 巴里
國(guó)家農(nóng)業(yè)工程、水和森林研究院
B.P. 10, Ariana 2080, Tunisia


摘 要

  地中海南部和中東地區(qū)的大部分國(guó)家都屬于干燥和半干燥地區(qū),面臨越來越嚴(yán)重的水資源短缺的問題。為解決這些問題,污水得到不同程度的再利用。然而地中海南部和中東地區(qū)的國(guó)家對(duì)水再利用政策的看法有重要的區(qū)別。由于社會(huì)經(jīng)濟(jì)、制度和技術(shù)的條件不同,會(huì)發(fā)現(xiàn)許多種情況。
  這些國(guó)家的環(huán)境和公眾健康的政策不同。同時(shí)在現(xiàn)有的污水收集、處理和清理設(shè)施以及人力資源、設(shè)備、材料資源和財(cái)力等方面都有不同。可以把這些國(guó)家分為五個(gè)組。第一組的國(guó)家將原始污水排入環(huán)境中直接使用,因此會(huì)發(fā)生嚴(yán)重的身體危害和環(huán)境污染。在第二組,為研究水再利用對(duì)環(huán)境和健康的影響,農(nóng)民們及為研究和開發(fā)項(xiàng)目之用而毫無節(jié)制地再利用水。在這種情況下,盡管制定了與排污和再利用有關(guān)的條例及標(biāo)準(zhǔn),但卻沒有得到落實(shí)。第三組的國(guó)家是間接地利用回收水。在第四組的國(guó)家中,水的再利用已經(jīng)成為控制整體環(huán)境污染和計(jì)劃中污水處理和再利用項(xiàng)目中水管理策略的一個(gè)必要組成部分。直接利用處理過的污水可用于有限的灌溉。第五組的國(guó)家僅僅采用第三級(jí)污水處理的方法,回收后的水用于作物生產(chǎn)和地表灌溉。此種方法只有資金到位方可進(jìn)行。后三組的國(guó)家中已制定了農(nóng)業(yè)上水再利用的制度和法律,從而來管理回收水的處理和灌溉的分配。
  本文試圖介紹不同的情況,以三個(gè)國(guó)家的案例分析為基礎(chǔ),來解釋物理、技術(shù)和環(huán)境條件的多樣性,制度的制定、執(zhí)行方法和管理辦法。

序 言

  大部分地中海南部和中東地區(qū)的國(guó)家都是干燥和半干燥地區(qū),面臨越來越嚴(yán)重的水資源短缺的問題。在一些國(guó)家,實(shí)際水消費(fèi)已經(jīng)超過可再生的傳統(tǒng)水資源,人們預(yù)測(cè)將不會(huì)有其它為人所知的水資源得到開發(fā)。中東和海灣地區(qū)的一些國(guó)家?guī)缀鯖]有天然的淡水資源,它們主要依賴地下水和脫鹽后的海水。
  人口的增長(zhǎng)、生活水平的提高、城市化速度的加快將威脅到總體上水的供應(yīng),特別是在農(nóng)業(yè)方面,會(huì)導(dǎo)致水消費(fèi)的增長(zhǎng)和水資源的污染,因此水匱乏的問題將日趨嚴(yán)重。城市對(duì)水的需求的不斷增加一方面導(dǎo)致家庭對(duì)淡水的用量將大量增加,另一方面將生產(chǎn)出更多的污水。由于傳統(tǒng)水資源的有限和未來對(duì)水的需求的增加,產(chǎn)生農(nóng)業(yè)與其它行的競(jìng)爭(zhēng),因此農(nóng)業(yè)將面臨繼續(xù)嚴(yán)重的水質(zhì)和水量的問題及農(nóng)業(yè)用淡水量的減少。在這些地區(qū)的城市中,與其它行業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)使水成為限制農(nóng)業(yè)發(fā)展的主要因素。決策者被迫開發(fā)其它的水資源,并且保存現(xiàn)有的資源。回收水成為鼓勵(lì)綜合和有效地使用和管理水資源的辦法之一,因此應(yīng)該成為國(guó)家資源政策的一個(gè)重要組成部分。
  當(dāng)把水的回收利用綜合到水資源管理中時(shí),水的再利用將被視為是控制環(huán)境污染和水管理策略的必不可少的一部分,它將給公眾健康、環(huán)境、經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶來益處。回收后的水可提供重要而額外的水,為淡水資源的保護(hù)作出貢獻(xiàn),而且它也可能被視為是一種農(nóng)業(yè)用的珍貴的水資源和養(yǎng)料。它也對(duì)控制沙化和沙漠改良起到一定的作用。隨之而來也會(huì)帶來一些社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的利益,如創(chuàng)造就業(yè)機(jī)會(huì)和面向出口市場(chǎng)的產(chǎn)品。然而由于污水中礦物和有機(jī)物質(zhì)的含量和病原體對(duì)人體健康構(gòu)成危險(xiǎn),回收再利用污水必須防止對(duì)環(huán)境和公眾健康的負(fù)面影響。因此必須恰當(dāng)處理預(yù)期再利用的污水。
  本文試圖根據(jù)約旦、突尼斯和科威特三國(guó)的案例分析,介紹不同的情況來解釋物理、技術(shù)和環(huán)境條件、制度的制定、執(zhí)行方法和管理辦法的多樣性。

再利用的條件

  根據(jù)不同的社會(huì)經(jīng)濟(jì)、制度和技術(shù)條件,水資源再利用的政策所采納的方法有所不同。不同的國(guó)家有不同的環(huán)境和公眾健康的政策。同時(shí)在現(xiàn)有水的收集、處理和排水設(shè)施、人力資源、設(shè)備和材料資源也存在不同。地中海南部和中東地區(qū)的許多城市仍然沒有下水系統(tǒng)。即使有下水道,他們通常把污水未經(jīng)處理就排入環(huán)境中。當(dāng)水的使用限制達(dá)到極限,并且污染可能對(duì)水資源和公眾健康構(gòu)成威脅時(shí),回收利用污水可能會(huì)是一種解決辦法。開發(fā)多余的水資源將變得非常重要,因此必須修建收集系統(tǒng)和污水處理廠。
  然而在某些情況下,這些污水處理廠通常卻沒有發(fā)揮作用或負(fù)載過重,因此排出的污水不適合將其再回收利用。在其它一些情況下,再利用的前提已經(jīng)滿足,回收政策已經(jīng)制定完畢,處理后的污水就可以用作多種用途。
  此地區(qū)回收后的水主要用于農(nóng)業(yè)灌溉、地表灌溉和地下水蓄積,極少再用于工業(yè)用途。 本地區(qū)已經(jīng)開展了幾項(xiàng)研究和實(shí)驗(yàn)調(diào)查。針對(duì)本地區(qū)的特殊情況,研究中獲得的信息已用于處理和回收方案的開發(fā)。大規(guī)模回收計(jì)劃的實(shí)施已經(jīng)帶來非常重要的有關(guān)回收水得到再利用的技術(shù)和操作的經(jīng)驗(yàn)。
  由于必須考慮回收后水的市場(chǎng)的特殊性及各種問題,水的再利用工程仍然是一項(xiàng)艱巨的挑戰(zhàn)。農(nóng)業(yè)再利用工程的規(guī)劃和管理蘊(yùn)涵了制度、組織、法律、管理、社會(huì)經(jīng)濟(jì)、金融、環(huán)境和技術(shù)的局限性。再回收項(xiàng)目同時(shí)也是復(fù)雜和昂貴的,具有經(jīng)濟(jì)和金融的不確定性,費(fèi)用和收益可能很難量化(公眾健康的保障、經(jīng)濟(jì)發(fā)展等),而這些都是非常關(guān)鍵的問題。該地區(qū)眾多國(guó)家的規(guī)劃方案具有多樣性,根據(jù)代理類型包括水代理、污水代理、協(xié)調(diào)代理及其它,建立了不同的管理結(jié)構(gòu)。
  各個(gè)國(guó)家處理和再利用標(biāo)準(zhǔn)的級(jí)別都不同。大多數(shù)國(guó)家都采用傳統(tǒng)技術(shù)來處理污水,與再利用的類型無關(guān)。目前采用的一般方法是依據(jù)水質(zhì)排放要求來處理污水。關(guān)于國(guó)家條例,一般采用WHO準(zhǔn)則(1989)或加州污水回收標(biāo)準(zhǔn)第22條。那些開發(fā)合理并在有組織的機(jī)構(gòu)安排之內(nèi)對(duì)污水進(jìn)行回收的國(guó)家都是詳細(xì)寫明并實(shí)施它們自己的管理?xiàng)l例和精確的標(biāo)準(zhǔn)。其它國(guó)家僅僅考慮健康的標(biāo)準(zhǔn)。

表1. 比較約旦、科威特和突尼斯污水收集、處理和再利用的情況
 約旦突尼斯科威特
灌溉用未經(jīng)
處理的污水
排污系統(tǒng)的覆蓋率城市地區(qū):66%
整個(gè)地區(qū):51%
城市地區(qū):78%
整個(gè)地區(qū):40%
城市地區(qū):90%
產(chǎn)生的污水總量每年2.32億立方米每年2.4億立方米每年1.19 億立方米
回收水的總量每年7200萬立方米
(占灌溉水資源的13%)
每年1.4億立方米
(占灌溉水資源的7%)
每年1.03 億立方米
(占灌溉水資源的32%)
再利用占回收
水總量的百分比
85%20-30%10%
處理級(jí)別二級(jí)二級(jí)高級(jí)
回收水再利用:灌溉、地下水的蓄積和水產(chǎn)養(yǎng)殖等·農(nóng)業(yè)灌溉:10700 公頃
(占灌溉面積的18.5%)
·農(nóng)業(yè)灌溉:7100公頃
·地表灌溉:600公頃
合計(jì):7700公頃
(占灌溉面積的2%)
·農(nóng)業(yè)灌溉
·地表灌溉
合計(jì):1700公頃
(占灌溉面積的25%)
研究和監(jiān)控項(xiàng)目·農(nóng)業(yè)再利用領(lǐng)域的研究和實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目·農(nóng)業(yè)再利用和地下水蓄積領(lǐng)域的研究和實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目·SAT、城市綠化點(diǎn)和處理后工業(yè)污水的使用等領(lǐng)域的實(shí)驗(yàn)和演示應(yīng)用研究
有計(jì)劃/無計(jì)劃再利用·主要是無計(jì)劃再利用·有計(jì)劃水再利用項(xiàng)目·有計(jì)劃水再利用項(xiàng)目
操作和管理(O&M)
費(fèi)用收回
·部分收回(約旦河谷$US 0.02m3,其余免費(fèi))·部分收回($US 0.01/m3)·部分收回($US 0.07/m3)
處理、再利用和排
放的國(guó)家法律規(guī)定
· 將處理后民用污水再利用于農(nóng)業(yè)用途、地下水蓄積和水產(chǎn)養(yǎng)殖的水質(zhì)要求:約旦標(biāo)準(zhǔn)893/1995。· 水質(zhì)排放要求:約旦標(biāo)準(zhǔn)893/1995·關(guān)于管理回收水再利用于農(nóng)業(yè)用途的89-1047法令和用于農(nóng)業(yè)再利用水質(zhì)的要求:突尼斯標(biāo)準(zhǔn),NT 106.03/1989.
·水質(zhì)排放要求:突尼斯標(biāo)準(zhǔn),NT 10.002/1989.
·污水再利用的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行三級(jí)處理
作物選擇·在限制地區(qū)執(zhí)行·嚴(yán)格執(zhí)行·嚴(yán)格執(zhí)行

案例分析

  無計(jì)劃的回收水的再利用-- 約旦

  八十年代約旦政府的政策旨在做到有提高污水收集、輸送、處理、排放和再利用的系統(tǒng)。因此其城市衛(wèi)生地區(qū)包括管道排污的發(fā)展速度非常快。到2000年下衛(wèi)生面積已覆蓋城市面積的66%,占到全部人口的51%(表1)。約旦的大多數(shù)城市已裝備了污水處理廠,達(dá)到WHO回收水用于灌溉的規(guī)定(Tuffaha,1996)。不同的處理過程包括穩(wěn)定池(處理后污水的83%),活性污泥,滴濾池或延時(shí)曝氣熟化池。也采用工業(yè)廢物的預(yù)處理法,自1991年頒布條例以來,有機(jī)物和礦物成分的排放已得到減少。
  2000年估計(jì)現(xiàn)有的18家污水處理廠排放的污水總量達(dá)每年7200萬立方米。此量相當(dāng)于約旦總?cè)丝诘?1%。回收水早已被視為是一種有價(jià)值的可供灌溉的資源(聯(lián)合國(guó)開發(fā)計(jì)劃署等,1992),同時(shí)也被認(rèn)為是約旦水策略中一項(xiàng)重要的水資源。到2005年預(yù)計(jì)用于灌溉的污水達(dá)到每年1億立方米。計(jì)劃將從大部分處理系統(tǒng)改為活性污泥過程。
  回收后的水大部分都排放到旱谷中,進(jìn)入用于灌溉和地下水蓄積的水庫(kù)中。As-Samra, Baq‘a(chǎn), Jerash, Abu-Nuseir, Salt, 和Wadi Isir 工廠排放的污水流入King Talal, Wa di Shueib, 和Kafrein 水庫(kù),經(jīng)合流存蓄后可供回收之用(5880萬立方米)。多數(shù)水再利用都是間接的。有計(jì)劃地將處理后的污水進(jìn)行直接使用是有限的(2%),但自1985年以來已經(jīng)逐漸增加。為鼓勵(lì)再利用,政府規(guī)定所有新的污水處理項(xiàng)目必須包括有關(guān)全面規(guī)劃及可行的再利用的內(nèi)容。
  處理后的污水主要再利用到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中。灌溉面積達(dá)到近10700公頃,其中667公頃用于污水處理廠實(shí)地的受限制的作物,900公頃用于污水處理廠之外的受限制的作物(155公頃在Aqaba, 63 公頃在 Madaba, 52 公頃在 Ramtha等等),9100公頃位于約旦谷,將回收后的水與地表水混合后,用于無限制作物。除了約旦谷,處理后的污水用于灌溉谷物(小麥、大麥等)、飼料作物(蘇丹草、苜蓿、玉蜀蔾等)、森林(阿拉伯橡膠樹, 木麻黃屬的各種常綠喬木, 桉樹等)及水果樹(橄欖樹、柑橘類的植物、香蕉等)。
  自從1968年第一個(gè)活性污泥處理廠(Ain Ghezal)建成以來,阿曼的回收水已用于約旦河谷(JRV)的灌溉。作為填補(bǔ)的水源,Zarqa河已經(jīng)為阿曼提供用水需要,部分阿曼的污水可以補(bǔ)充該河的基本流量缺失的部分。從Al Samra處理廠的穩(wěn)定池流出的污水(181公頃,5460萬立方米,170750 m3/d)與King Talal 水庫(kù) (KTR)的水相匯合,用于JRV下游的無限制灌溉。處理后的污水為KTR每年提供15%至80%的給水量。KTR流出的污水經(jīng)過再利用使得JRV冬天水流可以種植一種冬季作物,為四季作物的灌溉做出了貢獻(xiàn)。KTR中部分水或全部水灌溉的面積目前近9100公頃(實(shí)際灌溉面積的18%),其中64%種植蔬菜,7%種植谷物和飼料,27.5%種植果樹。其余的土地栽了樹木。未來如果全部污水用于灌溉,可能將有43100公頃面積用污水進(jìn)行灌溉。在約旦谷的中部,56%的農(nóng)場(chǎng)用滴灌法(平均效率達(dá)到70%),其余用于地表灌溉法(平均效率達(dá)到76%)。水費(fèi)較低(約旦谷達(dá)到15菲爾斯/立方米 ($US 0.02/立方米)其它地方為免費(fèi),這與水質(zhì)無關(guān)。約旦谷政府在冬季進(jìn)行脫鹽,向農(nóng)民免費(fèi)提供灌溉用水。農(nóng)民不得將其水權(quán)出售或出租。

表2:比較約旦、科威特和突尼斯回收水質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)及灌溉標(biāo)準(zhǔn) 微生物參數(shù)
 微生物參數(shù)
國(guó)家污水處理灌溉作物的類型參數(shù)
(mg/l)
糞便大腸桿菌
(MPN/100 ml)
腸內(nèi)線蟲
(eggs/l)*
阿米巴變形蟲

賈第鞭毛蟲
(cysts/l)
約旦



二級(jí)處理
食用蔬菜TDS: 2000
SAR: 9
SS: 200
BOD5: 150x
COD: 500
Nt: 100
Cl2: 0.5
1000<1<1
水果及森林樹木,農(nóng)作物和工業(yè)產(chǎn)品TDS: 2000
SAR: 9
SS: 200
BOD5: 150x
COD: 500
Nt: 100
---
飼料作物TDS: 2000
SAR: 9
SS: 250
BOD5: 250x
COD: 700
NO3-N: 50
-<1-
突尼斯

二級(jí)處理
谷類作物,工業(yè)作物,飼料作物及樹木EC: 7000
mS/cm
SS: 30
BOD5: 30
COD: 90
-<1-
科威特


高級(jí)處理
飼料及非生吃食物作物,林地SS: 10
BOD5: 10
COD: 40
Cl2: 1
10 000--
可生吃的食物作物** SS: 10
BOD5: 10
COD: 40
Cl2: 1
100--
  * 腸內(nèi)線蟲以每升中線蟲卵子的算數(shù)平均值來表示。
  **不包括色拉(生菜)作物或草莓。
  x: WSP(過濾過的)污水及機(jī)械處理廠(未經(jīng)過濾的)污水中的BOD
  Cl2: 20°C下12小時(shí)后的殘留氯。

  約旦標(biāo)準(zhǔn)893/1995詳細(xì)說明了各種污水之用,如用于灌溉食用蔬菜、水果、森林樹木、飼料作物、草坪和公園、地下水的蓄積、水產(chǎn)養(yǎng)殖及排入河流、旱谷和水庫(kù)所要求的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。這些標(biāo)準(zhǔn)的大致條件已經(jīng)規(guī)定好。
  一些機(jī)構(gòu)如水資源和灌溉部(約旦管理水資源的機(jī)構(gòu)及約旦河流域管理機(jī)構(gòu))、皇家科學(xué)協(xié)會(huì)、農(nóng)業(yè)部(國(guó)家農(nóng)業(yè)研究和技術(shù)轉(zhuǎn)讓中心)、公眾健康部、環(huán)境部、規(guī)劃部、各城市及潛在的用戶都對(duì)污水的處理及再利用非常關(guān)心。

  有計(jì)劃再利用二級(jí)處理后的水資源-突尼斯

  污水處理:突尼斯大多數(shù)城市中心的居民都可以用上適當(dāng)?shù)男l(wèi)生系統(tǒng),其污水處理設(shè)施通常都遵循傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)。有下水系統(tǒng)的城市的衛(wèi)生面積達(dá)到約78%,與整個(gè)城市人口(580萬)相聯(lián)系,比率將達(dá)61%(表1)。工業(yè)上要求污水排入下水系統(tǒng)必須遵照突尼斯標(biāo)準(zhǔn)(INNORPI, 1989a) 。因此,為達(dá)到規(guī)定上的排放要求,必須建立初步處理廠,將給予其經(jīng)濟(jì)補(bǔ)助,作為工業(yè)單位前期處理過程之用。
  每年排放的2.4億立方米的污水,1.4億經(jīng)過61家處理廠(WWTP)的處理,其中41家工廠日處理量少于3500立方米,10家高于10000立方米。Choutrana是最大的一家,日處理量可達(dá)120000立方米。5家處理廠位于突尼斯地區(qū),每年產(chǎn)生6200萬立方米污水,占全國(guó)處理污水總量的54%。其它幾個(gè)廠位于沿海,以保護(hù)海濱度假村和防止海洋污染。城市污水主要是民用水(大約88%),經(jīng)過生物處理可達(dá)到二級(jí)處理水平。工業(yè)污水排入下水系統(tǒng)須遵照突尼斯標(biāo)準(zhǔn)(INNORPI, 1989a)。因此,為達(dá)到排放規(guī)定上的要求,必須建立初步處理廠,給予其經(jīng)濟(jì)補(bǔ)助以為工業(yè)單位前期處理過程之用。處理過程根據(jù)污水的來源和當(dāng)?shù)氐臈l件,各廠不同。61家處理廠中的44家是采用活性污泥式(中型或低檔次的),3家采用滴濾式,14家采用兼性或曝氣池。已經(jīng)為幾個(gè)城市制定好最佳衛(wèi)生方案。年回收水量希望在2020年達(dá)到2.9億立方米。這一期望值大致相當(dāng)于現(xiàn)有地下水資源的18%,可代替目前地下水,灌溉由于過度地開采地下水導(dǎo)致沿海蓄水層鹽水侵蝕的地區(qū)。
  污水處理的費(fèi)用:飲用水收費(fèi)單上已包括了衛(wèi)生費(fèi)用。依據(jù)消費(fèi)的不同(家庭消費(fèi)者可分5塊:0-20; 21-40; 41-70; 71-150; >150 m3/季度)、使用(家用< 工業(yè) < 旅游業(yè))及水污染的程度(根據(jù)BOD,COD和SS的含量,將工業(yè)部門分為三級(jí)),費(fèi)用逐級(jí)遞增。同供水相似,資費(fèi)結(jié)構(gòu)也根據(jù)社會(huì)公平的原則,不向小型或中型民用消費(fèi)者(<70 m3/季度)收費(fèi),而收大戶的費(fèi)用。衛(wèi)生費(fèi)用于操作及維持。
  下面將估算生產(chǎn)能力從256至43000立方米的回收工廠處理污水的費(fèi)用。資本費(fèi)用包括設(shè)備建設(shè)(設(shè)計(jì)壽命達(dá)到45年,回收率達(dá)到7%)及設(shè)備購(gòu)買(設(shè)計(jì)壽命達(dá)到15年,回收率達(dá)到7%)。平均資本費(fèi)用為0.08 $US/m3 (0.003 to 0.49 $/m3, N = 37) (1 DT " 0.67 $US)。兼性池的資本費(fèi)用最低,然后是曝氣池和延時(shí)曝氣池、傳統(tǒng)的活化污水池及氧化渠。每年操作和管理(O&M)費(fèi)用包括處理廠人員工資、操作費(fèi)用(主要是電費(fèi))及維修費(fèi)(設(shè)備修護(hù)和替換)。1995年處理過的每一立方米O&M費(fèi)用大約為0.07 $US (0.01-0.20 $US/m3, N = 37)。O&M回收的最小費(fèi)用是用于兼性池,然后是延時(shí)曝氣池,傳統(tǒng)的活化污水池和曝氣池。能源費(fèi)用占O&M費(fèi)的60%,工資占O&M費(fèi)的30%,維護(hù)費(fèi)占O&M費(fèi)的10%。平均污水處理費(fèi)大約為0.15 $US/m3 ,不包括污水的收集費(fèi),但是包括舊的低資本費(fèi)的污水處理廠。回收工廠的全部處理費(fèi)用于兼性池及延時(shí)曝氣池的費(fèi)用最低。實(shí)際上,邊際處理費(fèi)大約為0.30 $/m3 ,投資額占全部邊際費(fèi)用的80%。
  污水再利用實(shí)施方法:水的再利用已經(jīng)成為控制整體環(huán)境污染及水管理策略的必要組成部分。水的再利用現(xiàn)在是突尼斯整體水資源平衡的一部分。實(shí)際上它不僅被視為是一種額外的水資源,而且是一種潛在的可增值的資源(聯(lián)合國(guó)開發(fā)計(jì)劃署,1987),同時(shí)也是一種保護(hù)沿海地區(qū)、水資源及敏感接受體的方式。
  自60年代中以來,已經(jīng)采用了逐步擴(kuò)大再利用的方法(聯(lián)合國(guó)開發(fā)計(jì)劃署等 1992)。策略包括1)將污水處理延伸至所有城市地區(qū);2)進(jìn)行灌溉農(nóng)業(yè)及綠地的實(shí)驗(yàn)及演示的操作;3)建立大規(guī)模的灌溉計(jì)劃;4)實(shí)施增加將處理后的污水再利用的比例的政策。這樣就可分辨出不同的發(fā)展階段。
  第一階段:回收后的水用于保護(hù)柑橘的生產(chǎn)。60年代初突尼斯將部分回收的水用于灌溉位于La Soukra (突尼斯東北8公里)的600公頃柑橘果園。利用污水是因?yàn)橄M档陀捎谶^度抽取地下水帶來的鹽水侵蝕的影響。此種污水經(jīng)過再利用,救活了柑橘果園。這樣污水主要在春季和夏季得到利用,成為地下水的輔助或唯一的資源。污水不許用于灌溉蔬菜。
  第二階段:有計(jì)劃回收水的再利用。水資源再利用政策是在80年代初提出的。污水再利用主要應(yīng)用于農(nóng)業(yè)灌溉及地表灌溉。已實(shí)施了一些實(shí)驗(yàn)或正在進(jìn)行的項(xiàng)目研究地下水的蓄積、森林灌溉及高速公路的沖洗和濕地的開發(fā)。現(xiàn)有的處理廠建成后才可進(jìn)行水的再利用。然而,對(duì)于新廠,從規(guī)劃階段直至完成研究過程中都需要把處理及再利用結(jié)合起來。
  每年大約有3500萬立方米回收水用于灌溉。處理后的污水(大約占處理污水的20%)每年大約有2800萬立方米得到重新利用。在某些地區(qū),利用污水灌溉,分配的大部分污水得到再使用,而在一些新的灌溉剛開始的地區(qū),回收水的再使用率正在逐漸增加。突尼斯二級(jí)處理污水僅限于有限灌溉,但不包括所有的蔬菜作物。利用回收水灌溉的主要作物是飼料(苜蓿、高梁及車軸草)(45.3%),果樹(柑橘、葡萄、橄欖、梨、桃、蘋果等)(28.5%)、谷物(22.4%)及工業(yè)作物(甘蔗)(3.8%)。57%的地區(qū)是用噴式灌溉,48%的地區(qū)用地表灌溉。一些農(nóng)民利用當(dāng)?shù)氐墓喔认到y(tǒng)。不到回收水灌溉的草原上放牧家蓄(奶牛、小牛犢、山羊及綿羊),吃的是灌溉區(qū)域上種的飼料作物。已經(jīng)設(shè)立了水再回收項(xiàng)目,并就此主題進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。目前這樣的區(qū)域達(dá)到6500公頃,80%位于突尼斯。主要地區(qū)包括Cebala (3200 公頃), La Soukra (600 公頃), Mornag (1047 公頃), Nabeul (350 公頃), Hammamet, Sousse, Monastir, Sfax, 和Kairouan。其它項(xiàng)目也正在實(shí)施中,將把此區(qū)域延伸到9000公頃。利用回收水灌溉的區(qū)域計(jì)劃擴(kuò)展到20000公頃,占全部灌溉區(qū)域的7%,其中14500公頃位于大突尼斯地區(qū)附近。下面介紹計(jì)劃好或正在實(shí)施中的大型作物的灌溉項(xiàng)目。
  已經(jīng)制定了農(nóng)業(yè)上水再利用的制度及法律框架,來管理用于灌溉的回收水的處理和分配,監(jiān)督水資源法和其它法令的落實(shí)并對(duì)衛(wèi)生方面進(jìn)行控制。1975年水法及1989年法令(Decree No. 89-1047)對(duì)農(nóng)業(yè)上水的再利用進(jìn)行管理。單獨(dú)文件中如回收再利用水質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)(INNORPI, NT 106.03, 1989b)、污水處理標(biāo)準(zhǔn)(INNORPI, NT 106.002, 1989a),詳細(xì)說明了可以灌溉的作物及決定回收水再利用的條件。農(nóng)業(yè)上再利用的回收水質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織準(zhǔn)則(Ayers and Westcot, 1985), 世界衛(wèi)生組織關(guān)于限制灌溉的準(zhǔn)則(1989) (每升< 1 個(gè)蠕蟲卵)及其它與灌溉或水供應(yīng)有關(guān)的突尼斯標(biāo)準(zhǔn)。從水的收集到農(nóng)業(yè)上的使用,責(zé)任由各種部門分擔(dān),包括環(huán)境及土地使用規(guī)劃部(國(guó)家排水及衛(wèi)生機(jī)構(gòu))、農(nóng)業(yè)部(農(nóng)業(yè)工程管理局,地區(qū)農(nóng)業(yè)發(fā)展委員會(huì))、衛(wèi)生部、旅游及手工藝品部。用戶協(xié)會(huì)也介入到水再利用的工作中。
  恰當(dāng)?shù)毓烙?jì)水價(jià)對(duì)于收回投資和節(jié)約用水是很重要的。因此設(shè)計(jì)一種合適的用水定價(jià)政策是再利用工作中重要的一個(gè)步驟。隨著新方案的出臺(tái),為鼓勵(lì)農(nóng)民用水,剛開始時(shí)供水都是免費(fèi)的。然后采取每公頃定價(jià)收費(fèi)的政策,最后逐漸變?yōu)榘凑账褂玫拿苛⒎矫椎乃杖≠M(fèi)用。賣給農(nóng)民使用的回收水的價(jià)格依方案不同而不同。收取的費(fèi)用將用于補(bǔ)償O&M費(fèi)用(操作、維護(hù)、工資和能源)。對(duì)于利用傳統(tǒng)水灌溉的方案,價(jià)格將逐步向?qū)嶋H費(fèi)用靠攏,仍然比傳統(tǒng)水價(jià)要低。大多數(shù)方案對(duì)用水都以表計(jì)價(jià),然而由于仍有大量未經(jīng)計(jì)算的水,導(dǎo)致較高的O&M費(fèi)用,比如在Mornag灌溉方案中,1996年O&M費(fèi)用高達(dá)0.13 $US/m3 (抽水所需能源費(fèi)為O&M費(fèi)的68%,工資占O&M費(fèi)的18%,其它費(fèi)用占O&M費(fèi)的10%),售價(jià)為0.04 $/m3 ,生產(chǎn)費(fèi)用包括資本費(fèi)用(對(duì)于灌溉方案)大約為0.20 $/m3 。Medjerda-Cap Bon運(yùn)河的水(同一地區(qū)使用的傳統(tǒng)水),其中O&M費(fèi)用為0.07 $/m3 , 售價(jià)為0.06 $/m3 。為推動(dòng)水的再利用,1997年決定將每立方米水價(jià)定為0.01 $。然而水的再利用率并沒有像預(yù)期的那樣增加,出現(xiàn)了赤字。應(yīng)該采用新的基數(shù),根據(jù)對(duì)水的實(shí)際需要,以給定的價(jià)格向農(nóng)民提供給定質(zhì)量的水。
  由于一年中大約以一定的速度排放城市污水,排放污水的量將隨著城市旅游業(yè)和工業(yè)發(fā)展而增加,污水將再利用到農(nóng)業(yè)上--- 利用回收水灌溉的區(qū)域計(jì)劃將增加到20-30 000公頃,相當(dāng)于全部灌溉區(qū)域的7-10%,14500公頃位于大突尼斯地區(qū)。突尼斯市計(jì)劃在2026年建一座新的污水處理廠,設(shè)計(jì)日處理能力達(dá)224 200 立方米 (每年82 00萬立方米)。位于山腳大壩上BOT季節(jié)間蓄水池(300萬立方米)是處理廠的一部分,用于水資源的保護(hù)及增加水量。第一階段計(jì)劃覆蓋1000公頃的灌溉區(qū)域。整個(gè)灌溉區(qū)域?qū)⒏采w6000公頃。將考慮農(nóng)民是否愿意再利用回收后的水。水用戶協(xié)會(huì)將負(fù)責(zé)管理灌溉系統(tǒng)。在實(shí)驗(yàn)階段水的分配系統(tǒng)將得到優(yōu)化,鼓勵(lì)采用節(jié)約灌溉的方法。
  第三階段:回收水再利用的開發(fā)。當(dāng)水質(zhì)與污水的最終使用相吻合時(shí),可以有其它再利用水的機(jī)會(huì)(Asano and Levine, 1996)。通過多樣化地發(fā)展非農(nóng)業(yè)的用途,如現(xiàn)在正在采用的城市、工業(yè)及環(huán)境的用途。根據(jù)正在進(jìn)行的再利用項(xiàng)目,1997年開展了旨在開發(fā)推動(dòng)水資源再利用的戰(zhàn)略的研究(Bechtel and Scet, 1998)。本研究表明根據(jù)戰(zhàn)略的項(xiàng)目,對(duì)于高級(jí)用水的活動(dòng)或?yàn)閯?chuàng)造一種新型的需要,這個(gè)戰(zhàn)略應(yīng)該逐步用回收水代替?zhèn)鹘y(tǒng)的水。推動(dòng)再利用回收水應(yīng)該根據(jù):1)實(shí)際的對(duì)水的需要,2)針對(duì)不同用途,制定恰當(dāng)?shù)乃|(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的定義,3)相關(guān)的管理,4)各方明確而清晰的責(zé)任, 5)對(duì)所有用途的一種有效的控制。應(yīng)該加強(qiáng)法律和制度建設(shè)。通過提高水質(zhì),利用廣泛的信息,人們將更廣泛地接受未來回收水的再利用。現(xiàn)已有人提議開發(fā)水再利用的項(xiàng)目,如在突尼斯區(qū)實(shí)施水再利用戰(zhàn)略、一些沿海含水層的地下水的蓄積和回收后的水再利用到工業(yè)上。

  有計(jì)劃地再利用三級(jí)處理水-科威特

  在科威特,95%的飲用水來自去鹽后的海水(多級(jí)蒸發(fā)蒸餾廠)(Al-Attar et al., 1997)。污水在三個(gè)主要的城市處理廠(Ardhiya, Reqqa和Jahra) 經(jīng)過二級(jí)和三級(jí)處理過程(活性污泥、滲透和氯消毒)(表2),占飲用水的65-80%。產(chǎn)生的污水量1994年達(dá)1.19億立方米,其中1.03億立方米已得到處理。1994年回收水灌溉的全部面積達(dá)整個(gè)灌溉面積(4770公頃)的25%(Sarraf, 1997)。實(shí)際上,不到10%的回收水量得到再利用。一部分工業(yè)污水經(jīng)過處理也得到循環(huán)使用。然而,國(guó)家環(huán)境資源保護(hù)政策是要再利用所有的污水。因此,科威特科學(xué)研究學(xué)院已經(jīng)建立了一個(gè)"污水處理及使用的項(xiàng)目"來開發(fā)并加速水的再利用。該項(xiàng)目的一些內(nèi)容包括開發(fā)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、苗圃及水產(chǎn)養(yǎng)殖實(shí)驗(yàn)基地,通過反滲透回收水法實(shí)驗(yàn)人工蓄積含水層,開發(fā)一種利用處理過的工業(yè)污水的原形以及污水處理的綜合蓄水系統(tǒng)(兼性蓄水池和高級(jí)藻類蓄水池)。
  起初從Ardiyah廠流出的經(jīng)氯化的二級(jí)污水用于灌溉實(shí)驗(yàn)農(nóng)場(chǎng)的限制地區(qū)和地表。目前三級(jí)處理過的污水再利用,灌溉多種樹木和綠化帶。綠化帶的灌溉可以減少流動(dòng)沙子的移動(dòng)。回收后的水的使用滴灌和噴灑方法對(duì)作物進(jìn)行灌溉。處理過的污水提供給私人農(nóng)場(chǎng),向農(nóng)民收取$US 0.07/m3 。用三級(jí)污水灌溉的面積達(dá)1680公頃。有人建議將灌溉面積擴(kuò)展到3300公頃,大小相當(dāng)于科威特科學(xué)研究學(xué)院的實(shí)驗(yàn)農(nóng)場(chǎng)。有一種復(fù)雜的系統(tǒng)可存儲(chǔ)和抽取氯化污水用于灌溉。在某些方案中,回收水經(jīng)過二次氯化過程才能再利用。通常用封閉的貯水池來存儲(chǔ)。已經(jīng)開展了評(píng)估在人工湖里儲(chǔ)存回收水的可行性研究。
  公眾服務(wù)部已建立了污水再利用于灌溉的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。回收水僅僅容許灌溉可以烹煮的蔬菜(土豆和菜花)、工業(yè)作物、飼料作物(苜蓿,大麥和冬季飼料作物)以及綠化高速公路。
  然而水資源的再利用提出一些問題,如病原體、污染物和含鹽量,建立第三個(gè)污水運(yùn)輸?shù)墓艿老到y(tǒng)、存儲(chǔ)設(shè)施以及相關(guān)費(fèi)用等問題。
  與排水及再利用有關(guān)的部門是公共服務(wù)部、農(nóng)業(yè)事務(wù)及魚類資源的公共部門、環(huán)境政策制定和環(huán)境保護(hù)理事會(huì)、衛(wèi)生部及科威特科學(xué)研究學(xué)院。

結(jié) 論

  水資源再利用已被包括在地中海南部及中東地區(qū)大多數(shù)國(guó)家的水資源規(guī)劃中。一些國(guó)家已制定了要求再利用所有污水的官方政策。然而由于實(shí)施這些政策能力的不同,會(huì)出現(xiàn)很多種情況。關(guān)于污水處理和再使用仍然要克服幾個(gè)難題。對(duì)收集、處理和再利用城市污水方面的技術(shù)、科技、制度或法律規(guī)定的掌握還不夠,要求對(duì)此特別注意。在那些無限制的直接或間接再利用原始污水的地區(qū),必須要提高水質(zhì)以防止對(duì)健康產(chǎn)生危害和環(huán)境污染。對(duì)于有作物限制的地區(qū),應(yīng)該將污水處理廠升級(jí),從而產(chǎn)生更經(jīng)濟(jì)、少量的污染。對(duì)于無限制使用污水的地區(qū),可以用較寬泛的作物輪種法、高限價(jià)來收回農(nóng)業(yè)上的投資。
  關(guān)于國(guó)家規(guī)定,不同的國(guó)家有不同的規(guī)定和標(biāo)準(zhǔn),與國(guó)家的發(fā)展?fàn)顩r無關(guān)。根據(jù)實(shí)踐中得來的文件資料和評(píng)估情況,不同國(guó)家獲得的經(jīng)驗(yàn)將幫助找到一種共同的污水處理和農(nóng)業(yè)再利用方法。
  要想更好地規(guī)劃和協(xié)調(diào)不同機(jī)構(gòu),就必須強(qiáng)化制度。根據(jù)實(shí)際用水量的需要,未來再利用項(xiàng)目將依賴于對(duì)再利用工作進(jìn)行更好地規(guī)劃和管理。這就意味著需要有更好的制度、管理和組織環(huán)境。需要對(duì)回收水再利用的經(jīng)濟(jì)和金融的可行性進(jìn)行更好的估算。技術(shù)上需要更深入的研究,同時(shí)也要對(duì)具體用途進(jìn)行應(yīng)用研究。教育、信息、對(duì)農(nóng)民的培訓(xùn)及延伸服務(wù)也對(duì)這些實(shí)踐起到推動(dòng)的作用,從而取得更高的農(nóng)業(yè)產(chǎn)量,而對(duì)環(huán)境沒有負(fù)面影響。

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