張雅玲　 邵輝煌　 方先金
(北京市市政工程設(shè)計(jì)研究總院，北京市西城區(qū)大帽胡同26號(hào)，100035 )

　　摘要 面對日益嚴(yán)峻的水資源短缺問題，全世界都在積極地探索新途徑以獲取足夠的淡水資源，其中污水回用是解決水資源短缺的重要措施之一。本文介紹了國內(nèi)外污水回用的發(fā)展概況，并展望了國內(nèi)外污水回用的發(fā)展方向。
　　關(guān)鍵詞 水資源 污水 污水回用

1 引言

　　水資源短缺是21世紀(jì)人類面臨的最為嚴(yán)峻的資源問題之一。全世界只有1/4人口飲用到合乎標(biāo)準(zhǔn)的清水，1/3人口得不到安全用水，缺水的形勢日趨嚴(yán)重。面對日益嚴(yán)峻的水資源短缺問題，全世界都在積極地探索新途徑以獲取足夠的淡水資源。跨流域調(diào)水、海水淡化、污水回用和雨水蓄用是目前普遍受到重視的開源措施，它們在一定程度上都能緩解水資源供需矛盾，然而污水回用經(jīng)常被作為首選方案，很重要的原因在于污水就近可得，水量穩(wěn)定，不會(huì)發(fā)生與鄰相爭，不受氣候的影響。

2 國外污水回用的發(fā)展?fàn)顩r

　　許多缺水國家已經(jīng)建立了污水回用工程，這些工程通常是將城市污水處理廠二級(jí)出水進(jìn)一步處理后回用于農(nóng)田灌溉、工業(yè)用水、市政雜用、地下回灌、飲用等。
　　下面選擇以色列、美國、日本等幾個(gè)比較典型的國家，介紹其污水回用的發(fā)展?fàn)顩r，從而對世界范圍內(nèi)污水回用的發(fā)展程度也就有了一個(gè)基本的了解。
　　·以色列
　　以色列位于地中海東岸，大部分為干旱和半干旱地帶，人口600多萬，水資源總量19.69億m³，人均水資源占有量300m³左右。1990年，全國取水量已達(dá)18~19億m³ ，由于開采量過大，導(dǎo)致地下水水位下降和水質(zhì)惡化。為了解決水資源與用水需求之間的矛盾，采取了污水回用措施。處理過程為：城市污水的收集→傳輸?shù)教幚碇行摹幚怼竟?jié)性儲(chǔ)存→輸?shù)接脩簟褂眉鞍踩幹?。在回用方式上，包括小型社區(qū)的就地回用，中等規(guī)模城鎮(zhèn)和大城市的區(qū)域級(jí)回用。
　　·美國
　　美國的城鎮(zhèn)污水處理設(shè)施已經(jīng)非常完善，城市二級(jí)污水處理廠已得到100%普及，城鎮(zhèn)污水回用已進(jìn)入大規(guī)模生產(chǎn)應(yīng)用階段，尤其是在氣候干旱的中西部地區(qū)。
　　2000年，加利福尼亞州的污水回用量8.64億m³，占污水處理總量的10%，占平水年全州城鎮(zhèn)年用水總量的7%左右。
　　佛羅里達(dá)州St.Petersburg城被認(rèn)為是美國城市污水回用的先驅(qū)。該城三面環(huán)海，年降水量1400mm，其中50%集中在夏季，蒸發(fā)量很大（1000mm）；地勢平坦，無法建庫貯水，余下400mm的降水變成徑流匯入大西洋。該城建成了世界上最大的城市污水回用系統(tǒng)：將二級(jí)污水處理廠改造成三級(jí)處理廠，建成回用水管網(wǎng)，將凈化后的再生水用于工業(yè)冷卻、草地澆灌、建筑中水和消防，剩余的回用水通過深井注入地下含鹽水層。
　　佛羅里達(dá)州的圣彼得堡，是美國唯一完全實(shí)現(xiàn)污水循環(huán)的大城市，它利用了自己產(chǎn)生的全部污水，不向周圍河湖排放任何污水，這個(gè)城市有兩套配水系統(tǒng)，一套系統(tǒng)輸送新鮮淡水供飲用和家庭用水，另一套系統(tǒng)輸送中水用于灌溉公園、綠地、草坪以及清洗車輛等其它用水標(biāo)準(zhǔn)較低的地方。
　　美國污水回用最典型的城市是洛杉磯，當(dāng)?shù)厮Y源貧乏，歷來依靠外調(diào)水以滿足不斷增長的用水需求，由于昂貴的建設(shè)費(fèi)用與環(huán)境壓力，擴(kuò)建新水源異常困難，污水回用成為彌補(bǔ)水資源供需缺口的重要方法。
　　·日本
　　日本早在1962年開始回用污水，70年代初見規(guī)模。90年代初，日本在全國范圍內(nèi)對污水回用的可行性進(jìn)行了深入研究，在嚴(yán)重缺水地區(qū)大力推廣污水回用技術(shù)。在1991年日本的“造水計(jì)劃”中，明確將污水回用技術(shù)作為最主要的研究內(nèi)容加以資助，開發(fā)了很多污水深度處理工藝，在新型脫氮除磷技術(shù)、膜分離技術(shù)、膜生物反應(yīng)器技術(shù)等方面取得了很大進(jìn)展，建立起以賴滬內(nèi)海地區(qū)為首的許多“水再生工廠”。日本的污水回用對象主要有兩個(gè)：一是河道景觀用水，二是工業(yè)用水。
　　·突尼斯
　　突尼斯是北非發(fā)展污水回用最積極的國家，80年代初期，制定了污水回用政策。污水回用的主要對象是農(nóng)業(yè)。為了提高回用率，突尼斯采用蓄水池或地下蓄水層對再生水進(jìn)行貯存。
　　· 南非
　　南非的約翰內(nèi)斯堡每天有9.4萬 m³飲用水來自再生水工廠，由于處理得當(dāng)，沒有發(fā)生衛(wèi)生問題。
　　·納米比亞
　　納米比亞的溫得霍克市將污水深度處理后，直接作為生活飲用水水源，水質(zhì)達(dá)到世界衛(wèi)生組織和美國環(huán)保局公布的標(biāo)準(zhǔn)。
　　·巴西
　　巴西在將城市污水回用于綠化、沖廁、沖洗道路、洗車等方面做了大量的研究和實(shí)踐。

3 國內(nèi)污水回用的發(fā)展?fàn)顩r

　　我國是一個(gè)水資源貧乏的國家，人均水資源占有量僅為世界平均水平的1/4。隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展和城市化進(jìn)程的加快，城市缺水問題日益突出。當(dāng)前相當(dāng)一部分城市水資源短缺。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全國669個(gè)城市中，400個(gè)城市常年供水不足，其中110個(gè)城市嚴(yán)重缺水。
　　為了解決水資源短缺的問題，污水回用工作日益受到重視，國內(nèi)許多城市的污水處理廠建設(shè)了回用處理設(shè)施。下面介紹北京、天津和太原等幾個(gè)比較有代表性的城市污水回用的發(fā)展?fàn)顩r。
　　·北京市
　　北京的高碑店污水處理廠建成了我國最大的污水回用工程，回用規(guī)模為30萬m³/d，回用對象主要是河湖補(bǔ)水、城市綠化、噴灑道路和熱電廠冷卻用水。
　　·天津
　　天津紀(jì)莊子污水處理廠廠內(nèi)回用工程規(guī)模2000m³/d，該廠采用A²/O工藝先進(jìn)行脫氮脫磷處理，再經(jīng)過纖維球?yàn)V料過濾、消毒，然后回用。
　　天津東郊污水處理廠回用工程將二級(jí)出水過濾、消毒后回用，規(guī)模7萬m³/d。
　　·長春市
　　長春市在建的兩個(gè)污水廠都考慮了污水回用。北郊污水廠回用規(guī)模10萬m³/d。西郊污水廠計(jì)劃一期回用5萬m³/d，二期回用10萬m³/d。
　　·大連市
　　大連市春柳河污水處理廠規(guī)模1萬m³/d的污水回用示范工程已運(yùn)行十年，效果良好。新建的幾個(gè)污水廠都有深度處理設(shè)施，大部分二級(jí)處理后的水回用。
　　·青島市
　　青島市污水回用工作開展較早，海泊河污水廠已建成4萬m³/d的深度處理設(shè)施。
　　·太原
　　太原北郊污水處理廠向太鋼供水，年供水量為180萬m³，作為太鋼循環(huán)冷卻水的補(bǔ)充水。
　　太原化工集團(tuán)公司水廠回用分廠利用太化南堰污水處理廠二級(jí)出水為水源，采用生物陶粒接觸氧化+混凝沉淀+過濾的深度處理工藝進(jìn)行處理，出水供化工廠及化肥廠使用。

4 國內(nèi)外污水回用的發(fā)展方向

　　從國內(nèi)外污水回用的發(fā)展?fàn)顩r來看，污水回用現(xiàn)已受到比較普遍的重視，許多缺水地區(qū)已經(jīng)建立了一批技術(shù)可靠、管理科學(xué)、運(yùn)行穩(wěn)定的回用工程。就當(dāng)前國內(nèi)外的形勢來看，污水回用的發(fā)展方向可以總結(jié)出以下幾點(diǎn)：
　?。?）制定合理的、完善的回用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)
　　對于污水回用，仍存在一些對人體健康和環(huán)境的不確定因素。由于對污水回用還沒有全面的科學(xué)依據(jù)，各國制定的回用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)有較大差異。因此深入研究，制定合理的、完善的回用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，將大大推動(dòng)污水回用的發(fā)展。
　　（2）發(fā)展高效價(jià)廉的污水回用處理技術(shù)
　　完善的污水回用處理技術(shù)是促進(jìn)污水回用進(jìn)一步發(fā)展的保證，目前，常用的污水回用處理方法有：1）固液分離：絮凝、沉淀和過濾；2）生物處理：好氧生物處理、氧化塘和消毒；3）深度處理：活性炭、空氣吹脫、離子交換、石灰處理、膜工藝和反滲透。
　　為了保證污水回用安全可靠，今后需重點(diǎn)研究的課題包括：
　　A.再生水中微生物、化學(xué)污染物和有機(jī)污染物特性的評(píng)估；
　　B.再生水中微量污染物的健康危險(xiǎn)評(píng)估；
　　C.評(píng)估微生物特性的檢測技術(shù)；
　　D.研究如何提高污水中顆粒物質(zhì)的去除率以提高消毒效率；
　　E.污水回用處理工藝的優(yōu)化；
　　F.膜工藝的研究與應(yīng)用；
　　G.土壤——蓄水層處理系統(tǒng)的可持續(xù)利用特性的評(píng)估；
　　H.再生水貯存系統(tǒng)對水質(zhì)的影響。
　?。?）控制工業(yè)廢水處理達(dá)標(biāo)后排放
　　不同生產(chǎn)部門的工業(yè)廢水性質(zhì)不同，如含有難于生物降解的有機(jī)物、有毒有害的有機(jī)物或有毒有害的重金屬等。如果工業(yè)廢水未處理達(dá)標(biāo)就排放到城市排水管道，輸送到城市污水處理廠后，不但給城市污水處理廠的運(yùn)行帶來困難，而且限制了城市污水的回用。
　　有研究顯示，如果工業(yè)廢水得到有效的處理，則城市污水經(jīng)二級(jí)或三級(jí)處理后，可以不受限制地用于農(nóng)業(yè)灌溉；如果工業(yè)廢水沒有得到有效的預(yù)處理，由于潛在的食物鏈污染問題，城市污水回用于農(nóng)業(yè)灌溉就受到限制。所以必須嚴(yán)格控制工業(yè)廢水中各種有毒有害污染物的濃度，以確保人體健康不受威脅。
　?。?）集中回用與分散回用相結(jié)合
　　集中回用是在城市污水處理廠內(nèi)，建設(shè)深度處理設(shè)施，對二級(jí)出水進(jìn)行深度處理后回用。分散回用是在距離污水處理廠較遠(yuǎn)的居住區(qū)，建立獨(dú)立的小型污水回用處理廠，就地回用。與集中回用相比，分散回用可以節(jié)約輸送管線費(fèi)用，但增加了污水處理設(shè)施和回用設(shè)施的投入，因此選擇集中還是分散的回用方式，主要取決于兩種回用方式的成本和效益的比較。　

5 結(jié)束語

　　污水回用發(fā)展到今天，人們已經(jīng)認(rèn)識(shí)到污水作為水源的重要意義。實(shí)際上，污水回用系統(tǒng)是通過工程工藝來模擬自然界的水循環(huán)。水循環(huán)系統(tǒng)中包括了有計(jì)劃的污水再生、循環(huán)和回用，這是社會(huì)進(jìn)步、技術(shù)發(fā)展、對公共衛(wèi)生危險(xiǎn)認(rèn)識(shí)提高的反映。由于污水、再生水和水回用之間的關(guān)系鏈得到了人們越來越正確的認(rèn)識(shí)，越來越小的循環(huán)圈是可能的，這意味著污水回用有著廣闊的發(fā)展前景。

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　　第一作者 張雅玲，女，工學(xué)碩士，畢業(yè)于哈爾濱工業(yè)大學(xué)市政環(huán)境工程學(xué)院；現(xiàn)于北京市市政工程設(shè)計(jì)研究總院從事水處理研究、設(shè)計(jì)工作。
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