李樹苑，張懷宇
（中國市政工程中南設計研究院，武漢 430072）

1 概述

　　水資源是人類繁衍和城市發展的重要基礎。合理利用城市有限的水資源有利于城市經濟的發展和人民生活水平的提高。
　　我國的水資源總量約為28000億m³，按1997年人口統計，人均水資源占有量為2220m³，人均水資源量會隨著人口的增加逐漸降低。我國在世界上屬缺水國家之一。
　　我國地域廣，缺水包括兩個主要內涵，一是資源型缺水，二是水質型缺水。我國北方由于自然條件的限制，多存在資源型性缺水；而南方由于經濟發達，城市的水污染治理不及經濟發展的速度，造成水環境污染加重，形成水質型缺水。在我國南方城市強化公眾的水危機意識的任務，將會越來越緊迫；而對北方城市如何有效利用有限的水資源更是首要的工作。因此，全國的大部分城市如何合理利用水資源，都是非常緊迫和需要解決的問題。解決水資源短缺的主要措施包括節水、提高水的有效利用率以及強化對排放污水的綜合治理等。

2 水資源水質狀況

　　2001年度七大水系監測的752個重點斷面中，Ⅰ～Ⅲ類水質占29.5%，Ⅳ~V類水質占26.5%，劣Ⅴ類水質占44.0%。其中，七大水系干流154個國控斷面中，Ⅰ～Ⅲ類水質斷面占50.6%，Ⅳ類占26.0%，Ⅴ類和劣Ⅴ類占23.4%，各水系干流水質好于支流。

　　2002年，七大水系741個重點監測斷面中，29.1%的斷面滿足Ⅰ～Ⅲ類水質要求，30.0%的斷面屬Ⅳ、Ⅴ類水質，40.9%的斷面屬劣Ⅴ類水質。其中七大水系干流及主要一級支流的199個國控斷面中，Ⅰ～Ⅲ類水質斷面占46.3%，Ⅳ、Ⅴ類水質斷面占26.1%，劣Ⅴ類水質斷面占27.6%。各水系干流水質好于支流水質。

　　七大水系主要污染指標是石油類、生化需氧量、氨氮、高錳酸鹽指數、揮發酚和汞等。
　　2000年共評價湖泊10個，其中符合和優于Ⅲ類水的湖泊有5個，其他5個湖泊水質都劣于Ⅳ類，并且都已經富營養化。國家重點治理的“三湖”情況為：太湖劣于Ⅴ類水質斷面占12％，中營養水平的水域占太湖總面積的16.5％，富營養水平的占83.5％，富營養程度比上年略有加重；云南滇池水質劣于Ⅴ類，處于富營養狀態；巢湖東半湖水質為Ⅲ類，西半湖水質為Ⅴ類，東、西半湖均處于富營養狀態。
　　2001年主要湖泊富營養化問題依然突出。太湖和滇池外海均屬中度富營養狀態，巢湖屬輕度富營養狀態。
　　2002年主要湖泊氮、磷污染較重，導致富營養化問題突出。滇池草海為重度富營養狀態，太湖和巢湖為輕度富營養狀態。
　　總體上主要水源的水質近幾年還在惡化，水質狀況不容樂觀，水質型水資源短缺仍然嚴重。隨著工業化與城市化的進一步加快，工業用水和生活用水還要增加，中國本來已經十分緊缺的水資源將會面臨更大的壓力。

3 節水與污水處理

3.1節水現狀與目標
　　我國政府一直非常重視城市節約用水工作。在70年代明確提出“堅持開源與節流并重，近期以節流為主的方針”。由于國家在宏觀政策上加強法制建設，強化管理，通過調整水價、征收污水處理費、宣傳教育提高群眾節水意識等措施，企業和事業單位增加了節水技術改造資金的投入，提高了水資源的利用率。工業用水重復利用率從1983年不到20%，提高到1997年的63.24%，15年來全國已累計節約用水量250億m³，相當于減少了污水量和處理量，減少了污水處理的工程投資。
　　國家經貿委發布的《工業節水“十五”規劃》，提出了“十五”期間工業節水要堅持開源與節流并重、把節約放在突出位置的方針，以提高水的利用效率為核心，以水資源緊缺地區和高用水行業為重點，以建立節水型工業為目標，以企業為主體，加大結構調整和技術改造力度，積極改革水價，強化工業用水節水管理，促進工業增長與水資源的協調發展。同時提出到2005年，工業取水量年增長率要控制在1.2%以內，其中內陸河流域不超過1%；工業用水重復利用率提高到60%；新增海水及苦咸水利用率達到50億立方米；再生水替代率達到2%，其中黃淮海和內陸河流域爭取達到5%；“十五”期間累計節水約580億立方米。
　　國家經貿委、建設部、水利部以及各缺水城市均先后頒布了節水的相關管理辦法和措施。其中部標《CJ164-2002節水型生活用水器具》對節水衛生器具進行了明確規范。此外，國家幾個部委還通過聯合評比節水城市的辦法促進城市節水。該評比明確把城市污水回用率不小于20％作為評比節水城市的條件之一。
3.2 城市污水處理狀況
　　1990年，全國有43個城市建有80座城市污水處理廠，污水處理能力277.3萬ｍ³/ｄ，處理率3.44％；1998年的城市污水處理廠日處理能力是1990年的3.21倍，達到1166.7萬ｍ³/ｄ，市政公用污水處理率達到16.52%；2002全年城市污水處理量135億立方米（約3700萬m³/d），城市污水處理率39.9％，比2001年提高3.5個百分點，比1990年增加了約35個百分點。
　　國家計委、建設部、國家環保總局關于推進城市污水、垃圾處理產業化發展的意見中提出“十五”期間要新增城市污水日處理能力2600萬立方米，2005年城市污水集中處理率達到45%，50萬人口以上的城市達到60%以上。國家對城市污水處理的重視必將推動城市污水的處理量和處理率有更快的發展，對改善水資源的水質現狀將會起到積極的作用。

4 水資源的合理有效利用

　　中國年總缺水量約為三百六十億立方米，因缺水造成工農業損失每年高達數千億元人民幣。因此，必須切實解決好水資源短缺、水資源污染和不合理利用等問題。
　　科技部“十五”期間，以如何合理有效的利用有限的水資源為出發點，將重點開展水資源的合理配置、調控模式以及重大引水工程的戰略和關鍵技術研究，開發安全飲用水的保障供給技術、節水技術、空中水資源人工調控技術、污水資源化利用技術、雨洪利用技術、受污染水體修復技術、海水直接利用與淡化技術等，以確保水資源的安全和可持續利用。
　　水資源主要指天然的自然資源，包括河、湖、水庫等自然條件下的資源，水資源的補給來源主要為大氣降水，賦存形式為地表水、地下水和土壤水，可通過水循環逐年得到更新。水資源有限的、可以枯竭的、不可替代的。
　　根據我國的水資源及水質現狀，要解決水資源短缺的問題，除政策方面的措施外，在技術上主要還應從節約用水、強化污水處理、加大水的再生利用以及合理開發水資源等方面進行，必須樹立以水資源的可持續利用支持城市社會經濟可持續發展的觀點，以提高水的合理有效利用率。
　　2000年建設部、國家環保局、科技部發布的《城市污水處理及污染防治技術政策》中明確提倡各類規模的污水處理設施按照經濟合理和衛生安全的原則，實行污水再生利用。發展再生水在農業灌溉、綠地澆灌、城市雜用、生態恢復和工業冷卻等方面的利用。
　　《城市污水處理工程項目建設標準》中也明確提出城市污水處理工程的建設，應優先考慮污水的資源化，并與城市水資源的開發利用相結合。
　　根據水資源能夠重復使用的特點，按照優水先用的原則，區別水質要求的不同，提高水的重復使用率。目前的水利用，大部分是直接取用天然水凈化后直接使用，處理后直接排放，因此水的利用率低，為提高水的有效利用，必須加大水的重復使用和循環使用量。
　　以節流優先、治污為本、多渠道開源的城市水資源可持續利用戰略是保護水資源和促進水資源合理有效利用的重要措施。
　　把污水再生利用作用污水的處置措施，還可以有效減少外排污水量，從而達到保護水資源的目的。

5 污水回用與分類

　　污水再生利用或回用主要是指城市污水或生活污水經處理后達到一定的水質標準，可在一定范圍內重復使用的非飲用水。
　　污水也是一種有效的水資源，只是在使用后，其質量下降，為保證再次使用中的安全，一般應經過一定的處理，達到使用所需要的水質要求。污水回用的類別，根據《城市污水再生利用 分類》（GB/T18919-2002）標準的規定，城市污水再生利用的類別分為： ① 農、林、牧、漁業用水； ② 城市雜用水； ③ 工業用水； ④ 環境用水； ⑤ 補充水源水。必須根據污水再生利用的類別和目標，對水質項目和指標進行規范和規定，確保用水的安全。
　　城市雜用水分為：沖廁、道路清掃、消防、城市綠化、車輛沖洗、建筑施工。

6 城市雜用水水質項目與水質指標

　　進行污水回用工作首先必須有配套的一系列標準和規范，在此條件下，才能規范污水回用工作的健康發展，目前由建設部標準定額司主持的系列污水回用的標準、規范大部分已經頒布實施，因此污水處理將從單純的以治理為目標逐漸向治理與回用相結合的方向發展，污水處理工藝也將會隨之發生一些變化。城市雜用水水質標準是一系列回用水水質標準的一個。水質標準包括水質項目和水質指標二部分。因此根據用水類別，提出不同等級的水質標準是十分必要的。對規范各類用水的水質標準，有十分重要的意義。標準修訂應從實際出發，在保證人體健康、安全和適用的前提下，實現技術經濟可行的目標。
6.1 水質項目及適用范圍
　　《城市雜用水水質標準》主要是在原《生活雜用水水質標準》（CJ/T48-1999）的基礎上，結合國內外的相關標準和實踐經驗，修訂完成的。
　　原《生活雜用水水質標準》將雜用水類別分為二類：一類是廁所便器沖洗、城市綠化，另一類為洗車、掃除；水質項目為16項。根據實際使用狀況和國內外有關標準的內容，對水質項目進行了修改和調整，刪除了原標準中的總硬度、氯化物、化學需氧量、懸浮性總固體等4項，增加了溶解氧1項，因此，修訂后的水質項目為13項。此外，在本次的修訂中根據實際的需要，將該水質標準的適用范圍進行了拓展，增加了消防、建筑施工用水的內容。因此，標準名稱改為城市雜用水水質標準，服務類型增加到6種，五種類型的水質指標，包括：沖廁、道路清掃和消防、城市綠化、車輛沖洗、建筑施工。
6.2 水質指標
　　城市雜用水水質指標按照感官性指標、有機物指標、物理化學指標、衛生學指標分別設置。
　　（1）感官性指標
　　主要包括：色度、嗅、濁度。
　　●色度（稀釋倍數）。顏色是感官性指標，并不直接反映危害程度。清潔水或輕度污染水是無色或或略帶微黃色；帶色有機物（主要是腐殖質）、金屬或高色度工業廢水的污染可使水呈顏色。若水呈色且深，則表示水中含有較多污染物或生物，這種水往往使人在感官上不愉快。據資料記載，當水的色度大于15時，多數人可察覺；大于30時，即會令人產生厭惡情緒。
　　原標準值的色度為≤30，本次修訂維持該指標值，5種類別的用水均采用≤30。
　　《城鎮污水處理廠污染物排放標準》（GB18918-2002）中規定的最高限值（一級）為30，因此，對城市污水處理廠的出水均可滿足要求。
　　●嗅。表示人能夠聞到的氣味。原標準中采用的是臭，因為該字本身表示的就是氣味難聞，應該已經有不快的感覺，為更準確表達意思，修訂中改為嗅。標準對該指標統一確定為無不快感。
　　●濁度。濁度表示水渾濁的程度，原標準除濁度外，還有懸浮物，考慮到這二項水質項目具有一定的相關性，都使用沒有必要，因此選其一。排水的水質控制一般采用懸浮物，給水中采用濁度，本標準的水質介于二者之間，更接近于給水項目。因此，采用濁度，取消懸浮物指標。濁度是衡量水質污染程度的重要指標。經凈化處理的水，渾濁度的降低有利于殺滅細菌和病毒，因此，低濁度水對限制水中有害物質、細菌和病毒有著積極的衛生學意義。
　　對沖廁、車輛沖洗涉及到對被沖洗設施的影響，因此濁度要求高，確定為≤5NTU；道路清掃、消防、城市綠化，對濁度的要求相應低一些，城市綠化由于過高的濁度會影響土壤及花草樹木的生長，因此其指標與道路清掃相同，均采用≤10NTU；建筑施工用水對濁度的要求較低，但是當用水供混凝土拌和用時，還應滿足行業標準的要求，標準值確定為≤20NTU。
　　根據《城鎮污水處理廠污染物排放標準》的規定，在滿足其他水質要求的基礎上，對滿足一級排放標準的城市污水處理廠，其出水一般可以滿足建筑施工用水的要求；對滿足一級A標準城市污水處理廠的出水有可能應用于城市綠化、消防及道路清掃。
　　（2）有機物指標
　　主要由BOD₅表示。原標準表示有機物的項目有BOD₅和COD_cr，因為二者對以生活污水為主的城市污水具有一定的相關性，而且采用BOD₅能夠較清楚的表達有機物的污染情況，因此，取消原標準中的COD_cr指標。
　　根據使用目標的不同將該指標分為三個層次，城市綠化要求最低，采用≤20mg/L；建筑施工、道路清掃、消防次之，采用≤15 mg/L；沖廁和車輛沖洗要求最高，采用≤10mg/L。
　　按照《城鎮污水處理廠污染物排放標準》的規定，BOD₅的排放標準分為一級10～20mg/L，二級30mg/L，三級60mg/L。因此，只要污水處理廠的出水達到一級的A標準，則均可滿足城市雜用水有機物的指標要求；達到B標準則只能滿足城市綠化用水的有機物要求；無論達到二級還是三級出水排放標準均需根據不同的雜用水目標，對出水進行進一步的深度處理。
　　（3）物理化學指標
　　包括pH、溶解性總固體、氨氮、陰離子表面活性劑、鐵、錳、溶解氧。
　　●pH。該指標反映水的酸堿度，過酸或過堿均具有一定的危害，如對植物生長的影響、對混凝土的腐蝕作用、對水中重金屬及無機物毒性的影響等，當污水處理廠采用好氧生物處理工藝時其最適宜的pH值為6.5～7.5，在該范圍內，大部分微生物的生存都比較適宜。原標準為6.5～9.0，《城鎮污水處理廠污染物排放標準》規定的污水廠出水為6～9。結合國外標準的情況，本次標準對原標準規定的范圍進行了調整，pH改為6～9。
　　●溶解性總固體。水中溶解性總固體主要成分為鈣、鎂、鈉的重碳酸鹽、氯化物和硫酸鹽。溶解性總固體濃度高時會可使水產生不良的味道，并能損壞輸水管道和設備。根據雜用水分類的不同采用二種標準值，即沖廁、道路清掃、消防為一類；車輛沖洗、城市綠化為二類；建筑施工因其特殊性不做規定。原標準的洗車和掃除為≤1000mg/L，沖廁和城市綠化為≤1200mg/L。根據本次對園林部門的調查，為保證樹木的正常生長，將標準嚴至≤1000mg/L，而將道路清掃寬至≤1500mg/L。因此本標準根據實際調整溶解性總固體的標準值分別為：沖廁、道路清掃、消防≤1500mg/L，車輛沖洗和城市綠化為≤1000mg/L，建筑施工不作要求。
　　●氨氮。氨氮是指氨或銨離子形式存在的化合氨。水中氨的出現常被看作水體被有機物，特別是人和動物的排泄物所污染的標志，也是水體中主要耗氧物質。氨和銨離子在水溶液中根據酸堿度存在平衡關系，在堿性大時氨易揮發，氨具有毒性，同時當氨氮濃度較高時，也會增加氯耗量。因此，氨氮項目維持，對城市綠化和建筑施工寬至≤20mg/L，沖廁、道路清掃、消防和車輛沖洗沖廁等考慮到常用堿清洗潔具，為減少氨的揮發影響人體健康，降低其最高限值為≤10mg/L。
　　●陰離子表面活性劑。水中的陰離子合成洗滌劑主要來自生活污水和工業廢水的污染。目前，合成的表面活性劑達幾百種，其中，陰離子表面活性劑應用最廣，其化學性質穩定，在污水處理時最難降解和消除，主要危害是發泡物質對環境的影響。其發泡濃度受陰離子洗滌劑的種類而異。當水中濃度超過0.5mg/L時，能使水起泡沫和具有異味，5.0mg/L以下氣泡不明顯。除道路清掃參照沖廁用水放寬，其它均保留原有指標值，即車輛沖洗為≤0.5mg/L，其余均為≤1.0mg/L。按照《城鎮污水處理廠污染物排放標準》的規定，達到一級A標準的出廠水均可滿足所有類型的城市雜用水要求，達到一級B標準的污水廠出水可滿足除車輛沖洗之外的其余雜用水水質。
　　●鐵、錳。含鐵量高的水在管道內易生長鐵細菌，增加水的渾濁度，使水產生特殊的色、嗅、味；含鐵量達0.3mg/L時，色度約為20度；在0.5mg/L時，色度可大于30度。水中錳來自自然環境或工業廢水污染，錳在水中較難氧化，水中含錳量達0.1mg/L時，會使水變渾濁。錳和鐵對感官性狀的影響類似，二者經常共存于天然水中。錳的氧化物能在水管壁內上逐漸沉積，并在水壓波動時出現“黑水”現象。當錳濃度超過0.15mg/L時，會影響衛生潔具等設備的美觀性。因此，根據雜用水類別特點，只對車輛沖洗、沖廁水進行限定，其余的雜用水不做具體規定。錳含量維持原標準的規定，即小于或等于0.1mg/L；鐵由原標準的≤0.4mg/L降至≤0.3mg/L。
　　●溶解氧。沒有受到污染的水中，溶解氧呈飽和狀態。水被有機物污染后，由于好氧菌作用使其氧化，雜用水在輸送過程中就會消耗掉溶解氧，最終導致水體變質。為保證雜用水在輸送過程中的安全，雜用水中必須維持一定的溶解氧，所以，本次修訂中增加了溶解氧。當控制溶解氧≥1.0 mg/L可基本滿足要求。
　　（4）衛生學指標
　　衛生學指標設置的主要目的是保證雜用水使用過程中的安全，包括余氯、總大腸菌群。按照現行國家給水規范和標準的規定氯與水接觸時間30min后，游離余氯≥0.3mg/L，總大腸菌群(個/L)≤3。原標準規定的游離余氯對管網末梢≥0.2mg/L，總大腸菌群(個/L)≤3。本次修訂維持對總大腸菌群的規定；對游離余氯的規定進行了調整，為檢測方便，將游離余氯改為總余氯，并增加接觸30 min后的總余氯≥1.0mg/L的規定，以保證用水安全。

7 加快城市雜用水的應用與預期

　　根據我國的水資源現狀和經濟快速發展的需要，水資源已經制約了經濟的發展，尤其是缺水地區，因此，采取切實有效的措施解決水資源危機，多渠道的開發新的水資源已經是非常緊迫的工作。城市雜用水在城市綜合生活用水中占重要的地位，市政用水以及居民沖廁用水約占50%。因此，加大城市污水再生利用于城市雜用水的比重對緩解水資源緊張狀況有重要意義。
　　我國早在上世紀50年代初就開始了利用污水灌溉的試驗，80年代有了零星的城市雜用水利用的案例。建設部和多個城市分別制定了中水設施的相關規定。近年國內還相繼建成一批污水回用示范工程。然而，城市雜用水的應用還遠遠不足。尤其是在應用的結構上，仍然偏重于建筑中水，影響了推廣應用。國家城市污水治理力度的加大，是加大城市雜用水應用的重要契機。
　　加快城市雜用水的應用除應有配套的水質標準和規范外，必須重視對城市供排水系統的總體規劃，統一安排，分步實施；必須全面考慮污水處理集中和分散的關系以及污水處理廠廠址的選擇問題，污水的再生利用應作為污水處置的方式一并考慮，進行包括污水再生利用系統在內的整體的技術經濟比較，保證整個系統的經濟合理；對污水處理廠的處理工藝，應從處理和再生利用目標以及不同目標的規模等因素進行分析，統籌考慮，相互協調，一座污水廠的處理深度，可以結合處理或處置目標，采用不同的處理深度，避免工程投資的浪費。除此之外，政府應制定相應的政策，鼓勵使用符合水質標準的城市雜用水，使雜用水用戶在經濟上得到實惠，同時也能促進城市污水處理廠的正常運行，以推動城市雜用水的應用，緩解水資源的緊張狀況，增加可利用的水資源總量，節約水質優良的水資源，保護水環境質量，促進經濟和社會的可持續發展以及水資源的可持續利用。