王洪臣，甘一萍，周軍，應(yīng)啟鋒，王佳偉
（北京城市排水集團(tuán)有限責(zé)任公司，北京 100061）

1 概論

1.1 我國(guó)的供水狀況
1.1.1 水資源狀況
　　地球上總的水體積大約為14億km³，其中只有2.5%是淡水，大部分以永久性冰或雪的形式封存于南極洲和格陵蘭島，而可供人類(lèi)利用的部分僅有20萬(wàn)km^{3 [1]}。中國(guó)多年平均水資源總量28100億m³，人均水資源量2200m³，排在世界第88位，人均水資源僅為世界人均的四分之一^[2~3]。根據(jù)“國(guó)際人口行動(dòng)”對(duì)我國(guó)水資源進(jìn)行的總體評(píng)價(jià)，預(yù)計(jì)到21世紀(jì)中葉我國(guó)人口達(dá)到16億高峰時(shí)，人均水資源量將下降到1760m³，全國(guó)將接近用水緊張國(guó)家的邊緣^[4]。而且，我國(guó)水資源的時(shí)空分布不均，南方多北方少，更加劇了局部水資源的短缺狀況。北方干旱半干旱地區(qū)全年的降水量主要集中在7、8、9三個(gè)月，使得這些地區(qū)可以利用的水資源尤其顯得不足。
1.1.2 供水現(xiàn)狀調(diào)查
　　從20世紀(jì)50年代中期到90年代末期，我國(guó)城市年總供水量從9.6億m³增加到470.5億m³，其中工業(yè)用水289.4億m³，占61.5%；城市生活用水181m³，占38.5%。目前城市年總供水量已達(dá)640億m³，2000年底日供水能力達(dá)21.8億m³，供水普及率達(dá)到96.7%，估計(jì)目前城市用水缺水率平均為10%^[5]。其中，經(jīng)濟(jì)發(fā)展比較迅速的沿海地區(qū)缺水嚴(yán)重的城市供水情況如表1所示。

表1 沿海地區(qū)缺水嚴(yán)重的城市分區(qū)統(tǒng)計(jì)表(不含市轄縣)

分區(qū)		城市數(shù)(個(gè))	1990年城區(qū)人口(萬(wàn)人)	1990年供水量(億m3)	2000年城區(qū)人口(萬(wàn)人)	2000年供水量(億m3)
沿海地區(qū)合計(jì)		48	7133.44	129.76	9565.50	153.54
北方片	環(huán)渤海區(qū)	25	4087.59	55.52	4760.30	60.13
	蘇滬區(qū)	9	1575.52	48.59	2122.10	55.17
	小計(jì)	34	5663.11	104.11	6882.30	115.3
南方片	浙閩區(qū)	5	488.20	8.72	868.20	10.74
	兩廣區(qū)	7	908.60	16.0	1719.50	22.21
	海南	2	73.33	0.93	95.50	5.29
	小計(jì)	14	1470.13	25.65	2683.20	38.24

　　　　　　　資源來(lái)源：根據(jù)水利部1993、2000年關(guān)于我國(guó)城市缺水情況的報(bào)告(整理)
1.1.3 各用水方向的用量及比例情況
　　城市工業(yè)用水由工業(yè)規(guī)模大小和工業(yè)行業(yè)結(jié)構(gòu)確定。工業(yè)用水中火電是第一大部門(mén)，占工業(yè)用水量的1/4左右，其次是造紙、化工、冶金、食品4個(gè)行業(yè)。主要工業(yè)行業(yè)單位產(chǎn)品用水量見(jiàn)表2。（其中包括市政環(huán)境用水、商業(yè)、辦公、事業(yè)單位用水和居民生活用水等）近年來(lái)，隨著我國(guó)城市人口增加和生活水平提高，生活用水急劇增長(zhǎng)，全國(guó)城市生活用水年平均增長(zhǎng)速度為3～5%。我國(guó)不同城市規(guī)模城市生活用水量見(jiàn)表3。從表3可以看出：特大、大城市生活綜合用水量在177～260.8L/人•d之間；中、小城市生活綜合用水量在136～208L/人•d之間；北方城市用水量明顯低于南方城市；居民生活用水占綜合用水的50.5%～79.2%。2000年底全國(guó)城市平均生活用水量為220.2L/人•d。
　　當(dāng)前工業(yè)用水占城市供水總量的61.5%，到2030年將占68～73%，表明城市水資源利用結(jié)構(gòu)總體來(lái)說(shuō)是從生產(chǎn)、生活并重型向生產(chǎn)主導(dǎo)型轉(zhuǎn)換，因此，注重城市工業(yè)節(jié)水是減緩城市水資源供需矛盾的關(guān)鍵。

表2 主要行業(yè)單位產(chǎn)品用水量^[5]

產(chǎn)品名稱(chēng)	單位	用水量	產(chǎn)品名稱(chēng)	單位	用水量	產(chǎn)品名稱(chēng)	單位	用水量
棉紡織	m3/100m	2.5	紙漿造紙	m3/t	210	鋼	m3/t	4
毛紡織	m3/100m	31	紙	m3/t	50	軋鋼	m3/t	5.5
紡織	m3/100m	3.7	豬屠宰加工	m3/頭	0.55	醫(yī)藥	m3/萬(wàn)元	130~250
麻織	m3/100m	760	牛屠宰加工	m3/頭	1.20	彩色顯像管	m3/只	0.6
粘膠	m3/100m	580	羊屠宰加工	m3/只	0.40	機(jī)械	m3/萬(wàn)元	45
滌綸	m3/100m	47	皮革加工	m3/張	0.84	平板玻璃	m3/箱	0.82
印染	m3/100m	2	硫酸	m3/t	20~70	水泥	m3/t	0.8
味精	m3/100m	150	氯堿	m3/t	15~20	載重汽車(chē)	m3/輛	18~30
湎精	m3/t	42	染料	m3/t	40~50	轎車(chē)	m3/輛	10~20
啤酒	m3/t	42	三膠	m3/t	145	火力發(fā)電	m3/SGW	1
罐頭	m3/t	65	煉鐵	m3/t	8

 

表3 我國(guó)不同城市規(guī)模生活用水量(單位: t/人•d) ^[6]　

	北 方					南 方
城市 規(guī)模	綜合 水量	居住 用水量	比例 (%)	公共 用水量	比例 (%)	綜合 水量	居住 用水量	比例 (%)	公共 用水量	比例 (%)
特大	177	102.9	58.1	74.2	41.9	260.8	166.8	63.9	94.0	36.1
大	179	98.8	55.2	80.4	44.8	204	103.0	50.5	101.0	49.5
中	136	96.8	71.2	39.9	28.8	208	148.9	71.6	59.1	28.4
小	138	79.3	57.5	58.7	42.5	187.6	148.5	79.2	39.1	20.8

1.1.4 制水和輸水成本及供水價(jià)格
　　為了應(yīng)對(duì)水資源供需日益尖銳的矛盾，傳統(tǒng)上人們通常采用開(kāi)發(fā)地表水，開(kāi)采地下水資源，以及跨流域調(diào)水作為傳統(tǒng)解決方案。在傳統(tǒng)方式之外，開(kāi)發(fā)非傳統(tǒng)水源是解決水資源短缺問(wèn)題的另一條行之有效的途徑，在非傳統(tǒng)水源中，污水再生利用具有廣闊的應(yīng)用前景^[7]。
　　首先，在未充分利用城市污水的水資源能力前，不應(yīng)上長(zhǎng)距離調(diào)水和海水淡化項(xiàng)目。目前城市污水處理（二級(jí)處理）投資大約在900～1400元/(m³•d)，在此基礎(chǔ)上的再生處理約400～600元/(m³•d)。加上管網(wǎng)配套總計(jì)600～1000元/(m³•d)。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(guī)模的長(zhǎng)距離引水，以大連引英入連為例^[8]，則需600億元左右，海水淡化則需1000億元左右，可見(jiàn)污水回用在經(jīng)濟(jì)上具有明顯的優(yōu)勢(shì)。
　　其次，在適用的地方使用再生水可以使供需雙方獲利。國(guó)內(nèi)外同類(lèi)經(jīng)驗(yàn)與測(cè)算表明，對(duì)城市污水廠二級(jí)處理出水，采用混凝-沉淀-過(guò)濾-消毒技術(shù)處理，在管網(wǎng)長(zhǎng)度適宜條件下，每日10 000 m³回用量以上工程的噸水投資都應(yīng)在800元以下，處理成本0.7元以下，遠(yuǎn)低于城市水價(jià)。按現(xiàn)在國(guó)內(nèi)外通行慣例，中水價(jià)格一般為自來(lái)水價(jià)格的50%~70%。以長(zhǎng)春市為例，長(zhǎng)春市水價(jià)4.17元/m³，中水價(jià)格以自來(lái)水價(jià)格的中值60%計(jì)，應(yīng)為2.5元，需水方噸水節(jié)省1.67元，供水方噸水獲利1.8元左右^[9]。供水方兩年內(nèi)可收回投資，供需雙方經(jīng)濟(jì)效益都十分顯著。
1.2 國(guó)外的污水再生利用
　　20世紀(jì)上半葉在水和廢水處理的物理、化學(xué)和生物方面的技術(shù)進(jìn)步，導(dǎo)致了“污水再生利用時(shí)代”的到來(lái)^[10]。國(guó)際上，美國(guó)、日本、以色列、南非、澳大利亞、俄羅斯等國(guó)早已開(kāi)展污水經(jīng)處理后回用的工作^[11]。
1.2.1 美國(guó)模式
　　美國(guó)的城市污水處理等級(jí)基本上都在二級(jí)以上，處理率達(dá)到100%。自1920年在亞利桑那州修建第一個(gè)分質(zhì)供水系統(tǒng)用于澆灌綠地、沖廁、洗車(chē)、冷卻水和建筑等以來(lái)，美國(guó)的城市污水再生利用已經(jīng)從試驗(yàn)研究階段進(jìn)入生產(chǎn)應(yīng)用階段，再生水作為一種合法的替代水源，正在得到越來(lái)越廣泛的利用，成為城市水資源的重要組成部分，城市再生水利用設(shè)施的數(shù)量和規(guī)模隨之迅速增長(zhǎng)。美國(guó)再生水利用的范圍涉及農(nóng)業(yè)、工業(yè)、地下水回灌和娛樂(lè)等方面，其比例大致為62%用于各種灌溉和景觀，31.5%用于工業(yè)，5%用于地下回灌，1.5%用于娛樂(lè)、漁業(yè)等。
　　美國(guó)再生水利用模式的突出特點(diǎn)是集中處理回用、很少直接用于城市生活雜用。這大概與美國(guó)市政管網(wǎng)和污水處理廠普及、生活用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格有關(guān)。再生水利用工程主要分布于水資源短缺，地下水嚴(yán)重超采的西南部和中南部的加利福尼亞、亞利桑那、德克薩斯和佛羅里達(dá)等州。
　　美國(guó)的回用水標(biāo)準(zhǔn)各州不一，并且針對(duì)不同的回用對(duì)象所制定的標(biāo)準(zhǔn)也不一樣，但標(biāo)準(zhǔn)都很?chē)?yán)格。加州執(zhí)行的是22號(hào)條例（Title22），克羅拉多州執(zhí)行的是84號(hào)規(guī)范（Regulation＃84），這些文件都詳細(xì)地規(guī)定了不同回用對(duì)象的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，如：用于農(nóng)業(yè)灌溉、工業(yè)冷卻、市政景觀等^[12]。而且，美國(guó)環(huán)保局會(huì)同有關(guān)方面于1992年提出水回用建議指導(dǎo)書(shū)，包括了廢水回用各個(gè)方面，回用處理工藝、水質(zhì)要求、監(jiān)測(cè)項(xiàng)目與頻率、安全距離和條文說(shuō)明，它對(duì)那些尚無(wú)法則可遵循的地方提供了重要的指導(dǎo)信息^[13]。
　　水的回用在美國(guó)經(jīng)久不衰，值得我們借鑒。下面再?gòu)膸讉€(gè)實(shí)例加以詳細(xì)說(shuō)明。
　　(1) 回用于電廠冷卻系統(tǒng)
　　美國(guó)電廠冷卻水是僅次于農(nóng)業(yè)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(qū)的幾個(gè)主要發(fā)電廠，包括核發(fā)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(yīng)，該市二個(gè)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(chǎn)，規(guī)模24萬(wàn)m³/d。二級(jí)處理出水BOD<3mg/L，SS<30mg/L。深度處理BOD<7mg/L，SS<7mg/L，濁度<1º，TP<0.5mg/L，該水質(zhì)滿(mǎn)足電廠冷卻水質(zhì)要求。污水回用解決了沙漠城市的供水問(wèn)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(wàn)m³/d再生水已有40年歷史。背河污水廠規(guī)模68萬(wàn)m³/d，曝氣池停留時(shí)間6小時(shí)，濾池為移動(dòng)罩濾池，濾后水濁度5以下。用城市污水廠再生水的處理流程為：

　　　　　　　　　　　

　　(3) 美國(guó)21世紀(jì)水廠
　　位于加州橘縣水管理區(qū)，命名為21世紀(jì)水廠。1965年開(kāi)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(guān)工程，1976年投入運(yùn)行，再生工藝如下。21世紀(jì)水廠再生水通過(guò)23座多套管井回注地下含水層出水TOC＜2mg/L，TN＜10mg/L，電導(dǎo)率100μm/cm，濁度0.1 NTU。出水中不得檢出大腸桿菌。回注水總量檢制在9.5萬(wàn)m³/d。處理流程如下。

　　　　　　　　　

　　(4) 城市綠地澆灌
　　美國(guó)加州的農(nóng)灌用再生水量很大，占回用水量的60%以此解除該地區(qū)干旱威脅。在城鎮(zhèn)，大片綠地、樹(shù)木、高爾夫球場(chǎng)、公園，也是靠再生水澆灌，這部分水占16%。到美國(guó)考察，在污水廠內(nèi)，在市區(qū)街道旁，在居民庭院里，隨處可見(jiàn)一些管道上標(biāo)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(jīng)常進(jìn)出標(biāo)有再生水字樣的拉水車(chē)。污水的再生回用已被居民接受。加州規(guī)定的用于糧食作物灌溉的再生處理流程如下。

　　　　　　　　　　

1.2.2日本模式
　　日本是個(gè)面積窄小的島國(guó)，河流急湍入海，沒(méi)有大江大湖可作跨流域調(diào)水之用，那么日本靠什么支撐了六十年代的經(jīng)濟(jì)復(fù)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(chuàng)建并保留使用至今的“工業(yè)用水道”，縱穿全市，形成和自來(lái)水管道并存的又一條城市動(dòng)脈。1955年日本開(kāi)始再生水利用，1978年左右受節(jié)能政策調(diào)整和城市水荒的影響，從中央到地方制定了中水利用指導(dǎo)計(jì)劃，從1980年開(kāi)始以東京為首的中水利用設(shè)施建設(shè)迅速發(fā)展。到1983年3月底，全國(guó)有中水項(xiàng)目473個(gè)，總回用水量約6.6萬(wàn)ｍ³/ｄ。近年來(lái)，平均每年建設(shè)130處。到1993年全國(guó)有1963套中水利用設(shè)施投入使用，其中東京都建設(shè)的中水利用設(shè)施數(shù)量約占全國(guó)的44%，福岡地區(qū)占19%。中水使用量為27.7萬(wàn)ｍ³/ｄ，占全國(guó)生活用水量的0.7%。截止1993年，使用雨水作中水的設(shè)施全日本共有528處，水量為500萬(wàn)ｍ³/ａ。其中東京的雨水利用設(shè)施占全國(guó)65%，福岡占7%。至1996年，全國(guó)有中水設(shè)施2100套投入使用，用水量達(dá)32.4萬(wàn)ｍ³/ｄ，占全國(guó)生活用水量的0.8%。再生水中41%被用于工業(yè)用水，32%被用于環(huán)境用水，8%用于農(nóng)業(yè)灌溉。日本是工業(yè)國(guó)，主要用于工業(yè)，近幾年增加了環(huán)境用水，它用于農(nóng)灌的比例遠(yuǎn)小于美國(guó)。
　　在日本，城市污水集中處理回用和分散處理回用都大量存在，然而其最突出的特點(diǎn)有兩個(gè)：（1）分散處理并回用于城市生活雜用的再生水所占的比例很大，（2）獨(dú)特的工業(yè)水道，我們稱(chēng)之為日本模式。對(duì)工業(yè)用水道的水質(zhì)各個(gè)城市都有不同的標(biāo)準(zhǔn)，日本市政雜用水和景觀用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表4。下面是日本再生水利用的幾個(gè)實(shí)例及其處理流程。
　　1. 日本東京都江東地區(qū)工業(yè)用水使用城市污水廠再生水的處理流程如下：

　　　　　　　　　

　　2. 日本江崎市工業(yè)用水使用城市污水廠再生水的處理流程如下。

　　　　　　

　　3. 東京千代田區(qū)某樓使用再生水回用于生活雜用水的處理流程。

　　　　　　

　　4. 東京港區(qū)某樓使用再生水回用于生活雜用水的處理流程。

　　　　　　

　　5. 日本川崎市的“親水”再生利用于景觀水體的處理流程如下。

　　　　　　

表4 市政雜用水和景觀游覽用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)^[13]

水質(zhì)指標(biāo)	日本下水道循環(huán)利用、市政雜用水標(biāo)準(zhǔn)			建設(shè)省景觀回用水標(biāo)準(zhǔn)
	衛(wèi)生間	景觀	游覽	景觀	游覽
大腸菌值（個(gè)/ml）	10	不檢出	不檢出	10	50/100ml
BOD5(mg/l)			10	10	3/100ml
pH	5.8~8.6	5.8~8.6	5.8~8.6	5.8~8.6	5.8~8.6
渾濁度（度）			10	10	5
臭	無(wú)不快感	無(wú)不快感	無(wú)不快感	無(wú)不快感	無(wú)不快感
色度（度）
余氯(mg/l)	2	0.4
外觀	無(wú)不快感	無(wú)不快感	無(wú)不快感	無(wú)不快感	無(wú)不快感

　　日本政府對(duì)供水設(shè)施建設(shè)和在水價(jià)上有較高的補(bǔ)貼，水價(jià)對(duì)于中水的建設(shè)影響并不是主要的；而且中水對(duì)國(guó)家總體上節(jié)水的貢獻(xiàn)并不大，不超過(guò)全國(guó)生活用水量的1%，微觀經(jīng)濟(jì)效益也并不明顯。對(duì)于中水建設(shè)國(guó)家并無(wú)硬性的法律規(guī)定，公眾也未普遍接受。盡管如此，每年仍有上百套的中水建成。這是因?yàn)椋核慕o社會(huì)留下了深刻的影響，從局部地區(qū)來(lái)講，人們希望提高供水的保障程度，擺脫水荒的影響。同時(shí)，有一些地區(qū)，地方政府明文規(guī)定要求建設(shè)中水。另有一些地區(qū)是面臨環(huán)境對(duì)其污水的外排標(biāo)準(zhǔn)比較高，必須進(jìn)行三級(jí)處理，出水經(jīng)過(guò)消毒即可回用。為了擴(kuò)大規(guī)模降低中水的成本，目前中水正在以新建小區(qū)為重點(diǎn)，普及中水建設(shè)。而一些大城市如東京，則建設(shè)了全地區(qū)的城市中水系統(tǒng)^[14]。
1.2.3 以色列模式
　　以色列再生水利用最突出的特點(diǎn)是它已經(jīng)把再生水作為國(guó)家水量平衡的重要組成部分。以色列長(zhǎng)期缺水，認(rèn)為把城市污水作為非傳統(tǒng)的水資源加以開(kāi)發(fā)利用是唯一的出路，也是容易實(shí)現(xiàn)的，早在20世紀(jì)60年代，就把回用所有污水列為一項(xiàng)國(guó)家政策，規(guī)定：廢水如果沒(méi)有用盡，不可采用海水淡化；城市的每一滴水至少應(yīng)回用一次。污水再生成本大約是海水談化的1/3~1/5，這種經(jīng)濟(jì)性使人們認(rèn)識(shí)到必須優(yōu)失利用污水。截至1987年，該國(guó)已建造了210個(gè)市政再生水利用工程，100%的生活污水和72%的市政污水已經(jīng)回用，回用規(guī)模最大為20萬(wàn)m³/d，最小為27m³/d，一般介于0.5~1萬(wàn)m³/d之間。以色列42%的再生水直接回用于灌溉，30%回灌地下和排入河道供間接回用，其余的用于工業(yè)和城市雜用。回灌地下的再抽出至管網(wǎng)系統(tǒng)，輸送到南部地區(qū)，最南部地區(qū)甚至將它作為飲用水源。
　　在以色列，由于水資源異常短缺，因此污水回用量在總供水量中所占的比例很大，目前已超過(guò)了10%。具體回用量與供水量見(jiàn)表5。表6是以色列灌溉回用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。

表5 污水回用量占以色列全國(guó)總供水量的比例關(guān)系(10⁴m³/a) ^[15]

年份	1985	1990/1991	2000	2010
全國(guó)總供水量	205000	145000	209000	224000
農(nóng)業(yè)用水量	149000	77000	126000	125000
市政、生活用水量	44500	56000	68500	77000
廢水回收量	21500	26000	38000	52000
農(nóng)業(yè)上污水回用量	11000	18800	35000	45000
污水回用量占總供水量的比例（％）	5.4	13.0	14.6	20.1

表6 以色列灌溉回用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)^[19]

灌溉項(xiàng)目	BOD(mg/L)	SS(mg/L)	溶解氧(mg/L)	大腸菌值(個(gè)/100mL)	余氯(mg/L)	其它要求
干飼料、纖維、甜菜、谷物、森林	60	50	0.5			限制噴灌
青飼料、干果	45	40	0.5
果園、熟食蔬菜、高爾夫球場(chǎng)	35	30	0.5	100	0.15
其它農(nóng)作物、公園、草地	15	15	0.5	12	0.5	需過(guò)濾處理
直接食用作物	即使是再生水也不能用于灌溉

　　其它部分國(guó)家的再生水利用實(shí)例見(jiàn)表7，此外阿根廷、巴西、智利、秘魯、科威特、塞浦路斯、突尼斯等國(guó)都開(kāi)始利用再生水，用于農(nóng)業(yè)灌溉的比例最大。

表7 部分國(guó)家再生水利用實(shí)例^[17][20]

國(guó)家	城市	再生水利用規(guī)模（104m3/d）	回用對(duì)象
俄羅斯	莫斯科	55.5	工業(yè)
波蘭	費(fèi)羅茨瓦夫	17	灌溉、地下水回灌
墨西哥	聯(lián)邦區(qū)	15.5	澆灌花園
沙特阿拉伯	利雅得	12	石油提煉、灌溉
印度	孟買(mǎi)	0.015~0.025	商業(yè)大樓雜用水
南非	約翰內(nèi)斯堡	5	電廠冷卻水
納米比亞	溫得和克	0.045	飲用水

1.3　國(guó)內(nèi)的污水再生水利用
1.3.1污水資源分析
　　經(jīng)濟(jì)建設(shè)和城市化的快速發(fā)展，使城市污水排放量增長(zhǎng)很快。目前，我國(guó)城市污水年排放量已達(dá)414億立方米，已建污水處理設(shè)施400余座，城市污水處理率達(dá)到30%，二級(jí)處理率達(dá)到15%。根據(jù)“十五”計(jì)劃綱要要求，到2005年中國(guó)城市污水處理規(guī)模將超過(guò)4 000萬(wàn)m³/d，城市污水集中處理率將達(dá)到45%，這就給城市污水再生利用創(chuàng)造了基本條件。
1.3.2污水再生利用的適用性
　　經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和城市化進(jìn)程的加快，以及水污染問(wèn)題的日益嚴(yán)重，也導(dǎo)致我國(guó)的城市缺水問(wèn)題十分突出。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)目前668座城市中有400多座城市存在不同程度缺水，其中136座城市嚴(yán)重缺水，日缺水量達(dá)1600萬(wàn)立方米，年缺水量60億立方米，由于缺水每年影響工業(yè)產(chǎn)值2000多億元人民幣^[4~5]。嚴(yán)重缺水城市主要集中在北方，占全國(guó)的2/3，占南方城市總數(shù)的30%；南方占全國(guó)的1/3，占南方城市總數(shù)的17.8%。北方缺水城市中主要是資源型缺水，即城市發(fā)展的需水量超過(guò)當(dāng)?shù)厮Y源承受能力；南方缺水城市中除沿海少數(shù)城市外，基本上屬于工程型或污染型缺水，即因工程設(shè)施不足或水質(zhì)受污染造成。
　　一方面城市缺水十分嚴(yán)重，一方面大量的城市污水經(jīng)治理后又白白流失，浪費(fèi)了大量的可利用資源。和城市供水量幾乎相等的城市污水中，只有0.1%的污染物質(zhì)，遠(yuǎn)低于海水中3.5%的量值。水在自然界中是唯一不可替代的、也是唯一可重復(fù)利用的資源。城市污水就近可得，易于收集，再生處理比海水淡化成本低廉，基建投資比遠(yuǎn)距離引水經(jīng)濟(jì)^[18~19]。城市污水可以作為可靠的第二水源，這已成為當(dāng)今世界各國(guó)在解決缺水問(wèn)題時(shí)的共識(shí)。但是，由于污水再生利用的復(fù)雜性，在我國(guó)開(kāi)展污水再生利用必須注意以下幾個(gè)方面的工作：
　　第一，制定污水再生利用系統(tǒng)的總體規(guī)劃。由于再生水的需求者通常比較分散，用水量較小，因此鋪設(shè)再生水管道系統(tǒng)是推廣污水再生利用的關(guān)鍵。為了保證處理后的再生水能夠送到各個(gè)用戶(hù)，首先必須編制城市污水再生利用規(guī)劃，確定污水深度處理的規(guī)模、位置、再生水管道系統(tǒng)的布局，以指導(dǎo)再生水廠和再生水管道的建設(shè)和管理。由于以前的道路和市政管道建設(shè)時(shí)未能預(yù)留再生水管道的位置，或者即使可以安排再生水管道也需要破路才能施工，這便造成了推廣城市污水再生利用的一個(gè)主要困難。
　　第二，正確評(píng)價(jià)污水再生利用所具有的環(huán)境和公眾健康風(fēng)險(xiǎn)。若污水再生利用技術(shù)缺乏或不當(dāng)，會(huì)造成嚴(yán)重后果。因此，在計(jì)劃污水再生利用工程以前，要對(duì)其環(huán)境和健康風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行詳細(xì)、科學(xué)的不確定性分析和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)^[20]。但是這一過(guò)程涉及的系列環(huán)境評(píng)價(jià)和經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)技術(shù)在我國(guó)都未盡完善，從而增加了發(fā)展污水再生利用的風(fēng)險(xiǎn)。
　　第三，建立國(guó)家專(zhuān)項(xiàng)節(jié)水基金，發(fā)行債券，也可借助民間和外資力量，多方面多渠道籌集資金，支持、鼓勵(lì)建設(shè)節(jié)水和污水再生回用設(shè)施。目前，污水再生利用的成本還比較高，尤其是規(guī)模較小的中水工程。按北京市統(tǒng)計(jì)，只有水量大于150m³/d的污水再生利用工程在經(jīng)濟(jì)上才是可行的，而現(xiàn)有建筑中水的規(guī)模大多小于該值^[21]。因此對(duì)于分散型污水再生利用設(shè)施而言，中水成本與自來(lái)水價(jià)格以及城市污水處理費(fèi)相比并不低，在成本上往往不具有競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。此外，建筑中水系統(tǒng)還要涉及室內(nèi)甚至整個(gè)城市上下水系統(tǒng)等的改造，給用戶(hù)和市政增加了額外的負(fù)擔(dān)^[22]。
　　第四，對(duì)公眾進(jìn)行適當(dāng)?shù)男麄鳌⒁龑?dǎo)。國(guó)內(nèi)公眾仍未完全接受污水再生利用，主要是由于信息不充分，對(duì)健康的擔(dān)憂(yōu)，心理的障礙以及出于成本上的考慮所造成的。由于缺乏相應(yīng)的宣傳和公眾參與，公眾意識(shí)不到水資源管理面臨的嚴(yán)重問(wèn)題，意識(shí)不到污水再生利用對(duì)于保護(hù)水資源的重要性，對(duì)污水再生利用產(chǎn)生了誤解和對(duì)健康不必要的擔(dān)憂(yōu)，這些都會(huì)阻礙他們接受再生水^[23]。
　　第五，制定城市節(jié)水和污水再生利用的技術(shù)指標(biāo)體系；定期發(fā)布適用集成的技術(shù)措施；制訂適度超前的標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范，為技術(shù)發(fā)展留下空間。本著“優(yōu)水優(yōu)用，劣水劣用”的原則，依不同的回用對(duì)象和相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)，確定不同的處理技術(shù)，可大大節(jié)省工程投資和運(yùn)行成本。
　　第六，制定鼓勵(lì)污水再生利用的相關(guān)政策。首先是水價(jià)體系的不合理。長(zhǎng)期來(lái)，我國(guó)的傳統(tǒng)水資源價(jià)格一直處于較低的水平，對(duì)于用戶(hù)而言使用再生水并不比使用自來(lái)水在成本上有多大的節(jié)約，因此我國(guó)的水價(jià)體系不能夠激勵(lì)用戶(hù)自動(dòng)地采用再生水。其次是尚未建立起再生水的收費(fèi)機(jī)制，在這種情況下，污水處理廠不愿意也沒(méi)有相應(yīng)的財(cái)力進(jìn)行污水深度處理和管網(wǎng)的投資。最后是污水缺乏污水再生利用產(chǎn)業(yè)的投資激勵(lì)政策，造成了投資來(lái)源的匱乏。
1.3.3污水再生利用現(xiàn)狀
　　我國(guó)的再生水利用理論研究和實(shí)踐經(jīng)歷了“六五”期間的起步階段（1980～1985），“七五”到“九五”期間的技術(shù)儲(chǔ)備和示范工程引導(dǎo)階段（1986～2000）和目前的發(fā)展階段^[8]，主要活動(dòng)如表8所示。

表8 我國(guó)再生水利用歷程概括

階段	時(shí)期	研究課題	重大實(shí)踐項(xiàng)目	政策法規(guī)	標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范
起步階段	六五	建設(shè)部“六五”計(jì)劃再生水利用課題	北京市環(huán)保研究所中水試點(diǎn)工程；北京國(guó)際貿(mào)易中心中水工程
引導(dǎo)階段	七五	水污染防治及城市污水資源化技術(shù)	以北京市為首的一批建筑（小區(qū)）中水工程	北京市中水設(shè)施建設(shè)管理試行辦法（1987）	生活雜用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn) （CJ 25.1－89）
	八五	污水凈化與資源化技術(shù)		建設(shè)部“城市中水設(shè)施管理暫行辦法”（1995）	景觀娛樂(lè)用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn) （GB 12941－91）；行業(yè)規(guī)范：建筑中水設(shè)計(jì)規(guī)范，污水回用設(shè)計(jì)規(guī)范
	九五	污水處理與水工業(yè)關(guān)鍵技術(shù)研究	一些集中再生水利用工程		行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)：再生水回用于景觀水體水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)
發(fā)展階段	十五	污水資源化利用技術(shù)與示范		再生水利用被寫(xiě)入“十五”綱要	國(guó)標(biāo)：建筑中水設(shè)計(jì)規(guī)范，污水回用設(shè)計(jì)規(guī)范

　　目前，我國(guó)再生水的用途有以下方面：城市、工業(yè)、農(nóng)業(yè)、環(huán)境娛樂(lè)和補(bǔ)充水源水等。根據(jù)具體的使用目的和水質(zhì)要求不同，水源、污水再生利用的設(shè)施和技術(shù)也隨之不同。
　　再生水用于城市雜用的具體用途有：綠化用水、沖洗車(chē)輛用水、澆灑道路用水、廁所沖洗水、建筑施工和消防用水。市政雜用的再生水與人體接觸的可能性較大，因此需要進(jìn)行嚴(yán)格的消毒。再生水用于農(nóng)業(yè)可以采用直接灌溉和排至灌溉渠或自然水體進(jìn)行間接回用兩種方式。農(nóng)業(yè)用水需求量大，水質(zhì)要求一般也不高，是污水再生利用產(chǎn)業(yè)的主要需求者之一。一般經(jīng)二級(jí)處理的城市污水出水水質(zhì)都能達(dá)到或超過(guò)農(nóng)業(yè)灌溉用水標(biāo)準(zhǔn)。國(guó)外再生水利用的經(jīng)驗(yàn)告訴我們，用于農(nóng)業(yè)的再生水量通常都占較大的比重。再生水用于工業(yè)包含兩方面：工業(yè)利用再生的城市污水和工業(yè)廢水的內(nèi)部循環(huán)。工業(yè)對(duì)再生水的需求量很大，對(duì)水質(zhì)的要求也多種多樣。再生水可用于量大面廣的冷卻水、洗滌沖洗用水及其它工藝低質(zhì)用水，因此它最適合冶金、電力、石油化工、煤化工等工業(yè)部門(mén)的利用^[17]。環(huán)境娛樂(lè)性用水主要為形成娛樂(lè)性或觀賞性湖泊等。娛樂(lè)用水又可以分為主要接觸和次要接觸兩大類(lèi)。主要接觸是指人體同水的接觸是長(zhǎng)時(shí)間的和直接的，并且有吸入的可能，比如游泳；次要接觸是指諸如劃船、釣魚(yú)和進(jìn)行觀賞等活動(dòng)，一般情況下并無(wú)浸水的可能。根據(jù)用水與人體接觸的方式不同，必須采用不同的處理程度^[24]。污水再生利用的其它方式還包括地下水回灌和飲用型回用。地下水回灌用于防止地面沉降、海水及苦咸水入侵及補(bǔ)充地下水儲(chǔ)量。再生水用于生活飲用水源我國(guó)尚無(wú)先例，但在國(guó)外已有應(yīng)用，如南非的溫得霍克市和美國(guó)堪薩斯州的查紐特等，而且由于處理得當(dāng)都未發(fā)生衛(wèi)生問(wèn)題。但是大多數(shù)地區(qū)對(duì)此仍保持保守態(tài)度，如美國(guó)環(huán)保局認(rèn)為，除非別無(wú)水源可用，盡可能不以再生水作為飲用水源^[25]。表9為我國(guó)北方部分城市集中污水處理回用工程，表10是我國(guó)部分城市建筑（小區(qū)）中水系統(tǒng)建設(shè)情況，部分工程的處理工藝如下^[26]。
　　1. 中國(guó)市政工程?hào)|北設(shè)計(jì)研究院與大連春柳河污水廠經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期科技攻關(guān)與工程實(shí)踐提出的城市廢水回用于工業(yè)循環(huán)冷卻的再生水處理流程：

　　　　　　　

　　2. 清華大學(xué)與太原化工廠等單位合作，提出城市污水回用于化工循環(huán)冷卻水的再生處理流程：

　　　　　　　

　　3. 中國(guó)科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心與北京燕山石油化工公司提出石油化工廢水回用于冷卻的處理流程：

　　　　　　　

　　4. 中國(guó)市政工程華北設(shè)計(jì)研究院提出再生水回用于景觀水體的工藝流程：

　　　　　　　

　　5. 我國(guó)以石油污水為原水再生處理回注油田地下的處理流程：

　　　　　　　

表9 我國(guó)北方部分城市集中污水處理回用工程^[20][27][28]

城市	污水處理廠	回用規(guī)模 (萬(wàn)m3/d)	回用對(duì)象	起始時(shí)間
北京	高碑店北小河	30 2	電廠冷卻水、道路、綠地綠化、市政、河道	2000年 1995年后
天津	東郊 紀(jì)莊子	6 10	工業(yè)用 造紙及其它工業(yè)	1995年 1995年
石家莊	橋西		景觀、河道	2000年前
保定			景觀、河道	2000年前
秦皇島	海港區(qū)	2	煤碼頭用水	1995年
邯鄲	邯鄲北	4	電廠冷卻水	1998年
青島	海泊河 延安西路	1 0.05	沖廁、澆灑、冷卻 洗滌用水	1998年 1990年
威海		0.5	電廠冷卻水和沖灰水	1993年
棗莊			景觀、河道	2000年前
泰安		2	綠化、河道補(bǔ)水、工業(yè)	1995年
大連	春柳 傅家莊 馬欄河	1 2.8 4	冷卻、工藝用水 澆灑道路、綠地 工業(yè)冷卻水	1991年 1992年 1995年后
鞍山		20	鞍鋼工業(yè)用水	1995年后
太原	北郊 南堰 楊家堡	1 5 5	太鋼高爐冷卻水 化工區(qū)工業(yè)用水 汾西工業(yè)區(qū)	1991年 1995年后1995年后
大同	東郊	1	電廠冷卻水	1995年后
西安	鄧家村	6	綠化、生活雜用、工業(yè)	2002年
銅川		0.7	電廠冷卻水	1995年后

表10 我國(guó)部分城市建筑（小區(qū)）中水系統(tǒng)建設(shè)情況*^[27]

城市	中水系統(tǒng)數(shù)量	運(yùn)行數(shù)	最早開(kāi)始運(yùn)行時(shí)間
北京	120	60	1985
西安	1	1	1988
煙臺(tái)	20	不祥	1989
大同	1	1	1991
深圳	29	2	1992
大連	10	2	1996
新鄉(xiāng)	1	1	1996

　　*截止到1996年底，含在建項(xiàng)目

　　最近，為貫徹我國(guó)水污染防治和水資源開(kāi)發(fā)利用的方針，提高城市污水利用效率，做好城市節(jié)約用水工作，合理利用水資源，實(shí)現(xiàn)城市污水資源化，減輕污水對(duì)環(huán)境的污染，促進(jìn)城市建設(shè)和經(jīng)濟(jì)建設(shè)可持續(xù)發(fā)展，城市污水再生利用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)批準(zhǔn)發(fā)布并實(shí)施的三項(xiàng)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)：《城市污水再生利用 分類(lèi)》（GB/T18919-2002）；《城市污水再生利用城市雜用水水質(zhì)》（GB/T18920-2002）；《城市污水再生利用景觀環(huán)境用水水質(zhì)》（GB/T18921-2002）。這三項(xiàng)城市污水再生利用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的頒布實(shí)施填補(bǔ)了我國(guó)城市污水再生利用水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的空白，為實(shí)現(xiàn)污水資源化提供了技術(shù)依據(jù)。該系列標(biāo)準(zhǔn)還包括《城市污水再生利用補(bǔ)充水源水質(zhì)》和《城市污水再生利用工業(yè)用水水質(zhì)》。
　　再生水的價(jià)格是污水再生利用市場(chǎng)化的核心要素。一方面，在再生水的水質(zhì)和水量能滿(mǎn)足安全性和穩(wěn)定性的情況下，價(jià)格是決定需求的主要因素，合理的價(jià)格機(jī)制能夠?qū)υ偕男枨螽a(chǎn)生經(jīng)濟(jì)激勵(lì)。另一方面，再生水的價(jià)格水平又決定了污水再生利用企業(yè)是否能夠得到足夠的收益以滿(mǎn)足其財(cái)務(wù)平衡的需求。因此為了培育再生水市場(chǎng)并為污水再生利用產(chǎn)業(yè)的良性運(yùn)轉(zhuǎn)提供資金保證，應(yīng)當(dāng)建立起再生水的收費(fèi)制度，以補(bǔ)償污水再生利用設(shè)施的投資、建設(shè)和運(yùn)營(yíng)的支出。
　　目前我國(guó)再生水的收費(fèi)制度存在的主要問(wèn)題是：再生水水價(jià)過(guò)低或甚至沒(méi)有價(jià)格，以及再生水的價(jià)格管制政策沿襲了傳統(tǒng)的收益率管制政策。在前一種情況下，由于沒(méi)有其它措施保證污水再生利用產(chǎn)業(yè)投資者的基本收益，使得該產(chǎn)業(yè)缺乏足夠的市場(chǎng)資金投入。而后者可能會(huì)造成污水再生利用企業(yè)的成本膨脹，而不利于提高產(chǎn)業(yè)效率。因此，必須建立我國(guó)再生水價(jià)格的合理體系，保障我國(guó)污水再生利用產(chǎn)業(yè)的良性運(yùn)行。
　　污水再生利用產(chǎn)業(yè)在我國(guó)尚處于發(fā)展之初，它在未來(lái)是否能夠發(fā)展到一定的市場(chǎng)規(guī)模，成為緩減水資源短缺和水污染嚴(yán)重的重要手段，將不僅取決于其自身的經(jīng)濟(jì)技術(shù)可行性，而且還與政府的產(chǎn)業(yè)政策密切相關(guān)。健全的污水再生利用產(chǎn)業(yè)政策可以發(fā)展污水再生利用產(chǎn)業(yè)，擴(kuò)大再生水的需求，提高污水再生利用在解決水資源短缺的諸多解決方案中的重要性；可以規(guī)范污水再生利用產(chǎn)業(yè)，保障再生水安全性和經(jīng)濟(jì)效率目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)；可以激勵(lì)污水再生利用企業(yè)提高運(yùn)營(yíng)效率、降低成本；可以?xún)?yōu)化政府職能，為污水再生利用產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供良好的體制環(huán)境。

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