馬秀波¹ 許運宏²　 周彤³

1、遼寧省城市建設改造項目辦公室2、大連市排水處3、中國市政工程東北設計研究院

一、解決城市缺水問題的緊迫性和污水再生利用的可能性

　　我國是一個水資源貧乏的國家，水資源總量為28000億m³，按1997年人口統計，人均水資源量為2220m³，僅為世界平均水平的1/4,預測2030年人口增至16億時，人均水資源量將降到1760m³。按國際一般標準，人均水資源少于1700m³的國家為用水緊張的國家。同時水資源在時間和地域分布不均，使可利用的水資源更為有限。，我國未來水資源形勢是非常嚴峻的。缺水已經成為制約我國國民經濟發展和人民生活水平提高的重要因素。
　　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m3，年缺水量60億m3，由于缺水每年影響工業產值2000多億元。
　　黨和政府歷來十分重視水的問題，2001年年初通過的“國民經濟和社會發展第十個五年計劃綱要”中將開展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。采取多種方式緩解北方地區缺水矛盾。
　　污水回用對解決城市水資源短缺蘊藏著巨大潛力，過去人們把用過一次的水稱為“污水”“下水”“險溝水”“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，比海水所含雜質3.5%少得多。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。
　　根據“十五”計劃綱要要求，2005年城市污水集中處理率達到45%。這就給回用提供了水源基礎，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%，則“十五”末期年回用量可達40億m3，是正常年份年缺水60億m3的67%。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局面。

二、我國污水回用歷程回顧

　　1949年至1984年主要是利用城市污水進行農業灌溉，我國的科學的污水回用事業開始于1982年。20年來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，進入到全面啟動階段。
　　起步階段: 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，首次提出有關城市污水回用成果，填補了國內空白。青島和天津也順利完成了驗試研究，為國家攻關課題立項奠定了基礎。
　　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，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，經鑒定驗收，許多成果獲得國家和部級科技進步獎。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，為后來大規模推廣提供了技術支撐。
　　全面啟動污水回用階段：以全國城市供水節水會議為契機，以“十五”國民經濟發展綱要為標志，污水回用被正式寫入中央文件，表明全國開始全面啟動污水回用，通過建設大量回用工程真正要把污水變成城市第二水源。目前申請立項的污水處理廠很多包括了回用工程。

三、國家標準規范

　　1991年和1994年中國工程建設標準化協會組織編制了《建筑再生水設計規范》、《污水再生利用工程設計規范》，建設部頒布了雜用水及景觀用水的行業標準。2000年國務院召開節水會議后，建設部相繼完成并發布實施下列系列國家規范標準：
　　《污水再生利用工程設計規范》、《建筑再生水設計規范》、《城市污水再生利用　分類》、《城市污水再生利用　城市雜用水水質》、《城市污水再生利用　景觀環境用水水質》、《城市污水再生利用　補充水源水質》、《城市污水再生利用　工業用水水質》、《城市污水再生利用　農業用水水質》。
　　上述規范標準提供了污水回用工程設計的基本依據和必須執行的強制性條文規定，包括再生水水質標準，污水回用整體規劃，處理工藝選擇，具體構筑物設計參數，系統組成和合理配置，運行管理注意事項和安全措施等規定，規范標準的發布對促進污水資源化有著重大意義。

四 、污水再生利用典型工程

1、大連市
　　全國第一個政府命名的污水回用示范工程1991年在大連市建成。規模1萬M3/d。大連春柳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、市政雜用等供水。該示范工程提供了典型再生工藝，發現了循環冷卻系統氨氮去除規律。大連開發區建64公里草地噴水管道，澆灌116萬平方米道路中心綠化帶，用水3500m³/d，創全國最大的以再生水自動噴灑草地的先例。大連馬欄河污水廠規模12萬m³/d，處理出水達到回用標準，2002年建成運行，現回用4萬m³/d。付家莊污水廠處理規模1萬m³/d，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。
2、北京市
　　1984--1990年北京市政院相繼承擔了建設部和北京市“中水技術開發和利用研究”“中水道的開發及示范工程”兩項科研項目。
　　1987年設計建設北京大理石廠生產廢水處理回用工程，再生水回用于石材加工。
　　1989年先后設計建設了外文出版社再生水回用示范工程和北京傳染病醫院廢水處理回用工程。洗澡廢水處理回用于沖廁，醫院廢水處理回用于景觀綠化。
　　設計高碑店污水處理廠一期工程時，同期設計了一座再生水處理站，設計規模為每日1萬m3，作為廠內雜用水、生產用水及沖洗汽車、綠化景觀用水，由于種種原因二期工程竣工時方才建成。高碑店污水處理廠一期工程時，還為華能熱電廠同期設計了一條直徑1.2米的管道，將二級生物處理后的出水引至熱電廠，經水質穩定處理后作為發電機組的冷卻水，設計規模為每日7.68萬m3。
　　1999年高碑店污水處理廠生物二級處理后的部分（47萬m3）出水，經過新建泵站提升后，用兩條壓力管，分別送到通惠河中的高碑店湖和東南郊工業區的水源六廠。送至高碑店湖的處理水供第一熱電廠用水及補充河道景觀用水。送至水源六廠的處理水，在該廠利用現有的處理設施進行深度處理后，一部分通過水源六廠現有供水系統供給東郊工業區和焦化廠，一部分通過新建再生水管網，輸送到東便門、左安門和廣安門等地作為市政雜用水。工程總規模為每日47萬m3，其中送至高碑店湖的處理水為每日30萬m3，供水源六廠為每日17萬m3。新建再生水管道總長27公里，管徑為φ800～φ2000毫米，總耗資3.2億元。作為陶然亭、大觀園、龍潭湖、天壇等公園的綠化用水和東城、西城、宣武、朝陽區部分地區環衛清潔用水。
　　酒仙橋污水處理廠2003年設計了一座規模為每日6萬m3的再生水處理站，同時鋪設了市政再生水管道，向東四環路沿線供應再生水，用于園林綠化和環衛灑水降塵等。
　　2004年結合修建清河污水處理廠二期工程時，設計了一座規模較大的再生水處理站，是將生物脫氮除磷及化學除磷補充處理后的出水，經超濾處理后，再經紫外線消毒，進入活性炭過濾池，主要為奧運公園提供景觀用水及市政雜用水，處理規模為每日8萬m3。
　　2004年北小河污水處理廠每日6萬m3出水用膜生物反應器MBR法處理，其中5萬m3消毒后送入市政再生水管網作為市政雜用水，另外的1萬m3再經反滲透及消毒直接向奧運中心區提供優質景觀用水，這是一座高水準的污水回用項目。
　　2004年在吳家村污水處理廠（8萬m3）設計了一座再生水處理站，規模為每日4萬m3。將序批式活性污泥法（SBR）處理后的二級出水，經加藥混凝Ⅴ型濾池過濾及消毒后提供景觀用水。
　　截止到2004年北京市共設計了7座再生水廠，總規模為每日85.68萬m3，設計了205公里再生水干管一些居住小區，已經接通市政再生水管網。
3、天津市
　　天津開發區采用連續流微濾（CMF）處理2.9萬m³/d和反滲透 （RO）處理1萬m³/d再生水，作為景觀和工業用水。
　　天津紀莊子污水回用工程新建5萬m³/d再生水廠，其中2萬m³/d采用連續流微濾（CMF）加臭氧工藝供居民區雜用，3萬m³/d采用傳統工藝供工業區陳塘莊熱電廠作冷卻用水。
　　天津石化公司于1996年將該公司的二級出水經混凝沉淀—纖維束過濾—消毒，回用于冷卻和沖廁達。近年來因污水含鹽量增高，在此基礎上，又續建1萬m³/d的回用工程。
4、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36萬M3/d。海泊河污水廠4萬M3/d的深度處理裝置出水用于工業、建筑、景觀、綠化、衛生等回用目的，解決周圍5公里范圍內約20個單位非飲用水的用水問題，還形成海泊河水上公園。
5、邯鄲市
　　邯鄲市熱電廠對城市二級污水廠出水進行適當深度處理，做為邯鄲熱電廠的鍋爐補充水和循環冷卻水。再生水處理能力為8萬m³/d，工程于1998年9月投產。以再生水為水源，經石灰處理后再經UF-RO膜過濾作為鍋爐的補充水。

五、發展與展望

　　黨的“十六大”確定了我國全面建設小康社會的奮斗目標，大力實施科教興國戰略和可持續發展戰略。本世紀頭二十年我國城鎮化將進入加速發展時期，隨著社會經濟的發展和全社會環境意識的增強，城市污水處理設施建設將成為我國當前和今后相當長一段時期的主要建設任務。2000年11月，國務院印發了《關于加強城市供水節水和水污染防治工作的通知》，2004年9月，國家計委、建設部、國家環保總局印發了《關于推進城市污水、垃圾處理產業化發展的意見》并作出了工作部署。近年來，國家加快了城市污水處理設施建設的步伐。到2003年底，我國已建成城市污水處理廠612座，城市污水處理率達到42%。《國民經濟和社會發展第十個五年計劃綱要》確定，所有設市城市都必須建設污水處理設施。各城市政府和建設行政主管部門都在認真作好城市污水處理設施項目的規劃、建設和監管工作，努力完成“十五”確定的目標。
　　根據國家發展和改革委員會辦公廳、建設部辦公廳、國家環境保護總局辦公廳《關于組織編制全國城鎮污水處理及再生利用設施建設規劃的通知》（發改辦投資[2005]513號）精神，各省抓緊編制污水處理及再生利用設施建設規劃，可以推進城市污水處理行業發展。城市供水、節水、污水處理和再生利用要統籌規劃，協調實施，綜合管理，實現水資源利用的良性循環和資源環境的協調發展。根據地區經濟發展實際需求，合理確定污水處理設施的區域布局、建設規模和處理標準，加快城市污水處理設施的建設并使之正常運行。目前，各省多數城市污水管網不配套，雖然有了污水處理廠，但由于污水收集系統不完善，有很大一部分污水處理廠的進水流量沒有達到設計規模，不能實現滿負荷運行，難以發揮應有的投資效益，有的甚至導致污水處理設備喪失功能。 因此，污水處理廠的建設要堅持“廠網并舉，管網先行”的原則，合理確定污水處理設施的布局和設計規模，優先安排城市污水收集系統的建設，有效發揮設施的效益。
　　研究確定科學合理的城市污水處理技術路線和工藝方案，最大限度地發揮污水處理設施的作用。城市污水處理工藝方案的確定充分考慮到當地的社會經濟和環境條件，實事求是地確定城市污水處理工程的規模、水質標準、技術標準、工藝流程以及管網系統布局等問題。所采用的工藝技術在保證處理效果、運行穩定，滿足處理要求的前提下，做到基建費用和運行費用節省，運行管理簡單，調節控制方便，占地少，能耗低，污泥量少。同時要具有良好的安全、衛生、景觀和其它環境條件。特別強調的是要將處理和再生利用一并考慮，在二級處理中去處氮磷物質，要結合回用對象確定處理廠廠址等問題。在水資源短缺的地區，缺水城市規劃建設污水處理設施時，配套規劃建設污水再生利用設施。實現污水再生利用與污水處理能力的同步增長。城市污水再生利用的技術選擇與工程實施要考慮實際條件和用戶需求，采取傳統技術與高新技術優化組合的技術路線。
　　以改革和體制創新為動力，加快城市污水處理和再生利用的市場化、產業化進程。當前要積極探索符合社會主義市場經濟規律的投融資方式和運營管理模式。在城市污水和資源化管理方面，政府要發揮指導、監督和調控作用，對法規、標準以及投資策略的確定起主導作用，協調公眾利益和商業利益之間的關系。通過財政撥款、企業自籌、發行股票證券等多種方式實現投融資的多元化，投資方式從單一的公共財政投資過渡到全方位多元化的社會投資。通過建立用戶滿意、企業接受、財政許可的價格形成機制，實現污水處理和再生利用設施建設和運營管理的良性循環。
　　污水處理和再生利用工程項目的投資和建設，各級政府應發揮主渠道的作用，建立穩定的污水處理和再生利用設施專項資金。鼓勵并引導各類社會資金和境外資金參與城市污水處理設施的建設。在運營管理過程中可以采取特許經營等方式，促進污水處理及資源化的市場化運作。應當積極推進現行水價政策的改革，盡快建立合理的收費制度，完善適應市場化運作需要的污水價格形成機制和運營管理模式，實現投資主題多元化、運營主體企業化、運營管理市場化。
　　“十一五”期間，加快環境基礎設施建設是城市政府和各級建設行政主管部門的一項重點工作。污水處理和再生利用要以節約水資源和改善城市生態環境為目標，實施可持續發展戰略，加強污水處理和再生利用設施建設與管理，逐步完善管理制度。要認真總結國內污水處理和再生利用設施建設和管理經驗，推動我國水處理行業持續健康發展。