基于可持續發展的城市污水回用研究

史 萍

0 引言

我國水資源總量相對豐富，但人均水資源占有量則較少，只有2 710 m3，為世界人均水平的1/4，排名11位，是世界13個最缺水的國家之一。

隨著人口的增長，生態環境的惡化，城市缺水問題日益突出。目前我國有400多個城市缺水，正常年份缺水達60×108m3，預計2030年缺水量將達到500×108m3［1］。面對如此嚴峻的水資源短缺問題，人們采取了許多措施來緩解，如跨流域調水、海水淡化、雨水蓄用等，然而治標不治本，與嚴峻的缺水狀況相比無疑是杯水車薪，而且經常會產生一系列的連帶反應，甚至對生態環境造成不可逆轉的破壞。

為解決這一難題，一些非常規的水資源引起了專家和學者的注意，如數量龐大的城市生活污水，已經被公認為可以回收和利用的城市第二水源。因此，積極探索切實可行的污水回用途徑，解決水資源短缺的同時實現污水的合理利用，社會經濟與資源環境的協調是人類可持續發展的必然選擇。

1 實施城市污水回用的必要性

1.1 能有效的解決水資源短缺，減輕水污染

地球上可利用的水資源相對有限，人口卻在不斷的增長，對水的需求幾乎每21年就要翻一番，到目前已達4.13萬億m3，缺水的形勢愈來愈嚴重。

城市污水經過處理后，成為新的可利用水資源，從而增加了城市水資源總量，對水資源起到良好的補充和替代作用，特別是對于極端缺水城市，能有助于緩解滿足經濟社會可持續發展與人口不斷增長之間的矛盾。

據統計，在我國七大水系中，63.1%的河段水質為W類、V類或劣V類，失去作為飲用水源的功能，因此防止水質持續惡化對社會經濟可持續發展所產生的負面作用已迫在眉睫。城市污水回用，促進了污水的資源化以及無害化處理，減輕了城市污水對生態環境的污染與破壞程度。

1.2 能產生巨大的經濟效益

與其他非常規水資源相比，污水回用的經濟優勢明顯。研究表明，將城市污水處理到可以用作雜用水的程度，其基建投資只相當于從30 km外引水;若處理到回用作較高需要的工藝用水，其投資相當于從40 km～60 km外引水。而其他方法如跨流域調水、海水淡化以及人工降雨等無論在基建投資還是單位成本上，都超過了污水回用費用。因此，污水回用不僅節約水資源，減輕環境污染，而且還能產生可觀的經濟效益。

1.3 能促進我國用水制度改革

在市場經濟體制的主導下，水價以及排污費用要差別化，居民生活用水價格與工業及公共事業用水價格要區別對待，這樣工廠必然將排污費用與用水費用計入成本，提高水的重復利用率。

從居民角度上看，居民雜用水可以用污水回用水取代。從宏觀城市用水上來說，優化城市給排水系統，用回用水提供城市地質用水，達到節約自來水的目的，某種意義上說，污水回用就是最大程度的節水。總而言之污水回用對人們城市生活的各方面都帶來極大的變化，用水制度改革勢在必行。

2 國外城市污水回用現狀

日本早在1962年就開始回用污水，20世紀70年代初就已初具規模，至90年代，建成1 369座水處理工程，東京江東區污水回用量達到13×105m3/d，城北區達24×105m3/d，它們中的80%回用于工業用水;賴滬內海地區污水回用量已達該地區用淡水總量的2/3，取用新水量僅為淡水用量的1/3，大大緩解了該地區水資源嚴重短缺的矛盾［2］。

美國的污水回用開始也較早，20世紀60年代已經形成較大規模，大量建設污水處理廠，隨后開始污水回用。至80年代，已有357個城市實現污水回用，再生回用點536個，回用量總量達到94×108m3/年，其中用于灌溉的達58×108m3/年，占回用總量的60%;回用于工業的達28×108m3/年，占回用總量的30%，其他方面的回用水量不足10%。2000年，加利福尼亞州的污水再生利用量為8.64×108m3，再生水水量占平水年份全州城市年用水總量的7%左右;再生水用水總量中，農業灌溉約占32%，回灌地下水占27%，綠化灌溉占17%，工業生產占7%，補充地表徑流、營造濕地和休閑娛樂水面等景觀生態用水約3%，屏蔽海水入侵約1%，其余13%用于城市公共建筑和居民家庭的多種非飲用用途［3］。

新加坡是一個嚴重缺水的國家，淡水也需要進口，每年有一半的淡水需要從馬來西亞進口，因此，該國十分重視污水回用，2000年新加坡在裕廊島工業園區投產一套產水規模3×105m3/d的城市污水深度處理裝置，出水主要回用于給水和消防系統。

另外以三級處理的城市污水為水源，采用“超濾—紫外光—反滲透”生產“新生水”工藝，投資1 700萬新元建設一套產水能力3.3×105m3/d(用于飲用水)的城市污水深度處理裝置，該系統所產生的“新生水”大部分進入飲用水源水庫作為飲用水，部分作為瓶裝飲用水免費發放給參觀游人。

3 國內城市污水回用的主要途徑

3.1 用于農業灌溉

我國是農業大國，農業灌溉需水量大，因此污水回用于農業有較大的前景，每年水資源量的73.5%用于農業，20.2%用于工業，4.5%用于城市居民生活，且城市污水中所含的部分礦物質元素對農作物的生長有益。同時城市污水再生后進行利用時也要考慮到健康、經濟和環境等方面的局限和制度上的障礙，以及社會和法律上的關注等問題。另外，使用再生水灌溉時，需要妥善完成以下工作環節:再生水從污水處理設備出口到貯存再生水池的輸送、再生水在再生水池內的貯藏、再生水的應用以及最終將再生水排放到水道、地下水或是表層水。

3.2 用于工業

工業用水對水質的要求遠遠低于飲用水標準，城市污水回用于工業無論是對于當地企業還是政府部門都有較大的益處。目前，隨著社會主義現代化的不斷發展，工業對于水的需求量越來越大，占到城市用水量的80%，同時由于工業用水的用途不同，對水質的要求也會有所不同，其中冷卻循環用水、洗滌、工業冷卻、沖灰等對水質要求較低，污水回用是其很好的選擇。由此可見，我國城市污水回用于工業生產存在著巨大的潛力。

3.3 用于城市景觀

隨著水資源缺乏與污染日益嚴重，許多城市已經更多的將城市污水凈化回用于城市水景以及其他娛樂用水。再生水用于城市景觀環境，可以滿足那些極端缺水城市對于娛樂性水環境的需要，同時也可以作為綠化、澆灑馬路、洗車、空調、消防、沖廁用水等等。

3.4 用于地下水回灌

從水的生態循環上講，回用與地下水回灌體現了“資源化、無害化、自然化”的可持續發展戰略思想。因而，從可持續發展的理念出發，地下水回灌是污水回用途徑中最有益的一種方式。以土壤作為生物反應過濾器，通過土壤蓄水層的物理、化學生物等一些反應實現自然循環，使水得到充分的凈化、修復，進而從根本上解決水源的涵養問題。某種程度上來說，此途徑是從水的大循環角度出發，集污水處理、污水再生、水資源開發于一體的水處理技術，比起一般的途徑要好得多。

4 實施城市污水回用的可持續發展策略

4.1 完善法律法規制度

首先應該從法律法規上建立一種保障體制，支持城市污水回用體系，同時要調整、制定、實施每一個用戶必須承擔的責任與義務，并最終成為一個合理的價格體系。

其次政府應該對于城市污水回用企業給予政策的優惠。形成城市污水回用產業化并與市場接軌，使每一位投資者、管理者也能得到相應的制度保障。

最后可以建立城市污水建設基金，從而提高城市污水回用投資效益，在城市污水回用中占據主動。

4.2 健全管理體制

有必要建立城市污水回用統一使用和管理的專門機構，明確城市污水回用管理中利益各方的責任、權利、義務，實現對城市污水回用的科學、合理管理。同時充分利用現代高科技技術對城市水資源與污水進行監控、預測與調控，在此基礎上建立城市污水回用評價體系，逐步使城市污水回用向管理規范化、制度化方向發展，繼而在提高城市污水回用管理水平的基礎上，促進城市的可持續發展。

4.3 宣傳教育提高認識水平

當所有人都意識到城市污水回用的重要性時，污水回用的推廣就顯得輕而易舉了，因此為促進城市污水回用的可持續發展，首先必須提高人們對污水回用的重要性與緊迫性的認識，營造城市污水回用全民參與的氛圍;其次結合我國水資源短缺的現狀，制定宣傳策略，強化人們保護水資源的意識，轉變觀念，讓人們產生危機意識。隨著人口的增加，全球的水危機隨時可能發生，城市污水回用的可持續發展至關重要。

4.4 統籌規劃促進技術規范

在進行城市污水回用統一規劃時，要做到污水處理、污水回用工藝融為一體，做到污水處理與污水回用同步規劃，才能避免不必要的浪費。同時在科學實驗與檢測的基礎上，盡快制定污水回用技術標準與規范，對各種用途的水質做出詳細的規定，保證污水回用的安全性與科學性，在這方面可以充分借鑒國外的先進經驗，提高城市污水處理率與回用率。另一方面，堅持城市污水集中處理為主導，分散處理為支撐的原則，將污水回用與污染治理相結合，使之成為穩定的城市第二水源，從而促進水資源的良性循環與可持續利用，提高城市供水效率。

5 結語

城市污水回用是一門綜合多學科知識的系統工程，它涉及到環境保護、社會經濟、城市規劃等多方面的問題。目前，我國面臨嚴峻的水資源缺乏的局面，加之人口的增長，自然災害的頻發，全球生態環境惡化，這些都對我國城市污水回用發展提出了新的機遇與挑戰。

因此，以可持續發展為基礎的城市污水回用技術顯得尤為重要，我們必須以此為前提，有組織、有計劃、合理的實施城市污水回用，把握每一個環節，挖掘城市污水回用途徑，因地制宜，采用單種或多種途徑相結合的方式開展城市污水的再生利用。隨著技術的發展，城市污水回用的可持續發展必將邁入一個嶄新的歷史階段，從而造福全人類。

［1］ Chen Yaping，Kang Yongxiang，Han Dongfeng.Discussion of the Utilization of Wastewater Resource in Northwest China［J］.Journal of Water Resources ＆ Water Engineering，2004(15):66-68.

［2］ M Ogoshil.Water Reuse in Japan［J］.Water Science and Technology，2001，3(10):17-23.

［3］ 吳俊森，李恒軍.城市污水處理及再生利用［J］.山東師范大學學報，2005，20(3):69-71.

［4］ 趙學耘，鄭喬予.氧化溝處理城市污水探討［J］.山西建筑，2010，36(16):186-187.