遲永山
(黑龍江省水利水電勘測設計研究院,哈爾濱150080)
黑龍江省位于中國的東北部,全省土地總面積45.48 ×104km2。全省河流縱橫,湖泊眾多,集水面積在50 km2以上的河流共有1 918條,分屬黑龍江、嫩江、松花江、烏蘇里江、綏芬河五大水系。平原區面積19.4 萬km2,省內多年平均水資源總量為 810.3 億m3。P = 75% 保證率水資源總量為617.46 億m3,P =95%保證率水資源總量為426.2 億m3。單位耕地面積占有水資源量400 m3左右,與全國畝均水資源1 500 m3比較,我省境內水資源量并不十分豐富;人均占有水資源量為2 115 m3左右( 人口按第六次普查數3831 萬人) ,與全國持平[1]。
1) 水資源時空分布不均勻,水資源調節能力差,加上經濟發展和人口增加,致使我省人均占有水資源降至2 115 m3左右,季節性、地域性缺水矛盾日益突出。
2) 水資源配置格局尚未形成,總體處于起步階段。
黑龍江省水資源分布邊緣多、腹地少,中部多、東西部少,水資源分布與生產力布局不完全匹配,缺乏必要的江河湖庫連通工程和重點水源工程,水資源配置格局尚未形成。已建水庫興利庫容90 億m3,僅占多年平均徑流量的13%,界河支流水庫的興利庫容僅為多年平均徑流量的5%左右。水資源統籌調配能力低,與經濟社會又好又快發展的要求不相適應。
3) 水土流失嚴重,全省水土流失面積達13.4 萬km2,約全省總土地面積的30%,嚴重破壞了水生態環境。全省向江河排放未經處理的污水10 億m3,又加劇了水資源的供需矛盾。
4) 節水潛力較大,目前工業、農業和生活用水效率低下,浪費較為嚴重,1 m3的水平均產糧1 kg,而發達國家一般為2 kg;萬元工業產值取水量為91 m3,是發達國家的5 至10倍,而生活用水浪費現象更為普遍。
目前,各國都在開展污水回用技術的實施,美國和日本等發達國家走在了前列。
20 世紀70年代初美國開始大規模二級污水處理廠的建設,并注重回用污水。目前,有357個城市,再生回用點536個。包括污水灌溉、景觀用水、工藝用水、工業冷卻水、鍋爐補水以及回灌地下水和娛樂養魚等多種用途;其中灌溉用水量占回用量的60%,工業用水占回用量的30%,城市生活及其他回用占10%。日本早在1962年就開始污水回用,20 世紀70年代已初見規模。福岡地區由于沒有大的河流和充足的地下水源,影響了當地經濟和生活,從1980年在一些公共和私人的建筑物開始污水深度處理之后回用于沖洗和綠化,東京還將污水深度 處理后回用于恢復已經干涸的小河,收到了良好的社會效益和生態效益。1991年日本的“造水計劃”中,建設了大量的示范工程。在瀨戶內海地區,污水回用量已達該地區淡水總量的2/3,新鮮水取水量僅為淡水用量的1/3[3]。
在西歐、北美、南美、中東、前蘇聯、以色列等地,污水回用也十分普遍。無論是發達國家還是發展中國家,城市污水回用的主要對象都是農業,除了與農業用水量大有關外,更重要的是農業回用污水與土地處理污水相結合的方式,能經濟有效地利用水資源和經濟有效地處理污水。
我國的城市污水回用研究早在“六五”其間已開展,“八五”其間,分別開展了以大連、太原、天津、泰安、燕山石化等位依托的工程性試驗。2000年,以“十五”綱要為標志,污水回用被正式寫入文件,表明全國全面啟動污水回用工程,國內許多城市相繼建設了中水回用工程。例如北京高碑店污水處理廠回用規模30 萬m3/d; 天津東郊污水處理廠回用規模為7 萬m3/d,邯鄲市建成了10 萬m3/d德回用工程等[4]。目前,我國中水回用已經形成一定規模,在北方一些嚴重缺水城市,如北京、天津等城市,中水回用工程已經相當普遍。
近年來,國家加大了污染治理的力度,各地相繼建設了城鎮污水處理廠,為推進中水回用奠定了基礎。
根據《黑龍江水資源公報》( 2010) ,2010年黑龍江省廢污水排放量21.98 億t,其中城市生活污水4.57 億t,工業廢水16.39 億t,第三產業1.02 億t,廢污水入河總量為16.04 億t[5]。可見污廢水的排放量相當可觀。
據黑龍江省環保局公布的數據,黑龍江省全力推進松花江流域污水處理“十一五”規劃的實施,十一五期間黑龍江省城市污水處理廠新增36 座,城市污水處理廠從6 座增加到42 座,城市污水處理能力從每天74 萬t增加到233 萬t。
在十二五期間,黑龍江省所有縣城建成污水處理廠,全省新增污水處理能力203 萬t/d,城鎮生活污水處理率達80%,哈爾濱、大慶市污水處理率達95%。擴大中水回用規模,加快礦井水利用和缺水地區再生水廠及利用工程建設[6]。
人類使用過的水,污染雜質只占1% 左右,比海水的3.5%少的多,其余大部分是可用的清水,污水經過適當再生處理,可以重復利用,實現水災自然界的良性循環。可以粗略地估算一下,城市供水量的80%變為城市污水排入管網中,收集起來再生處理后70%可以安全回用,二者合計起來,即城市供水量的一半以上,變成再生水返回到城市,用于水質要求較低的用戶,替換等量的自來水,相當于增加了城市一半供水量,對于缺水的城市來講,是一筆高貴的財富[7]。
根據國內外的成功經驗,中水回用可用于農業、工業、景觀、河道,衛生沖洗用水等,特別是作為電廠冷卻用水比較普遍,同時經過三級處理后的中水,還可用于回注地下水或油田油井注水用,有效地緩解了水資源不足和水環境污染的矛盾,為實現水資源的可持續而利用提供了支持和保障。
1) 已建成的城鎮污水處理廠運行效率低。據中國新聞網報道,在2011年10月召開的全省污染減排推進會上,部分運行效率偏低,已建成不能正常運行,沒有形成減排效果的有3 家;調試環節問題較多,污水收集管網配套建設緩慢,處理負荷偏低,造成能力閑置的有4 家; 存在運行不穩定情況,在線監測和中控系統不完善的有4 家;未按照年度計劃建設、投運,達不到計劃減排量的有5 家[8]。全省實際的污水處理率僅為56.72%,低于“十一五”規劃的目標。
2) 污水收集體系不健全。城市排水管網普及率的提高,有助于對城市排水的收集和處理。全省的城市排水管道普及率和污水回用率指標均處于很低的水平。排水管網普及率在全國除西藏、青海、寧夏以外最低,排水管道密度3.51 km/km2,低于全國平均水平5.893.51 km/km2。我省的城市用水普及率為86.14%,也是除西藏外最低的省份。
3) 中水回用的認識有待提高。長期以來,人們把用過一次的水稱為“污水”、“下水”、“廢棄水”,總是把這種水與“污垢的”、“骯臟的”形象相連系,難以相信它可以再生利用。事實上人類使用過的水中污染雜質很少,經過適當的處理完全可以利用。一方面,用水的目的不同,水質要求不同,不應該千篇一律地以人畜飲用的標準衡量所用的水源水質的優劣,對于城市景觀用水、環衛用水等水質要求較低的用水,應該盡量采用中水;另外,就是城市供水中,50% ~80%是工業用水,工業用水中80%是水質要求不高的冷卻用水,所以城市用水中的很大一部分是可以采用中水。
4) 相應配套設施的缺乏,導致中水回用難以實施。真正實現中水的回用,除了排水收集和城鎮污水處理廠建設的必要條件外,還應適當投資建設一些配套的設施。一個是再生水處理或稱污水深度處理廠,中水用戶根據不同的用水要求必須對城鎮污水處理廠的出水進行進一步的處理,才能滿足用戶的要求,目前深度處理往往由用戶完成,不僅麻煩也增加了用水費用;另外,回用中水的管線也不完善,城鎮污水處理廠基本都建設在城鎮的末端,經過處理的水要通過一定的輸水線路再能送到用戶手中,而這部分管線在城鎮污水處理廠的建設中基本沒有考慮。
1) 完善城鎮污水處理廠建設與配套設施的投入。目前建成的城鎮污水處理廠的數量和規模已經基本上可以滿足保護松花江流域水環境,實現節能減排的目的。如上所述,已建成的城鎮污水處理廠運行效率低,很多污水處理廠的設施還非常地不完善,因此當務之急是完善現有的城鎮污水處理廠,使其全部正常地運行起來,真正地發揮作用。
2) 大力推進城鎮排水管網的建設。城鎮排水管網的普及是實現中水回用的基礎,是保證污水收集的關鍵。由于我省城鎮的排水管道的密度遠遠低于全國的平均水平,因此要大力推進城鎮排水管網的建設,提高城鎮排水管網的普及率。同時,還要完善雨污分流系統,新建的城鎮排水系統應按照排水規范的規定,采用分流制的排水系統,保障污水處理廠來水量和來水水質的穩定。
3) 加強中水回用的宣傳和推廣,各級水行政主管部門要利用各種形式,普及中水回用的知識,推廣中水回用的成功經驗。并在用水許可的審批過程中,除了嚴格按照國家的有關法律法規審理外,還要根據用水戶的用水要求,分析使用中水的可能性。在多種水源可選的條件下,要優先考慮采用中水的可能性,以推進中水的回用力度。
4) 制定相應的鼓勵政策,調動中水回用的積極性。當前,利用中水的用戶還存在前期一定的投入和中水使用的費用問題,在于其它傳統水源的比較過程中,中水就可能不具備優勢,自然也就不被用水戶所接受。所以,有關部門應制定相應的政策,為使用中水的用戶提供優惠政策,降低中水的回用成本;政府應投入一定的資金建設相應的配套設施,減輕企業使用中水的費用,讓使用中水的用戶得到在經濟上受益,這樣才能調動用水戶回用中水的積極性。
[1]黑龍江省水利水電勘測設計研究院. 黑龍江省水利建設“十二五”規劃—水資源配置分析[R],哈爾濱: 黑龍江省水利水電勘測設計研究院,2011.
[2]央視國際. 黑龍江省水資源缺乏問題不容忽視[EB/OL]. ( 2003-06-08) [2011-11-01]. http: //international.dbw.cn.
[3]肖錦. 城市污水處技術及回用技術[M]. 北京: 化學工業出版社,2002.
[4]陳朝東. 中水處理與回用[M]. 北京: 化學工業出版社,2006:4-5.
[5]黑龍江省水利廳. 黑龍江省水資源公報: 2010[R]. 哈爾濱:2011.
[6]中國污水處理工程網. 黑龍江省環境保護“十二五”規劃[EB/OL]. (2012-05-18) [2012-07-03]. http: //bai ke.baidu.com/view/85202886.htm.
[7]周彤. 污水回用決策與技術[M]. 北京:化學工業出版社,2002.
[8]中國新聞網. 黑龍江多家問題城鎮污水處理廠被點名[EB/OL].(2011-10-27) [2012-07-03]. http: //www.chinanews.com.