廣州市再生水利用現狀分析與發展前景預測

陳 綺，龐 園

(1.廣州市南沙區磨碟頭工程管理所，廣東 廣州 511480；2.廣州市水務科學研究所，廣東 廣州 510220)

再生水作為一種非常規水源，具有量大、集中、水質相對穩定、輸水距離短等特點，能廣泛應用于農業、工業和市政用水等。面對常規水資源(地表水、地下水)日益緊缺的局面，除“節流”等措施外，開發利用再生水已成為我國構建支撐社會經濟可持續發展的水資源保障體系的一項重要戰略對策，是 “開源”的具體途徑之一，具有顯著的社會、生態和經濟效益[1]。近年來，黨中央、國務院高度重視節水工作，提出了一系列新理念新思想新戰略，多份文件都提到要促進再生水的利用。其中2019年，國家發改委、水利部聯合印發了《國家節水行動方案》，提出到2020年缺水城市再生水利用率達到20%以上的要求，到2022年缺水城市非常規水利用占比平均提高2個百分點。

廣州市水資源較為豐富，多年平均降水量為1 831 mm，多年平均水資源總量為79.79億m3，但水資源時空分布極不均勻。近年來隨著廣州市經濟社會快速發展，水資源供需矛盾日益突出，工程型缺水和水質型缺水并存。特別是國家實行最嚴格水資源管理制度后，政策型缺水也逐步顯現，部分地區用水指標已非常緊張，對當地經濟社會發展造成一定壓力和影響。盡快探索新的水資源開發利用模式，加強節約用水，大力推進非常規水源利用，是化解廣州水問題，促進水資源可持續利用，支撐經濟社會可持續發展的有效手段之一。

1 廣州市再生水利用現狀

城市污水再生利用類別共分為五類：農、林、牧、漁業用水、城市雜用水、工業用水、環境用水、補充水源水[2]。按利用模式，可分為集中處理回用方式與分散處理回用方式[3]。廣州市已實施的《廣州市排水管理辦法》(2010年3月1日起施行)、《廣州市水務管理條例》(2012年5月1日起施行)和《廣州市供水用水條例》(2019年10月1日起施行)均提出了鼓勵使用再生水的政策，但由于缺乏配套文件支持，再生水利用量較少。經調查，廣州市再生水利用模式主要為集中處理回用方式，即依托城市污水處理廠的再生利用方式。2018年廣州市共建成污水處理廠(站)51座，設計處理能力共546.93萬t/d。2018年廣州市實際處理污水180 217.90萬t，回用45 601.27萬t，再生水利用率為25.3%，達到了國家相關要求。處理后的污水主要用于景觀環境用水，少量用于污水處理廠內相關設施的清洗等，由于未安裝計量設施，無法統計各類用水量。

2 廣州市再生水可供水量預測

廣州市再生水利用方式主要為集中式，因此將城市污水處理廠的處理量作為再生水的最大可供量。廣州市廢污水排放量包括城鎮居民生活、工業、建筑業和第三產業等用水戶排放的水量。分別采用基于回歸分析法和分類用水指標法預測得到的廢污水排放量預測廣州市再生水可供量。

2.1 基于回歸分析法的預測結果

回歸分析法是指，基于廣州市廢污水排放量的歷史值和現在值對未來值進行預測。即根據歷年和現狀廢污水排放量資料，建立回歸模型，從而預測廢污水排放量。基于廣州市近10 a廢污水排放量[4](見表1),利用Matlab進行擬合，建立回歸模型，擬合結果見表2。

表1 廣州市歷年廢污水排放量

根據擬合得到的回歸模型，分別計算2020年和2030年廣州市廢污水排放量，結果見表3。由表2和表3可知，雖然線性擬合得到的回歸模型與二階多項式和三階多項式擬合得到的回歸模型相比，擬合效果相對較差，但是由線性擬合得到的回歸模型預測結果較二階多項式和三階多項式擬合得到的回歸模型預測結果更符合實際，因此選用線性擬合預測結果，即2020年和2030年廣州市廢污水排放量分別為21.878億m3和19.002億m3。

表3 基于回歸分析法的預測結果

根據廣州市水資源綜合規劃，2020年和2030年全市污水處理率需達到90%和100%[5]，基于廣州市廢污水排放量預測計算，可計算得到2020年和2030年廣州市廢污水處理量分別為19.690 2億m3和19.002億m3。考慮經濟條件，再生水的可供量一般占污水處理量的比例為20%～50%，按照50%來計算，2020年和2030年廣州市再生水的可供量分別為9.845 1億m3和9.501億m3。

2.2 基于分類用水指標法的預測結果

分類用水指標法是指，以工業用水、生活用水、建筑業和第三產業用水分別進行預測，根據經濟社會發展指標的預測以及各類行業用水定額的分析和預測結果，計算城市各類用水需求[6]。并根據各類用水的污水排放系數，計算相應廢污水排放量。

參考廣州市污水治理總體規劃修編，廣州市工業廢水排放系數取0.70，綜合生活污水排放系數(生活用水、建筑業和第三產業用水)取0.85[7]。根據廣州市節約用水規劃，2020年和2030年廣州市綜合生活需水量(含第三產業和建筑業)分別為19.58億m3和25.15億m3，工業需水量分別為14.14億m3和12.07億m3[8]。由此，可計算得出2020年和2030年廣州市綜合生活污水排放量分別為16.643億m3和21.377 5億m3，工業污水排放量分別為9.898億m3和8.449億m3，即2020年和2030年廣州市廢污水排放量分別為26.541億m3和29.826 5億m3。按照全市污水處理率2020年和2030年分別達到90%和100%的處理率目標[5]，則2020年和2030年廣州市廢污水處理量分別為23.886 9億m3和29.826 5億m3。按照廣州市再生水利用率分別達到26%和35%的目標，廣州市2020年和2030年再生水的可供量分別為6.210 6億m3和10.439 3億m3。

2.3 再生水可供水量預測結果

可以看出，采用分類用水指標法計算得到的2030年再生水可供量較2020年的有明顯提高，這與一系列的政策趨勢是一致的，分類用水指標法能較全面地反映城市發展對污水量變化產生的影響，而回歸分析法不能反映今后由于城市建設指導方針、政策發生變化的影響因素，只能做近期有效預測，對遠期預測不可靠。因此，選用分類用水指標法的計算結果作為廣州市再生水可供水量更為合理，即廣州市2020年和2030年再生水的可供量分別為6.210 6億m3和10.439 3億m3。

3 廣州市再生水需水量預測

目前，廣州市內再生水主要考慮回用于工業用水、城市雜用水和環境用水三類。由于農業、林業、牧漁業單個用戶用水量小，而且比較分散，故暫不考慮在農、林、牧、漁業使用再生水。另外廣州市為濱海城市，地下水位較高，城市水源主要依靠本地地表水和境外引水，地下水開采數量較少，因此不考慮再生水作為地下水的補充水源。

3.1 工業用水再生水需水量

參考深圳市經驗，工業用水戶的再生水需求量一般占用水量的10%～30%等。根據廣州市節約用水規劃，2020年和2030年廣州市工業需水量分別為14.14億m3和12.07億m3[8]。按再生水需求量為工業需水量的20%，則廣州市2020年和2030年工業用水再生水需求量分別為2.828億m3和2.414億m3。

3.2 城市雜用水再生水需水量

廣州市城市雜用再生需水量主要考慮綠化用水和市政道路環衛作業用水兩類。參考國內相關城市做法，采用定額法計算再生水需水量[9-10]。

1) 綠化用水再生水需水量。根據廣東省用水定額，園林綠化用水定額為1.1 L/(m2·d)[11]。根據廣州市和各區十三五經濟社會規劃綱要的目標要求和水資源綜合規劃，預測廣州市2020年和2030年綠地面積分別達到32 903萬m2和40 573萬m2。綠地澆灑天數按180 d計，可計算得到廣州市2020年和2030年的綠化用水量分別為0.651 5億m3和0.803 3億m3。廣州市雖然考慮未來綠化用水全面使用再生水，但考慮部分區域無法送達，仍需使用其他水源。參考深圳市經驗，再生水替代率按80%計。則廣州市2020年和2030年的綠化用水再生水需水量分別為0.521 2億m3和0.642 7億m3。

2) 環衛用水再生水需水量。根據廣東省用水定額，澆灑道路和場地用水定額為2.1 L/(m2·d)[11]。道路澆灑面積主要指能夠灑水的鋪裝道路、廣場面積，根據廣州市各區人口數量，預測廣州市2020年和2030年道路澆灑面積分別為15 954萬m2和20 561萬m2。道路澆灑天數按180 d計，可計算得到廣州市2020年和2030年的環衛用水量分別為0.603 1億m3和0.777 2億m3。與綠化用水情況類似，環衛用水需考慮替代水源，再生水替代率按80%計。則廣州市2020年和2030年的環衛用水再生水需水量分別為0.482 4億m3和0.621 8億m3。

基于上述計算結果，廣州市2020年和2030年城市雜用水再生水需水量分別為1.003 6億m3和1.264 5億m3。

3.3 環境用水再生水需水量

環境用水主要是指河湖生態需水量，其計算包括維持河湖生態系統的最小需水量、維持河湖水質的最小稀釋凈化水量、維持河湖景觀功能要求適宜水深的需水量，三者的最大需水量即為河湖生態需水量。廣州市內河涌可分為丘陵山區河流和感潮河涌，丘陵山區河流主要分布在廣州市的前航道以北地區，感潮河涌主要分布在前航道以南地區。根據廣州市河涌水系規劃，全感潮河涌生態需水量由最小稀釋凈化水量決定[12]。經計算，2020年廣州市主要河涌的生態需水量為19.819 1億m3。2030年，廣州市內河涌水質全面達標，北部的丘陵山區河流生態需水量的計算只需考慮最小生態需水量和景觀需水量的較大者，南部感潮河涌不需要進行生態補水，即可滿足最小生態需水量和景觀需水量。經計算，2030年廣州市主要河涌的生態需水量為5.965 6億m3。

3.4 小結

綜上所述，廣州市2020年和2030年再生水需水量分別為24.171 9億m3和10.286 8億m3。其中，環境用水所需再生水量最大，其次為工業用水，城市雜用水所需再生水量最少。結合再生水可供水量預測結果，按照廣州市相關規劃文件的要求，2020年廣州市再生水可供水量無法滿足再生水需水量，主要原因是河涌生態需水量較大；2030年廣州市再生水可供水量可以滿足再生水需水量，主要原因是河涌水質變好，生態需水量減少。

4 廣州市再生水利用影響因素分析

影響再生水供需的因素有很多，包括水資源條件、政策、管網、經濟和用戶等方面[13]，而政策方面又包括政府層面所出臺的政策、制度、法律法規和規范性文件等；經濟方面包括當地的經濟發展程度、水價與再生水價的差值、投融資方式和渠道等；用戶方面包括用戶對再生水接受程度、潛在用戶的開發等。這些影響因素又相互關聯、交叉影響，呈現一定的復雜性。

4.1 水資源條件的影響

一般情況下，水資源稀缺程度越高，用戶使用再生水的內在動力就越強烈。再生水是作為一種替代水源，在再生水事業發展的初期，再生水的建設、運行成本都較高，在可以尋找到備用水源的條件下，往往先考慮使用其他水源。這也是廣州市在水資源條件相對豐富的情況下，再生水利用相對較慢的原因之一。近年來，隨著廣州市過境客水如東江、北江等相繼完成水資源的分配，跨境調水工程如西江引水工程、北江引水工程、珠江三角洲水資源配置工程等項目的陸續實施，廣州市已無新增水資源可用。《廣東省實行最嚴格水資源管理制度考核辦法》(粵辦函〔2016〕89號)、《廣東省“十三五”實行最嚴格水資源管理制度考核工作實施方案》(粵水資源〔2017〕6號)明確了廣州市2016—2030年的用水總量控制指標，以及2020年的用水效率控制指標；隨著《廣州市“十三五”實行最嚴格水資源管理制度考核工作實施方案》(穗水〔2018〕25號)的下發，廣州市對省下達的用水總量和用水效率指標進行了分解，明確了各區2016—2030年的用水總量控制指標，以及2020年的用水效率控制指標。這將推動廣州市加快推進再生水利用的步伐，使其成為廣州市的“第二水源”。

4.2 政策的影響

目前，廣州政府層面上未有專項法律法規支持再生水的管理。在規劃布局方面，2008年批準的《廣州市水資源綜合規劃》將再生水等非常規水源僅作為傳統水源短缺時的一種補充水源。在實際配置中，再生水置換傳統水資源的作用沒有得到充分發揮。發展再生水利用行業需要政府的大力支持，應出臺相應的優惠政策。增加對再生水使用企業的用水補貼及減輕再生水生產企業的稅費負擔，提高用戶使用再生水的積極性及再生水生產企業發展的積極性。相關部門在組織推進再生水利用時缺乏明確的法律依據，造成廣州市再生水利用量較少，落后于國內其它大城市。再生水屬于公益性、環保型、資源型產業，需要政府完善財政、稅收、價格等政策體系，協調政府部門間的合作，建立合理的再生水利用運營模式。目前廣州市促進再生水有效利用的政策尚未出臺，相關部門未能有效引導和調控水資源市場的作用，阻礙了再生水開發利用的新局面。

4.3 社會經濟因素的影響

再生水公益性較強，在推動城市再生水事業發展的初期階段，必須要依靠政府才能發展。尤其是再生水新建管網投資巨大，施工難度很大，企業本身負擔不起，讓再生水利用在相當長一段時間內很難市場化。同時再生水運行費用巨大，需要政府財政的支持。而且建設污水處理回用工短期經濟效益不明顯，社會資本的參與力度不足。目前我市公共財政投入不足，主管再生水利用的水行政主管部門開展再生水利用工程建設缺乏專項資金渠道，再生水設施及管網建設資金缺口大。這導致再生水設施建設緩慢，配套管網覆蓋率低，再生水利用規模小。

4.4 管網配套設施建設的影響

再生水作為一種水源，需要鋪設單獨的管道才能加以利用，因此，再生水利用要建設另一套給排水系統。而且在老城區新建再生水管網還面臨要破壞現有管網系統的問題。另外，相較常規水資源再生水的用戶往往較為分散，其管網布局需根據用水戶的分布進行優化設計。倘若用戶數量較少、再生水使用量不大，成本將大大增加。目前，廣州市尚未開展再生水管網配套設施的建設工作，管網建設滯后，將在一定程度上制約再生水的使用。

4.5 對再生水認識的影響

公眾對使用再生水缺乏了解，認識不足，使得不少人對再生水水質存在疑慮，降低了公眾使用再生水的積極性，也造成了再生水市場需求不足。一直以來，公眾對水質健康因素的擔憂及心理障礙，也阻礙了再生水的推廣利用工作。由于廣州市對再生水的科普宣傳不深入，同時缺乏具有影響力的示范項目，廣州市民缺少對再生水利用的直觀認識，這將進一步增加推廣再生水利用的難度。

5 結論與建議

廣州市再生水資源開發利用較少，主要用于河涌景觀環境用水。再生水可供水量無法滿足需求，主要是城市內河涌景觀環境所需水量較大。廣州市再生水利用基礎較為薄弱，相關政策尚未出臺，污水回用工程配套設施尚處于起步階段。為推動再生水的利用與發展，廣州市應開展以下幾個方面的工作：

1) 制定再生水利用工作方案。廣州市各區要盡快編制本地區再生水利用工作方案，建立具備使用再生水條件的工業園、工業企業、居民小區、高速路服務區名錄。

2) 編制再生水資源利用規劃。廣州市各區要編制本地區再生水資源利用規劃，在水資源保護和節約用水的基礎上，因地制宜，科學合理開發再生水資源，拓寬利用途徑和利用方式。

3) 積極推動再生水利用設施建設。全面推進污水廠提標改造工作，制定一廠一策提標改造方案，有序推進再生水處理設施建設，并同步考慮配套輸水管網建設。

4) 探索建筑中水利用。大型單體建筑、公共建筑、住宅小區等，積極探索中水回用設施建設，開展中水應用示范工程建設，扶持中水技術設備研發生產企業，探索建立建筑中水應用管理制度。單體建筑面積超過20 000 m2的新建公共建筑，鼓勵配套安裝中水利用設施。

5) 加快道路沖洗、公共綠化用水改水進程。梳理市政道路沖洗和公共綠化澆灌的區域范圍、取用水需求，統籌合理規劃布局取水站點的選址和數量，根據布局加快推進市政雜用水、綠化澆灌等專用再生水管網建設，取水點和管網建設完成后應優先使用再生水，除特殊需求外禁止使用公共供水。

6) 再生水資源納入水資源配置體系。建設項目水資源論證和取水許可審批時，優先考慮再生水資源。下達計劃用水戶用水計劃時，對按計劃應當使用再生水資源而未使用或者使用量未達到規定要求的用水戶，核減其下一年度的常規水源計劃用水指標。促進企業單位積極使用再生水資源，具備使用再生水條件和可行性但未充分利用的鋼鐵、化工、制漿造紙、印染等高耗水企業，不得新增取水許可。

7) 抓好再生水資源典型示范引領。優先推進城鎮污水廠、產業布局相對集中的工業園區建設再生水資源利用示范項目，多種形式促進再生水資源利用項目建設。通過以點帶面，做好典型示范，帶動其他片區的再生水資源系統建設。