废水循环利用之中水回用

废水循环利用之中水回用

循环经济是在可持续发展的思想指导下，按照清洁生产的方式，对能源及其废弃物实行综合利用的生产活动过程。其倡导的是一种建立在物质不断循环利用基础上的经济发展模式，它要求把经济活动按照自然生态系统的模式，组织成一个“资源—产品—再生资源”的物质反复循环流动的过程，使得整个经济系统以及生产和消费的过程基本上不产生或者只产生很少的废弃物。只有放错了地方的资源，而没有真正的废弃物，其特征是自然资源的低投入、高利用和废弃物的低排放，从根本上消解长期以来环境与发展之间的尖锐冲突。   废水循环利用就是一种循环经济行为，包括工业废水和城市污水的循环利用，其作用：一是可以减少废水外排污染环境；二是可以节省大量处理费用；三是可以节约用水；四是可以回收废水中有用物质。特别是在当今世界水资源日趋紧张和水污染日益加重的情况下，工业废水和城市污水的重复利用，日益受到重视，成为缺水地区解决水资源问题的一种常用方法。不断提高水的重复利用率是今后发展的必然趋势。        如果每年把全国污水的l／2处理成中水，其水量将达200亿吨；如果将这些中水替代自来水利用，将产生200亿元的经济效益；如果将这些资金回用到污水处理中，又将获得200亿吨中水；如此循环往复地进行下去，3年后污水利用率将达到80％以上。                       废水循环利用之中水回用   一、城市水资源与废水循环利用   我国面临水资源短缺、地下水严重超采的同时，大量的城市废水被空排。据报道，在华北冀、鲁、津地区，由于多年的地下水过度开采，地下漏斗已经连成一片，形成了一个面积达4万km²的巨型大漏斗。这一方面是总体水资源的巨大浪费，同时也导致一系列的环境污染问题：用于灌溉污染农业；流进池塘污染养殖业；大量富营养物质排人海中，直接或者间接地促使近海赤潮频繁发生，在更大范围内造成近海养殖业的损失和生态灾难。如何对城市废水资源进行综合管理、再生与循环利用，已成为缓解水资源短缺、维持国民经济可持续发展所必须面对的大课题，也是一件十分有意义的事情。正如建设部副部长仇保兴在接受记者采访时谈到城市缺水和污染防治的关键时所说的：“解决城市缺水和污染防治的关键在于学习自然界的水循环利用。如果全国城市污水中有20%得到循环利用，其总量近百亿吨/年，已相当于整个南水北调中线工程的输水量。而且污水再生利用每吨的处理成本仅为几毛钱，即使达到引用水的标准也不过2元钱左右，明显低于远距离调水成本。”   二、中水及中水回用的涵义   “中水”的概念源于日本，主要指城市污水经处理后达到一定的水质标准，可在一定范围内重复使用的非饮用的杂用水。建设部《城市中水设施管理暂行办法》中将中水定义为：部分生活优质杂排水经处理净化后达到《生活杂用水水指标》（CJ25.1-89），可以在一定范围内重复使用的非饮用水。中水其实就是再生水，水质介于上水和下水之间，故名“中水”。中水回用就是人们在生产和生活中用过的优质的杂排水，经集流再生处理后，回用于农业灌溉、工业用水、市政杂用、地下回灌。   三、中水回用的发展   （一）中水回用的现状   中水回用技术在国外早已应用于实践。美国、日本、以色列等国厕所冲洗、园林和农田灌溉、道路保洁、洗车、城市喷泉、冷却设备补充用水等都大量地使用中水，在利用中水方面积累了不少成功的经验。以色列是在中水回用方面最具特色的国家。占全国污水处理总量46%的出水直接回用于灌溉，其余33.3%和约20%分别回灌于地下或排入河道，其中水回用程度之高堪称世界第一。他们采取的中水回用处理过程为：城市污水的收集→ 传输到处理中心→处理→ 季节性储存→ 输到用户→ 使用及安全处置。在回用方式上，包括小型社区的就地回用，中等规模城镇和大城市的区域级回用。日本从80年代起大力提倡使用中水，并在上水道和下水道之间，专门设置了中水道。而且为了鼓励设置中水道系统，日本政府制定了奖励政策，通过减免税金、提供融资和补助金等手段大力加以推广。同时还要求新建的政府机关、学校、企业办公楼以及会馆、公园、运动场等公共建筑物都须设置中水道。美国现在至少有七个地区已经或者正在建设中水回用厂。新加坡为了更好地节约水资源，推广中水市场，在媒体上对中水大做广告，以引导民众的消费习惯，吸引更多的新加坡人接受它。目前每天至少有数千万升经过深度处理的中水已经加到饮用水管中，不是单纯作为中水利用了。   我国对城市污水处理与利用的研究，早在1958年就开始列入国家科研课题，20世纪60年代关于污水灌溉的研究已达到一定的水平，70年代中期进行了以回用为目的的城市污水深度处理小试，80年代初在青岛、大连、太原、北京、天津、西安等缺水城市相继展开了污水回用的试验研究。在中水试验的同时，有关中水的标准和法规也相继出台。2000年，以“十五”纲要为标志，中水回用被正式写入文件；2002年，出台了三个标准 ：GB/T 18920《城市污水再生利用 城市杂用水水质》、GB/T 18921《城市污水再生利用 景观环境用水水质》、GB 5084《农田灌溉水质标准》，以代替CJ 25.1-89《生活杂用水水质标准》。近几年，中水回用工作日益受到重视，国内许多城市都建设了中水回用工程。例如：北京的高碑店污水处理厂建成了我国最大的中水回用工程，回用规模为30万m³/d，回用对象主要是河湖补水、城市绿化、喷洒道路和热电厂冷却用水；天津东郊污水处理厂回用工程将二级出水过滤、消毒后回用，规模为7万m³/d；河北邯郸市建成6万m³/d的回用水工程，用于电厂冷却水；山东枣庄和泰安分别建成3万m³/d和2万m³/d的回用水工程；青岛市海泊河建成4万m³/d的中水回用工程，用于工业冷却、绿化和生活杂用。其他还有大连中水回用示范工程已运行10余年，北京华能热电厂、大庆油田采油厂、克拉玛依采油厂等均已建成中水回用工程用于循环冷却水。   (二) 中水回用可行性分析   1、技术可行   随着科技的进步，任何污水都可以通过不同的工艺技术加以处理，满足任何需要。一般来说，二级出水经消毒处理后，用做市政杂用水，生活杂用水、农业用水和景观用水等；在这基础上，经混凝过滤处理，可作为工业循环冷却水等；再经进一步处理，如用膜技术处理或用活性炭吸附后，就可作为工业上工艺用水或地面水，地下水回灌补充水等。   2、经济可行   中水回用在城市水资源规划中占有非常重要的地位，并且具有非常可观的经济价值。   (1)提供新水源：中水回用在对健康无影响的情况下，为我们提供了一个非常经济的新水源。减少了由于远距离引水引起的数额巨大的工程投资。   (2)中水回用在提供新水源的同时，可以减少新鲜自来水用量，因此相应减少了城市自来水处理设施的投资。   (3)中水回用还可以减少污水排放数量，减少控制水体污染引起的治理费用。这些经济效益都是促使国内外许多城市采用中水回用的因素。   3、政策可行   中水回用并不是近些年才提出的，早在“七五”、“八五”、“九五”三个五年计划中，就相继完成了该项技术的储备工作和示范工程的建设。2001年“十五”纲要将污水回用明确写入文件，“十五”计划纲要提出：到2005年城市污水集中处理率要达到45％，这样污水处理厂都可增加三级甚至深度处理工艺，为中水回用创造了基本条件。2006年，科技部、建设部联合发出通知，要求各地建设和科技行政主管部门密切合作，加大投入，加强再生水利用新技术研究开发和推广转化工作。两部委共同制定的《城市污水再生利用技术政策》中明确，我国城市污水再生利用的总体目标是充分利用城市污水资源、削减水污染负荷、节约用水、促进水的循环利用、提高水的利用效率。到2010年，北方缺水城市的再生水直接利用率要达到城市污水排放量的10%—15%，南方沿海缺水城市达到5%—10%；到2015年北方地区缺水城市要达到20%—25%，南方沿海缺水城市要达到10%—15%，其他地区城市也应开展此项工作，并逐年提高利用率。   从可持续发展的角度看，推进污水资源化，大力发展中水再生回用，使供水和排水一体循环、互相补充，两种资源合理配置，是解决我国水资源短缺的重要途径和手段。因此说，中水回用必将在我国大力发展起来。   四、内蒙古的情况   近年来，严重的旱灾及与之相伴的剧烈的沙尘暴，再加上严重的河流污染，困扰着内蒙古经济和社会的发展，威胁着生态安全甚至生存安全，给人民的生命财产带来了巨大的损害。   （一）我区水资源现状   1、缺水   内蒙古与全国平均水平相比水资源更为短缺，而且全区水资源分布不均。90%以上集中在东部地区，中西部地区严重缺水，再加上人为欠合理利用、截流等，使广大地区的地表水流量逐年减少，湖泊干涸，河流断流，尤其是中西部草原与荒漠地区，20世纪五六十年代许多中小型水泡与河流目前大部分消失；地下水位多年持续下降。近三十年来，包头市地下潜水水位最大下降幅度约20米，承压水水位下降约30米，呼市潜水水位下降25米左右，承压水水位下降30多米，通辽、赤峰等城市也出现不同程度的地下水位下降。   2、水污染严重   我区不仅水资源短缺，水环境质量也日益恶化。大量的污水未经处理或部分处理后排入江河湖海，造成水体污染，也使水资源短缺加剧，形成恶性循环。   在我区专门搞生态经济研究的《团结报》(国家级报纸)记者王月高说：“自来水公司通过管道送入用户的水称为给水或称上水，工矿、公共建筑等用过的废水或雨水通过下水管道排入污水处理厂的水称为排水或下水。下水经过净化、消毒处理后再利用的水称为中水。随着城市建设的发展，人口的增长及水资源的短缺，以生活污水为水源，选用优质杂排水如洗浴水和洗涤水经处理形成中水，这样利用污水具有大量集中等特点，把经过处理的污水(中水)回用于工业、市政、农业等领域，大力发展城市污水资源化，实现水资源可持续发展战略，将会促使人口、资源、环境和谐发展。另外，污水资源化也是一种行之有效的节水措施，也是向节水城市迈进的重要一步。”   3、水资源环境进一步恶化   水污染是加剧我区水资源短缺的主要因素之一。内蒙古水利厅水政水资源处的生效有曾说：“防治水污染应以防治为本，节水为要。节水不仅可以缓解水资源的供需矛盾，还可以减少废污水排放量，改善水环境，‘节流减污’是防治水污染的一项重要措施。”王月高先生在其专著《西部大开发与内蒙古的可持续发展》一书中明确指出：“呼市就因为污染水处理率低，水污染严重，水体质量下降，出现了以市区为中心的水质污染的缺水现象。污水回用(中水利用)，既可以开放式地将处理过的污水还原地面水体，间接再次作为水资源加以利用；也可以封闭式地将处理后的污水用管道输送到回用点直接利用，作为工业冷却水、工艺水、锅炉补给水、洗涤水、消防用水、市政景观用水、农业灌溉用水、绿化用水及渔业用水等，呼市如将合理的环境自净能力和人工处理结合起来，发展效率高、能耗少、费用低的污染处理防治技术，大大减少污水的排放量，减少水体污染，将会促进呼市水环境的良性循环，有利于区域环境的综合整治。”   （二）治理水污染迫在眉睫   鉴于内蒙古地区特别是呼和浩特市用水量逐年增加，相应排水量增大，城市排水工程没有得到相应的系统化、规模化的建设，致使市区河流污染严重，大黑河水系各个主要支流水质长期劣于V类水体(根据水质好坏，由好至坏分为Ⅰ类、Ⅱ类、Ⅲ类、Ⅳ类、Ⅴ类、劣Ⅴ类水体)。要实现呼市经济社会的可持续发展，实现水资源的可持续利用，保护好水环境、治理好水污染迫在眉睫。   根据呼市城市发展“十五”计划和十年规划的发展目标，在2010年以前彻底改善城市水环境质量，建设人与自然和谐社会。2005年4月15日，呼市举行水环境治理项目开工奠基仪式。该项目包括新建公主府污水处理厂及管网工程，新建如意——白塔污水处理厂及管网工程、扩建辛辛板污水处理厂及管网工程、新建城市雨水管网改造工程等5个子项目工程。通过实施该项目，可使呼市二级污水处理能力由现在的日处理10万吨提高到日处理30万吨，新增3级处理能力每天6吨，中水回用量达到每天15吨，可为呼市大力发展火电产业提供中水资源保障，雨水管网普及率由现在的25%提高到90%，呼市污水处理率由现在的43.5%提高到90%。正如呼市水务局李新光说的“呼市水环境治理项目的实施将极大改善城市人居环境、投资环境，并对流域内水环境保护和缓解水资源短缺发挥巨大作用，即可发展循环经济，又可实现呼市供水和排水良性循环。完善和保持山水城市的风貌，促进了首府和谐社会的建设，提高了呼市的首府形象，使呼市向现代化文明城市迈进一大步，逐步实现人与自然、环境的和谐，实现经济社会的可持续发展。”此外，内蒙古地区其它城市也实施水环境治理项目处理污水。   五、加强中水回用的对策建议   循环经济以现代科技为支撑，最为直接的是环境无害化技术。环境无害化技术主要包括清洁生产技术、资源再生技术、污染治理及环境修复技术等，其特征是资源利用率高、环境影响小、资源再生能力强。目前，科技水平落后已成为制约我区循环经济发展的一个重要因素，加快科技创新步伐，已成当务之急。这对于属于循环经济行为的中水回用是同样的道理。   第一，加强宣传，提高认识。虽然“加强环境保护，防治水污染”已经逐渐深入人心，但是人们并没有充分意识到水资源紧缺的严峻性，更没有认识到进行中水回用、开辟第二水源是解决缺水城市用水矛盾的必经之路；在中水回用于生产、生活上还存在着顾虑和障碍，尤其是在家庭中推广使用中水方面。因此要利用各种媒介，加大宣传力度，提高中水回用的意识和觉悟，让人们从行动上理解和支持中水事业的发展。特别是利用科技创新手段进行中水回用。   第二，制定政策，做好规划。在国家“十五”、“十一五”规划大框架下，按照国家中水回用标准、建设部、科技部《城市污水再生利用技术政策》和《内蒙古自治区人民政府关于建设节水型社会的意见》的要求，制定切实可行的符合我区实情的中水回用科技政策与规划。   第三，加强科技创新，促进中水回用。废水循环利用是一项涉及到经济、社会、资源和环境等方面的系统工程，而科技创新在整个废水循环利用过程中处于核心地位，起着根本性的推动作用。目前，我区资源利用率不高，能源浪费严重。在这种情况下依靠科技进步，通过技术改造，在提高经济效益的同时减少污染物的排放和对资源的过度消耗，有着巨大的潜力。因此，在面临资源约束的情况下，必须加强科技创新，以促进中水回用。同时应设立科技专项，深入研究，不断改进中水回用工艺流程与技术水平。如上海市在“科技创新行动计划”2008年度社会发展领域重点科技项目中设立了 “雨水与中水回用技术集成与示范”等研究专题，对中水回用进行专项研究。   第四，拓宽融资渠道，加大投入力度。中水回用工程的建设不能仅仅依靠政府的财政投入，单一的政府投资体制会制约中水回用产业的发展。要尽快建立起与市场接轨的多元化投资体制，借鉴国外如法国、芬兰等一些欧洲国家的经验，通过实施“谁污染、谁治理、谁用水、谁花钱”的以水养水的政策，解决资金来源。要拓宽融资渠道，鼓励和吸引社会资金和外资投向中水回用项目的建设和运营，实施基础设施建设风险补偿基金办法等各种手段保证投资回报；积极利用金融组织贷款等多种融资方式，加大对中水回用市场的资金投入。   总之，开展城市污水处理和再利用，减少污水排放，既是防治水资源污染，保护水环境的一项重要方针，也是解决城市水资源不足的一个重要途径。如何通过科技创新与进步把城市污水变成可用资源，实现中水回用，是科技界努力的方向，也是完全可以做到的。