污水回用是解决城市缺水的根本途径
论文类型 | 技术与工程 | 发表日期 | 2001-07-01 |
来源 | 土木工程学会水工业分会排水委员会第四届第一次年会 | ||
作者 | 周彤 | ||
摘要 | 周 彤 (中国市政工程东北设计研究院) 1 解决城市缺水问题的紧迫性 我国是一个水资源贫乏的国家,人均需水量仅为世界平均水平的1/4。同时水资源在时间和地区分布上很不平衡,南方多北方少,北方大部分地区人均需水量更低。在北方干旱半干旱地区全年的降水量主要集中在7、8、9 ... |
周 彤
(中国市政工程东北设计研究院)
1 解决城市缺水问题的紧迫性
我国是一个水资源贫乏的国家,人均需水量仅为世界平均水平的1/4。同时水资源在时间和地区分布上很不平衡,南方多北方少,北方大部分地区人均需水量更低。在北方干旱半干旱地区全年的降水量主要集中在7、8、9三个月,这使可利用的水尤其显得不足。
随着经济发展和城市化进程的加快,城市缺水问题尤为突出。当前相当部分城市水资源短缺,城市缺水范围不断扩大,缺水程度日趋严重,据统计,全国669个城市中,400个城市常年供水不足,其中有110个城市严重缺水日缺水量达1600万立方米年缺水量60亿立方米由于缺水每年影响工业产值2000多亿元。天津、长春、大连、青岛、唐山和烟台等大中城市已受到水资源短缺的严重威胁。
2000年北方地区出现百年不遇的大旱,使许多水库河流出现从来没有过的断流和枯干,北方13个省318个县级以上城市被迫限时供水,缺水人口达2000多万。今年上半年又是干早年,入夏以来,全国受旱面积已达2060万公顷,五月份北方八省大型水库蓄水量比去年同期减少20%。
就拿长春市来说,去年五月份两个水库已无水可取,全市居民隔天供水,所有洗浴业、洗车业、建筑业下令必须停业,全市处于水荒之中。对经济造成的损失和对人们的心理影响非常之大。大连市花巨额资金、耗时20余年的引碧工程,本以为可以一劳永逸的解决大连市的供水问题,没想到1999年、2000年两年干旱,99年降雨量295mm,2001年410m,相当于以色列降水量,是常年的50%碧流河水库9.3亿方库容只剩1亿方多,还包括0.7亿方的死库容,很快就无水可供。市里紧急启动投资11个亿的引英入连应急工程,也只能解决7000万方水,全市220万人口,日供水量由120万立方米压到目前77万立方米,每户每月供6立方米水,超过此定量收10倍水费,工业上超过限定指标按20倍收费,全市一般桑那全部关闭。去年百夏季有名的大连草面临无水之灾,大连开发区突击建成64公里再生水管线,用第二污水厂出水浇灌开发区主街道绿化带草地,才保证开发区大道绿地生存。
山东省17个市地有12个市地降雨均比历年同期大幅度减少其中青岛、烟台、潍坊、威海等市地降雨量减幅高达50—70%。省内5000多条河流,5500多座大中型水库大部分干涸。烟台开发区刚建的净水厂,由于水库无水可取,变成了无米之炊。烟台开发区领导过去把污水认为是包袱,修长距离管道送到市区污水厂处理,干旱之时才后悔决策失误,如果自已有污水厂,早年污水厂的出水也可作为第二水源做应急之用。没认识到污水也是资源的结果。
天津市的引滦水曾为天津的生存和发展发挥了巨大作用,但由于连年干旱,滦河潘家口水库库存急剧减少。为缓解天津市水危机,国务院决定从黄河紧急调4亿立方米给天津。沿途省市为此付出了很大代价,但黄河水也十分紧缺,保证率不高,不是长远之计。天津市节水抓得紧,日供水量由220万吨压至158万吨,压缩了28%。对三口之家每月供水8吨,超额加倍收费。承德市避暑山庄湖水出现了从来没有过的干枯,严重影响到旅游业的发展。其它中小城市抗旱灾能力更差,市民处在“渴水”之中。当前全国缺水形势严竣,这里不再详述。
我们党和政府历来十分重视水的问题,江总书记指出“当今水资源为世界各国所关注,我国的水资源大为短缺。我们过去的认识很不够,我们必须高度重视水的问题,人无远虑,必有近忧’。朱熔基总理针对南水北调工程提出了“三先三后”原则,即“先节水后调水,先治污后通水,先环保后用水”。强调了调水的基础是节水治污。
在今年初通过的“国民经济和社会发展第十个五年计划纲要”中将搞好污水处理回用明确写入纲要。纲要中规定:重视水资源的可持续利用,坚持开展人工增雨、污水处理回用、海水淡化。多渠道开源,建设一批骨干水源工程。“十五”期间,全国新增供水能力400亿立方米。加大水的管理体制改革力度,建立合理的水资源管理体制和水价形成机制。采取多种方式缓解北方地区缺水矛盾。
2 污水回用的巨大潜力
长期以来,人们把用过一次的水称“污水’“下水’“阴沟水’“废弃水”总把这种水与“污垢的”“肮脏的”形象相联系,难以相信它还能再用。事实上水在自然界中是唯一不可替代,也是唯一可以再生的资源。人类使用过的水,污染杂质只占0.1%左右,比海水3.5%少得多。其余绝大部分是可再用的清水。
污水经过适当再生处理,可以重复利用,实现水在自然界中的良性大循环。城市污水就近可得,易于收集,易于处理,数量巨大,稳定可靠不受制,于天,不受制于人,作为城市第二水源要比海水、雨水来得实际,比长距离引水花钱要少得多。开辟这种非传统水源,实现污水资源化,对保障城市安全供水具有重要的战略意义。
2.1 污水回用到底能给城市增加多少水量呢?
可以粗略估算一下,城市供水量的80%变为城市污水排入管网中,收集起来再生处理后70%可以安全回用,则二音合计起来,即城市供水量的一半以上,可以变成再生水(或叫回收水、回用水、复新水、中水),返回到城市水质要求较低的用户上,替换出等量自来水,相应增加了城市一半供水量。可见对缺水城市来说,这种水源是一笔宝贵财富。这种潜力的开发非常值得。
我国城市污水年排放量已经达到414亿立方米,目前,已建污水处理设施400余座,城市污水处理率达到30%,二级处理率达到15%。根据“十五”计划纲要要求,2005年城市污水集中处理率达到45%。这就给污水回用创造了基本条件,凡是污水处理厂都可将污水再次适当处理后回用。
全国污水回用率如果平均达到20%(南水北调的要求,到2030年要达到30‰)由“十五”末期年回用量可达40亿立方米,是正常年份年缺水60亿立方米的67%,即通过污水回用,可解决全国城市缺水量的一多半,回用规模回用潜力之大,足可以缓解一大批缺水城市的供水紧张。经专家论证,只要搞好污水回用,就可以缓上南水北调工程。
2.2 污水回用工程的投资
目前城市污水处理(二级处理)投资大约在900一1400元/m3.d水,在此基础上的再生处理约400—600元/m3.d。加上管网配套总计600—1000元/m3.d,则到“十五”末期形成40亿立方米水源的投资大约在100亿元左右。而形成同样规模的长距离引水,以大连引英为例,则需600亿元左右,海水谈化则需1000亿元,可见污水回用在经济上具有明显优势。
对于污水回用的重要意义,建设部俞正声部长有过精辟论述,他在天津考察工作时指出,关于南水北调朱总理提出三先三后,我的理解就是不能出现大调水大浪费,国家花了大钱,如出现大浪费,不仅会造成巨大经济损失,还会浪费宝贵的水资源,因此必须节约用水,而节约用水最有效的措施就是处理后的污水回用,这也是解决水资源短缺花钱最少的办法。俞部长的讲话指出了回用污水的两大特点:一是最有效,二是花钱最少。我们应该很好领会讲话精神。理直气壮的推动污水回用工作。
2.3 当前已经或在建的几项回用工程情况
(1)北京市
北京市领导为缓解北京市水资源紧张状况,决定将高卑店污水厂处理量的一半,即每天100万吨的一半50万吨拿出来回用,主要用于工业冷却、景观河道、城市绿化和公园用水及城市环境喷洒公路用水等。成为国内最大的城市污水回用工程,该工程施工已完成,正在进行工程验收和试运行工作。华能北京热电厂使用高卑店污水厂出水作冷却水,水量2—4万T/d,已成功使用一年,为耗电最大的电力行业全面推广污水回用带了好头。
(2)大连市
大连市已建成的l万T/d回用示范工程已正常运行10个年头。污水厂二级出水经深度处理后的再生水,供附近几家工厂作工业冷却用水,以及向全市的园林绿化,建筑施工、市政杂用、办公楼冲厕等供水。运行以来,用户使用效果良好。该示范工程接待了国内外众多学习音,为当前领导层决策在全国启动污水回用提供了技术保障。
大连开发区建64公里草地喷水管道,创全国最大的以再生水自动喷洒草地的先例。浇灌116万平方米道路中心绿化带,用水3500吨/日。经过再生水喷灌的草地,生长期长,色正草旺,明显好于以地下水喷浇的草地,还有很好的经济效益。今年开发区还要建7万T/d的污水回用工程。
大连春柳河污水厂经过增容改造后,将向甘并子工业区提供8万T/d的回用水,目前管道铺设和用户受水工程准备工作正在紧张进行。
大连马栏河污水厂是由世行贷款采用国外先进技术建设的,规模12万T/d,处理后一次性达到回用标准,已建成试运行,回用管道也已部分建成。
付家庄污水厂是以市场化模式运作建成的,处理规模1万T/d,现已建成投产,出水主要用于滨海路中西段,森林动物园及付家庄区域的绿化浇灌。
(3)长春市
长春市经过2000年的水荒,充分认识到缺水对城市意味着什么,从领导到群众都赞同污水回用,市人大、市政协开会议案最多的是水,特别提到污水回用,在报刊上展开专题介绍。目前在建的两个大型污水厂都充分考虑到回用。
长春北郊污水厂:一级处理量40万T/d,二级处理与回用处理10万T/d。境外某公司看好了中国污水回用市场,买断工程建造、运营权,测算大约五年即可收回投资,和用户正在商签供水协议。
长春西郊污水厂:二级处理15万T/d,一期回用5万T/d,二期回用10万T/d,回用水向长春第一汽车厂、热电厂等供水。
(4)沈阳市
北郊污水厂:处理量40万T/d,二级处理,出水直接用于卫工明渠的景观用水。正在编制20万T/d的地表渗滤回灌方案,以及向工业区分质供水方案。
(5)青岛市
青岛市目前已建成海泊河污水厂、李村河污水处理厂、团岛污水处理厂、麦岛污水处理厂四座,总处理规模35万T/d。海泊河污水厂4万T/d的深度处理装置已建成。但缺输配水管道,如该工程管网配套设施建成,则可用于工业、建筑、景观、绿化、卫生等目的,解决周围5公里范围内约20个单位的用水问题,还可形成海泊河水上公园。
(6)秦皇岛市
秦皇岛港煤场降尘每天要用水1万吨,目前正筹备上项目用再生水代替自来水。
正在建设中的北戴河东北污水厂出水拟进入护城河和马坊河,使这两条河变清。在市区大石现代广场用再生水进行浇灌和冲厕,建设生态型广场,工程正在施工中。
(7)深圳市
深圳市政府规划,到2010年,深圳用水量将达到19亿立方米,在这19亿立方米水中,70—80%的污水可变成再生水再用。在深圳市三届人代会上,深圳市水务局局长黄涤元建议利用中水解决深圳水源供应紧张的问题。
(8)郑州市
郑州市污水厂日处理能力40万T/d,计划将10万T/d深度处理后,泵送到金水河上游的金海水库,解决金水河、熊耳河的清水源问题,还可满足两岸绿化、部分工业用水、人民公园、胜利公园、紫金山公园的水源将改善,至下游用于灌溉和养殖。
(9)太原太钢、太化使用城市污水厂出水用作钢厂冷却水和化工冷却水,泰安市使用再生水作景观用水,都是“八.五”攻关示范工程。
(10)邯郸北污水厂、西安邓家村污水厂、山西杨泉污水厂分别以几万吨/d规模向工业企业,特别是电厂供水,已经实施或正在实施中。
此外,山东、内蒙、新疆及沿海城市,都有污水回用计划,不要几年,一大批回用工程即可投入运行。
2.4 关于回用工程投资渠道问题
这几年国家拨出巨款,利用外资贷款等形式基本解决了污水厂建设资金问题,但回用工程资金不到位,各地缺口很大,不少城市形成上了污水厂而不上回用,或上了回用设施没有管网配套,形不成供水能力,因此要想挖掘污水资源的巨大潜力,就要国家下决心加大拨款或贷款力度。也可以多方面多渠道筹划资金,借助民间和外资的力量,保证投资渠道畅通。建议国家成立污水回用投资咨询公司,帮助各地解决资金困难,解决各地不懂回用,缺钱缺技术问题,公司帮助落实回用项目,作好先期论证和技术评估,并给予资金和技术的支持。污水回用是商业回收率很高的事业,国家应抢占这块市场,形成最大市场份额。
3 国外污水回用情况
为了给一些城市和再生水用户增强回用信心,这里简单介绍一些国外污水回用情况。
3.1 美国
美国1980年已有回用工程536项,年回用水量为9.37亿立方米,其中62%农灌,31.5%用于工业,5%用于地下回注,1.5%用于娱乐、渔业等。水的回用在美国经久不衰,值得我们借鉴。下面举几个实例。
(1)回用于电厂冷却系统
美国电厂冷却水是仅次于农业的主要用水者,生化后的城市污水是可靠的冷却水水源,在西南地区的几个主要发电厂,包括核发电厂,普遍使用处理后的城市污水作为冷却水。
在沙漠中兴建的赌城拉斯维加斯,有充足的电力供应,该市二个电厂科拉拉电厂和森路士电厂的冷却水使用拉斯维加斯市污水厂出水。污水厂1981年投产,规模24万m3/d。二级处理出水BOD〈3mg/L,SS<30mg/L。深度处理BOD〈7mg/L,SS〈7mg/L,浊度〈1º,P〈0.5mg八,该水质满足电厂冷却水质要求。污水回用解决了沙漠城市的供水问题。
(2)钢厂回用
位于马里兰州巴尔的摩海口的伯利衡钢厂使用背河污水厂40万T/d再生水已有40年历史。背河污水厂规模68万m3/d,曝气池停留时间6小时,滤池为移动罩滤池,滤后水浊度5以下。
(3)美国21世纪水厂
位于加州橘县水管理区,命名为21世纪水厂,其意为处理技术具有21世纪水平。1965年开始研究将深度处理出水回灌地下,以阻止海水入侵,1972年兴建有关工程,1976年投入运行,再生工艺为:化学澄清、再碳酸化、活性炭吸附、反渗透、加氯。21世纪水厂再生水通过23座多套管井回注地下含水层出水TOC<2mg/L,TN<10mg/L,电导率100微姆/em,浊度0.1NTU。出水中不得检出大肠杆菌。回注水总量检制在9.5万T/d。
(4) 城市绿地浇灌
美国加州的农灌用再生水量很大,占回用水量的60%以此解除该地区干旱威胁。在城镇,大片绿地、树木、高尔夫球场、公园,也是靠再生水浇灌,这部分水占16%。到美国考察,在污水厂内,在市区街道旁,在居民庭院里,随处可见一些管道上标有Reclaimed Water(回收水、再生水、中水)字样,居民每天都要使用再生水浇灌住宅前后草地,污水厂经常进出标有再生水字样的拉水车。污水的再生回用已被居民接受。
(5) 法规、标准
美国环保局会同有关部门于1992年提出水回用建议书,包括了水回用的各个方面:处理工艺、水质要求、监测项目与频率、安全距离和条文说明。它对那些尚无法规可循的地方提供了重要的指导信息。
美国地区已有18个州视回用情况订立了一些法规,有完整指导方针或设计标准,有14个州无洲规定。法规(Regulation)是政府机构强制执行的实施准则,而指导方针(Guidelines)不是强制性法律,但可作为制定回用计划时遵照的原则。
3.2 日本
日本是个面积窄小的岛国,河流急湍入海,没有大江大湖可作跨流域调水之用,那末日本靠什么支撑了六十年代的经济复兴呢,靠的就是污水回用,他们叫下水处理水的再利用,在各大城市创建并保留使用至今的“工业用水道”,纵穿全市,形成和自来水管道并存的又一条城市动脉。再生水中41%被用于工业用水,32%被用于环境用水,8%用于农业灌溉。日本是工业国,主要用于工业,近几年增加了环境用水,它用于农灌的比例远小于美国。
东京江东区回用量13万T/d,城北区24万T/d,在用途上工业用水占80%,杂用水(中水)占20%位于东京新宿区的落合处理场1984年开始向新宿区高层建筑群供水冲厕所用水(杂用水、中水),日供水量8000吨。水质标准有5项,pH中性,外观和臭气没有不快感,大肠菌群数10个/ml以下,在水中有余氯。
3.3 以色列
由于长期缺水,以色列在污水净化和回收利用方面,始终处于世界领先地位。他们的法律规定:废水若末用尽,不可采用海水谈化。规定城市的每一滴水至少应回收利用一次。污水回用于灌溉、工业企业、市民冲厕、河流复苏。污水再生成本大约是海水谈化的1/3—l/5,这种经济性使人们认识到必须优失利用污水。再生水42%用于灌溉,30%回灌地下,回灌地下的再抽出至管网系统,输送到南部地区,最南部地区甚至将它作为饮用水源。
4 我国污水回用历程回顾
我国的污水回用事业大致可以分为三个阶段,1985前的“六.五”期间是起步阶段,1986—2000年的“七.五”“八.五”“九.五”,这十五年时间是技术储备、示范工程引导阶段,2001年以“十五”纲要明确提出污水回用为标志,国家进入到由全面启动的阶段。
4.1 起步阶段
打倒“四人”邦后,我国进入以经济建设为中心的新时期,水资源紧缺,已经对国民经济发展产生了影响,因此,引起了领导和专家的关注。建设部在六五专项科技计划中,最先列入了城市污水回用课题,分别在青岛、大连开点作试验探索。大连的小试于1983年10月27日通过了建设部鉴定,认为是国内首次提出有关城市污水回用的有用成果,填补了国内空白。青岛于1984年也顺利完成了中试研究。这二个成果表明,污水可以通过简易处理再次回用,是很有前途的水源,我国污水回用完成了起步阶段工作。
4.2 技术储备,示范引导阶段
从1986年开始,污水资源化相继列入了国家“七五”“八五”“九五”重点科技(攻关)计划。有40余个单位,几千人的攻关大军投入攻关研究中,他们辛勤工作,刻苦钻研,团结协作,完成了大量试验室小试、中试、生产性试验,取得成千上万个数据,经国家鉴定验收,许多成果被评为国际先进或国际领先水平。
“七五”(1985年—1990年)攻关项目名称是“水污染防治及城市污水资源化技术”。下设七个专题就污水再生工艺,不同回用对象的回用技术,回用的技术经济政策等进行了系统研究。
“八五”(1990年—1995年)攻关项目名称为“污水净化与资源化技术”,课题名称为“城市污水回用技术”,下设5个专题,分别以大连、太原、天津、泰安、燕山石化为依托工程,开展工程性试验。“八五”提供的成果较“七五”提高到实用水平,研究内容经过了生产性检验,涵盖了污水回用的大部分领域。
“九五’(1995年—2000年)攻关,所属项目为“污水处理与水工业关键技术研究”,专题名称为“城市污水处理技术集成化与决策支持系统建设”。“九五”具体攻关有两部分内容:
(1)回用技术集成化研究
通过将单项技术成果和示范工程经验筛选整理优化,提供系统的完整的集成化技术,除提交研究报告外,提交的成果还包含在水工业手册《废水处理与回用》一书中的废水回用篇章中。现书已完稿,即将由建工出版社出版。
回用篇章包括水质标准体系,不同回用对象的再生工艺流程,深度处理单元技术,包括混凝、化学除磷、沉淀、澄清、气浮、过滤、活性炭吸附、污水脱氨、反渗透及计算举例,不同工艺系列的技术体系:生物脱氮脱磷、颗粒填料生物接触氧化、A/O(脱氮、澄清过滤消毒、曝气生物滤池,国内外工程实例。
(2)城市污水地下回灌深度处理技术研究
由清华大学与北京高卑店污水厂承担的硬课题研究,提交了中试成果,并就此课题与德国柏林大学合作,在京召开了一次学术讨论会。
“十五”(2001年—2005年)攻关题目和承担单位还未最后确定,据了解原申报的攻关重大专项为:
水资源安全保障,课题为污水资源化利用技术与示范,包括四部分内容:
①城市污水回用于工业冷却、市政景观、农田灌溉、生活杂用的水质处理技术与示范。
②雨、污水地下回灌水质技术与示范
③油田废水及其它工业废水再生回用处理技术及示范。
④水工业关键技术设备的开发与产业化
从“七五”到“九五”这15年期间,以科技为先行,以示范工程为样板,把我国的污水回用技术推到了国际水平上。这是由几千人,包括有关领导、技术人员的艰辛劳动取得的,而且已形成技术政策。
但由于管理体制限制,特别是团用拒绝或者遗忘回用,资金缺口,以及一些地方。一些行业部门没有从传统观念上解脱出来,动则长距离跨流域调水,还没把污水看作资源,因此可以说这期间全国没有形成回用大气候,回用工程较少,没见到多大实效。
4.3 全面启动污水回用阶段
2000年的大旱,给人们敲响了警钟,中国的水资源问题非常严重,寻找替代水源被提到日程。以全国城市供水节水会议为契机,以“十五”纲要为标志,污水回用被正式写入文件,表明全国开始全面启动污水回用,要大张旗鼓把污水变成城市第二水源。
全国节水会议以后,中央多次开会,研究具体落实措施。就污水回用研究会参予的有:
(1)2000年11月6日国家计委召开污水回用专题座谈会,这是国务院主要领导交办的。计委投资司表示要启动回用工程,政策上资金上给以支持。座谈会后计委派调查组到辽宁、山东、北京做了专题调研,还要设专门机构抓这一工作。
(2)2001年4月。全国人大环资委副主任委员、原建设部部长叶如棠率调研组到东部地区进行环境与资源保护工作调研,其中污水资源化是主要内容之一,叶部长从立法和执法角度确保回用的多次讲话表明了国家对回用的高度重视,给各地以很大激励。
最近国家经贸委和建设部联合发文,对创建节水城市提出量化考核指标,其中污水处理回用是指定考核项目。
从有关部门了解到,现申请立项的污水处理厂大都包括了回用部分,作到了处理与回用同时立项,同时投产。说明污水回用已正式进入全面启动阶段。
5 国家标准《污水回用设计规范》《建筑中水设计规范》开始编制
要全面启动污水回用,少不了国家标准规范,少不了强制性条文。这是技术立法工作。原来有二个标准,还是94年和91年由中国工程建设标准化协会组织的推荐性标准,权威性不够,已不适应当前形势需要。污水回用是重大社会问题,已引起政府部门高度重视,认为这样重要标准才是协会标准是政府部门的失误,必须尽快提升为国家标准。建设部俞部长亲自抓这一工作,建设部标准司直接组建编写组组建过程不到一个月。今年4月份由标准司直接召开两本规范的编制工作会议,落实了编制计划,计划年底完稿发布。由标准司直接负责两本具体规范的编制,这是过去从没有过的。说明国家非常重视这一工作,编写人员表示努力编出政策性强,并具有科学性和适用性的规范来,要经得起检验,入世后外国人也要服从。为什么选中标准规范作突破口,就是因为标准规范具有权威性。
6 对几个问题的认识
污水回用除了技术问题外,还有一些认识问题,存在着不同看法。这里就几个问题谈谈看法,以供大家讨论参考。
6.1 污水回用的落脚点
沙尘暴隔代解决,死不了人。但水的影响太大,人类缺水不行。污水回用落脚点在哪里,是城市还是农村,是工业还是生活?落脚点应该是城市,特别是城市工业。一是城市饺农村重要,二是回用救不了农业。
城市人口虽然只占全国总入口的30%,但城市的国内生产总值占全国72%,贡献比农村大。目前在我国用水总量中,农业用水占70%,工业和城市用水不足30%。但从发展看,城市数量还要增加,人口经济不断发展,城市人口增多需要增加用水,经济和社会进一步发展需要增加用水,城市环境保护和建设也需要增加用水,所以城市用水比重将会提高。而我国农业通过合理调配水资源和大力节水,用水量可以基本不增加。到2030年城市工业用水将从现在的370亿立方米增加660亿立方米,城市生活用水从现在的260亿立方米增加到660亿立方米,这样,届时全国城市用水量将达到1320亿立方米,比现在增加近700亿立方米。今后城市用水可能成为用水总量中的大头。
大旱之年农业减产绝收面积之大,有几千万公顷,靠城市污水救不了农业,把该供给城市的水库水全调给农业也救不了农业。污水回用应优先考虑城市,保证城市无论半水年或者枯水年都能保持社会稳定、经济繁荣。
在城市供水中,50%—80%是工业用水,工业用水中80%是水质要求不高的冷却用水,所以污水回用主要对象应是工业,能把工业用水顶替出来,老百姓就有水喝了。所以管住工业用水这块,污水回用才能缓解城市水荒。才有前途。在城市有水可供情况卞, 城市回用之后的外排水,送到城市郊外,农业部门自然会接过去灌溉。回用落脚点是城市并不排除农灌,只是个优先次序问题,应是城市用过后再去灌溉,或多余水去灌溉。
6.2 水资源的优化配置
要科学地安排城市各类水源的供水次序利用户用水次序。遗憾的是目前许多城市规划,根本就不提城市污水这一身边水源,在全面启动污水回用后,污水这一水资源应提到重要地位了。合理次序应是地面水、地下水、城市再生水、雨水、外来水(长距离跨流域调水,也有叫客),淡化海水。
在末充分利用城市污水的水资源能力前,不应上长距离调水和上海水淡化项目。
对工业用户应先搞厂内节水,提高循环用水率,必要的新鲜水补给,应优先使用城市再生水,缺水城市能使用并且有条件使用再生水的工业企业,不应供给自来水,这应作为一条法律规定。
城市草地树木浇灌、建筑工地施工、道路洒水压尘、汽车冲洗等只允许应用再生水,不允许用自来水。新建小区、大型建筑自设计时就应上中水道。
长距离调水不但投资浩大,还可能早年无水可调,也可能调来一盆污水,其调水投资和处理费用要远大于城市自身的水再生费用。希望各地领导和水利部门要慎重调水,调水前要与回用方案作比较。
海水是沿海城取之不尽,用之不竭的水源,但其基建投资和造水成本过高等原因,在经济上和规模上不可能近期解决城市缺水问题。香港1976年建成的每日18万吨的世界最大海水淡化厂,由于石油价格上涨,能耗过高,被迫于1982年停产,1989年拆除。应学习以色列经验,污水末用尽,不能上淡化。
雨水利用在日本欧洲有成功经验,中国开始研究,但目前离实用化还远。
6.3 污水处理与回用的关系
污水处理是回用的前提,缺水地区在污水厂的规划、设计、建设期,都应将处理与回用一并整体考虑,同时落实资金,同时建设,同时见效益。避免出现半截子工程,使回用迟迟不能见效。
大连马栏河污水厂初期方案是一级处理排海,世行贷款项目需经世行审查方案,世行代表考察了大连春柳河污水回用示范工程后,表示大连是缺水城市,你们的回用技术已达到了国际水平,马栏河也应以回用为主,如果坚持排海世行就不贷款了。在世行代表坚持下,才改变了原排海方案,建成了今天的马栏河污水厂,出水全部达到回用水标准。
青岛海泊河污水厂的深度处理设施,规模4万T/d,投资2500万元,是应德国赠款要求而建的。建成后管道不配套,1999年建成至今未用,上述两个例子说明外国人的污水回用意识比我们强,还说明我们没达到自觉自顾程度,所以天天喊缺水,天天喊回用,就是不落到实处,回用没真正发挥作用。
6.4 污水回用与节水的关系
广义的说,污水回用是节水措施之一,是最大规模最有效的节水措施。前些年全国每年节水10亿立方米,而污水回用推算每年可增城市供水几十亿立方米。回用比节水更有潜力,在节水已经达到一定程度的城市,今后节水主要靠回用。
大连红星化工厂过去每天用自来水2000多吨,因为邻近春柳污水厂,改用污水再生水用于冷却和工艺用水,全厂除了饮水外全部停用了自来水,每年节水73万吨,可算是节水大户了。
节水有很多措施。小到冲洗水箱内放一块砖头,学生服由白色改为黑色以减少洗衣次数,安装节水龙头等。大到有人提议将渤海湾栏起来,抽出海水截留黄河。辽河水使之变成淡水湖,学香港修建海上淡水库办法。在节水众多措施中,污水回用应算是节水中的重大措施之一。
在一次全国节水会议上,一位教授不同意提污水回用是缓解水荒有效途径这一提法,认为提高工业用水重复串才是效途径。实际提倡污水回用并不排斥工业内部的循环用水。但工业节水有限度,上最终还是需要补充新鲜水,而城市再生水就是代替自来水给工业以补充水,回用和节水目的是一致的,并不矛盾。
但从开源节流角度看,污水回用属于开源,节水是节流,两者又有一个区别,有个谁先谁后,谁重谁轻问题,有一定的矛盾性。
对于老百姓来说,节水可能带来生活不便,可能会降低生活质量和影响城市文明程度,如游泳后不能冲洗,取消全市浴池后不能洗澡,限时限量供水等,影响城市形象和投资环境,这不是我们顾意看到的。节水应合理节水,如果有本事搞好水的回用,多次开发,那末就不需要老百姓节水了,反而可以鼓励居民多用水,鼓励天天洗澡,天天洗衣,24小时打开龙头就有水。反正用后的水还能收回来。这样看开源是主要的,精力应主要花在抓好回用上,这样做对城市对老百姓都有好处。比如说大连浴池全部关闭,每天才节水5000吨,而一个热电厂如果用再生水,阀门一开5000吨水就省出来了,全市老百姓都可以洗澡了。权衡利弊得失,还是污水回用对社会对老百姓更有好处。
回用是从节水角度上看好,还是从水资源角度看好?应该说还是从水资源角度看合适。
6.5 城市污水回用谁为主体
有两种模式:以城市污水厂和再生水厂为主体,或以用户自己为主体。
日本、美国、大连回用示范工程,都是以污水处理厂为主体,集中处理一定标准后,将再生水送到区域内各用户,用水户大部分直接使用,个别才需补充处理。对冷却用水用户自己只做水质稳定就可以了,不需将市政领域整套水厂搬到用户的工业厂区内,自己背上个包袱。这种方式明确社会分工,便于科学管理,责权分明,深度处理后水质好便于输送管道维护。
可能算中国特色吧,中国的一些用户宁要污水厂二级出水自己处理,由企业作回用主体。像太钢、太化、北京高卑店热电厂等。企业自行管理,水质不好时自行负责。领导的初衷是想对自已企业生产安全负责,可能更放心些。但这样也有缺点:
污水回用是介于给水和排水之间的学科,是一门新兴学科。特别在起步阶段,技术支撑非常重要。工厂企业有自己的主业,不可能专门配备回用技术队伍,在管理上存在一定困难。在厂内维持小而全的水处理体系很难,如北京热电厂污泥处理很难自己解决。如深度处理建在用户处,则污水厂至用户之间输送二级水的压力管道会产生腐蚀、堵塞等问题。二级处理与深度处理之间调整不灵,对安全供水不利。
眼下缺水,许多工厂要用回用水,这些工厂领导目前普遍想法是要二级水自己处理。让这些企业领导来选择最佳处理方案,真是难为了他们。这不是个最佳选择。还有可能出现有病乱求医现象。记得前年淮河流域关闭造纸厂,为迎合造纸厂厂长治理污水免被关闭的需要,平地冒出许多“公司”向厂长许诺能处理污水,厂子可以不关闭,结果骗了钱就走人,厂子照样关闭。技术也要打假。现在又有一些公司,向回用项目、向回用工厂企业撤销不成熟技术,漫天吹牛,或把一些带洋字码的技术堰砌,编造一大堆方案,误事骗人。一切未经实践检验的技术都是伪科学,各用户千万要注意。干什么事都讲资质,污水回用也要讲资质,不是什么人都能干的,既使给排水专业本行,没搞过回用的也是凭想当然而已,是干不好的。某市一位市长,不许用再生水浇草地,伯给烧死了,后看了浇草实践,才相信可以浇灌。说明实践出真知,对多么高明的人都如此。某市一个用户不想用再生水,向领导反映理由是含盐量500mg/l,说太高,领导对这样专业性问题也不好裁定,只好拖着不用。其不知自来水总固体还允许1000mg/1,连喝都可以,怎么再生水就不可用呢。很多事情还是请专家论证更好。
为了维护污水回用的声誉,在回用过程中少走弯路,我们建议一切回用工程,要先经过认真的可行性评估,要请权威部门和有实践经验的专家进行评估。这里推荐污水回用研究会的回用专家队伍,研究会的专家委员有了20几年经验,是回用方面的国家队,是正牌军。研究会委员也有责任做好咨询工作。研究会也将成立咨询机构,为全国启动污水回用服务。
技术咨询工作包括:
确定用户类型,做好用户详尽调查,知道怎样说服用户,特别是工业用户,用户提过高水质要求时知道该怎么办,供水合同风险如何分担,供用水平衡测算,确定规模和实用可靠的处理工艺,投资经济评价,制定严格的质量保证体系。其中最困难的是落实回用水用户,要逐车间逐工序落实,要能说服用户采用合理的水质标准,最终达成供水协议,这样回用工程建设才做到脚踏实地,回用工程的前期工作才算够了深度。
6.6 法律、法规,软约束、硬约束
在一次会上领导讲的很好,推广回用单靠软约束不行,必须要有硬约束。什么是软约束,示范引导是软约柬,没用。大连回用示范工程十年了,在全国还是推不开,证明软约束没用。要想推广必须强制通过法律、法规变成硬约束。通过人大立法,颁布国家强制性标准,并有一套监督处罚办法,否则启动不了,推广不了。
天津人大代表建议国家出台“回用法’,也有建议出“节水法”或水法细则。全国人大正在考虑从立法和执法监督上促进污水资源化。这些年国家环保部门正是通过人大立法、环保部门执法把全国环保工作抓上去了。水的管理也应如此。编制国家标准规范也属硬约束,要有强制性条文。要造成回用光荣,拒用违法的氛围,则污水回用就好推广了。
6.7水管理体制改革
城市水资源管理体制改革,是一个复杂过程,涉及许多部门许多法规。目前有的部门正在抓水权。无论体制今后如何调整,有3个问题要兼顾到:
(1)污水回用归口管理问题。过去关系到排水市政部门、公用给水部门、工业部门。改革后的主管部门要有统管能力,特别是对用水大户工业部门要有管理权,如果权威性不好,很难开展工作。
(2)不管是统管和分管相结合,还是集中管理也好,现有城建管理人员和技术队伍不容忽视,积有丰富经验的给排水管理干部和给排水院士、专家、工程师是城市建设的栋梁,是其它行业人员所无法代替的。
(3)解决城市水的问题,方针大计是由中央制定,国务院领导主抓,各部协调;在地方应由当地政府多主要责任,必须实行市长负责制。由市长协调本地区各涉水部门的工作。回用工程靠项目办抓不行,设计院抓不行。市长不出面,用户不理你。
6.8 关于水价
推广污水回用,关键之一是价格杠杆作用。去年的大旱,群众理解了水的重要,很多城市调水,水来之不易,现在是提价的最好时机。
国务院主要领导讲:什么时候水价提到矿泉水差不多了,水的问题就解决了。北京水价打算2010年提到每吨水4元,温家宝副总理说太低。北京向国务院汇报时提高到每吨水6元,总理说不要等到2010年“十五”期间就应提到6元。
最应提价的是污水费。目前一些城市在自来水费基础上加收2角钱,这不是办法。温家宝说,如果把污水费收到3元,什么都解决了,企业就想干了,就有民营企业、社会资金运作了,回用也发展了。
拿大连推算一下,现在是每户每月6吨水,目前价格是自来水1.6元加污水费0.2元,如果水价提到自来水费2元加污水费1元,1吨水每月3元,3口之家一月18元,也就6瓶纯诤水钱,老百姓付得起。再提价应主要提污水价。
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