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我国城市污水再生利用现状及对策

发布时间:2019-09-30 09:39:52 阅读: 来源:水环式真空泵厂家

我国城市污水再生利用现状及对策

城市污水是水量稳定、供给可靠的一种潜在水资源。因此,城市污水的再生利用是开源节流、减轻水体污染程度、改善生态环境、解决城市缺水问题的有效途径之一

1 城市污水再生利用的必要性

城市污水是水量稳定、供给可靠的一种潜在水资源。因此,城市污水的再生利用是开源节流、减轻水体污染程度、改善生态环境、解决城市缺水问题的有效途径之一。

目前,全国废、污水排放量达620×108m3/a,使河流水环境遭受严重破坏。全国七大 江河流域的50%河段已被污染[1],江苏、广东、上海等一大批省市已经面临日益严重的“水质污染型”缺水,如太湖流域3000多万人守着2300km2的太湖出现了“水多用难”的尴尬局面,广东省的珠江三角洲地区形成了“经济发展—水体污染—水质下降”的恶性循环。

随着我国经济的飞速发展,原始资源型缺水问题日益突出。目前我国有400多个城市缺水,正常年份缺水达60×108m3,预计2030年缺水量将达到(400~500)×108m3。而目前全国城市污水排放量大约为414×108m3/a,城市污水处理率和二级处理率分别仅达30%和15%,污水回用率则更低。根据“十五”计划纲要的要求,到2005年我国城市污水集中处理率要达到45%。如果污水回用率平均达到20%,那么“十五”末期污水回用量可达到40×108m3/a,这可解决全国城市缺水量的一半以上。

污水再生利用产生的经济、社会和生态效益主要体现在:降低给水处理和供水费用;减少城市污水排放及相应的排水工程投资与运行费用;改善生态与社会经济环境,促进工业、旅游业、水产养殖业、农林牧业的发展;改善生存环境,促进和保障人体健康,减少疾病(特别是致癌、致畸、致基因突变)危害;增加可供水量,促进经济发展并避免因缺水而造成的损失等。

2 国外城市污水的再生利用

2.1 美国

早在1950年,美国污水研究者俱乐部就利用模型进行了污水深度处理试验研究,1965年将其成果用于加利福尼亚的南塔湖污水处理厂,处理能力达28400m3/d。目前,美国城市污水回用量达260×104m3/d,其中62%的再生水用于农业灌溉,30%用于工业,其余用于城市设施和地下水回灌。经典的工程范例[1]:马里兰州巴尔的摩市的伯利恒钢铁厂将处理后的城市污水作为冷却水,回用水量达1.48×108m3/a,自1942年建成以来一直稳定运行,说明城市污水回用于工业是稳定可靠的;加州橘子县的海水入侵屏障工程将城市污水经过二级处理后,再经化学净化、氨解析、混合滤料过滤、活性炭过滤、氯化、反渗透等处理后注入地下水层,这表明人工控制海水入侵是可行的,而且城市污水经过多级处理后可达到饮用水水质标准;佛罗里达州圣彼得堡的城市污水通过净化进入双管布水系统,供住宅、办公楼的消防用水和空调冷却水以及绿化用水。

2.2 以色列

众所周知,以色列是一个水资源极度贫乏的国家,因此污水已经成为该国重要的水资源之一。目前,以色列100%的生活污水和72%的城市污水得到了回用。现有200多个污水回用工程,规模最小为27m3/d,最大为20×104m3/d,处理后的污水42%用于农灌、30%用于地下水回灌,其余用于工业及市政建设等。全国的127座污水库与其他水源联合调控,统一使用。以色列将污水回用以法律的形式给予保障,如法律规定在紧靠地中海的滨海地区,若污水没有充分利用就不允许使用海水淡化水。污水资源给以色列带来了极大的经济效益,不仅实现了全国粮食自给,而且还将棉花、花生等出口到了欧洲[2]。

2.3 日本

早在20世纪80年代中期,日本的城市污水回用量就达到了0.63×108m3/d。污水再生后用于中水道系统、农田或城市灌溉、河道补给等。日本的双管供水系统比较普遍(其一为饮用水系统,另一为再生水系统,即“中水道”系统),中水道的再生水一般用于冲洗厕所、浇灌城市绿地及消防。中水道系统除采用传统的处理装置外(如生物及物化处理),近年来又开发出一种地下毛细管渗滤系统,把污水处理与绿化结合起来。

3 我国城市污水再生利用的发展

虽然我国早在20世纪50年代就开始采用污水灌溉的方式回用污水,但真正将污水深度处理后回用于城市生活和工业生产则是近20年才发展起来的。最先采用污水回用的是大楼污水的再利用,然后逐渐扩大到缺水城市的各行各业。1990年我国将“污水净化与资源化技术研究”列入“八五”国家科技攻关计划,组织了城市污水资源化和土地处理与稳定塘系统的科技攻关并建立了示范工程,研制成套技术设施并推广应用,其中部分研究成果已经应用于天津纪庄子污水处理厂的改造工程中。又如太原市北郊污水处理厂将深度处理后的污水回用于太原钢铁工业冷却水,大庆乘风庄污水处理厂的二级处理水经深度处理后直接注入地下作为石油开采用水。1982年青岛就将中水回用为市政及其他杂用水,从而缓解了水资源短缺。北京市于1984年开始进行中水回用工程示范,并在1987年出台的《北京市中水设施建设管理试行办法》中明确规定:凡建筑面积超过2×104m2的旅馆、饭店和公寓以及建筑面积超过3×104m2的机关科研单位和新建生活小区都要建立中水设施[3]。引滦入津工程虽然暂时缓解了天津市的水荒,但是其代价高昂,基建投资高达500元/m3。纪庄子污水处理厂建成投产后,其二级处理水的基建费用比引滦工程低,水价也比引滦水便宜[4]。实践证明,在我国开展污水再生利用的研究和应用是符合国情的,是必要而且可行的。

4 我国污水再生利用存在的问题及对策

4.1 缺乏对污水再生利用的系统规划

目前我国尚未建立城市污水再生利用规划指标体系。在城市建设总体规划中,虽然进行了城市的供水及排水规划,但在水资源的综合利用方面缺乏统一的规划,尤其是城市污水再生利用规划,这势必会造成重复建设和决策失误。因此,城市污水再生利用应纳入城市总体规划以及城市水资源合理分配与开发利用计划,在综合平衡、科学论证的基础上,针对城市实际情况进行总体规划,确定其应有的位置和作用。在再生水水质、使用用途、处理程度、处理流程、输水方式的选择上,要综合平衡、远近结合,既要满足功能要求和用水水质需求,又要因地制宜、经济合理。过高的目标与要求,将可能适得其反。

4.2 城市污水收集与处理设施建设严重滞后

城市污水的收集与处理是城市污水再生利用的重要前提条件,目前我国的城市污水管网建设严重滞后于城市发展,二级生物处理率不到15%。因此,强化城市污水管网与污水处理工程设施的建设是推动城市污水再生利用的关键。

不少地方政府对污水再生利用的认识不够,在缺水时优先考虑的是调水,而且绝大多数城市污水处理厂的规划、设计与建设目标是达标排放,往往没有考虑污水的大规模再生利用。因此,今后城市污水处理厂的建设,既要满足区域水污染控制要求与相应的排放标准,也要考虑城市污水的再生利用需求。在某些地区,可以通过开展城市污水再生利用工作来促进污水收集与处理工程的建设与完善。

4.3 城市污水再生利用技术相对落后

城市污水再生利用事业的发展必须依靠科技进步,从始至终都要有新技术、高技术的保证和支持。目前我国城市污水再生利用技术和设备的开发难以满足快速增长的再生利用工程建设和运行管理的需求,今后城市污水再生利用的技术发展应着重于已有技术的集成化、综合整合、产业化和工程化,需要对已有技术不断改进和更新,加强新工艺、新流程、新技术和设备产品的研究、开发和推广应用,并注重示范性工程的研究和建设。通过工程化和生产性测试,着重解决城市污水再生利用于农业、生态、市政和工业中的水质净化技术、水质稳定技术、水质保障技术、安全用水技术、工程技术、运行管理技术和成套技术设备问题。

4.4 相关法规和政策不够完善

城市污水再生利用需要健全的法制保障和全面的统一管理。而我国城市污水再生利用的法规和政策还需要完善。例如:要求新建居住区和集中公共建筑区在编制各项市政专业规划时,必须同时编制污水再生回用规划,污水再生回用工程应与其他工程同步设计、同步施工、同步验收;在城市道路的市政管线中,必须预留再生水管道的位置,有条件的路段应预埋再生水管;要求在城市各项用水中能够使用再生水的(如绿化、道路浇洒)必须使用再生水;制订鼓励城市污水再生利用工程建设与运营的管理政策和经济政策,采取行之有效的鼓励政策和行政管理手段,促进工、农业生产部门和市政用水部门积极使用再生水。在城市污水再生利用工程的可行性研究、立项、设计、建设或改造中,要建立相应的规范和再生水水质标准,改革管理体制和服务体系,在卫生安全、生产过程、产品质量等方面,保障每一个再生水使用单位享有免受不良影响的基本权益。

长期以来,由于自来水水价低,而质量相对较差的再生水则净化成本高、价格也比自来水高,造成工厂企业宁可使用物美价廉的自来水而不愿意使用再生水,导致再生水无人问津的尴尬局面。另外,城市污水处理厂因没有效益而加重了地方的财政负担。因此,国家及城市有关管理部门要积极推动现行水价政策的改革,建立合理的用水价格体系以及污水处理与再生利用价格体系,要实行“按(水)质定价”,将各种水源的供水价格差距拉开,尤其是再生水与自来水之间应有较大的价差,使水资源的利用趋向结构合理。