城市生活污水資源化利用探討

張迎珍

（太原師范學(xué)院城市與旅游學(xué)院,山西太原 030012）

城市生活污水資源化利用探討

張迎珍

（太原師范學(xué)院城市與旅游學(xué)院,山西太原 030012）

城市污水是一種水量穩(wěn)定可靠的水資源.污水資源化是實(shí)現(xiàn)水資源可持續(xù)利用,解決水資源供需矛盾的有效措施.在充分分析城市水資源的現(xiàn)狀和特點(diǎn)基礎(chǔ)上,提出了污水回用的一些具體對(duì)策和措施,以及污水資源化治理的新思路,并從城市水循環(huán)角度來(lái)闡述污水資源化的經(jīng)濟(jì)與生態(tài)效益,真正實(shí)現(xiàn)城市水資源的可持續(xù)發(fā)展.

污水;污水回用;污水資源化

0 引言

人口增長(zhǎng)與快速城市化引發(fā)了嚴(yán)重的城市缺水問(wèn)題.據(jù)統(tǒng)計(jì),目前全國(guó)669座城市中400座供水不足,110座嚴(yán)重缺水.在32個(gè)百萬(wàn)人口以上的特大城市中,30個(gè)長(zhǎng)期受缺水困擾,日缺水量達(dá)1 600萬(wàn)m3,年缺水量達(dá)60億m3左右,每年經(jīng)濟(jì)損失在2 000億元以上,影響城市人口4 000萬(wàn)人.從總體上說(shuō),水資源的短缺已形成一個(gè)地區(qū)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的嚴(yán)重制約因素.

水是一種再生資源,污水經(jīng)過(guò)適當(dāng)再生處理,是可以重復(fù)利用的.城市污水由于具有就近可得、易于收集、處理和數(shù)量大、穩(wěn)定可靠的特點(diǎn),同時(shí)作為城市的第二水源要比海水、雨水來(lái)得更實(shí)際、更經(jīng)濟(jì),因此開(kāi)辟這種非傳統(tǒng)的水源,實(shí)現(xiàn)污水資源化,對(duì)保障城市安全用水和促進(jìn)城市水資源的持續(xù)利用具有重要的戰(zhàn)略意義.

1 城市水資源的現(xiàn)狀分析

1.1 水資源嚴(yán)重短缺

我國(guó)是個(gè)水資源十分短缺的國(guó)家,是聯(lián)合國(guó)公布的12個(gè)貧水國(guó)之一.水資源總量28 124億m3,人均占有量約2 231m3,是世界人均水資源占有量的25%.由于我國(guó)水資源分布大體是南多北少的格局,西南和東南沿海集中了全國(guó)54%的人口和82%的水資源,北方的黃淮海地區(qū)、東北、西北等地區(qū)擁有全國(guó)人口的46%,而水資源只有全國(guó)的18%.特別是由于生態(tài)環(huán)境的破壞,水資源季節(jié)分配的不平衡,旱澇災(zāi)害發(fā)生頻繁,水的供需問(wèn)題更加突出.在城市,由于人口的快速增長(zhǎng)和城市化率的提高,使得城市水的問(wèn)題更為突出.

從圖1的工業(yè)與生活用水量對(duì)比圖看出,生活用水基本是呈單調(diào)遞增,但2003年前的增率不是很大.需水量的增加是城市發(fā)展的一個(gè)必然趨勢(shì),居民的生產(chǎn)、生活以及第三產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展,城市生活用水量是很難出現(xiàn)下降趨勢(shì)的.但是幅度較緩,這主要是有關(guān)部門(mén)對(duì)水資源的管理逐漸重視和完善,以及居民節(jié)水意識(shí)的增強(qiáng).圖1顯示:2003-2004年間,工業(yè)和生活用水量都出現(xiàn)了一個(gè)近五年來(lái)最大的增長(zhǎng)率.其原因主要是從2003年第三季度開(kāi)始,我國(guó)出現(xiàn)了新一輪的經(jīng)濟(jì)熱.一部分如鋼鐵、煤、電解鋁等需水量大的行業(yè)投資增長(zhǎng)過(guò)快致使工業(yè)總體用水量增長(zhǎng)速率較快;其次是經(jīng)濟(jì)的過(guò)熱也會(huì)相應(yīng)帶動(dòng)城市的第三產(chǎn)業(yè)的發(fā)展等,因此總用水量增長(zhǎng)加快.這也可以從圖2中反映:在2003年前的工業(yè)耗水量由于采取節(jié)水措施而成下降趨勢(shì),但2003年后耗水量又開(kāi)始回升,生活耗水量也是上升幅度最大的一年.2003年前生活耗水量有所下降,其原因仍然可以歸結(jié)為城市采用了集中的供水供熱、適量提高水價(jià)、完善水資源管理等措施和居民意識(shí)的提高.生活耗水量的遞增趨勢(shì)也與生活污水較工業(yè)污水難收集、更復(fù)雜、更分散的特性有關(guān).2004年的工業(yè)耗水率（耗水量/用水量）是24%,而生活耗水率達(dá)30%.這也反映了在現(xiàn)實(shí)中人為的生活浪費(fèi)水資源的現(xiàn)象更為嚴(yán)重.可見(jiàn)生活污水已在無(wú)意識(shí)中成為污水資源化處理的一個(gè)最大的困擾.

圖1 用水量中工業(yè)與生活用水量的對(duì)比Fig.1 The usage of water industry and domestic water contrast

圖2 總耗水量中的工業(yè)與生活用水對(duì)比Fig.2 In total water consumption industry and domestic water contrast

1.2 水質(zhì)污染狀況堪憂(yōu)

由于在工業(yè)化、城市化的過(guò)程中,許多地區(qū)為了追求高速度、高產(chǎn)值,忽視了資源和環(huán)境的保護(hù),大部分污水未經(jīng)處理直接排入江河湖泊,引起城市內(nèi)河流、湖泊的不同程度的污染,見(jiàn)表1、表2.

表1 全國(guó)廢水排放量對(duì)比Table 1 Contrast of total wastewater in China億噸

表2 2004年度城市內(nèi)湖水質(zhì)狀況Table 2 In city lake water quality condition in 2004

由表1和圖3可見(jiàn),廢水排放量成逐年遞增趨勢(shì),其中工業(yè)廢水由于工藝流程中采取了相應(yīng)的節(jié)水技術(shù),廢水排放的增長(zhǎng)率較緩.但生活廢水排放的增長(zhǎng)速度卻不容樂(lè)觀,其增長(zhǎng)趨勢(shì)已超過(guò)了工業(yè)廢水的排放量.由此可見(jiàn),在現(xiàn)代廢水的排放量中,生活廢水的排放量已成了最大的困擾,并相應(yīng)地直接或間接影響了城市內(nèi)的地表地下水文狀況.如表2所反映的2004年城市內(nèi)湖水的水質(zhì)狀態(tài),湖泊的富營(yíng)養(yǎng)狀況形勢(shì)很?chē)?yán)峻,與2003年相比,五個(gè)城市內(nèi)湖中,昆明湖和西湖的水質(zhì)由IV類(lèi)上升到V類(lèi).其余3內(nèi)湖水質(zhì)無(wú)明顯變化.由于地表水是一個(gè)城市的主要水源,水源地的污染會(huì)影響到整個(gè)城市的水循環(huán)環(huán)境和供需矛盾.據(jù)2004年《中國(guó)水資源公報(bào)》,在13萬(wàn)km2的評(píng)價(jià)河段,水質(zhì)在劣IV類(lèi)以上的污染河長(zhǎng)占40.6%.七大水系水質(zhì)在IV類(lèi)以上的占58.2%.在全國(guó)118座大城市中約25%出現(xiàn)不同程度的富營(yíng)養(yǎng)化現(xiàn)象,以巢湖、滇湖、太湖為重.據(jù)淺層地下水的調(diào)查,97.5%的城市受到不同程度的污染.其中40%的城市受到重度污染,在46個(gè)重點(diǎn)城市中,僅有28.3%的城市飲用水源地水質(zhì)良好,26.1%較好,45.6%較差.

圖3 全國(guó)廢水排放量對(duì)比Fig.3 Contrast of total wastewater in China

城市水資源短缺和水污染嚴(yán)重有其內(nèi)在聯(lián)系.水污染及水的浪費(fèi)現(xiàn)象勢(shì)必引起水資源的供需關(guān)系的緊缺.而水資源又是一個(gè)城市社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的血脈,如何能較好地協(xié)調(diào)好這一供需矛盾,最好的辦法就是利用水資源可再生利用的特性,對(duì)污水進(jìn)行資源化處理,變廢為寶,更好地協(xié)調(diào)城市內(nèi)部的水循環(huán)系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)城市水資源的可持續(xù)利用[1].

2 城市生活污水資源化

2.1 污水資源化的內(nèi)涵

城市污水資源化（常稱(chēng)中水回用）是將城市污水視為一種資源,通過(guò)各種處理技術(shù),去除各種雜質(zhì),去除污染水體的有毒、有害物質(zhì)及其某些重金屬離子,再經(jīng)過(guò)消毒滅菌,使其水體無(wú)色、無(wú)味,水質(zhì)清澈透明,且達(dá)到或好于國(guó)家規(guī)定的雜用水標(biāo)準(zhǔn),廣泛應(yīng)用于企業(yè)生產(chǎn)和居民生活.從而實(shí)現(xiàn)大部分凈化水的循環(huán)再利用,使之成為城市水資源的組成部分.這樣既可以減輕水環(huán)境污染,又可以促進(jìn)生態(tài)的良性循環(huán)[2].

2.2 城市生活污水的來(lái)源及特點(diǎn)

城市生活污水主要包括居民家庭、賓館飯店、機(jī)關(guān)單位、學(xué)校、商場(chǎng)等設(shè)施用于居民的日?；顒?dòng)排放的污水.這類(lèi)污水的水質(zhì)特點(diǎn)往往是含有較高的有機(jī)物,如油脂、淀粉以及N、P等無(wú)機(jī)物.此外,還含有病原生物和較多的懸浮物.

據(jù)統(tǒng)計(jì),2004年全國(guó)工業(yè)和城鎮(zhèn)生活廢水排放總量為482.4億m3,其中工業(yè)廢水排放量為221.1億m3,城鎮(zhèn)生活污水排放量為261.3億m3.而全國(guó)工業(yè)和城鎮(zhèn)生活用水量為1575.6億m3.其中包括642.2億m3的耗水量,其凈用水量933.4億m3.這就意味著,通過(guò)污水回用,可以在現(xiàn)有用水總量不變的情況下,使城鎮(zhèn)的可用水量增加50%以上.量大、集中、水質(zhì)較為穩(wěn)定是城市污水的主要特點(diǎn).這也表明,城市污水的回用在促使整個(gè)城市水的循環(huán)和利用方面具有巨大的潛力.

3 污水回用的對(duì)象分析

3.1 污水回用的具體途徑

根據(jù)城市廢水處理程度和出水水質(zhì),經(jīng)凈化后的城市廢水大體可以用于工業(yè)回用、城市回用、農(nóng)業(yè)回用和地下水回灌.在工業(yè)回用中主要用作冷卻水;城市回用中有城市生活雜用水、市政與建筑用水等;農(nóng)業(yè)用水則主要用于灌溉.在回用作灌溉農(nóng)田時(shí),一定要嚴(yán)格執(zhí)行國(guó)家的污水灌溉農(nóng)田的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn).在污水回用作回灌地下水時(shí),尤其是在回灌地下飲用蓄水層時(shí),其水質(zhì)必須滿(mǎn)足或高于國(guó)家生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn),以防地下水源遭到污染[3].

3.2 污水資源化的經(jīng)濟(jì)效應(yīng)與生態(tài)效應(yīng)

一個(gè)城市對(duì)污水處理程度的深淺,會(huì)直接影響到該城市的經(jīng)濟(jì)興衰和生態(tài)優(yōu)勢(shì),進(jìn)而影響到其城市形象和城市地位.如果雨水經(jīng)過(guò)處理以中水形式排入城市的水系網(wǎng),一方面,不僅有利于滿(mǎn)足城市的生產(chǎn)、生活用水,緩解供需矛盾緊張的局面,其直接結(jié)果是,由于供水量的增加,城市的經(jīng)濟(jì)會(huì)快速增長(zhǎng).另一方面,在中水回用的過(guò)程中部分用作生態(tài)和環(huán)境水,會(huì)增加城市的水域面積,改善城市的小局域氣候.由于自然水體中的水量相應(yīng)增加,水資源在自然環(huán)境中的停留時(shí)間延長(zhǎng),從而提高了水體的自?xún)艉驮偕芰?如一些污染物在停留時(shí)間較長(zhǎng)的條件下,可以得到較為徹底的降解.這都有利于水資源的循環(huán)再生和蓄養(yǎng)[4].其結(jié)果必將是營(yíng)造了一個(gè)碧水藍(lán)天、生態(tài)環(huán)境優(yōu)良的干凈、舒適、清爽的花園式城市.

3.3 污水資源化治理的新思路

在針對(duì)城市污水資源化處理的過(guò)程中,注意從以下幾個(gè)方面加以考慮:

3.3.1 城市污水是一種資源

污水資源化,一方面使得城市對(duì)新鮮水資源的需求量減少,同時(shí)作為城市一種新水源,減輕或避免了遠(yuǎn)距離輸水和購(gòu)買(mǎi)高價(jià)水資源等問(wèn)題;另一方面也可以大大減少污染物的排放,減輕城市水環(huán)境的污染負(fù)荷,達(dá)到保護(hù)或改善城市水環(huán)境的目的.

3.3.2 城市污水的資源化,依賴(lài)科學(xué)規(guī)范的管理體制

建立以區(qū)域管理為基礎(chǔ),以市場(chǎng)化管理為運(yùn)營(yíng)機(jī)制的管理體制.把廢水資源納入統(tǒng)一的水資源管理體系是世界水資源管理的發(fā)展趨勢(shì),這需要各管理部門(mén)的統(tǒng)一規(guī)劃、協(xié)調(diào)管理,才能把污水資源化治理落到實(shí)處.在城市最好的途徑就是建立良好的給排水系統(tǒng).這樣既有利于水資源的集中管理、分配,也可以在給排水系統(tǒng)中探求水的循環(huán)利用等實(shí)質(zhì)性問(wèn)題[5].

3.3.3 要建立一套科學(xué)完整的城市廢水的法律保障體系

北京已于1987年頒布了《北京市中水設(shè)施建設(shè)管理試行辦法》,要求超過(guò)一定規(guī)模的生活和公用設(shè)施必須同時(shí)建設(shè)中水設(shè)施.這個(gè)條例使得北京市的中水工程已有了相當(dāng)規(guī)模的發(fā)展.與此同時(shí),我們也應(yīng)該將我國(guó)水資源在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及其他系統(tǒng)的分配法律化,以督促?zèng)Q策部門(mén)在解決所轄區(qū)域的供水緊張局面時(shí)能夠優(yōu)先考慮污水的資源化利用.

3.3.4 充分利用經(jīng)濟(jì)杠桿作用,制定合理的用水價(jià)格體系

實(shí)行按水質(zhì)定價(jià),將各種水資源的供水價(jià)格差距拉開(kāi),尤其是再生水與自來(lái)水之間應(yīng)有較大的差價(jià),使水資源的利用趨于合理,同時(shí)也能提高居民的節(jié)約用水意識(shí)并積極參與治理工作,這樣也可以解決部分治理所需的經(jīng)費(fèi)問(wèn)題.

3.3.5 加大水危機(jī)的宣傳與教育

在我國(guó)這樣一個(gè)污水資源化剛剛起步的國(guó)家,污水資源化對(duì)于對(duì)策者和管理者來(lái)說(shuō)也是新概念.他們的認(rèn)識(shí)和管理水平的提高需要一個(gè)學(xué)習(xí)的過(guò)程.公眾對(duì)污水回用會(huì)有所顧慮,主要是擔(dān)憂(yōu)對(duì)健康的影響等一些心理因素.因此通過(guò)一些有組織的城市污水處理設(shè)施和供水設(shè)施的參觀等公共宣傳措施,增加公眾對(duì)污水資源化的感性認(rèn)識(shí).這樣更有助于他們?cè)谌粘Ｉ钪行纬晒?jié)約使用潔凈水、自覺(jué)使用再生水的習(xí)慣.

3.3.6 把污水回用的工藝流程與高新技術(shù)成果緊密結(jié)合

積極研究并推廣無(wú)害化、分離凈化和生物工程等新的防治技術(shù),結(jié)合實(shí)際,多層次、多渠道、多方法綜合治理,創(chuàng)造優(yōu)美清潔的城市環(huán)境和良好的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益.

4 結(jié)語(yǔ)

水資源問(wèn)題關(guān)系到子孫后代的生存問(wèn)題.污水資源化是城市水資源可持續(xù)利用的重要組成部分,是解決城市缺水、開(kāi)源節(jié)流、減輕水體污染、改善生態(tài)環(huán)境最有效的途徑之一,不僅技術(shù)可行,而且經(jīng)濟(jì)合理.目前已投入運(yùn)行的污水回用工程,都產(chǎn)生了巨大的經(jīng)濟(jì)效應(yīng)和社會(huì)效應(yīng).這也是我們提倡建立循環(huán)經(jīng)濟(jì)和節(jié)約型社會(huì)的一個(gè)典型事例.讓每一個(gè)富有遠(yuǎn)見(jiàn)和憂(yōu)患意識(shí)的國(guó)人去關(guān)心和思考、參與這項(xiàng)工作,還城市一片碧水藍(lán)天.

[1] 呂巖松,馮令艷.污水回用是解決城市缺水的有效途徑[J].黑龍江水利科技,2003（1）:22-24

[2] 王柴雯,張向榮.城市生活用水多樣化趨勢(shì)與水資源的可持續(xù)利用[J].水資源保護(hù),2004（4）:28-29

[3] 黃 瑋,王 翙.淺議城市污水資源化生態(tài)工程中的土地處理系統(tǒng)[J].水電站設(shè)計(jì),2004（3）:31-33

[4] 秦大河.全球水循環(huán)與水資源[M].北京:氣象出版社,2000:112-114

[5] 毛如柏.各級(jí)人大要努力推進(jìn)水資源的保護(hù)與可持續(xù)利用[J].環(huán)境保護(hù),2004（12）:11-14

Study on Waste-Water Resourced in City

Zhang Yingzhen
（College of U rbornism and Tourism,Taiyuan Normal University,Taiyuan 030012,China）

The wastewater is a dependable water resource.The wastewater being regarded resource is an effective measure of realizing wastewater reused and solving the contradiction of supply and demand of water resource.advancing some concrete measures of wastewater reused and new ideas of wastewater resourced,the paper states the benefits of econom y and ecology from wastewater-resourced,w ell realizing sustainable development of wastewater resourced.

waste-water;wastewater reused;wastewater resourced

【責(zé)任編輯:張麗萍】

1672-2027（2010）02-0118-05

X703

A

2010-01-12

張迎珍（1966-）,女,山西運(yùn)城人,太原師范學(xué)院城市與旅游學(xué)院副教授,主要從事水環(huán)境污染的研究.