開封市中水回用可行性與規(guī)模預(yù)測

■李 君，溫 利 ■開封大學(xué)土木建筑工程學(xué)院，河南 開封 475004

我國是一個水資源短缺的國家，城市缺水問題尤為突出，很多城市生活和生產(chǎn)用水困難，城市供水安全受到嚴(yán)重威脅。同時，由于水污染控制相對滯后，使得受污染的水體逐年增加，又加劇了水資源的短缺。水資源短缺和水資源污染已經(jīng)成為制約城市發(fā)展的重要因素。城市中水回用是緩解水資源短缺，保障供水安全的重要措施。

1 開封市中水回用可行性

開封市位于河南省東部的豫東平原黃河下游南岸，具有“文物遺存豐富、城市格局悠久、古城風(fēng)貌濃郁、北方水城獨特”四大特色。從地理位置上看，開封背靠黃河，水資源應(yīng)當(dāng)很豐富，但是實際上開封市是一個資源型缺水城市，形成水資源短缺的主要原因有三個方面:一是在近年來降水量逐年下降，隨著工農(nóng)業(yè)的發(fā)展，致使地下水采補(bǔ)嚴(yán)重失衡;二是過境的黃河水，從1999年實行統(tǒng)一調(diào)水后，計劃分配給開封的水量不足，不能滿足開封市的發(fā)展需要［1。三是開封市的水資源浪費和污染狀況在一定范圍內(nèi)還廣泛存在。目前開封市人均水資源只有260立方米，相當(dāng)于河南省的59%和全國的12%，隨著開封市的快速發(fā)展，水資源短缺的問題日益凸顯。

1．1 開封市供水現(xiàn)狀

開封市為多水源供水，以黃河水為主(約占80%)，地下水為輔(約占20%)。市區(qū)現(xiàn)有水廠三座。三個水廠合計總供水能力為37．5萬噸/天。供水管網(wǎng)總長410公里，管徑D100～D1200，其中干管219．14公里，支管190．86公里。全市以環(huán)狀管網(wǎng)供水，邊緣地區(qū)有少量枝狀管網(wǎng)，供水總面積73．6平方公里，供水普及率97．67%。另有市區(qū)企事業(yè)單位多眼自備井［2］。

1．2 開封市供水存在問題

1．2．1 供水能力不足

開封市面臨的主要問題為設(shè)計供水能力明顯不足。根據(jù)最新統(tǒng)計，2010年開封市市區(qū)人口為118萬，綜合生活用水定額按190L/人·天計算，綜合生活用水量為22萬噸/天，工業(yè)用水量約為20萬噸/天，其它用水約5萬噸/天。城市總計用水量約為47萬噸/天，三個水廠的供水能力明顯不足。

1．2．2 水資源量不足

隨著工農(nóng)業(yè)的發(fā)展，地下水開采混亂，無統(tǒng)一管理，已使地下水位逐年下降，致使地下水采補(bǔ)嚴(yán)重失衡;并且鐵南出現(xiàn)抽水漏斗區(qū)，水質(zhì)日漸惡化，含氟量超標(biāo)。

作為第二水源的黃河水，由于含沙量大，作為城市蓄水工程的黑池、柳池淤積嚴(yán)重，安全儲備和調(diào)蓄水量明顯不足。再加上過境的黃河水，從1999年實行統(tǒng)一調(diào)水后，計劃分配給開封的水量減少，水資源量已不能滿足開封市的發(fā)展需要［3］。

1．2．3 管網(wǎng)老化

城區(qū)供水管網(wǎng)投入運(yùn)行年代久遠(yuǎn)，管網(wǎng)系統(tǒng)老化，歷史上各個時期敷設(shè)的管道摻雜在一起使用，管徑大小不匹配，管材品種多樣，質(zhì)量差異較大，部分管道超期使用，爆管、破管現(xiàn)象經(jīng)常發(fā)生，管網(wǎng)漏失率將近25%。

1．3 開封市中水回用的意義

目前，中央號召應(yīng)切實落實科學(xué)發(fā)展觀，在水資源開發(fā)利用領(lǐng)域就是要求工業(yè)、農(nóng)業(yè)和城市用水領(lǐng)域全面實施挖潛改造，節(jié)能增效，建設(shè)循環(huán)經(jīng)濟(jì)。在缺水城市應(yīng)首先加強(qiáng)節(jié)約用水，實現(xiàn)“優(yōu)質(zhì)水優(yōu)用，劣質(zhì)水劣用”，即加強(qiáng)城市中水的利用工作。

2 開封市中水回用規(guī)模預(yù)測

2．1 中水回用應(yīng)用的范圍

目前我國的中水回用對象主要分為市政雜用水和工業(yè)用水。市政雜用水包括公園綠化及河湖景觀用水、城市綠化用水、道路路面噴灑用水等，綠地用水可按1～3L/(d·m2)計算，道路噴灑水量與每天噴灑的次數(shù)有關(guān)，一般每天噴灑1次，澆灑道路用水可按2．5L/m2·d計算。工業(yè)用水重點是回用至熱電廠和化工廠等工業(yè)企業(yè)的冷卻用水以及城市污水處理廠內(nèi)部的雜用水(如可用于污泥脫水沖洗濾布、噴灌綠地、沖洗路面及洗車用水等)。城市的居住小區(qū)及公共建筑集中區(qū)也可建立建筑中水系統(tǒng)，用于沖洗廁所等。

2．1．1 回用于工業(yè)用水

根據(jù)規(guī)范規(guī)定，一般工業(yè)用水水質(zhì)應(yīng)符合地面水IV類水域標(biāo)準(zhǔn)，按照污水處理廠排水目標(biāo)，處理出水應(yīng)達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB18918-2002)一級A標(biāo)準(zhǔn)的要求，達(dá)標(biāo)排放后，其水質(zhì)CODcr、BOD5仍超過地面水IV類水域標(biāo)準(zhǔn)，因此需要進(jìn)行深度處理方可用于一般工業(yè)用水。而電廠的沖灰水和冷卻水對水質(zhì)要求不高，稍加處理后是可以加以利用。

2．1．2 回用于綠化

隨著人類居住環(huán)境的改善，城市整體綠化、單位和小區(qū)綠化覆蓋面積日益擴(kuò)大。據(jù)園林、綠化部門統(tǒng)計，每平方米綠地每天需用水約1～3升。目前許多小區(qū)由于沒有地下水和地表水水源，需用自來水澆灌綠地，造成極大的浪費。開發(fā)中水系統(tǒng)，利用中水綠化，將大大降低綠化費用。

2．1．3 回用于沖廁

廁所特別是公共廁所的沖洗需要耗費大量的水，應(yīng)提倡使用中水沖洗。北京已開始對二類以上公共廁所實施中水處理改造，用中水沖洗廁所。天津市梅江小區(qū)直接將中水引入住戶沖廁，可以節(jié)省大量的自來水［4］。

2．1．4 回用于澆灑道路

由于地面積塵，道路需要定期沖洗。特別是夏季高溫季節(jié)，為了路面養(yǎng)護(hù)的需要，往往需要一天一次甚至幾次噴水沖洗。利用中水沖洗路面，既可以達(dá)到路面養(yǎng)護(hù)的要求，減少揚(yáng)塵污染，改善城區(qū)空氣環(huán)境，又可以節(jié)省大量水源。

2．1．5 回用于洗車

近年來汽車特別是家庭用車數(shù)量急劇增加，相應(yīng)的洗車點數(shù)量也在增加，但使用新鮮水洗車造成了極大浪費。許多缺水城市如北京開始限制洗車用水量，對于超量用水進(jìn)行高額收費。如果使用中水洗車則不存在無水可用的問題。中水洗車，從水質(zhì)和水量方面均可滿足使用要求，既降低了洗車成本，又達(dá)到了節(jié)水目的。

2．2 中水利用規(guī)模預(yù)測

按照前述，目前在我國城市再生水主要應(yīng)用在工業(yè)、市政和生活雜用等領(lǐng)域，因此應(yīng)根據(jù)不同的用途對再生水利用量進(jìn)行需水預(yù)測。

2．2．1 電廠需水量預(yù)測

開封火電廠位于開封市土柏崗鄉(xiāng)，西距開封市區(qū)13公里，南臨隴海鐵路，北距黃河8公里，開蘭河在廠址北側(cè)東西方向流過?；痣姀S擴(kuò)建一期工程已經(jīng)結(jié)束，二期工程正在建設(shè)中，待所有工程結(jié)束后，裝機(jī)總?cè)萘繛?×600MW。電力用水指標(biāo)以0．98m3/sGW計，開封市火電廠全年用水量為7417萬噸，折合成日用水量為20．32萬噸。考慮到電廠用水可用再生水做水源的僅為沖灰水和冷卻水，并且冷卻用水還可循環(huán)使用，故火電廠每日需求再生水用水量占需水總量的35%，則:開封火電廠需求再生水規(guī)模為7．11萬m3/d。

2．2．2 市政綠化用水量預(yù)測

根據(jù)《開封市城市總體規(guī)劃(2008-2020)》，截至2020年開封市人口約為150萬人，人均公共綠地面積達(dá)到12．3m2，綠地面積為約1845萬m2，綠地覆蓋率達(dá)到45%。城市綠化綠地用水按2L/m2·d，市政綠化用水量約為3．69萬m3/d。

2．2．3 生活雜用水用水量預(yù)測

開封市國土資源局對開封市人口發(fā)展進(jìn)行預(yù)測，截至2020年開封市中心城區(qū)人口將達(dá)約150萬人，綜合生活用水量標(biāo)準(zhǔn)以250升/人·日計算(見下表)，設(shè)計用水量為37．5萬m3/d。其中用于沖廁等生活雜用水水量占全天用水的30%，則生活雜用水用水量約為11．25萬m3/d。

2．2．4 澆灑道路用水量預(yù)測

根據(jù)《開封市城市總體規(guī)劃(2008-2020)》，截至2020年道路廣場用地約為1832公頃，澆灑道路用水按2．5L/m2·d計算，澆灑道路用水量約為4．58萬m3/d。

3 措施

目前除業(yè)內(nèi)人士外，大多數(shù)群眾(特別是南方)對節(jié)約用水和中水回用的認(rèn)知還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，光靠投資商、市場行為和用戶自覺，中水回用規(guī)劃最終會變成一紙空文，難以實施。具體說來，主要有以下幾個方面措施:

3．1 制定合理的水價體系

水價構(gòu)成不完整、各種用水的比價關(guān)系不科學(xué)是造成中水回用進(jìn)展緩慢的主要原因。在市場經(jīng)濟(jì)條件下，價格是調(diào)節(jié)和引導(dǎo)人們消費行為的有力手段。如開封市水資源費僅為0．15元/m3，而處理中水，成本就要至少1～2元/m3，并且工業(yè)用水與居民用水價格相差較少，并沒有充分體現(xiàn)水作為一種商品在市場中的價值，不利于水資源的可持續(xù)利用。只有當(dāng)中水水價低于地表水、地下水的價格一定的幅度，低于自來水水價較大幅度，使公眾特別是工業(yè)用水大戶感到使用中水“有利可圖”，具有經(jīng)濟(jì)上的優(yōu)先性時，中水水價的價格杠桿才能發(fā)揮作用，才能引導(dǎo)合理的用水消費，促進(jìn)中水的推廣應(yīng)用。因此，加快水價體系改革勢在必行。制定合理的地表水、地下水、自來水、中水、污水處理費之間的比價關(guān)系，重點拉大工業(yè)用水中中水與地表水、地下水以及自來水之間的價格差，真正做到優(yōu)水優(yōu)用，提高水資源的利用效率，依靠價格手段推動中水利用市場的形成，進(jìn)而促進(jìn)中水回用的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，達(dá)到節(jié)約用水的目的［5］。

3．2 要有相對完善的法制法規(guī)體系作保障

缺乏配套的政策法規(guī)是阻礙中水回用發(fā)展的另一重要因素。目前開封市還沒有一部關(guān)于中水回用方面的法律或法規(guī)，來明確中水的應(yīng)用范圍、使用中水與其它水(如湖、河水、地下水)的關(guān)系、不按要求使用中水應(yīng)受到的懲罰等相關(guān)內(nèi)容，從而使中水回用缺乏法律強(qiáng)制性條款作為保障。如果僅僅依靠節(jié)水部門和環(huán)保部門的一些規(guī)章制度來規(guī)范，在執(zhí)行力度上遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。特別是對城市供水影響舉足輕重的工業(yè)用水大戶，在目前的水價體系下，會千方百計抵制。

實踐證明，城市中水回用事業(yè)的發(fā)展需要國家和地方強(qiáng)制性法律法規(guī)的支持和約束?？梢酝ㄟ^人大立法，頒布“中水回用法”或“節(jié)水法”，從立法和執(zhí)法的角度促進(jìn)污水的資源化。具體的內(nèi)容應(yīng)該包括:新建項目凡是能夠使用中水的應(yīng)同步規(guī)劃、審批設(shè)計和施工;節(jié)水部門在核定用水指標(biāo)時，應(yīng)扣除可用中水的替代水量，以保證中水工程的推廣，達(dá)到節(jié)約新鮮水源的目的;已建中水設(shè)施的單位，要確保其正常運(yùn)行;要加強(qiáng)中水設(shè)施設(shè)計、施工和運(yùn)行過程的監(jiān)督和管理，要對中水出水水質(zhì)的監(jiān)測定期化、制度化;時機(jī)成熟時，要求城市草地樹木澆灌等綠化用水、建筑施工及道路壓塵等環(huán)境用水、汽車沖洗等用水只允許使用中水。

3．3 拓寬融資渠道，加大投入力度

中水回用工程的建設(shè)不能僅僅依靠政府的財政投入，單一的政府投資體制會嚴(yán)重制約中水產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。要盡快建立起與市場接軌的多元化投資體制，借鑒國外如法國、芬蘭等一些歐洲國家的經(jīng)驗，通過實施“誰污染、誰治理、誰用水、誰花錢”的以水養(yǎng)水政策，解決資金來源。要拓寬融資渠道，鼓勵和吸引社會資金和外資投向中水回用項目的建設(shè)和運(yùn)營，實施基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)風(fēng)險補(bǔ)償基金辦法等各種手段保證投資回報;積極爭取利用世界銀行等國際金融組織貸款等，積極探索發(fā)行建設(shè)債券等多種融資方式，加大對中水回用市場的資金投入。

3．4 堅持政策導(dǎo)向，大力倡導(dǎo)使用中水

在城市中水回用初期，除了從法律法規(guī)方面進(jìn)行強(qiáng)制推廣外，還應(yīng)從政策方面予以扶植。如對自籌資金建設(shè)中水設(shè)施的企業(yè)，政府可優(yōu)先提供一定的環(huán)保項目貸款，或給予財政貼息;減免中水生產(chǎn)企業(yè)的增值稅。所得稅及用水增容費等稅費，中水處理企業(yè)用電優(yōu)惠;對于具體的中水回用項目減免相關(guān)的市政配套費，或無償提供土地使用權(quán);使用中水的單位可酌情減免污水處理費，其新鮮水的水質(zhì)和水量應(yīng)優(yōu)先得到保證;成立專項基金資助中水處理科研項目等。

［1］《開封市十二五發(fā)展規(guī)劃》，開封市發(fā)展和改革委員會．

［2］河南省環(huán)境保護(hù)科學(xué)研究院，《開封火電廠擴(kuò)建二期工程項目環(huán)境影響評價報告書》，2008．11．

［3］龍騰躍，何強(qiáng)．《排水工程》，中國建筑工業(yè)出版社，2011．4．

［4］岳秀萍．《建筑給水排水工程》，中國建筑工業(yè)出版社，2011．4．

［5］婁和洲．日本東京城市排水資源的有效利用，給水排水，2003．12．