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关于实施城市污水资源化战略的探讨
文章作者:李宇军 作者单位:中国社科院城市中心 

    水是一种有限的、不可替代的但可以再生的宝贵资源,是人类活动和社会经济发展的基础性、限制性资源,也是地球上最常见的自然资源。正因为如此,人们常常忽视了水的宝贵价值,认为它取之不尽、用之不竭。粗放的用水模式和严重的水污染现象导致并不丰富的淡水资源日益减少,有的地区甚至枯竭。
    当前,全球日益加剧的水危机,已经引起了国际社会的高度重视。早在1972年召开的联合国人类环境会议和1977年召开的联合国水事会议都向全世界发出警告:“水不久将成为一项严重的社会危机,石油危机之后的下一个危机就是水。” 1999年“世界水日”,联合国发出警告:随着人类生产的发展和生活水平的提高,世界用水量正以每年5%的速度递增,每15年用水总量就翻一番;除非各国政府采取有力措施,否则,在2025年前,地球上将有1/2以上的人口面临淡水资源危机,1/3以上的人口得不到清洁的饮用水。
    水资源的短缺已成为当今全球性的社会和经济发展的主要制约因素。世界各国都开始对水问题给予前所未有的重视,逐渐对水资源危机形成共识。联合国《世界水资源综合评估报告》指出:水问题将严重制约21世纪全球经济与社会发展,并可能导致国家间冲突。因此探讨如何保护水资源和合理利用水资源的国家水战略及其相关问题,已成为世界各国政府首要关注的议题之一。
    我国水资源形势不容乐观。目前我国正处于经济高速增长的关键时期,对水资源的需求增长较快,如何解决水资源短缺对经济、社会发展的抑制作用是亟待解决的现实问题。
    一、实施城市污水资源化战略的意义
    污水资源化是指城市生活污水和工业废水经过适当处理使之达到一定的水质标准,并可再回用于农业、工业、市政、游乐设施乃至城市给水,达到充分利用水资源和减轻环境污染负荷的目的。
    (一) 缺水问题制约了我国经济社会的发展
据水利部统计,我国多年平均水资源年拥有量为28124亿立方米,仅次于巴西、俄罗斯、加拿大、美国和印度尼西亚,居世界第六位。我国人均水资源占有量约为2200 立方米,是世界人均水资源占有量的l/4,随着人口的不断增长,这一数字还在不断减少。据水利部《21世纪中国水供求分析》中预测,到2030年我国人口将达16亿,人均水资源占有量将变为1700立方米,将可能成为用水紧张国家。 
    据建设部统计,在全国660多座城市中,有400多个城市出现了缺水问题,其中严重缺水的城市有110个。在32个百万人口以上的特大城市中,有30个城市长期受到缺水困扰。2000年5月由于干旱缺水,全国有150座城市实行定时定量供水。
由于经济发展与人口的增长,水资源需求量不断上升,导致全国大面积缺水。目前我国每年缺水量约为300亿至400亿立方米,其中城市、工业年缺水近60亿立方米,由此造成我国每年工业产值减少2300亿元。  
   (二)城市水资源短缺的根本原因
    我国城市缺水现象始于20世纪70年代末,从北方和沿海城市开始,逐步发展到全国各地,包括水量丰富的许多南方城市。对我国城市缺水现象进行分析发现,导致城市缺水的原因主要有三个,一是由于我国水资源分布不均衡导致的资源型缺水;二是由于城市生活污水、工业废水大量未经处理直接排放,致使地表水、地下水遭到了不同程度的污染,导致的水质型缺水;三是由于水资源管理理念与手段落后导致的管理型缺水。
    1、资源型缺水
    我国水资源具有人均水资源占有量低,时空分布不均衡,水资源分布与生产力布局不匹配等特点。
    水资源时空分布不平衡的主要表现是,南涝北旱现象较为明显,北方天然水资源量有减少趋势。将近有一半的国土面积降水量少,气候干燥,属干旱半干旱地区。降雨季节分布不均衡。年内变化大,年际变化不稳定,东西南北各异。一般全年60%的降水集中在夏秋的3~4个月内,冬季占15%以下;北方70%~80%的降雨集中在6~8月间,春旱夏涝,灾害频繁,缺水严重。许多北方河流都成了季节性河流,具有连年枯水或发水的现象。南北水资源量差异较大。2004年全国水资源总量(地表水资源量与不重复量之和)为24130亿立方米,其中松花江、辽河、海河、黄河、淮河、西北诸河六个水资源一级区(简称北方六区)水资源总量4589亿立方米,占全国水资源总量的19.0%;长江、东南诸河、珠江、西南诸河四个水资源一级区(简称南方四区)水资源总量19541亿立方米,占全国的81.0%。  各省市的水资源量差别也较大。如华北是全国水资源拥有量最少的地区,仅占全国水资源的1.6%。河北是人均水资源占有量最少的省份,仅为280立方米。西藏人均水资源量最高,为11万立方米。
    水资源分布与生产力布局不相匹配主要表现是,我国水资源南多北少,相差悬殊,与人口、耕地和生产力的分布不相适应。黄河、淮河、海滦河地区是中国最缺水的地区,也是世界上严重缺水的地区之一。这些地区耕地占全国的39.4%,人口占34.7%,而水资源总量只占全国的7.7%。
    由于我国天然水资源分布不均衡的特点,导致许多城市都处于资源型缺水状态。如天津市人均水资源占有量仅为168立方米,北京市人均水资源占有量约为300 立方米,都属于严重缺水城市。
    2、水质型缺水
    伴随我国城市化进程的不断加快和经济的高速发展,工业废水和城市污水排放量增长很快,大量污水未经处理任意排放,水环境遭到了严重的破坏。
    2004年,根据10个水资源一级区1300条河流的3200个监测断面的水质资料,采用GB3838-2002《地表水环境质量标准》,对全国13.36万千米的河流水质进行评价的结果显示,全年期水质总体状况是:I类水河长占6.3%,Ⅱ类水河长占27.2%,Ⅲ类水河长占25.9%,Ⅳ类水河长占12.8%,V类水河长占6.0%,劣V类水河长占21.8%,符合和优于Ⅲ类水的河长占总评价河长的59.4%,比2003年减少了3个百分点。2004年度汛期、非汛期符合和优于Ⅲ类水的河长比例分别为58.9%和58.2%。全国江河水体主要呈现为有机污染,主要超标项目是氨氮、高锰酸盐指数、化学需氧量、五日生化需氧量和挥发酚等。对全国229个省界断面的水质进行评价的结果显示,符合和优于Ⅲ类水标准的断面占评价断面总数的39.3%,劣于Ⅲ类水的断面占60.7%,其中水污染严重的劣V类水断面占34.5%。
    总体来看,全国主要江河湖库的水质已受到不同程度污染,符合国家饮用水水质标准的可供水源急剧减少,进一步加剧了城市水资源短缺的矛盾。如太湖流域3000多万人守着2300平方公里的太湖出现了“水多不能用”的尴尬局面。
    3、管理型缺水
    我国水资源管理存在一些不合理因素,如长期存在多头管理,水权不明晰,没有统一的水资源规划,水价扭曲,只重视开源忽视节流等管理因素导致我国城市水资源利用方式粗放,生产、生活领域存在着严重的结构型、生产型和消费型浪费,用水效率不高。2004年我国万元GDP用水量为399立方米,约是世界平均水平的4倍;全国工业万元增加值用水量是发达国家的5~10倍;全国城市供水管网漏损率达20%左右,仅城市便器水箱漏水一项每年就损失上亿立方米;我国在污水处理回用、海水、雨水利用等方面也处于较低的水平。
   (三) 实施污水资源化可有效缓解缺水问题
    2000年,面对我国水资源供应短缺的严峻局面,我国在《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十个五年计划的建议》中首次提出了“建设节水型社会”的目标。节水型社会的本质特征是建立以水权、水市场理论为基础的水资源管理体制,充分发挥市场在水资源配置中的导向作用,形成以经济手段为主的节水机制,不断提高水资源的利用效率和效益。 全面开展节水型社会的建设,是从根本上解决我国水资源短缺问题的有效手段。
    由于城市水污染问题不断加剧,符合国家饮用水水质标准的饮用水源地越来越少,各城市不得不开发新的水源地,水源地建设成本与长距离输水成本成倍地增加,供水成本也随之大幅度增长,在水资源总量变化不大的情况下,也很难缓解水资源短缺问题。
    城市污水本身就是一种“水资源”,但在我国城市水资源管理中一直受到忽视。将城市污水进行适当处理后产生的再生水,可以满足一些低水质要求的水需求,大量减少新鲜水的需求量,既可以提高污水处理率,保护水环境,又可以增加城市水资源的总有效供给量。因此,实施污水资源化可以实现社会、经济和环境效益的统一,对缓解我国城市水资源短缺具有重要的战略意义,同时污水资源化也应是我国全面建设节水型社会战略的重要组成部分。
    二、实施城市污水资源化战略依据
    城市污水资源化已经受到了许多发达国家的重视,即使在水资源相对丰富的美国、日本等国家也早已开展了污水资源化工作,并取得了非常大的成功。以色列是一个水资源极度贫乏的国家,经过50多年来的实践,逐步形成了一套成功的污水资源回收利用管理体系,其污水资源化技术也处于世界领先水平,他们在污水资源化技术和管理上的经验都是值得我们借鉴的。
    (一)城市污水是稳定的“第二水源”
    城市污水是排入城市下水系统的居民生活污水和城区工业废水的总称,其水量约占城市供水量的80%左右。城市污水具有水量、水质稳定,数量巨大,并且易于收集、易于处理等特点。2003年我国城市污水排放量为349亿立方米,2004年城市污水排放量为355亿立方米,  按照2004年我国污水处理率46%,污水再生利用率达到20%的水平计算,污水再生回用量将达到32.4亿立方米,超过城市缺水量的一半多,可以大大的缓解城市缺水问题。如果我国污水处理率和污水再生回用率再逐步提高,那么污水再生回用量更是可观,可以有效地解决城市缺水问题。因此,将城市污水是稳定的“第二水源”。
    (二)污水资源化成本较低
    污水资源化主要通过两种途径来实现。一种是城市集中污水处理厂出水经过深度处理,使水质达到相应的回用标准;另一种是大型居住社区、宾馆、饭店等单位排放的生活污水量较大,进行就地处理并将处理好的水用于厕所冲洗、地面和路面冲洗、庭院绿化等用途,这种分散、小规模(相对于城市污水大规模再生利用而言)的污水回用,通常称为“中水工程”。
    两种污水资源化的成本与开发新水源的成本相比,前者要更低一些。因为集中污水处理厂可以通过增加一道深度处理工艺来实现污水再生,其成本要远低于新开发水源的成本。而中水工程具有灵活、易于建设、不需长距离输水、运行管理简便等优点,是一种投资较小的污水直接再生利用方式。
    城市污水中的污染杂质比例只占0.1%,比海水的3.5%污染杂质的比例要低得多,绝大部分是可再用的清水。有专家估算污水再生成本大约是海水淡化成本的1/3~l/5。
    (三)再生水回用途径
    纵观国内外污水回用的实践经验,我国城市污水回用的途径应放在水质要求低、再生处理费用小、使用安全性强、量大面广、用户易接受的回用途径上。
    1、工业用水
    工业用水在城市用水中所占比例很大,其用途主要包括冷却、工艺、冲洗。在工业用水中,不同的用途水有不同的水质要求,再生水主要可以用于冷却水、洗涤冲洗用水及其它工艺低质用水,最适合冶金、电力、石油化工、煤化工等工业部门的利用。再生水回用于工业,应具有较高的安全性、可靠性和稳定性,但应注意防止腐蚀、结垢、堵塞、粘泥、泡沫和人体健康危害等不利影响的发生。
    2、市政杂水
    市政杂用水主要包括城市绿化勇士、湖泊河道的景观维护用水、冲洗车辆用水、浇洒道路用水和厕所冲洗水等。从卫生和健康角度考虑,城市污水回用于市政杂用应进行严格的消毒。
    3、地下水回灌
    地下水回灌主要用于防止地面沉降、海水及苦咸水入侵和补充地下水储量。再生水用于地下水回灌的处理标准依据回灌方式和地下水使用要求而异。采用直接注水到含水层,需要再生水水质达到饮用水标准。如果采用回灌水池,一般二级出水或增加流水线即可满足要求。
    总之,城市污水水量稳定,处理技术经济可行,可以作为城市的“第二水源”,并有着广泛的应用发展前途,发达国家几十年的污水资源化成功案例也证明了这一点。
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发表时间:2006-07-26 文章出处:不详 责任编辑: 【返回首页】 【关闭窗口】
   
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