中水再利用的前景

胡越

摘 要：隨著人類社會(huì)的不斷發(fā)展，水的供需矛盾日益尖銳。自上世紀(jì)末以來，我國引進(jìn)了中水再利用技術(shù)，經(jīng)過幾十年的發(fā)展，取得了良好的效果。本文綜述了水在水環(huán)境中的再利用現(xiàn)狀，并對(duì)該技術(shù)的推廣前景進(jìn)行了展望。

關(guān)鍵詞：中水;回用;現(xiàn)狀

中國是一個(gè)嚴(yán)重缺水的國家。解決水資源短缺的主要途徑有三種：節(jié)水、蓄水和調(diào)水。節(jié)水是三者中最可行、最經(jīng)濟(jì)的。節(jié)約用水主要有兩種方法：總量控制和循環(huán)利用。中水利用作為循環(huán)利用的主要形式，是緩解城市水資源短缺的有效途徑，是增加收入、減少支出的重要措施，是解決水資源短缺的最有效途徑。

一、中水的概念

中水主要指生活污水和部分工業(yè)廢水經(jīng)過一定的工藝處理后，達(dá)到一定的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，可在一定范圍內(nèi)重復(fù)使用的非飲用的雜用水，其水質(zhì)介于上水（城市給水中飲用水）與下水（允許排放污水）之間，故稱之為中水。中水可回用于對(duì)水質(zhì)要求不高的農(nóng)業(yè)灌溉、工業(yè)和生活回用及市政雜用、地下水回灌、補(bǔ)充地下水等。

二、開展中水回用的意義

1.提高城市供水的可靠性。隨著城市的進(jìn)一步發(fā)展和用水量的不斷增加，對(duì)供水可靠性的要求將越來越高，單一水源、單一管道將成為供水安全的主要隱患。城市中水的開發(fā)利用為拓寬供水來源提供了新的思路，為提高供水可靠性提供了手段。

2.充分利用水資源，緩解水資源短缺。由于水資源綜合開發(fā)利用程度低，許多城市面臨著水資源短缺的情況，一方面，另一方面，有很多水資源，仍然可以被使用，所以它尤為重要，加強(qiáng)水資源的管理和綜合利用。城市污水可以就地利用。根據(jù)不同的使用對(duì)象和功能，只要對(duì)污水處理廠的出水進(jìn)行適當(dāng)深度的處理，就可以充分利用。相比之下，城市污水穩(wěn)定豐富，處理技術(shù)成熟，成本低廉。作為第二水源，遠(yuǎn)比長距離引水和海水淡化更可行，污染也遠(yuǎn)低于海水。因此，中水回用能夠緩解城市缺水問題，具有巨大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

3.減少對(duì)水環(huán)境的污染。中國七大水系中，有63.1%Ⅳ類、V類或劣V類河段水質(zhì)，完全取決于飲用水源。因此，迫切需要防止水資源質(zhì)量惡化對(duì)國民經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展產(chǎn)生不利影響。造成水環(huán)境嚴(yán)重污染的最直接原因是，自上世紀(jì)80年代以來，城市污水排放量一直在增加，而污水處理率卻在緩慢上升。2000年以前，在我國668個(gè)城市中，只有123個(gè)城市擁有307個(gè)不同處理水平的城市污水處理廠，二級(jí)處理率低于10%。從“六五”規(guī)劃開始，國家對(duì)廢水再利用的研究表明，城市污水處理廠二次廢水作為廢水再利用的來源，不僅在技術(shù)上可行，而且在經(jīng)濟(jì)上合理。

4.平均水的再利用可以大大降低用水成本。由于對(duì)平均水質(zhì)的要求較低，只需要對(duì)污水處理廠進(jìn)行分離就可以了。工廠用水經(jīng)過適當(dāng)?shù)纳疃忍幚砗蠹纯墒褂?，其提取和生產(chǎn)成本低于自來水。根據(jù)國家和國際慣例，水價(jià)一般為自來水價(jià)格的50%至70%。相比之下，中國的水價(jià)更便宜，將吸引大量中國用戶，這是一個(gè)有前途的市場(chǎng)。

5.為城市群供水創(chuàng)造條件。滿足用戶的要求，至于給水隨物體的質(zhì)量和用途使用，并通常可分為家用平均水，自來水的家庭及飲水，所以水質(zhì)被區(qū)別對(duì)待。隨著城市建設(shè)的發(fā)展，城市對(duì)水的需求越來越大。因此，水再利用項(xiàng)目的啟動(dòng)為城市供水創(chuàng)造了條件，幫助我國逐步與發(fā)達(dá)國家的供水標(biāo)準(zhǔn)保持一致，提高了城市生活用水的質(zhì)量。

三、中水回用的現(xiàn)狀

國內(nèi)外大量成功的污水回用工程實(shí)例表明，工業(yè)、農(nóng)業(yè)、市政公用、河道填筑、家庭公用、地下水回用等污水回用在技術(shù)上是可行的。目前，我國的中水已在生活用水、綠化用水、改善水環(huán)境等諸多領(lǐng)域得到了應(yīng)用，并取得了良好的效果，節(jié)約了大量的水資源。以無錫為例，太湖新城污水處理廠的二次出水作為進(jìn)水，處理后的中水作為京杭大運(yùn)河支流的景觀水和附近工廠的工業(yè)冷卻水。例如，澳大利亞悉尼的奧運(yùn)村，廣泛使用循環(huán)水進(jìn)行灌溉、沖廁所、消防、洗衣、裝飾、噴泉娛樂以及新商業(yè)區(qū)的建設(shè)，甚至使用循環(huán)水調(diào)節(jié)氣溫。此舉不僅確保了奧運(yùn)會(huì)的安全飲用水，也為世界上其他缺水城市在保護(hù)水資源和提供可持續(xù)安全飲用水方面樹立了一個(gè)好榜樣。例如，北京2008年奧運(yùn)會(huì)，奧運(yùn)會(huì)中心區(qū)也使用了大量的循環(huán)水。北京清河再生水廠和北江再一次水廠為奧林匹克中心提供循環(huán)水，奧林匹克森林公園的長形湖是再生水。除景觀用水外，中水還用于家庭公用事業(yè)、地下水補(bǔ)給、景觀美化等方面。例如，大連信息技術(shù)學(xué)院在學(xué)生公寓中設(shè)置了中水設(shè)施，將混合后的污水處理成中水進(jìn)行沖洗和綠化。降低了學(xué)校物業(yè)管理成本，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。在一些發(fā)達(dá)國家，再生水技術(shù)得到了大力推廣和廣泛應(yīng)用。雖然我國的中水回收技術(shù)還處于起步階段，但已經(jīng)得到了快速的發(fā)展，并在各個(gè)領(lǐng)域得到了應(yīng)用，特別是在北京、大連等城市。中水處理與回收技術(shù)已日趨成熟。然而，從全國來看，再生水的利用并不廣泛，沒有達(dá)到預(yù)期的目標(biāo)。原因有很多，包括技術(shù)原因、制度原因和經(jīng)濟(jì)發(fā)展階段原因。針對(duì)不同的原因設(shè)計(jì)不同的對(duì)策，以進(jìn)一步促進(jìn)中水技術(shù)的發(fā)展。

四、城市中水回用工藝簡介

我國大部分城市污水都經(jīng)過兩次處理。與原污水相比，水質(zhì)有了很大的改善。中國城市污水處理廠排放的污水符合國家二級(jí)污水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，高于一級(jí)污水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)水已經(jīng)得到了很大的改善，如果直接處理，會(huì)浪費(fèi)很多水。廢水回用可以通過在初始處理后添加進(jìn)一步的處理來實(shí)現(xiàn)。也有許多治療過程水的重用，并確定最佳處理過程，我們可以重復(fù)使用水，考慮經(jīng)濟(jì)和技術(shù)參數(shù)，水的重用，這取決于重用（灌溉用水沖洗、綠化、道路、水景觀充電，等等）。城市水回用技術(shù)，包括物理、化學(xué)和生物方法。

1.物化處理技術(shù)。傳統(tǒng)的先進(jìn)污水處理工藝包括生物處理后的過濾、吸附、混凝和消毒。這是中國傳統(tǒng)的污水回用方式，基本上是指中國水廠的水處理技術(shù)，即“污水廠+傳統(tǒng)水廠”的模式。以北京高碑店污水處理廠為代表，城市用水用于補(bǔ)充工業(yè)冷卻水和市政綠化。

2.常規(guī)生物處理技術(shù)。傳統(tǒng)的生物處理技術(shù)，主要利用微生物降解等功能，凈化污水處理技術(shù)，包括好氧處理技術(shù)和厭氧處理技術(shù)。事實(shí)上，傳統(tǒng)的生物處理技術(shù)在城市水回用中并沒有得到廣泛的應(yīng)用。2009年，煤炭科學(xué)技術(shù)總院杭州環(huán)境保護(hù)研究所利用曝氣生物流化床工藝對(duì)城市再生水進(jìn)行深度反硝化處理，建立了城市再生水綜合利用示范工程。

3.濕地系統(tǒng)。濕地系統(tǒng)，是利用植物根系的吸收和微生物的雙層作用，并經(jīng)過多層過濾，達(dá)到凈化水質(zhì)的作用。中科院水生生物研究所研發(fā)了一種復(fù)合垂直流構(gòu)建濕地水處理系統(tǒng)。該系統(tǒng)不僅可以有效去除污水中懸浮物，有機(jī)污染物，氮，磷等，而且對(duì)細(xì)菌、藻毒素等也有較好的去除效果。

4.一體式膜一生物反應(yīng)器。膜生物反應(yīng)器技術(shù)（MBR），是一種水處理新興工藝。

近年來，已有許多城市中水回用采用此技術(shù)。它利用膜分離的選擇透過性、生物處理的有效性，污染物得到較好的去除，處理后的污水經(jīng)紫外消毒后，可直接回用，一般情況下，城市中水回用需要將幾種污水處理技術(shù)進(jìn)行合理搭配，一種水處理技術(shù)是幾乎不可能達(dá)到《污水再生利用工程設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 50335-2002）的水質(zhì)要求的。

五、促進(jìn)中水回用發(fā)展的措施

1.改革水價(jià)結(jié)構(gòu)。水價(jià)是水資源管理的主要經(jīng)濟(jì)杠桿，對(duì)水資源的配置和管理具有重要的指導(dǎo)作用。全面的水價(jià)制度應(yīng)使每一用水戶承擔(dān)收集、運(yùn)輸、處理、運(yùn)輸、排放和凈化水的全部費(fèi)用（使其完全無害環(huán)境）。然而，現(xiàn)實(shí)情況與這一原則相去甚遠(yuǎn)，這使得水資源的合理配置變得困難，也是阻礙城市水資源再利用的主要瓶頸之一。因此逐步建立“按質(zhì)論價(jià)”的水資源價(jià)格體系，拉大自來水之間的價(jià)格差距，擴(kuò)大中水使用水，逐步實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)合理化，水資源消耗和發(fā)揮經(jīng)濟(jì)杠桿的作用弱水，保證有效使用水、浪費(fèi)水資源，提高水價(jià)，鼓勵(lì)用戶以優(yōu)惠價(jià)格用水。

2.完善規(guī)章制度和政策。城市水的再利用需要良好的法律保護(hù)和全面統(tǒng)一的管理。我們城市的水再生法規(guī)和政策還需要進(jìn)一步完善。例如，在制定不同的市政專業(yè)計(jì)劃時(shí)，要求新建住宅區(qū)和中央公共建筑區(qū)域同時(shí)制定平均再生水的再利用計(jì)劃;在城市道路的市政管道中，必須為再生水管預(yù)留空間;城市所有水域的要求必須取得循環(huán)水（例如綠化、道路灑水）;興建及使用廢水再用設(shè)施的單位，可酌情減免或豁免排放廢水的費(fèi)用，以鼓勵(lì)已裝備的單位使用廢水;應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)認(rèn)識(shí)水的稀缺性和價(jià)值，在全社會(huì)和磨損，宣傳水資源所實(shí)施的試點(diǎn)和示范項(xiàng)目，以提高社會(huì)對(duì)淡水和克服對(duì)用戶的不信任情緒淡水。

3.城市污水處理廠升級(jí)規(guī)劃。城市污水處理到一定程度后應(yīng)滿足工業(yè)冷卻、灌溉和景觀、綠化、河道等，但由于地理位置分散，再利用水比較對(duì)象由網(wǎng)絡(luò)配套管網(wǎng)、城市污水處理廠的規(guī)劃和設(shè)計(jì)，在大多數(shù)下游城市，水的大規(guī)模再利用往往沒有考慮到水的使用。因此，未來城市污水處理廠的建設(shè)既要滿足區(qū)域水污染控制要求和相應(yīng)的排放標(biāo)準(zhǔn)，又要考慮到城市對(duì)水的再利用的需求。

4.繼續(xù)研究開發(fā)新技術(shù)。中間水回用、政治保證是不夠的，還需要技術(shù)的，水中回收廢水處理技術(shù)是促進(jìn)發(fā)展的基礎(chǔ)，雖然技術(shù)設(shè)備，但為了滿足多樣、中水回用處理技術(shù)，專注于未來在技術(shù)層面綜合開發(fā)，并于當(dāng)天在技術(shù)層面上，不斷改進(jìn)和更新用于研究、加強(qiáng)新工藝、新流程、新技術(shù)和設(shè)備產(chǎn)品的研究、開發(fā)和推廣應(yīng)用，并注重示范性工程的研究和建設(shè)。

六、中水技術(shù)的推廣前景

中水技術(shù)在我國已經(jīng)發(fā)展了許多年。雖然它還處于起步階段，但它有一個(gè)充滿希望的未來，并得到各方的大力支持。與此同時(shí)，該技術(shù)的推廣過程也遇到了一些困難，如中國水管網(wǎng)的建設(shè)和水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的制定。

1.政策支持。中水利用缺乏相關(guān)的指導(dǎo)性政策支持，影響了污水循環(huán)利用的發(fā)展。20世紀(jì)80年代末，北京、大連、深圳相繼頒布了《中水設(shè)施建設(shè)管理試行辦法》;近年來，為配合中國城市開展城市污水再生利用工作，建設(shè)部和國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)編制了《城市污水處理廠工程質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》、《污水再生利用工程設(shè)計(jì)規(guī)范》、《建設(shè)中水設(shè)計(jì)規(guī)范》、《城市污水水質(zhì)》，作為城市污水資源的有效利用和保證污水處理質(zhì)量安全的技術(shù)資料。然而，中水回用的政策大多是鼓勵(lì)式的，而非強(qiáng)制性的，使得中水回用政策的實(shí)施力度不夠。在制定再生水技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的基礎(chǔ)上，將再生水的處理和回用發(fā)展為產(chǎn)業(yè)化。目前，我國的污水處理和回用大多是政府行為，只注重社會(huì)效益，投資多，效益少。從長遠(yuǎn)發(fā)展的角度看，必須把社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益結(jié)合起來，利用經(jīng)濟(jì)效益促進(jìn)技術(shù)進(jìn)步。鼓勵(lì)更多的企業(yè)參與中水回用領(lǐng)域，適當(dāng)引入競爭機(jī)制，促進(jìn)中水產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

2.技術(shù)條件。在技術(shù)方面，目前的水處理技術(shù)可以將污水處理到人們需要的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。隨著水處理技術(shù)的不斷進(jìn)步和創(chuàng)新，中水處理技術(shù)也得到了很大的發(fā)展。中水工程的成敗與所采用的工藝流程密切相關(guān)。根據(jù)不同的回用要求，可采用針對(duì)性的處理技術(shù)，滿足中水水質(zhì)的使用要求。例如，對(duì)于城市景觀水，在傳統(tǒng)的中水處理過程中應(yīng)加強(qiáng)對(duì)氮、磷等營養(yǎng)物質(zhì)的去除作用，防止中水利用過程中水體富營養(yǎng)化。家庭雜水，要提高人體病原體和有害物質(zhì)治理標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)節(jié)約資源的水安全提高用戶。常規(guī)水處理工藝主要包括混凝、沉淀、過濾、生物處理和活性炭吸附。然而，污水水質(zhì)的復(fù)雜性和中水利用的多樣性決定了中水的處理工藝不能局限于傳統(tǒng)的做法，必須引入新的處理工藝。以北京清河再生水廠為例，是國內(nèi)最大的以膜處理技術(shù)為核心的再生水廠采用超濾膜-活性炭工藝處理城市污水處理廠二次出水。引入超濾和活性炭吸附后，出水水質(zhì)明顯優(yōu)于常規(guī)出水。新技術(shù)的采用改善了水質(zhì)，但也增加了處理成本。如何平衡出水水質(zhì)與中水處理成本之間的矛盾是目前的突出問題之一。過高的處理成本增加了水處理的運(yùn)行負(fù)擔(dān)，甚至可能導(dǎo)致運(yùn)行虧損。因此，研究中水處理技術(shù)，一方面要保證出水水質(zhì)達(dá)標(biāo)，另一方面也要不斷尋求經(jīng)濟(jì)的處理方法。

3.推廣的想法。用戶的接受程度直接影響再生水的推廣效果。中水回用是一項(xiàng)相對(duì)較新的技術(shù)，對(duì)于大多數(shù)居民來說是陌生的，難以被習(xí)慣接受。達(dá)到促進(jìn)再生水的目的，一方面，居民的節(jié)水意識(shí)要加強(qiáng)，企業(yè)和公眾應(yīng)該宣傳和教育讓人們意識(shí)到再生水重用的社會(huì)經(jīng)濟(jì)意義，推廣再生水的知識(shí)，并消除用戶對(duì)水安全的擔(dān)憂。另一方面，合理的再生水定價(jià)也可以引入政府補(bǔ)貼，利用再生水相對(duì)于自來水的價(jià)格優(yōu)勢(shì)，讓用戶主動(dòng)采用再生水。

總之，中水是造福人民，造福社會(huì)的公益性環(huán)保事業(yè)，需要全社會(huì)的支持。在有各級(jí)政府的領(lǐng)導(dǎo)和全社會(huì)的支持下，中水事業(yè)一定能蓬勃興起并不斷壯大。

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