城市生活污水资源化利用探讨

张迎珍

（太原师范学院城市与旅游学院,山西太原 030012）

城市生活污水资源化利用探讨

张迎珍

（太原师范学院城市与旅游学院,山西太原 030012）

城市污水是一种水量稳定可靠的水资源.污水资源化是实现水资源可持续利用,解决水资源供需矛盾的有效措施.在充分分析城市水资源的现状和特点基础上,提出了污水回用的一些具体对策和措施,以及污水资源化治理的新思路,并从城市水循环角度来阐述污水资源化的经济与生态效益,真正实现城市水资源的可持续发展.

污水;污水回用;污水资源化

0 引言

人口增长与快速城市化引发了严重的城市缺水问题.据统计,目前全国669座城市中400座供水不足,110座严重缺水.在32个百万人口以上的特大城市中,30个长期受缺水困扰,日缺水量达1 600万m3,年缺水量达60亿m3左右,每年经济损失在2 000亿元以上,影响城市人口4 000万人.从总体上说,水资源的短缺已形成一个地区经济社会发展的严重制约因素.

水是一种再生资源,污水经过适当再生处理,是可以重复利用的.城市污水由于具有就近可得、易于收集、处理和数量大、稳定可靠的特点,同时作为城市的第二水源要比海水、雨水来得更实际、更经济,因此开辟这种非传统的水源,实现污水资源化,对保障城市安全用水和促进城市水资源的持续利用具有重要的战略意义.

1 城市水资源的现状分析

1.1 水资源严重短缺

我国是个水资源十分短缺的国家,是联合国公布的12个贫水国之一.水资源总量28 124亿m3,人均占有量约2 231m3,是世界人均水资源占有量的25%.由于我国水资源分布大体是南多北少的格局,西南和东南沿海集中了全国54%的人口和82%的水资源,北方的黄淮海地区、东北、西北等地区拥有全国人口的46%,而水资源只有全国的18%.特别是由于生态环境的破坏,水资源季节分配的不平衡,旱涝灾害发生频繁,水的供需问题更加突出.在城市,由于人口的快速增长和城市化率的提高,使得城市水的问题更为突出.

从图1的工业与生活用水量对比图看出,生活用水基本是呈单调递增,但2003年前的增率不是很大.需水量的增加是城市发展的一个必然趋势,居民的生产、生活以及第三产业的蓬勃发展,城市生活用水量是很难出现下降趋势的.但是幅度较缓,这主要是有关部门对水资源的管理逐渐重视和完善,以及居民节水意识的增强.图1显示:2003-2004年间,工业和生活用水量都出现了一个近五年来最大的增长率.其原因主要是从2003年第三季度开始,我国出现了新一轮的经济热.一部分如钢铁、煤、电解铝等需水量大的行业投资增长过快致使工业总体用水量增长速率较快;其次是经济的过热也会相应带动城市的第三产业的发展等,因此总用水量增长加快.这也可以从图2中反映:在2003年前的工业耗水量由于采取节水措施而成下降趋势,但2003年后耗水量又开始回升,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,其原因仍然可以归结为城市采用了集中的供水供热、适量提高水价、完善水资源管理等措施和居民意识的提高.生活耗水量的递增趋势也与生活污水较工业污水难收集、更复杂、更分散的特性有关.2004年的工业耗水率（耗水量/用水量）是24%,而生活耗水率达30%.这也反映了在现实中人为的生活浪费水资源的现象更为严重.可见生活污水已在无意识中成为污水资源化处理的一个最大的困扰.

图1 用水量中工业与生活用水量的对比Fig.1 The usage of water industry and domestic water contrast

图2 总耗水量中的工业与生活用水对比Fig.2 In total water consumption industry and domestic water contrast

1.2 水质污染状况堪忧

由于在工业化、城市化的过程中,许多地区为了追求高速度、高产值,忽视了资源和环境的保护,大部分污水未经处理直接排入江河湖泊,引起城市内河流、湖泊的不同程度的污染,见表1、表2.

表1 全国废水排放量对比Table 1 Contrast of total wastewater in China亿吨

表2 2004年度城市内湖水质状况Table 2 In city lake water quality condition in 2004

由表1和图3可见,废水排放量成逐年递增趋势,其中工业废水由于工艺流程中采取了相应的节水技术,废水排放的增长率较缓.但生活废水排放的增长速度却不容乐观,其增长趋势已超过了工业废水的排放量.由此可见,在现代废水的排放量中,生活废水的排放量已成了最大的困扰,并相应地直接或间接影响了城市内的地表地下水文状况.如表2所反映的2004年城市内湖水的水质状态,湖泊的富营养状况形势很严峻,与2003年相比,五个城市内湖中,昆明湖和西湖的水质由IV类上升到V类.其余3内湖水质无明显变化.由于地表水是一个城市的主要水源,水源地的污染会影响到整个城市的水循环环境和供需矛盾.据2004年《中国水资源公报》,在13万km2的评价河段,水质在劣IV类以上的污染河长占40.6%.七大水系水质在IV类以上的占58.2%.在全国118座大城市中约25%出现不同程度的富营养化现象,以巢湖、滇湖、太湖为重.据浅层地下水的调查,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个重点城市中,仅有28.3%的城市饮用水源地水质良好,26.1%较好,45.6%较差.

图3 全国废水排放量对比Fig.3 Contrast of total wastewater in China

城市水资源短缺和水污染严重有其内在联系.水污染及水的浪费现象势必引起水资源的供需关系的紧缺.而水资源又是一个城市社会经济发展的血脉,如何能较好地协调好这一供需矛盾,最好的办法就是利用水资源可再生利用的特性,对污水进行资源化处理,变废为宝,更好地协调城市内部的水循环系统,实现城市水资源的可持续利用[1].

2 城市生活污水资源化

2.1 污水资源化的内涵

城市污水资源化（常称中水回用）是将城市污水视为一种资源,通过各种处理技术,去除各种杂质,去除污染水体的有毒、有害物质及其某些重金属离子,再经过消毒灭菌,使其水体无色、无味,水质清澈透明,且达到或好于国家规定的杂用水标准,广泛应用于企业生产和居民生活.从而实现大部分净化水的循环再利用,使之成为城市水资源的组成部分.这样既可以减轻水环境污染,又可以促进生态的良性循环[2].

2.2 城市生活污水的来源及特点

城市生活污水主要包括居民家庭、宾馆饭店、机关单位、学校、商场等设施用于居民的日常活动排放的污水.这类污水的水质特点往往是含有较高的有机物,如油脂、淀粉以及N、P等无机物.此外,还含有病原生物和较多的悬浮物.

据统计,2004年全国工业和城镇生活废水排放总量为482.4亿m3,其中工业废水排放量为221.1亿m3,城镇生活污水排放量为261.3亿m3.而全国工业和城镇生活用水量为1575.6亿m3.其中包括642.2亿m3的耗水量,其净用水量933.4亿m3.这就意味着,通过污水回用,可以在现有用水总量不变的情况下,使城镇的可用水量增加50%以上.量大、集中、水质较为稳定是城市污水的主要特点.这也表明,城市污水的回用在促使整个城市水的循环和利用方面具有巨大的潜力.

3 污水回用的对象分析

3.1 污水回用的具体途径

根据城市废水处理程度和出水水质,经净化后的城市废水大体可以用于工业回用、城市回用、农业回用和地下水回灌.在工业回用中主要用作冷却水;城市回用中有城市生活杂用水、市政与建筑用水等;农业用水则主要用于灌溉.在回用作灌溉农田时,一定要严格执行国家的污水灌溉农田的水质标准.在污水回用作回灌地下水时,尤其是在回灌地下饮用蓄水层时,其水质必须满足或高于国家生活饮用水卫生标准,以防地下水源遭到污染[3].

3.2 污水资源化的经济效应与生态效应

一个城市对污水处理程度的深浅,会直接影响到该城市的经济兴衰和生态优势,进而影响到其城市形象和城市地位.如果雨水经过处理以中水形式排入城市的水系网,一方面,不仅有利于满足城市的生产、生活用水,缓解供需矛盾紧张的局面,其直接结果是,由于供水量的增加,城市的经济会快速增长.另一方面,在中水回用的过程中部分用作生态和环境水,会增加城市的水域面积,改善城市的小局域气候.由于自然水体中的水量相应增加,水资源在自然环境中的停留时间延长,从而提高了水体的自净和再生能力,如一些污染物在停留时间较长的条件下,可以得到较为彻底的降解.这都有利于水资源的循环再生和蓄养[4].其结果必将是营造了一个碧水蓝天、生态环境优良的干净、舒适、清爽的花园式城市.

3.3 污水资源化治理的新思路

在针对城市污水资源化处理的过程中,注意从以下几个方面加以考虑:

3.3.1 城市污水是一种资源

污水资源化,一方面使得城市对新鲜水资源的需求量减少,同时作为城市一种新水源,减轻或避免了远距离输水和购买高价水资源等问题;另一方面也可以大大减少污染物的排放,减轻城市水环境的污染负荷,达到保护或改善城市水环境的目的.

3.3.2 城市污水的资源化,依赖科学规范的管理体制

建立以区域管理为基础,以市场化管理为运营机制的管理体制.把废水资源纳入统一的水资源管理体系是世界水资源管理的发展趋势,这需要各管理部门的统一规划、协调管理,才能把污水资源化治理落到实处.在城市最好的途径就是建立良好的给排水系统.这样既有利于水资源的集中管理、分配,也可以在给排水系统中探求水的循环利用等实质性问题[5].

3.3.3 要建立一套科学完整的城市废水的法律保障体系

北京已于1987年颁布了《北京市中水设施建设管理试行办法》,要求超过一定规模的生活和公用设施必须同时建设中水设施.这个条例使得北京市的中水工程已有了相当规模的发展.与此同时,我们也应该将我国水资源在工农业生产及其他系统的分配法律化,以督促决策部门在解决所辖区域的供水紧张局面时能够优先考虑污水的资源化利用.

3.3.4 充分利用经济杠杆作用,制定合理的用水价格体系

实行按水质定价,将各种水资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差价,使水资源的利用趋于合理,同时也能提高居民的节约用水意识并积极参与治理工作,这样也可以解决部分治理所需的经费问题.

3.3.5 加大水危机的宣传与教育

在我国这样一个污水资源化刚刚起步的国家,污水资源化对于对策者和管理者来说也是新概念.他们的认识和管理水平的提高需要一个学习的过程.公众对污水回用会有所顾虑,主要是担忧对健康的影响等一些心理因素.因此通过一些有组织的城市污水处理设施和供水设施的参观等公共宣传措施,增加公众对污水资源化的感性认识.这样更有助于他们在日常生活中形成节约使用洁净水、自觉使用再生水的习惯.

3.3.6 把污水回用的工艺流程与高新技术成果紧密结合

积极研究并推广无害化、分离净化和生物工程等新的防治技术,结合实际,多层次、多渠道、多方法综合治理,创造优美清洁的城市环境和良好的社会经济效益.

4 结语

水资源问题关系到子孙后代的生存问题.污水资源化是城市水资源可持续利用的重要组成部分,是解决城市缺水、开源节流、减轻水体污染、改善生态环境最有效的途径之一,不仅技术可行,而且经济合理.目前已投入运行的污水回用工程,都产生了巨大的经济效应和社会效应.这也是我们提倡建立循环经济和节约型社会的一个典型事例.让每一个富有远见和忧患意识的国人去关心和思考、参与这项工作,还城市一片碧水蓝天.

[1] 吕岩松,冯令艳.污水回用是解决城市缺水的有效途径[J].黑龙江水利科技,2003（1）:22-24

[2] 王柴雯,张向荣.城市生活用水多样化趋势与水资源的可持续利用[J].水资源保护,2004（4）:28-29

[3] 黄 玮,王 翙.浅议城市污水资源化生态工程中的土地处理系统[J].水电站设计,2004（3）:31-33

[4] 秦大河.全球水循环与水资源[M].北京:气象出版社,2000:112-114

[5] 毛如柏.各级人大要努力推进水资源的保护与可持续利用[J].环境保护,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

【责任编辑:张丽萍】

1672-2027（2010）02-0118-05

X703

A

2010-01-12

张迎珍（1966-）,女,山西运城人,太原师范学院城市与旅游学院副教授,主要从事水环境污染的研究.