沈阳污水资源化与再生利用

□文/恩 惠

随着城市化进程的加快和经济社会的快速增长，水资源短缺和严重污染已成为制约经济发展和改善人类生存条件的重要因素。因此，如何优化水资源利用已成为我国水资源开发利用中亟待解决的课题。

一、我国水资源现状

地球上水的总量约为1.0×1018m3，其中淡水仅占3%。由于绝大多数的淡水以冰川形式存在，可供人类利用的淡水不到其总量的1%。许多发展中国家面临着十分严重的水问题，如印度的孟买、埃及的开罗、墨西哥的墨西哥市、巴西的圣保罗以及中国北京和上海等。我国水资源总量居世界第六位，但人均占有水量仅2，400～2，500m3/d，列世界第 110 位，为世界人均占有水量的1/4。而且，我国水资源时空分布极不均匀，可用水资源量占天然水资源量的比重小，水污染及水浪费现象严重，使我国水资源日益短缺，已被联合国列为13个水资源贫乏的国家之一。全国669个城市中，有400个城市水资源紧缺，其中有110个城市严重缺水，年缺水量 6.0×l09m3，每年影响工业产值 2，000亿元。北京、天津、长春、大连、青岛等大城市已受到水资源短缺的严重威胁。近10年平均水资源总量比常年值偏少程度较大的有天津（49.4%）、北京（42.8%）、河北（36.6%），偏少30%～20%的有辽宁、山西、甘肃和陕西。长江及其以南水系的流域面积占全国国土总面积的36.5%，其水资源量却占全国的81%；淮河及其以北水系的流域面积占全国总面积的63.5%，其水资源仅占全国总量的19%，大量淡水资源集中在南方，北方淡水资源只有南方水资源的1/4。我国水源水质污染也十分严重，国家重点治理的“三湖”：太湖、滇池、巢湖水质均受到严重的有机污染和氮、磷污染。太湖湖体水质均劣于Ⅲ类，Ⅳ类、Ⅴ类、劣Ⅴ类水面积分别占湖体水面积的7.4%、11.4%和81.2%。滇池Ⅴ类水水面占33.3%，劣Ⅴ类水水面占63.7%；巢湖总体水质为劣Ⅴ类，“三湖”均全湖处于富营养状态。七大水系中，黄河、辽河、淮河、松花江和海河5个区水质较差，符合和优于Ⅲ类水的河只占42%～30%。其中，海河、辽河劣Ⅴ类水的河长分别占61.4%、51.8%。2008年5月，太湖蓝藻大规模暴发，水源地水质遭受严重污染，无锡市居民生活和企业生产受到很大影响，巢湖、滇池也不同程度出现蓝藻，水源水质污染进一步加剧了水资源的短缺。水资源短缺问题已严重制约社会经济发展和人民生活水平的提高。对此，许多国家和地区积极着手巩固和提高节水意识，严格控制水体污染，研究、开展城市污水资源化再利用工程。

二、污水资源化与再生利用的意义

污水再生利用的目的就是回收淡水资源以及污水中的其他能源和有用的物质。“污水资源化”将污水作为第二水源是解决水危机的重要途径。从目前的情况看，污水再生利用的目的主要是以回收淡水资源为主。对于水资源的开发利用，科学合理的次序是地面水、地下水、城市再生水、雨水、长距离跨流域调水、淡化海水。目前，地面水和地下水的短缺导致出现水资源危机，城市再生水的开发利用由此受到了广泛的关注和重视。因此，大力开发城市再生水、提高循环用水率，即进行污水再生利用已是当前缓解水资源危机的首选措施。

城市污水资源化是将污水净化处理后予以回用，使之成为城市水资源的一个组成部分。城市污水资源化之所以具有可行性，原因主要是：1、城市污水量大且集中，水量水质相对较稳定，不易受季节、雨旱季、洪水枯水等影响，是水量、水质变化幅度小，可恒量供水的水源；2、城市污水厂一般建造在城市附近，与外流域远距离输水相比，大大减少了输水管线，降低了取水构筑物、输水管线的基建投资和运行费用；3、与新建水厂相比，只需要污水厂一次基建投资和运行费，降低了新建水厂造价和制水成本；4、污水回用于工业用水，不仅就地可取，而且水量稳定，与工业用水量要求变化小的特点相符；5、城市污水回用开辟了第二水源，减少了城市新鲜水的取用量，减轻了城市供水不足的压力和负担，缓解了供需矛盾，这对缺水城市来说意义尤其重大。综上所述，城市污水资源化具有明显的经济、社会和环境效益，不仅可行，而且势在必行，对于解决我国缺水危机具有现实和深远的意义。

三、国内外污水再生利用发展状况

（一）国外污水再生利用状况。在20世纪六十年代，日本沿海和西南一些缺水城市，如东京、名古屋、川崎、福岗等市即开始考虑将城市污水处理厂的出水经进一步处理后回用于工业或生活杂用（以冲洗卫生设备为主）。20世纪九十年代初，日本城市污水处理厂直接回用水的出水已达3×108m3/a，虽不及总取水量的1%，但已成为城市中的一种稳定、可靠的水源，并制定了相应的水质标准。在日本，污水再生利用的主要目标是将再生水用于居民区、商业区及学校杂用，包括回用于厕所冲洗、绿化灌溉、景观性湖泊、美化环境。据文献报道，1990年日本以东京为主遍及全国建立了1，369座中水工程，回用量为22.8×108m3/d，回用率达到生活用水的0.6%。美国20世纪七十年代初开始大规模建设污水处理厂，随后即开始了再生污水的研究和利用。目前，美国有357个城市的污水进行回用，再生回用点多达536个。美国城市污水回用总量约为9.4×109m3/a，其中包括污灌用水、景观用水、工艺用水、工业冷却水、锅炉补水及回灌地下水和娱乐养鱼等多种用途。其中，灌溉用水为5.8×109m3/a，占总回用量的60%，工业用水占总回用量的30%，城市生活等其他方面的再生水不足10%。目前，以色列全国需水量达20×108m3，已超过了其水资源总量，因此以色列十分重视水资源的合理利用，并根据地区条件和社会经济结构采取不同的水回用原则。至1987年，以色列已有210个市政污水回用工程，城市污水回用率达72%。

（二）我国污水再生利用状况。我国污水再生利用起步较晚，因资金有限，结合我国国情发展以回用于农业、工业、市政为主要目标，采用不同层次的人工与自然净化相结合的污水处理与再生利用系统。我国再生利用的发展大致分三个阶段：1985年前的“六五”期间是起步阶段；1986～2000 年的“七五”、“八五”、“九五”，这十五年是技术储备，示范工程引导阶段；2001年以“十五”纲要明确提出污水再生利用为标志，国家进入全面启动阶段。从“七五”到“九五”十五年间，全国科研技术人员完成了大量试验研究，经国家鉴定验收，许多成果被评为国际领先水平，我国的污水再生利用技术也达到了国际水平。但由于受管理体制及工程资金的限制，全国的污水再生利用工程建设很少，污水再生利用没有得到大范围的推广。

四、沈阳污水资源化与再生利用现状

沈阳目前已经建成的城市污水处理厂5座，日处理能力达到117万吨。但中水回用率很低，仅北部污水处理厂每日有8万吨中水回用至康平电厂，其他污水处理厂大部分污水均排放到水体，如果这些处理后的污水能够全部回用，一年可为沈阳市节约相当数量的自来水。目前沈阳市正在加大力度，加快污水处理厂的建设及中水回用工程建设，预计到2010年，沈阳城市污水处理厂总数将达到15个，总处理能力为185万吨/日；中水回用工程达到700个，回用率将达到30%。城市污水将最大限度地得到处理和回用，辽河流域地表水全部达到水环境功能保护标准，污水处理率稳定在90%以上，化学需氧量削减11.17万吨/年。（表1）

五、沈阳污水资源化与再生利用存在的问题

城市污水经过二级处理和一定深度处理后的再生水，水质达到回用标准，可作为水资源加以利用，利用应以不直接与人体接触为准。主要可回用于：（1）城市公共事业用水，如园林浇灌、喷洒马路和补给市政景观水域、冲洗用水（如洗车、厕所的冲洗）；环境用水，如改善恶化的环境（通过湿地改善水质）建设新湿地、补充河流水量以保护野生动物的栖息地或维持湖泊的审美价值。（2）工业生产用水，缓解工业用水矛盾，特别是循环用水，占工业用水70%～80%，如电力、石油、化工等行业冷却水占90%以上。对再生水工业回用，一是要确保供水的保证率，决不能因再生水断水而停产；二是要保证工业产品的卫生质量、工业用水系统的卫生质量；三是作为冷却水补充水时，必须确保工业冷却水系统不会因为污水水质硬度、微生物等指标达不到要求而受到影响。（3）农业灌溉用水，污水用于农业灌溉既可以减少农业对水资源的用量，又可以成为农作物的营养物质，有利于农作物的生长。城市污水厂处理后出水，用于农业灌溉的范围确定为适宜污灌区和控制污灌区中的一般污灌区。（4）地下回灌水，城市污水经过强化二级处理后，就近排入市区或市郊湖泊、水库，以地表水渗漏方式补充地下水，维持地下水的含量平衡，防止地下水水位降低。目前，沈阳污水资源化与再生利用情况与国内其他城市相比相对滞后，主要问题有：

表1 已建成及在建城市污水处理厂规模及中水回用情况

（一）受经济发展严重制约。沈阳是东北地区典型的老工业基地，受地域等条件限制经济发展速度不及一些南方及港口城市。污水再生回用设施的建设需要大量资金，却不能在短时间内带来较大的经济效益，因此如果在污水再生回用方面投入过多资金，势必会影响经济的高速发展。

（二）污水处理费用过低。目前，沈阳市生活用自来水价为1.9元/吨，其中包含污水处理费0.4元/吨，低于一座二级污水处理厂的运行吨水费用，尚难满足设施的日常运行维护，更谈不上进行中水回用的深度处理。

（三）污水再生设施和再生水输送管网建设滞后。由于可使用再生水的用户比较分散，用水量都不大，处理后的再生水输送管道系统是当前需重点解决的问题。目前，沈阳市仅北部污水处理厂供给康平电厂的8万吨中水建设了配套的管网，其余污水厂处理后的污水均排放至地表水，由于城市污水处理厂的规划、设计与建设目标是达标排放，没有考虑污水的大规模再生利用。在道路和市政管道建设时未考虑修建再生水管道，因此施工难度很大。

（四）技术法规和配套政策体系不健全。污水资源化的推进亟待建立法律和制度保障。完善的立法和技术标准，是污水处理和污水资源化规范发展、安全运行的重要保障。制定科学的技术标准和规范、提出合理的指导性和强制性要求，确定相应的产业和经济政策，是推进污水资源化快速有序发展的重要保证。

（五）污水处理不彻底，需进一步升级改造。目前，沈阳市大部分污水处理厂出水达到GB18918-2002二级排放标准，按照回用水要求，至少要达到一级A标准才能有较为广泛的回用性，因此各污水处理厂的升级改造工作需尽快实施。加强脱氮除磷、消毒等深度处理，合理建设污水再生回用设施，才能使污水达到再生回用水标准。

六、结语

污水也是一种资源，是可以再生和利用的水资源。污水资源化是发展循环经济的要求，是水资源优化配置和最佳使用的经典表现，是“分质供水、优水优用、实现水资源的优化配置”的体现。合理建设污水再生回用设施及加强配套管网设施建设，将能够有效缓解沈阳市水资源紧缺的问题。