文/罗礼培
我国水资源短缺,在缺水地区特别是城镇、工业和人口比较集中的地区,水资源已成为社会经济发展的严重制约因素。城市污水的再生利用既可解决污染问题,又可使污水得到有效利用、缓解水资源短缺的紧张状况,是个一举两得的措施,具有明显的经济效益和社会效益,再生水的应用推广对于破解我国的水资源危机意义重大,必须坚持开源节流并重、节流优先、治污为本、科学开源、综合利用的原则,这是今后发展城镇供水,做好城镇节约用水工作,治理城镇水污染所必需遵循的重要原则。
我国是水资源匮乏的国家,人均水资源为世界平均水平的四分之一。据统计,我国人均水资源占有量居世界第109位。城市缺水问题尤为突出,全国约有11个省(市) 的103座县级以上城市供水严重短缺,其中严重缺水城市占56%。很多城市生产和生活用水困难,城市供水安全受到严重威胁。与此同时,由于水污染控制相对滞后,使得受污染的水体逐年增加,又加剧了水资源的短缺。目前,城市供水不足,但用水方面却又极度浪费,我国工业万元产值用水量是发达国家的5~10倍。我国城市污水排放量已达338亿m3/年,大部分未经有效处理而排入江河湖海。由于水体环境的污染,我国南方多水地区已经出现水质型缺水的趋势,一些城市面临有水难用的困境。在北方,不少城市受到资源型缺水和水质型缺水的双重困扰。水资源短缺和水污染严重已经成为制约城市可持续发展的重要因素,有的地方的水资源短缺甚至成为制约城市发展的最主要因素。在面临水资源危机的时刻,我们应当更加清醒地认识到,加强水资源保护、实现水资源的可持续利用,是保障和支持城市可持续发展的必然选择,是实现可持续发展战略的重要举措。
近年来,为了满足城市迅猛发展对水的需求,我国兴建了大量蓄水、引水、提水工程,形成了比较完善的城市供水体系。但目前城镇供水事业的发展远跟不上社会发展速度,城镇水的供需矛盾越来越尖锐,水污染日益严重,给经济发展和人民生活带来很大影响。水的问题已经成为我国经济社会发展的“瓶颈”,成为城市发展的最大制约因素。因此,解决城市缺水问题是当前面临的一项紧迫而重要的任务。目前我们在城市供水体制、管理工作上存在不少问题:一是政企不分,供水企业不能完全行使赋予企业的法人财产权和经营权;二是产权不清,产权结构单一,投资渠道不畅;三是内部管理不科学、竞争意识和竞争力不强;四是建设发展资金严重缺乏,供水价格不到位。与城市快速发展的要求相比,供水事业的建设和管理都显得十分滞后,现行的供水体制已不适合当前社会的发展,到了非改不可的时候了。
国务院办公厅日前印发《十二五全国城镇污水处理及再生利用设施建设规划》。规划提出,十二五期间全国城镇污水处理及再生利用设施建设规划投资近4300亿元。其中,各类设施建设投资4271亿元,设施监管能力建设投资27亿元。设施建设投资中,包括完善和新建管网投资2443亿元,新增城镇污水处理能力投资1040亿元,升级改造城镇污水处理厂投资137亿元,污泥处理处置设施建设投资347亿元,以及再生水利用设施建设投资304亿元。
在我国,花费大量投资建设了城市污水处理厂,但经过处理后的再生水并没有得到充分利用,有的地区甚至还将处理后的再生水与未经处理的污水混入一起同流合污,有的地区没有将再生水合理再用却直接排入大海造成淡水资源的浪费。因此,在城市污水处理决策中应充分考虑污水的再生利用。城市污水处理厂出水可用作农业用水、市政杂用水、工业冷却用水、工业生产用水、地下水补充等;另一方面,城市污水处理厂出水也可看作是水文循环的组成部分,将合乎质量要求的出水排放到河流水体中,使河流水体能维持或变成供下游使用的原水源,不仅经济可行,而且可减少风险并发挥河流自净能力。
在我国的城市污水处理技术政策中,提倡各类规模的污水处理设施按照经济合理和卫生安全的原则,实行污水再生利用。发展再生水在农业灌溉、绿地浇灌、城市杂用、生态恢复和工业冷却等方面的利用。城市污水再生利用,应根据用户需求和用途,合理确定用水的水量和水质。污水再生利用,可选用混凝、过滤、消毒或自然净化等深度处理技术。因此,缺水城市和水环境污染严重的地区,在规划建设远距离调水之前应积极实施城市污水再生利用工程,同时做好非投资性或低投资性的节水减污工作。
城镇污水处理与再生利用技术决策支持系统的研究与建设,可以为城镇污水处理与再生利用工程的规划、设计、建设和运行管理提供合理、可靠的技术决策基础和依据,提高技术决策管理水平,避免技术失误和不合理选择,及时识别以各种形式和面貌出现的假冒伪劣技术与产品服务。城镇污水的再生利用是开源节流、减轻水体污染、改善生态环境、缓解城镇缺水的有效途径,具有经济、社会、生态三重功效:可以降低给水处理和供水费用:减少污水排放及相应的排水工程投资及运行费用;改善生态与社会经济环境,促进工业、旅游业、水产养殖业、农林牧业的发展;改善生存环境,促进和保障人体健康,减少疾病危害;增加可用水量,促进经济发展。
城镇污水再生利用方式的生态处理法,是以太阳能为初始能源,通过在污水生态系统中种植水生植物,进行水产和水禽养殖,形成人工生态系统,在太阳能(太阳辐射)的推动下,通过生态系统中食物链的物质转移和能量传递,将污水中的有机物进行降解和转化,以达到除去污染物的目的。净化后的水作为再生水予以回收利用,实现污水资源化。
城镇污水人工处理法,是根据污水中污染物的特点,采用物理、化学、生物不同方法,在人工处理系统中分级除去污水中的有害物质。一级处理可由筛滤、重力沉淀和浮选等等方法串联组成,除去废水中大颗粒物质。二级处理通常用生物法除去一级处理后废水中的有机物,用絮凝法除去无机悬浮物和胶体颗粒物或低浓度的有机物。经过二级处理,一般可达到农业、工业和市政生态用水要求。再经过活性炭吸附过滤、反渗透、电渗析等方法的三级处理,可使水质达到饮用水的标准。
企业应当着力提高自己的技术水平与项目管理水平,控制制水成本,这样才能在市场竞争中占据有利位置。我国已经在一些北方城市开展了再生水特许经营试点,但受困于价格体系不完善和管网覆盖率较低,特许经营模式发展还存在一定瓶颈。尽管我国污水再生利用工作已经启动,国家和地方都开展了相关的科学研究和工程实践,一些城镇和区域正在全面规划和实施污水再生利用工程,有的已经取得了很好的成效。但是整体来讲,还是缺乏污水再生利用总体规划。目前,我国的再生水应用现状并不理想,一些可以应用再生水的领域却无法使用,管网和价格是困扰再生水推广的两大问题。在城镇总体规划中,虽然有供水及排水专项规划,但许多城镇并没有与污水再生利用结合起来,在给水水源上,没有考虑再生水;在给水管网规划设计时,没有考虑再生水给水管道。目前,政府要求新建的城镇住宅区或写字楼必须使用再生水,但现在面临的问题是,要将分散的再生水支管与再生水主管贯通,形成健全的再生水管网,这需要政府下大决心,花大力气;另外,再生水在我国的历史并不长,尚未形成完善的价格体系,价格受制于处理的工艺、规模,而相关的优惠政策并未落实,价格缺乏竞争力,再生水企业生产的积极性因而降低,有关部门应该加大力度,降低成本、促进价格体系的完善,使更多的个人和企业愿意使用并推广再生水。我国再生水设施的建设以及再生水的推广使用,受制与多个部门,如物价、城建、水利、环保等。各主管部门要明确管理的边界与范围,合力推动再生水应用,真正让再生水成为我国的第二水源。
污水的收集与处理,是污水再生利用的前提。我国污水管网建设严重滞后于城镇发展,二级生物处理率不足15%。这种状况,在一定程度上也限制了污水的再生利用。
我国目前污水处理设施建设和运营的主体主要还是政府,资金来源主要还是财政拨款。污水处理收费低,不足于补偿污水处理的正常运营成本。这就使得一方面,投资渠道单一,资金严重匮乏;另一方面,缺乏激励机制,经营管理水平低,投资效益低下。这种局面严重阻碍了污水处理市场的发育和污水再生利用良性机制的形成。
我国目前水价整体较低,仅能维持最低的运营成本,没有体现水作为稀缺资源的价值,水价没有起到对水资源需求的调控作用。城镇供水水价、污水处理及再生利用收费之间尚未形成合理的比价关系,也就未能形成有效的污水再生利用激励机制。再生水能够满足水质要求的用水单位,也宁愿用价格低廉的自来水而不用再生水,使得再生水缺乏市场需求。
完善的法规和技术标准,是污水再生利用规范发展、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,是推进污水再生利用快速有序发展的重要保证。我国在这方面还有很多工作要做。
制定城镇水资源综合利用规划,统筹安排城镇供水、排水、污水处理和再生水设施的建设与发展。在编制城市总体规划时,应该对城镇用水需求和可用水资源的情况做出尽可能准确的估计和判断,并以此确定城镇规模和经济结构,使城镇建设和发展真正做到量水而行。要根据不同水源的数量、质量特征和不同用水的具体需要,合理确定开发次序和供水次序,优化配置各类水资源。在确定城镇用水策略时,应立足于本地自有水源,最大限度地实现水的再生利用,籍此增加可用水量,满足城镇的用水需求。尽可能降低对外部水源的依赖程度,减少或避免远距离调水对生态环境可能产生的不利影响。要以提高城镇用水效率、实现污水资源化为方向,转变城镇供排水的工作重点和工作方式,将再生水作为水资源的组成部分,直接纳入城镇用水供需平衡之中,将污水处理和再生水设施建设作为供水能力建设的一部分,统筹规划,协调发展。城镇市政、环卫、园林、绿化等公共设施用水,要在实行计量计价制度的基础上,积极创造条件,率先推广使用再生水。
污水资源化是一个技术含量高,建设投资规模大的系统工程,具有自身独特的生产、运行和营销特点。为尽快提供我国城镇污水处理和再生利用的工艺设计水平,形成规模化、低成本、质量可靠的污水再生利用的技术与设备材料开发生产体系,要加大科学研究投入,借鉴和吸收发达国家的先进技术,充分利用高等院校、科研设计院所和环保产业的资源,以市场需求为导向,积极组织产、学、研相结合的科技攻关,研究开发适合中国经济现状和发展水平的安全、可靠、高效、低能耗、低投资的工艺技术和配套设备,为污水再生利用的产业化发展奠定坚实的基础。实现污水资源化,防范和避免水资源危机,是关系全球经济发展和人类生存环境的重大课题。作为世界上最大的发展中国家,我们深知推进污水资源化任务的艰巨和责任的重大。同时,中国污水资源化事业的高速发展,也将展现良好的市场机遇和前景。进一步加强水资源环境保护和污水资源化领域的国际经济合作与技术交流,积极吸收和借鉴各国的先进经验,大力推进污水资源化进程。为改善全球水资源环境,促进人类社会可持续发展共同作出贡献。