山西省黄河流域再生水利用状况及对策建议

薛 敏 施雁恒

（山西省水利发展中心，山西 太原 030002）

山西省地处中国华北平原的西部，位于黄河流域中部的东岸，省内黄河流域面积9.71 万km2，在黄河流域社会经济发展及地域空间格局中具有重要的战略地位。2022 年4 月7 日，山西省委、省政府印发《山西省黄河流域生态保护和高质量发展规划》，明确要求“把水资源作为最大刚性约束，加快污水处理设施和再生水利用系统建设，在水资源匮乏的市县开展再生水利用试点”。

1 山西省黄河流域水资源状况

目前全省上下正在深入学习贯彻习近平总书记考察山西重要指示精神，全面推进黄河流域生态保护和高质量发展。山西省地处黄土高原东端，属温带大陆性季风气候区，全省年降水量在358～621 mm 之间，由于降水分布不均及水文水系条件的差异，区域水资源分布极不均匀，大部分城市属于典型的山区缺水型城市。全省人均水资源量不足全国平均水平的1/6，人均供水量不到全国平均水平的50%。

山西省境内黄河流域干支流流经全省86 个县（市、区），涉及县区的总面积为11.46 万km2，占全省国土面积的73.1%；2021 年黄河流域天然年径流量为95.979 0 亿m3，与上年比较增加125.1%。山西省黄河流域和海河流域总供水量为72.647 1 亿m3，黄河流域总供水量为48.653 1 亿m3，其中黄河流域地表水源供水量为25.785 亿m3，占总供水量的53%；地下水源供水量为18.810 3 亿m3，占总供水量的38.66%；其他水源供水量为4.058 2 亿m3（包括再生水3.219 亿m3、雨水利用0.037 2 亿m3、矿坑水利用0.802 亿元m3），占总共水量的8.34%。

“十四五”期间黄河流域城市污水处理实施的主要目标是上游地级以上缺水城市可再生水资源利用率达到25%以上，中下游力争达到30%，所以用非常规水源代替部分常规水源，用于工业生产、市政园林、生态补水等领域，对实现非常规水资源化、增加水资源供给、保障水生态安全具有十分重要的意义。

2 山西省再生水资源现状

2021 年全省污水处理厂共144 座，设计处理能力505.9 万m3/d，实际年处理能力为14.05 亿m3。11个市拥有污水处理厂数量较多的是临汾市、运城市和大同市，分别为21 座、17 座和16 座。太原市综合经济实力与技术水平较强，污水收集与处理基础设施建设较为完善，12 座污水处理厂共设计处理能力138.8 万m3/d。全省2021 年污水处理回用量为4.447 5 亿m3，太原市、吕梁市和临汾市再生水利用量最高，分别为1.410 3 亿m3、0.429 2 亿m3和0.406 1 亿m3。

3 山西省再生水利用做法

3.1 政策引领试点先行

2021 年中共中央国务院印发《黄河流域生态保护和高质量发展规划纲要》，明确提到“统筹地表水与地下水、天然水与再生水、当地水与外调水、常规水与再生水，优化水资源配置格局，提升配置效率，实现用水方式由粗放低效向节约集约的根本转变”“积极推动再生水、雨水、苦咸水等非常规水利用，实施区域再生水循环利用试点，在城镇逐步普及建筑中水回用技术和雨水集蓄利用设施，加快实施苦咸水水质改良和淡化利用”。

2022 年《中华人民共和国黄河保护法》规定“黄河流域县级以上地方人民政府应当将再生水、雨水、苦咸水、矿井水等非常规水纳入水资源统一配置，提高非常规水利用率，景观绿化、工业生产、建筑施工等用水，应当优先使用符合要求的再生水”。

《山西省水资源管理条例》规定“县级以上人民政府及其有关部门应当加强污水处理利用及配套设施建设，并采取措施，保证其污水处理、利用及配套设施的正常运转，逐步提高污水再生利用率；县级以上人民政府水行政主管部门应当优先配置非常规水，并对建设项目配置使用非常规水的情况进行全程监督；园林绿化、环境卫生和工程施工用水应当充分利用非常规水源”。

为扎实推进再生水利用工作，山西省水利厅等6 部门联合印发《关于开展典型地区再生水利用配置试点工作的通知》（晋水节水〔2022〕40 号），要求试点城市再生水利用率达到35%以上。为此，山西省选取清徐县、高平市、代县三个再生水利用配置基础好、再生水需求量大的城市作为试点先行先试，为全省进一步提高再生水利用水平，探索更多有益经验和做法。

3.2 水权交易有偿出让

为进一步优化水资源配置，切实解决工业项目用水问题，将山西省灵石县作为改革试点，以水权交易为突破，根据全县13 家污水处理厂再生水水量较大且供水稳定的实际情况，在中国水权交易所的指导下，开展了再生水水权交易改革试点工作，探索出了水权交易改革的新模式，蹚出了一条运用市场机制实现黄河流域水资源集约节约利用的新路径。

灵石县污水处理站（厂）设计总产能3.2 万t/d，实际总产能2.8 万t/d，再生水收集输送管网共三段总计67.787 km，可以直达企业用水一线。2021 年灵石县水利局作为交易转让方，山西宏源富康新能源有限公司、灵石县中煤九鑫焦化有限公司和山西聚源煤化有限公司作为受让方，通过中国水权交易所水权交易平台申请年交易水量100 万m3、240 万m3和380 万m3，5 年可转化利用再生水总量共3 600 万m3。灵石县再生水水权交易作为全国首单再生水有偿出让的有益尝试，提升了再生水产权价值和生态环境价值，推动了再生水用水权从无偿取得、有偿使用向有偿取得、有偿使用的转变，填补了常规水资源配置手段在再生水价值发现中的缺口。

3.3 试点城市科学规划

区域再生水循环利用是在主要排污口、下游地区、进入河口的河流、进入主流河流的支流等关键节点，因势利导新建人工湿地水质净化项目，处理后的水经过进一步净化后达到标准，在一定范围内进行生活、生态、生产污水资源化的利用模式。2022 年山西省运城市和晋城市成为环境部、国家发改委、住建部、水利部联合公布的区域再生水循环利用试点城市，尝试构建再生水利用新格局。

运城市系统梳理全市再生水利用现状和存在的问题，编制《运城市区域再生水循环利用试点方案》，列出针对各县（市、区）再生水生产和使用单位的政策支持清单，投资43.8 亿元，规划19 个重点项目，着力解决人口过多、用水不足、时空分布不均、供求矛盾突出等问题，全面推进再生水循环试点工程的实施，全力破解缺水地区水资源短缺和水环境污染问题。晋城市投资18.6 亿元，设计6 个试点项目19 个子项目，规划中心与次中心市、特色县、典型区3 个区域可再生水回用示范片。项目实施后，每年可增加再生水产生量约7 300 万t，年代替常规水源取用量3 000 万t，化学需氧量年减排1 071 t、水中以游离氨（NH3）和铵离子（NH4）形式存在的氮年减排53 t、总磷量年减排12 t，有效控制水体污染，缓解水资源空间分布不均现状，改善沁河和丹河水质及周边生态环境。

3.4 多种模式推动利用

山西省在涉水项目的水资源论证取水许可审批环节，优先论证使用再生水的可行性，推动再生水合理回用于城市生活杂用、河道生态补水、工业企业用水和下游农业灌溉，全省城市再生水利用率达到24.7%。以城镇生活污水资源化利用为突破口，并选择长治市、临汾市、大同市、高平市为全省推荐的试点建设城市，实施降低管网漏损改造和再生水回用工程，完成更换老旧管网约3 600 km，全省城市供水管网漏损率呈逐年下降态势。出台《“十四五”城镇生活污水处理及再生水利用专项规划》，完成全省22 市、80 县专项规划的评审工作。在长治、太原、晋中、晋城、运城市等被评选为系统化全域推进海绵城市建设示范城市的基础上，以点带面加快推进山西省海绵城市建设步伐。

3.5 焦化废水项目示范

太原市清徐经济开发区再生水需求量大，再生水配置基础好，利用率高。太原市清徐县目前共有5 座污水处理厂，其中清徐泓博污水处理有限公司拥有全亚洲最大的焦化废水处理项目。该污水处理厂由山西省美锦华盛化工新材料有限公司、山西省亚鑫新能科技有限公司和山西省梗阳新能源有限公司三家焦化企业合资组建，废水以美锦、亚鑫、梗阳三家焦化企业产生的废水为主，其它企业废水和生活污水为辅。项目采用了较先进的工艺和技术设备，污水处理项目前端处理工艺为“预处理+生化处理+深度处理+再生水回用+提盐”，最大限度地实现“三废”利用，出水满足回用水指标要求，生化处理工段的设计处理能力为3 万m3/d，零排放处理工段设计处理能力为4.2 万m3/d，废水经处理后全部返回企业作为生产用水，实现了废水的“零排放”。清徐泓博污水处理有限公司，作为太原市清徐经济开发区的综合配套企业，运营后大幅度削减园区污染物的排放量，节省大量水资源，实现环境效益、经济效益和社会效益的统一，对保护当地的水环境质量具有积极意义，也为园区可持续发展奠定了坚实基础。

4 存在问题

4.1 政府支持有限，配套资金欠缺

再生水资源利用具有较强的公益性特点，与常规水资源比较，再生水资源的收集、输送、处理和利用需要铺设管网、建设再生水厂和加压泵站等一系列基础设施，资金需求量大，存在再生水资源处理成本较高的问题，在行业发展初期尤其需要政府大力扶持。然而目前国家在财政、税收、投融资、价格等方面，尚没有实质性的扶持政策与专项资金，经营单位多处于维持或亏损状态，企业投资经营积极性不高，用户用量增长缓慢，造成再生水资源开发利用进程偏慢。

4.2 处理费用较高，运营发展困难

再生水利用工程成本主要由三部分组成，分别是污水回收管网、污水处理厂建设和再生水回用管网，建设总成本较高，且污水处理费用也比较高。由于再生水受到水质限制，不能与自来水并网供水，因此配套设施建设目前难以及时跟上，而对水量需求较大的工矿企业通常位于市郊，向企业供水需要修建专门的供水管网，且工矿企业的经营风险也在一定程度上增加了再生水利用的成本。加之存在部分用水户直接取用污水处理厂达标排放尾水或人工湿地出水，未向污水处理厂或人工湿地运营单位缴纳任何费用等情况，使用者付费机制不健全，对再生水生产者没有相应的价格补偿或政府补贴，多数企业实行一户一协议，难以保障再生水项目正常运营，不利于再生水市场健康发展。

4.3 水质情况不稳，缺乏有力保障

山西省属温带季风气候，季节性温差较大。温度不仅影响微生物种群的代谢活动，而且还影响细菌群落的多样性。较高的温度能提高微生物活性，有助于提高污染物去除效率，而低温环境往往影响生物酶功能的发挥，进而影响出水水质。由于水质受到季节性影响而失去稳定性，迫使污水处理厂必须采取多种措施，如加大曝气量、增加污泥浓度、改进曝气方式、延长污泥龄、增加填料等，以改善水厂出水水质，一方面增加了再生水成本，另一方面也使得对水质要求严格的大型企业对再生水的使用保持谨慎态度。

4.4 管理机制不健全，运营难以维持

再生水工程是一个系统化的工程，需要有完备的运管体系，协调建设、运营、利益等各方面的关系，目前存在体系建设不完善，责权利不明确，再生水建设运营和维护的融资渠道单一，造成再生水回用工程推进缓慢。由于市场投融资机制不健全，政府财政压力大，缺乏专项资金支持，导致污水处理厂建设改造、人工湿地建设修复、再生水工程配套设施等投资收益相对较少，盈利能力较弱，多数人工湿地水质净化工程经营单位基本处于勉强维持或亏损运营状态。

4.5 标准体系不完善，发展缺乏约束机制

健全的标准化体系是再生水利用高质量发展的必然要求，我国存在再生水标准体系和水质标准不完善的情况。我国已有再生水水厂水质管理、再生水分级等相关规定，但是再生水水质评价、再生水设施标识、再生水水厂认证等相关标准亟待出台。美国和世界贸易组织都分别制定了《再生水直接饮用回用指南》，2016 年欧盟制定了《再生水利用指南》，我国由于水质标准不统一，因此尚未出台此类指南。为了加强城市污水处理厂的运行管理，统一管道和设备涂色标准，我国发布了《城市污水处理厂管道和设备色标》（GJ/T 158-2002），但是再生水输配管道和设备颜色标准尚未发布，大部分生产厂家或者再生水公司缺少管道识别色。

5 政策建议

全省应遵循“统一规划、互通互联、共享治理、一体连接、联合管理”的理念，采取与常规水源一盘棋筹划、一体化发展的工作办法，力争到2025 年形成“多向辐射、立体互联、综合高效”的现代综合再生水循环水体系。

5.1 科学规划开发利用再生水

按照就近利用、分质用水的思路，科学规划再生水利用方式与规模，确定污水处理设施、再生水输配设施、再生水取水点位的布局，构建水质安全、水量稳定、取用便捷的再生水循环利用系统。着力推进再生水利用滞后地区的基础设施建设和改造，加紧谋划水系人工湿地工程等项目。加快雨污管网建设和改造，将再生水管网纳入城市供水基础设施统一规划和建设，鼓励工业园区、用水大户与再生水生产实施运营单位合作建设再生水管网，签订再生水利用合作协议。依托季节性河道和闲置洼地，在充分论证调查地质和水文地质条件，确保防洪安全的前提下，因地制宜建设再生水调蓄库塘，增加再生水调控能力，探索建设“供、排、净、治”设施建设运维一体化，改革示范推广资源能源标杆再生水厂。

5.2 加强再生水配置管理

黄河流域实行再生水使用额度管理，在涉水项目的水资源论证取水审批环节，由省级水行政主管部门明确并提高城市再生水年度使用比例，优先论证再生水的可行性，具备使用条件而未使用再生水的建设项目，不予批准取水许可或核减用水计划，推动纳入区域经济社会发展规划。工业冷却水、服务业非接触性用水、市政杂用和景观用水应优先使用再生水，鼓励水质符合条件的再生水用于农业灌溉，重要采矿区、重大涌水矿区应建设矿井水处理利用设施，优先将矿井水用于矿区生产，具备条件的纳入地方供水规划，向周边城镇居民和工业企业供水。省级水行政主管部门在办理采矿取水许可时，充分考虑配置矿井水，对未合理利用的，应不予许可或核减地表水和其他地下水。

5.3 开拓投融资渠道

政府主管部门应加大再生水源的管理和配置工作力度，试行引入由常规水源供水企业运行和维护本区域内的再生水源工程；选择再生水水源可利用量大、分布较为集中、需求量稳定的区域，探索建立多种所有制形式的市场化的再生水综合利用工程；价格管理部门研究和出台再生水水价体系，合理制定再生水资源供水价格，实现良性水价运行机制，全面助力加速再生水源工程的有效运转。

5.4 提高技术和管理水平

相关技术部门应加强再生水技术研发，发挥成熟项目的引领作用，加快推广各种先进适用的废水资源化技术、再生水回用技术和再生水设施建设技术等，建立高效权威的信息发布平台，收集、管理和发布有关再生水和水权交易的信息，满足生产者和使用者的需要，提升再生水的产权价值和生态环境价值，推动再生水用水权向有偿取得、有偿使用转变，填补常规水资源配置手段在再生水价值发现中的缺口。

5.5 再生水回灌至地下层

再生水补给地下含水层后，可通过土壤的过滤、截留、物理和化学吸附、化学分解、生物氧化以及生物的吸收等作用对再生水的污染物进一步综合净化，去除水中有害物质和病原微生物，提高再生水利用的安全性。我国可以借鉴美国、日本、以色列等城市污水再生利用方面的经验，探索通过将深度净化处理后的再生水在丰水季节补给地下含水层，扩大水资源储备，缓解地下水水位下降，经SAT（Soil Aquifer Treatment）土壤含水层处理系统回灌地下再抽取使用，有效调节农业用水供需分配。