太湖流域片再生水利用模式与对策研究

2023-09-25 07:42周宏伟陆沈钧杨景茜李岚兰
中国水利 2023年17期
关键词:水厂处理厂用水

李 敏,姚 俊,周宏伟,陆沈钧,杨景茜,李岚兰

(1.太湖流域管理局水利发展研究中心,200434,上海;2.上海东南工程咨询有限责任公司,200434,上海)

太湖流域片处于多个国家区域重大战略的交汇点,是长江三角洲的核心地区和发展“引擎”,以2.5%的土地面积承载了全国11.3%的人口和18.7%的GDP。随着经济社会的快速发展,流域片资源型缺水和水质型缺水并存。为缓解水资源供需矛盾,流域片大力推进节水型社会建设工作,至2022年年底,太湖流域片累计建成115个节水型社会达标县域,建成率达51%。再生水利用是节水型社会建设重要内容,各地在实践中形成了诸多可参考借鉴的经验,但仍然存在部分县域再生水利用用途偏窄和利用率偏低的情况。以往再生水研究多聚焦于区域利用现状与规划、价格政策等专项问题,本文在梳理太湖流域片典型地区再生水利用与管理现状的基础上,总结可复制推广的经验模式,并以问题为导向,研究提出对策建议,为持续提升再生水利用工作提供借鉴参考。

一、流域片再生水利用情况

太湖流域片各县(区)再生水用途主要包括河道、湿地等景观生态补水,城市绿化、道路浇洒等市政杂用水,热电、环保、印染企业循环冷却用水等工业用水,农田灌溉、农业养殖等农业用水等。根据流域片已建节水型社会达标县(区)再生水利用指标建设情况,再生水平均利用率为18%左右,与国内外节水先进地区相比,再生水利用水平尚有一定差距。

通过梳理流域片各已建节水型社会达标县(区)再生水利用指标得分情况,并统计不同得分区间占比数据,分析流域片再生水利用工作总体开展情况(图1)。其中,约20%县(区)再生水利用工作实施较为深入,主要集中在资源型、水质型缺水地区以及沿海地区,并形成了一些典型做法和经验;多数县(区)结合地区特色开展了再生水利用的探索,并取得了阶段性成果,但仍需持续推进;部分县(区)再生水利用工作相对滞后,再生水利用率偏低,主要集中在本地水资源较丰沛地区。总体而言,流域片再生水利用水平尚不均衡。随着流域片义乌、张家港等11个城市再生水利用配置试点工作的实施,再生水利用布局、再生水利用政策、再生水输配设施等将更加完善,及时开展各试点地区再生水利用经验总结提炼,并在再生水利用工作滞后地区予以推广,有利于进一步提升流域片再生水利用水平。

图1 太湖流域片节水型社会达标县(区)再生水利用情况

二、流域片再生水利用经验

1.内生需求是基本前提

随着流域片工业、服务业等发展带来的用水需求增长以及近年来极端天气事件频发,水质型缺水和资源型缺水对流域片经济社会发展的制约愈发显著,流域片各地对于节约用水的认识也愈发深刻,不仅重视节流,也通过多种方式进行开源,其中包括再生水等非常规水源的利用。流域片江苏省张家港市、浙江省义乌市、上海市浦东区、福建省莆田市等全国节水型社会建设试点,通过水资源供需矛盾分析,以再生水利用内生需求为基本前提提出再生水利用需求规模,挖掘再生水利用实施潜力,在工业回用、景观生态、市政绿化等方面取得了显著成效。

2.高位推动是实施动力

再生水利用包括政策出台、规划制定、工程设计及建设、工程运维等工作,涉及部门多,且需要用水企业配合,协调工作量大。从调研情况看,单由水利部门或住建部门推动地区再生水利用工作,进展较为缓慢,推进难度大。需要政府层面高度重视,从上到下理顺体制机制。如福建省湄洲岛等再生水利用试点地区成立领导小组并由班子成员牵头组织,明确各部门职责分工,通过政府高位推动,协同推进相关工作落地,有效推进再生水利用工作有序实施。

3.重点项目是重要抓手

再生水从生产、输配到末端利用,均需要工程体系支撑,谋划好从生产端到使用端的再生水利用重点项目,是扎实推进区域再生水利用工作的重要抓手。一是再生水厂建设,流域片浙江省宁波市、义乌市,江苏省张家港市等均以再生水厂建设为基础,为区域内再生水利用终端提供水源保障;二是再生水输配管网建设,工业、市政绿化、景观生态等利用离不开再生水输送配套管网,从调研来看,再生水利用率较高县(区),其配套管网建设均较为完善;三是再生水利用末端设施建设,包括市政取水设施、景观用水净化设施、工业回用设施等。

4.制度建设是监管保障

再生水利用相关制度建设是增强再生水利用过程管理的重要前提。一是形成再生水利用配置集成的规范化管理体系,如义乌市创立再生水利用刚性约束机制,将分质供水作为土地出让、规划控制、招商引资的前置条件,规定在城市分质供水公共管网覆盖范围内的工业冷却循环用水、园林绿化等必须使用再生水,超计划用水的用户优先使用再生水作为替代水源;二是探索再生水利用激励体系,在供给端和用户端双向发力,利用经济杠杆作用推动再生水利用配置,流域片江苏、浙江、福建等地利用“节水贷”等手段为再生水基础设施建设和再生水利用企业提供融资服务,并通过制定优惠的再生水价格,吸引企业优先使用再生水;三是建立再生水利用配置全过程监管体系,通过取用水智慧调配与监管平台等手段,多部门协同落实再生水生产、输配和利用的全过程监管。

三、流域片再生水利用典型模式

1.“点对点”专项利用

流域片再生水“点对点”利用目前多应用于火电、石化、钢铁企业以及商场等工业、服务业用水大户,该模式通过新建污水处理厂至用水户专用再生水管道,将污水处理厂尾水直供用水户,对水质有特殊要求的,经用水户配套再生水利用设施进一步处理后,用于循环冷却用水、空调用水等。污水处理厂与再生水用水户对接合作实现互利共赢,如浙江浙能长兴发电有限公司通过新建污水厂至企业再生水利用工程,年节水量超1000万m3,在获得良好经济效益的同时,减少了电厂对优质水资源的消耗和污染物排放;江苏省张家港市购物公园将污水处理厂尾水接入污水源热泵中央空调系统,满足商业建筑冬季供热、夏季制冷需求,年再生水利用量接近500万m3。

2.“点对片”集中利用

流域片再生水“点对片”利用目前多应用于成规模的工业园区或连片企业,该模式通过已有工业水厂或新建工业水厂对污水处理厂排放尾水进行再处理,以满足工业园区及企业用水水质要求。对于已建工业水厂园区,该模式仅需铺设污水处理厂到工业水厂的输水管道,无需进行供水价格调整,经济投入和政策投入成本较小;对于连片企业,则需增加配套管网建设。通过工业水厂建设可实现再生水集聚利用,如浙江省绍兴市柯桥区滨海工业园区利用已建滨海工业水厂,将绍兴水处理发展有限公司生活污水处理厂出水作为工业水厂的水源进行再生利用,供给园区内的印染和火电企业,年再生水利用规模可达5400万m3;义乌市稠江工业水厂对污水处理厂尾水再处理后通过配套再生水管网输送至连片用水企业,年利用规模可达547万m3。

3.多梯级综合利用

污水处理厂尾水经进一步净化处理后,综合用于景观生态、市政杂用、农业灌溉等多种途径,实现再生水多梯级综合利用。该模式可结合现有水系规划、补水工程等,利用湿地净化系统改善污水处理厂出水水质,使其满足用水水质标准,设置市政中水取水点,满足城区绿化、道路浇洒等日常用水需求,对于生态补水河道周边分布有农业用地的,可设置管道进行灌溉取水。整合已有规划工程建设可有效拓展再生水利用配置布局,如福建省漳州市湄洲岛结合水系连通及农村水系综合整治试点,根据再生水供水水源与各用水对象位置关系,形成了以河道内生态补水及景观用水为主,市政杂用水、林地及农作物浇灌为辅的再生水利用格局;浙江省台州市玉环市依托玉坎河生态补水工程,形成生态补水为主、统筹市政杂用和工业利用、农业灌溉的配置格局。

4.内部循环利用

再生水内部循环利用是用水户将自身排放污水通过收集处理设施处理后循环使用,以达到节约水资源、减少污染排放的目的。目前流域片内再生水内部循环利用广泛应用于纺织和钢铁等工业企业,高校等节水型载体以及农业养殖灌溉等领域。用水户依托自身优势形成的再生水内部循环利用各具特色:福建省福州市长乐区吴航钢铁有限公司建设中水回用设施,对生产污水处理后重新回用于生产环节;厦门市集美区华侨大学将校内生活污水处理后用于冲厕、绿化浇灌、景观补水等,实现了校园污水零排放;浙江省平湖市将渔业养殖排水存蓄于净化池塘中,经水生植物和水生生物净化后用于后续的渔业养殖,实现养殖废水零排放。

四、存在的问题及建议

1.再生水利用政策制度需进一步健全

目前,国家层面尚未出台关于再生水利用的专门性法律或法规,流域片除浙江省义乌市等再生水利用工作开展较早的少数地区外,再生水利用的政策制度和监管体系等出台较少,特别是水价机制对水资源供需关系的调控作用没有充分发挥。

制度体系的顶层设计是再生水利用相关工作有效实施和长效运行的核心,各地可结合自身实际,制定再生水利用相关制度。一是从规划和制度层面确定再生水利用领域,与取水许可、用水前置条件相结合,适用再生水的用水户应优先使用再生水;二是完善再生水利用监管体系,规范再生水生产、取用、排放过程,加强过程监管,建立再生水应急处置方案;三是出台再生水利用优惠政策,政府应从提高用水户利用再生水积极性角度考虑,对投资建设再生水利用设施的企业和个人提供政策和金融方面的支持,科学制定再生水价格。

2.再生水标准规范体系需进一步衔接

针对再生水利用水质标准,住建、水利部门均出台了相关标准体系,但针对同一用途的再生水,不同标准之间的控制指标及限值不尽相同。如《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918—2002)与《再生水水质标准》(SL 368—2006)、《城市污水再生利用 城市杂用水水质》(GB/T 18920—2020)、《城市污水再生利用景观环境用水水质》(GB/T 18921—2019)等标准指标不匹配。随着再生水利用途径的进一步拓展,相应领域的再生水利用水质控制指标研究工作也需尽快开展。

一是加强再生水利用标准体系的更新研究,水利部出台的再生水水质行业标准于2007年起实施,随着环境的变化及生活水平的提高,需对部分水质控制标准进行调查研究并做适当调整;二是推动城镇污水处理厂污染物指标调整完善,现行城镇污水处理厂污染物指标常规检测项无法满足再生水利用水质指标检测要求,建议结合已出台的再生水水质标准,增加浊度等出水指标检测项。

3.再生水利用设施建设需进一步推进

从调研情况看,一是缺少再生水利用工作规划,调研对象除纳入《典型地区再生水利用配置试点方案》的县(区)外,基本未针对再生水配置利用编制相关规划,也较少考虑将再生水纳入城市公共供水范畴,新建工业园区、新建小区等工程建设也鲜有提前规划再生水利用相关设施;二是高标准再生水厂数量不多,再生水处理方法大多还是在原有污水处理厂基础上进行提标改造,难以达到工业企业等直接回用需求;三是再生水输配管网建设滞后,输配管网不配套,覆盖半径小,制约了再生水利用的覆盖面和可达性;四是再生水设施缺乏管理维护,部分地区再生水利用设施维护跟不上,或因部门工作协调问题,设施老化闲置。

对于流域内缺水地区及水质型污染严重地区,需加快再生水利用专项规划编制工作,或在相关规划中将再生水利用工程考虑在内;各地应因地制宜开展再生水厂建设布局,在条件适宜的工业园区附近配套建设工业再生水厂,实行工业分质供水,同时根据再生水利用规划和再生水重点配置领域,全面推进再生水输配管网配套建设;对于新建工业园区或居民小区,积极开展前期对接,将再生水利用设施建设纳入前期规划。

4.再生水利用宣传引导需进一步普及

太湖流域片地处东南沿海地区,降水量高于全国平均水平,但流域片属全国经济发达地区,人口总量大,2021年流域片人均水资源量为1674 m3,低于全国平均水平。但南方丰水地区的传统观念导致公众对水危机认识不足,政府宣传往往聚焦于水资源状况普及及节水行为引导,对已制定的再生水利用政策制度及已开展的相关工作宣传较少,公众对于再生水利用工作缺乏认识与理解。

再生水利用工作是节水工作的重要环节,需要政府相关部门加强宣传引导,普及再生水利用相关知识及已开展工作,介绍工业、服务业、居民生活领域再生水利用途径和方式,可结合学生社会实践活动,让大众认识、接受再生水利用工作及其意义。

五、结 语

再生水利用是建设节水型社会、资源节约型社会及环境友好型社会的基本要求,也是实现区域经济社会可持续发展的本质要求,是“节水”与“减污”的有效结合。目前南方丰水地区再生水利用尚处于起步阶段,基于一些先行城市的探索,再生水利用是解决诸多水问题的有效途径。太湖流域片部分县(区)应通过强有力的顶层推动、逐步完善的政策体系、较完备的工程体系,以目标为导向,结合海岛地区、高度城镇化地区、水环境敏感地区、调水受水地区等区位特点,形成了各具特色的再生水利用格局,随着经验模式的推广和相互借鉴,流域片再生水利用工作将迈上新台阶。

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