城市污水再生利用研究

张爱哲

（唐山市引滦工程管理局邱庄水库枢纽管理处，河北 丰润064007）

1 城市供水状况

20世纪50年代中期到90年代末期，我国城市年总供水量从9.6亿m3增加到470.5亿m3， 其中工业生产用水289.4亿m3，占61.5%；城市生活用水181.1亿m3，占38.5%。城市年总供水量已达640亿m3，2000年底日供水能力达21.8亿m3， 供水普及率达96.7%，估计目前城市用水缺水率平均为10%。

对城市缺水通常采用开发地表水，开采地下水资源，以及跨流域调水作为传统解决方案。在传统方式之外，开发非传统水源是解决水资源短缺的另一条行之有效的途径，在非传统水源中，污水再生利用具有广阔的前景。

1.1 在未充分利用城市污水的水资源能力前，不应实施长距离调水和海水淡化项目

目前城市污水处理 （二级处理）投资大约在900～1400元/（m3·d），在此基础上的再生处理约400～600元/（m3·d）。加上管网配套总计600～1000元/（m3·d）。 到“十五”末期形成40亿m3水源的投资在100亿元。形成同样规模的长距离引水，以大连引英入连为例，需600亿元，海水淡化则需1000亿元，可见污水回用在经济上具有明显优势。

1.2 在适用地方使用再生水可以使供需双方获利

国内外同类经验与测算表明，对城市污水厂二级处理出水，采用混凝—沉淀—过滤—消毒技术处理，在管网长度适宜条件下，回用量10000 m3/d以上工程的吨水投资应在800元以下，处理成本0.7元以下，远低于城市水价。按现在国内外通行惯例，中水价格为自来水价格的50%～70%。以长春市为例，长春市水价4.17元/m3，中水价格以自来水价格的60%计，应为2.5元，需水方吨水节省1.67元，供水方吨水获利1.8元。供水方2a内可收回投资，供需双方经济效益都十分显著。

2 城市污水再生利用

2.1 污水资源

经济建设和城市化的快速发展，使城市污水排放量增长很快。目前，我国城市污水年排放量已达414亿m3，已建污水处理设施400余座，城市污水处理率达30%，二级处理率达15%。根据“十五”计划纲要要求，到2005年城市污水处理规模将超过4000万m3/d，城市污水集中处理率将达45%，给城市污水再生利用创造了基本条件。

2.2 污水再生利用的适用性

经济的发展和城市化进程的加快，以及水污染的日益严重，导致我国的城市缺水问题十分突出。据统计，我国目前668座城市中有400多座城市存在不同程度缺水，其中136座城市严重缺水，日缺水量达1600万m3，年缺水量60亿m3，严重缺水城市主要集中在北方，占全国的2/3，占北方城市总数的30%；南方占全国的1/3，占南方城市总数的17.8%。北方缺水城市中主要是资源型缺水，即城市发展的需水量超过当地水资源承受能力；南方缺水城市中除沿海少数城市外，基本上属于工程型或污染型缺水，即因工程设施不足或水质受污染造成。

一方面城市缺水十分严重，另一方面大量的城市污水经治理后又白白流失，浪费了大量的可利用资源。与城市供水量几乎相等的城市污水中只有0.1%的污染物质，远低于海水中3.5%的量值。水是唯一不可替代的，也是唯一可重复利用的资源。城市污水就近可得，易于收集，再生处理比海水淡化成本低廉，基建投资比远距离引水经济。城市污水可以作为可靠的第二水源，这已成为当今世界各国在解决缺水问题时的共识。但是，由于污水再生利用的复杂性，在我国开展污水再生利用必须注意以下几个方面的工作。

2.2.1 制定污水再生利用系统的总体规划

由于再生水的需求者通常比较分散，用水量较小，因此铺设再生水管道系统是推广污水再生利用的关键。为了保证处理后的再生水能够送到各个用户，首先必须编制城市污水再生利用规划，确定污水深度处理的规模、位置、再生水管道系统的布局，以指导再生水厂和再生水管道的建设和管理。由于以前的道路和市政管道建设时未能预留再生水管道的位置，或者即使可以安排再生水管道也需要破路才能施工，这是推广城市污水再生利用的一个主要困难。

2.2.2 正确评价污水再生利用所具有的环境和公众健康风险

若污水再生利用技术缺乏或不当，会造成严重后果。因此，在计划污水再生利用工程以前，要对其环境和健康风险进行详细的不确定性分析和风险评价。但是这一过程涉及的系列环境评价和经济评价技术在我国都未尽完善，从而增加了发展污水再生利用的风险。

2.2.3 建立国家专项节水基金，发行债券，也可借助民间和外资力量，多方面多渠道筹集资金，支持、鼓励建设节水和污水再生回用设施

目前，污水再生利用的成本还比较高，尤其是规模较小的中水工程。按北京市统计，只有水量大于150m3/d的污水再生利用工程在经济上是可行的，而现有建筑中水的规模大多小于该值。因此对于分散型污水再生利用设施而言，中水成本与自来水价格及城市污水处理费相比并不低，在成本上往往不具有竞争优势。此外，建筑中水系统还要涉及住宅甚至整个城市上下水系统等的改造，给用户和市政增加了额外负担。

2.2.4 对公众进行适当的宣传、引导

国内公众仍未完全接受污水再生利用，主要是由于信息不充分，对健康的担忧，心理的障碍以及成本上的考虑所造成的。由于缺乏相应的宣传和公众参与，公众意识不到水资源管理面临的严重问题，意识不到污水再生利用对于保护水资源的重要性，对污水再生利用产生了误解和对健康不必要的担忧，这些都会阻碍他们接受再生水。

2.2.5 制定城市节水和污水再生利用的技术指标体系；定期发布适用集成的技术措施；制订适度超前的标准、规范，为技术发展留下空间

本着“优水优用，劣水劣用”的原则，依不同的回用对象和相应标准，确定不同的处理技术，可大大节省工程投资和运行成本。

2.2.6 制定鼓励污水再生利用的相关政策

首先是水价体系的不合理。长期来，我国的传统水资源价格处于较低水平，对于用户而言使用再生水并不比自来水节约成本，因此我国的水价体系不能激励用户自动地采用再生水。其次是尚未建立起再生水的收费机制，在这种情况下，污水处理厂不愿意也没有相应的财力进行污水深度处理和管网的投资。污水缺乏污水再生利用产业的投资激励政策，造成了投资来源的匮乏。

2.3 污水再生利用现状

我国的再生水利用和实践经历了“六五”期间的起步阶段（1980～1985年），“七五”到“九五”期间的技术储备和示范工程引导阶段（1986～2000年）和目前的发展阶段。

目前，我国再生水的用途有以下方面：城市、工业、农业、环境娱乐和补充水源水等。根据具体的使用目的和水质要求不同，水源、污水再生利用的设施和技术也随之不同。

再生水用于城市杂用的具体用途有：绿化用水、冲洗车辆用水、浇洒道路用水、厕所冲洗水、建筑施工和消防用水。市政杂用的再生水与人体接触的可能性较大，因此需要进行严格消毒。再生水用于农业可以采用直接灌溉和排至灌溉渠或自然水体进行间接回用两种方式。农业用水需求量大，水质要求一般也不高，是污水再生利用产业的主要需求者之一。一般经二级处理的城市污水出水水质都能达到或超过农业灌溉用水标准。国外再生水利用的经验告诉我们，用于农业的再生水量通常占较大比重。再生水用于工业包含两方面：工业利用再生的城市污水和工业废水的内部循环。工业对再生水的需求量很大，对水质的要求也多种多样。再生水可用于量大面广的冷却水、洗涤冲洗用水及其他工艺低质用水，因此它最适合冶金、电力、石油化工、煤化工等工业部门的利用。环境娱乐性用水主要用于形成娱乐性或观赏性湖泊等。娱乐用水又可以分为主要接触和次要接触两大类：主要接触是指水与人体的接触是长时间和直接的，并且有吸入的可能，比如游泳；次要接触是指诸如划船、钓鱼和进行观赏等活动，一般情况下并无浸水的可能。根据用水与人体接触的方式不同，必须采用不同的处理程度。污水再生利用的其他方式还包括地下水回灌和饮用型回用。地下水回灌用于防止地面沉降、海水及苦咸水入侵及补充地下水储量。再生水用于生活饮用水源我国尚无先例，但国外已有，如南非的温得霍克市和美国堪萨斯州的查纽特等，由于处理得当都未发生卫生问题。但是，大多数地区对此仍保持保守态度，如美国环保局认为，除非别无水源可用，尽可能不以再生水作为饮用水源。

最近，为贯彻我国水污染防治和水资源开发利用的方针，提高城市污水利用效率，做好城市节约用水工作，合理利用水资源，实现城市污水资源化，减轻污水对环境的污染，促进城市建设和经济建设可持续发展，城市污水再生利用国家标准化管理委员会批准发布并实施的3项国家标准：GB/T18919—2002《城市污水再生利用分类》；GB/T18920—2002《城市污水再生利用城市杂用水水质》；GB/T18921—2002《城市污水再生利用景观环境用水水质》。这3项城市污水再生利用国家标准的颁布实施填补了我国城市污水再生利用水质标准的空白，为实现污水资源化提供了技术依据。该系列标准还包括《城市污水再生利用补充水源水质》和《城市污水再生利用工业用水水质》。

再生水的价格是污水再生利用市场化的核心要素。一方面，在再生水的水质和水量能满足安全性和稳定性的情况下，价格是决定需求的主要因素，合理的价格机制能够对再生水的需求产生经济激励。另一方面，再生水的价格水平又决定了污水再生利用是否能够得到足够的收益以满足其财务平衡的需求。因此为了培育再生水市场并为污水再生利用产业的良性运转提供资金保证，应当建立起再生水的收费制度，以补偿污水再生利用设施的投资、建设和运营的支出。

目前我国再生水的收费制度存在的主要问题是：再生水水价过低甚至没有价格，以及再生水的价格管制政策沿袭了传统的收益率管制政策。在前一种情况下，由于没有其他措施保证污水再生利用产业投资者的基本收益，使得该产业缺乏足够的市场资金投入。而后者可能会造成污水再生利用企业的成本膨胀，而不利于提高产业效率。因此，必须建立我国再生水价格的合理体系，保障我国污水再生利用产业的良性运行。

3 结语

污水再生利用产业在我国尚处于发展之初，未来是否能够发展到一定的市场规模，成为缓减水资源短缺和水污染严重的重要手段，不仅取决于其自身的经济技术可行性，还与政府的产业政策密切相关。健全的污水再生利用产业政策可以发展污水再生利用产业，扩大再生水的需求，提高污水再生利用在解决水资源短缺的诸多解决方案中的重要性；可以规范污水再生利用产业，保障再生水安全性和经济效率目标的实现；可以激励污水再生利用企业提高运营效率、降低成本；可以优化政府职能，为污水再生利用产业的发展提供良好的体制环境。