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国外再生水利用之启示

2017-04-05范冬庆吴艳红崔晨曦

城市管理与科技 2016年6期
关键词:饮用水污水新生

范冬庆 吴艳红 崔晨曦

一、引言

我国水资源严重贫乏,由于长期过度开发,污染和超采正在成为流域内地下水的主要威胁。2016年1月,水利部公开的《地下水动态月报》显示,全国地下水普遍“水质较差”。地下水遭受污染将会对区域内的“水安全”产生严重威胁,不仅降低了水体的使用功能,而且进一步加剧了水资源短缺的矛盾。当前,在水资源形势日趋严峻和水资源面临巨大缺口的背景下,如何确保安全的水环境,缓解水资源的供需矛盾?做好再生水的利用工作成为治水的关键环节。在发达国家,再生水技术的发展和应用已有数十年,积累了相当成熟的经验,形成了减少洁净水使用、减少污水排放、实现水资源循环利用的用水理念。

本文结合美国、新加坡、日本、以色列城市再生水的利用情况,对其再生利用的目标、政策法规,以及规范标准进行分析,以为我国再生水综合利用提供借鉴并提出相关建议。

二、国外再生水利用实践

为解决日趋严重的缺水問题,许多国家和地区把再生水列为“城市第二水源”。与之相比,我国对再生水的研究和利用起步较晚,一直到20世纪80年代末,许多北方城市频频出现“水危机”后,污水再生利用的相关研究和技术才开始受到重视。所以,研究国外再生水利用对我国城市污水再生利用发展大有必要。

(一)美国再生水利用概况

1.美国再生水利用现状

再生水已成为美国城市水资源的重要组成部分,其主要用途包括农业灌溉、景观灌溉、工业回用、地下水回灌以及娱乐环境用水。其中,灌溉用水占总回用量的60%,工业用水占总用水量的30%左右,城市生活等其他方面的回用水量大约在10%。再生水的处理流程大致为:污水通过二级和二级强化处理后再经过包括微滤、活性炭吸附、反渗透和消毒等环节的高级处理,水质达到饮用水标准。这类水可以直接注入饮用水含水层,用作地面或地下饮用水水源的补充。

2.美国再生水利用规范与措施

目前,美国还没有直接针对再生水利用的全国性法规,只有一个推荐性的《污水回用指南2012》,各州在推荐指南的基础上,根据本州水资源的实际需求,规定必须在保护环境、有价回用,以及公众健康的前提下,设计、建设和运行再生水工程。除了推荐性的《污水回用指南2012》,许多州也颁布了各自的再生水法规或指南,比如加利福尼亚州,早在1912年就先于各州,开始了再治污水用于农业灌溉方面的实践。

加利福尼亚州关于再生水利用的主要法律规范有:《California Water Code,2011》(加州水法)、《Cafifornia Code of Regulation,2013》(加州管制法)、《Cafifornia Safe DNnking Water Act》(加州安全饮用水法)、《California Health and Safe Code,2011》(加州卫生安全法)等。政府部门严格规定:污水处理设施应当具有24小时处理污水的应急存贮槽及备用动力;处理厂与使用点之间不应迂回绕弯;应当安装多路初级处理及次级处理单元,确保某一单元不能工作时整个处理设施的正常运转。同时还明确要求,新建水厂必须具有良好的污水处理和再生水水质监测技术、工艺和设备;必须增加三级处理工艺流程;在生化处理二沉池后,必须增加过滤和消毒等流程。而对于原有的大型二级污水处理厂,强调必须设计、增加后续处理工艺。

3.美国再生水利用特色

美国再生水利用模式的主要特点是处理回用,很少直接用于城市生活杂用。再生水主要用于农业、工业、地下水回灌和娱乐景观等方面。在没有制定统一的再生水利用标准和法规的前提下,各州自行制定的、符合实际水资源利用情况的地方标准,具有一定的灵活性和适用性。

(二)新加坡再生水利用概况

1.新加坡再生水利用现状

在新加坡,再生水被称为“新生水”。新生水的工艺流程比再生水复杂,水质要求高,要达到饮用水标准。其大致的工艺流程为:城市污水经过完全收集后输送到污水处理厂,经过严格的二级处理后,再通过两个阶段的膜处理和紫外线消毒处理,成为新生水。早在2003年,新生水就已经作为自来水的一部分,成为新加坡的供水来源之一。

新加坡政府制定了新生水利用的2060年长远规划,政府每年投入大量资金,进行新生水的处理工艺研发,同时兴建污水处理厂。在新加坡,污水经过先进工艺处理后,各项技术指标均超过了一般的自来水,高于世界卫生组织规定的国际饮用水一般标准的50倍,得到了国民的一致认可。

2.新加坡再生水利用政策与措施

新加坡的水质监控追求的是水质的绝对安全。新加坡的再生水和饮用水执行同一标准,既包含了世界卫生组织《饮用水水质指引》,又考虑了新加坡的供水安全。该标准共有292项指标,既高于美国环保署(USEPA)制定的97项指标,又高于世界卫生组织制定的116项指标。

近年来,新加坡政府不断加强水质安全工作,通过技术进步,降低水质突发事件风险。比如,PUB在外引水的源头装有一个鱼苗生物传感器,一旦外引水出现异常,可迅速发现并及时采取应对措施,以防污染事件的扩大;定期检测水中的生物体,补充常规水质检测之不足;分析水中污染物变化以及对生物体的影响,既可快速分析水体的毒性,又可预测水体的潜在风险。这些措施的制定和落实,有效保障了国民的用水安全。

在设备维修方面,新加坡政府明确规定,只有获得PUB执照许可的水管工人,才能提供与饮用水有关的相关维修服务;对所采用的给排水管材、配件,必须符合相关规定和标准,以确保“供水链”安全不受损害。

3.新加坡再生水利用特色

新加坡政府立足于缺水的现实,通过制定严格的再生水标准,实现了用水途径的拓展和循环利用,为世界其他缺水城市再生水开发利用提供了经验。比如,在废水污水再利用方面,高度重视水资源的全方位管理;下大力兴建下水管道设施收集系统,有效收集废水污水;建设相对独立的排水系统和下水管道污水处理体系,扩大污水处理和再利用空间(有关新加坡再生水的介绍,下文将结合中新天津生态城项目建设做一简要介绍)。

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