我国污水资源化利用的驱动和约束因素探析

马 涛，刘九夫，彭安帮，郑 皓，邓晰元，郑锦涛，杨 娜

（南京水利科学研究院，210029，南京）

污水资源化利用作为缓解水资源供需矛盾、改善水生态环境质量的重要举措，在我国得到了大力发展。根据《中国水资源公报》统计数据，近10 年来，我国污水处理再生利用量逐年提升，由2008 年的21.7 亿m3提高到了2018 年的73.5 亿m3，增幅达239%。污水资源化利用在缓解我国水资源短缺局面、提高区域水资源保障能力等方面发挥了重要作用。但总体而言，我国的污水资源化利用水平不高。《中国水资源公报》统计数据显示，2018 年我国的废污水排放总量为750亿m3，而污水处理再生利用量仅为73.5 亿m3，回用率不足10%；2018 年我国的供水总量为6 015.5 亿m3，其中污水处理再生利用量仅占1.2%。

一方面，随着经济社会发展水平的不断提高，我国迫切需要加大污水资源化利用力度，以进一步提高水资源保障能力；而另一方面，实践中还存在一些制约因素，限制了我国污水资源化利用的发展。本文重点分析目前我国污水资源化利用实践工作中的驱动因素和约束因素，以期为污水资源化利用潜力评价指标体系建立提供参考，为污水资源化利用管理工作提供决策支撑。

一、污水资源化利用的驱动因素

从需求侧和供给侧两个方面，按照“需要利用、可以利用、便于利用”的思路，分析驱动我国开展污水资源化利用工作的主要因素，可归纳为水资源短缺、可用领域广泛、水源相对稳定等。

1.水资源短缺

水资源短缺是污水资源化利用的主要驱动力。从需求侧来看，水资源短缺是污水资源化利用最主要的驱动因素。当常规水资源不能满足经济社会发展需要时，资源化污水、淡化海水等非常规水源对常规水资源的补充和替代价值就变得更加突出。根据《中国水资源公报》，2018 年全国资源化污水、淡化海水等非常规水源开发利用总量为86.4 亿m3，其中北京、江苏、山东、河南、河北5 省（直辖市）合计为40.2 亿m3，约占全国非常规水源开发利用量的一半。目前我国非常规水源开发利用主要集中在极度缺水的黄淮海流域。伴随气候变化、人口增长、工业化和城镇化进程加快，未来我国水资源供需矛盾将更加严峻，污水资源化利用的需求将更为迫切。

2.可用领域广泛

广泛的可用领域是驱动我国开展污水资源化利用的主要因素之一。用户是污水资源化利用的出口，有广泛的利用领域和足够的利用量需求是大力发展污水资源化利用的前提和动力。目前，国内外开展的污水资源化利用实践工作中，在农林牧渔业用水、城市杂用水、工业用水、环境用水、补充水源用水等领域均有大量成功应用案例。

3.水源相对稳定

水源优势是驱动我国开展污水资源化利用的又一个重要因素。从供给侧来看，再生水具有分布面广、水量水质相对稳定、受气候和季节变动影响小等特点，与淡化海水、咸水、矿井水等非常规水源受地域分布影响较大、集蓄雨水受气候和季节变动影响较大相比，再生水利用具有显著的水源优势，被公认为“城市第二水源”。根据住房和城乡建设部统计数据，截至2013 年年底，我国已有651 个设市城市建有污水处理厂，占设市城市总数的99.1%（2013 年全国城市总数657 个）；截至2017 年年底，我国已建成城市污水处理厂2 209 座，平均每个城市3.34 座（2017 年全国城市总数661 个），污水资源化利用具有良好的地域空间优势和工作基础。近年来我国废污水排放总量基本维持在750 亿m3以上，2017 年城市污水处理厂总处理能力已达1.57 亿m3/d，可供污水资源化利用的水量极为可观。按照不同用途和标准，对污水加以处理并再生利用，同一出水的再生水水质相对稳定。

二、污水资源化利用的约束因素

约束因素并非制约因素。当约束因素条件较好时，可以促进污水资源化利用的发展；当约束因素条件较差时，将会制约污水资源化利用的发展。

污水资源化利用涉及环节众多，包括工程、经济、技术、政策、自然、社会等多个方面，约束因素之间错综复杂、相互影响。本文将污水资源化利用的约束因素大致划分为：工程条件约束、经济效益约束、技术水平约束、政策法规约束、生态环境约束、社会认可约束六个方面，分别评价其对我国污水资源化利用的促进和制约作用。

1.工程条件约束

在污水处理设施方面，近20 年来，我国污水处理设施建设速度不断提升。根据《2017 年城乡建设统计年鉴》，截至2017 年，我国已建成城市污水处理厂2 209 座、县城污水处理厂1 572 座，但大多采用传统工艺，出水水质较差。近年来，我国加大污水处理厂提标改造力度，一级A 达标排放的污水处理厂数量不断增加，但出水水质仍为劣V 类。在资源化利用设施方面，截至2017 年，我国市政再生水生产能力达0.36 亿m3/d，不足当年污水处理能力的1/4。尽管如此，按照当年再生水利用量计算，2017 年市政再生水生产设施实际运行折算天数仅为199 天，即只有55%左右的产能得到有效发挥，再生水设施利用率偏低、闲置现象严重。造成这个问题的原因是多方面的，涉及政策、市场机制等多个环节，表现在工程方面的一个主要原因是配套管网建设滞后。截至2017 年，我国市政再生水管网建设长度只有1.29 万km，与污水排水管网长度63.03 万km 相差甚远，且大多是点对点管网或主干管网，配套管网建设覆盖率低，有水用不了的“最后一公里”问题突出。配套管网建设滞后，与资金渠道单一、没有纳入城市基础设施范围、缺乏统一建设规划等诸多因素密切相关。

2.经济效益约束

近20 年来，我国对污水处理和再生利用设施建设投资显著增加。根据《2017 年城乡建设统计年鉴》，2001年我国污水处理和再生利用设施建设投资为116.4 亿元，2017 年增长到了450.8 亿元（不包括污泥处置投资），资金投入不断加大，为污水资源化利用提供了有力的保障条件。然而，其中再生利用设施建设投资占比不高，2017 年全国再生水利用设施建设投资只有29.7 亿元，仅占当年污水处理和再生水利用设施建设总投资的6.6%。2009—2017 年，全国再生水利用设施建设总投资只有504.7 亿元，其中北京359.0 亿元，其他30 个省（自治区、直辖市）9 年总投资仅145.7 亿元。导致这个问题的原因也是多方面的，一方面污水资源化利用是一项公益事业，需要国家和地方政府在基础设施建设等方面予以扶持；另一方面，再生水生产成本较高，价格缺乏竞争优势，水价形成机制尚未理顺，导致很多地区缺乏污水资源化利用的积极性。

3.技术水平约束

近年来，我国污水资源化利用技术发展速度较快，已经形成了许多成熟的技术。据不完全统计，目前全国范围内污水处理工艺有30 种左右，其中较为主流的有氧化沟、A2/O 工艺（厌氧-缺氧-好氧工艺）、传统活性污泥法、SBR 工艺（序批式活性污泥法）、A/O 工艺（厌氧-好氧工艺）、生物膜法6 种工艺，我国掌握的部分工艺技术已与世界先进水平同步，为污水资源化利用提供了有力的技术支撑。在城市再生水厂处理工艺方面，我国再生水厂建设时间主要集中在2000年之后，2000—2005 年期间修建的再生水厂主要以混凝-沉淀-过滤（老三段）工艺为主，2005 年以后修建的再生水厂主要以膜处理工艺或生物处理工艺为主。现有的再生水处理工艺中，膜生物反应器（MBR）工艺具有处理水质优异、节省占地等突出优势，但其工程投资和运行费用较高，不适合在大中型污水处理厂大规模推广应用；双膜法（超滤/微滤+反渗透）处理效果最好，出水水质最优，但其投资和运行费用也最高。党的十八大以来，我国生态文明建设呈现加速发展新局面，对污水资源化利用“低碳绿色”技术的需求更为迫切，亟须进一步加强污水资源化利用技术的研发和创新，提升污水处理效果，降低污水处理和资源化利用费用。

4.政策法规约束

“十五”期间，我国首次将污水资源化利用纳入国民经济和社会发展计划。之后，《中华人民共和国水法》《中华人民共和国循环经济促进法》《中共中央国务院关于加快水利改革发展的决定》《国务院关于实行最严格水资源管理制度的意见》《国务院关于印发水污染防治行动计划的通知》等一系列法律法规文件，对大力开展污水资源化利用提出了明确的要求。同时，我国相继印发了《城市污水再生利用 城市杂用水水质》《城市污水再生利用景观环境用水水质》《城市污水再生利用 地下水回灌水质》《城市污水再生利用 工业用水水质》《城市污水再生利用 农田灌溉用水水质》《城市污水再生利用 绿地灌溉水质》等一系列国家标准和行业标准，极大地提高了污水资源化利用的法制化和标准化管理水平，有力地促进了我国污水资源化利用的发展。然而，除水法、水污染防治法、循环经济促进法等法律有关条款外，国家层面尚无节水、污水资源化利用等方面的法律法规，导致污水资源化利用工作无法可依。同时，我国现行的标准之间还存在不协调、不衔接的情况，例如《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB 18918—2002）中对污水处理厂排放水质的最高标准要求，与《地表水环境质量标准》（GB 3838—2002）中最低水质要求相比仍有较大差距，导致污水资源化利用实践工作中存在疑虑。另外，我国在财政、税收、投融资、价格等方面，对污水资源化利用的扶持、激励政策尚不完善，一定程度上限制了污水资源化利用的发展。

5.生态环境约束

一方面，污水资源化利用可以缓解水资源短缺局面，减轻江河、湖泊、水库及地下水体的严重污染问题，有效改善水生态环境质量；另一方面，污水资源化利用中的出水、出料、出气等排出物也可能会危及生态环境安全。因此，对生态环境的影响也是污水资源化利用中必须要考虑的一个重要约束因素。在再生水利用对生态环境的影响方面，再生水用途不同，引发的生态环境安全风险也有差异。例如，未达标处理的再生水，用于农业灌溉，可能会对土壤的理化性质、作物品质等产生负面影响；补充景观水体，可能会引发水体的富营养化，严重时会导致鱼类大量窒息死亡；参与工业生产后，排放水的温度、盐分、化学污染物等会对接纳的自然生态环境产生影响。此外，污水资源化利用中产生的浓水、污泥、废气等对生态环境的影响问题也不容忽视。

6.社会认可约束

污水资源化利用需要全社会的共同参与。公众作为污水资源化利用的终端用户，其认知和参与程度是影响污水资源化推广利用的关键因素。公众对污水资源化利用的接受程度与再生水同人类接触的可能性、健康风险、水质认知等因素密切相关。目前，由于了解的信息不充分、受传统观念影响等原因，社会公众对再生水利用存在误解，对使用再生水的健康风险存在担忧，对污水资源化推广利用造成了一定阻力。

三、结语

污水资源化利用是一项系统工程，涉及政策体系、体制机制、经济技术、自然环境、人文社会等多个方面，各因素间相互影响、相互制约、错综复杂。作为解决我国新时期水资源短缺、改善水生态环境的重要举措，污水资源化利用应作为一项国家战略，强化顶层设计、统筹规划、协同推进，为国家水安全和生态文明建设战略实施提供保障。