湖北省污水资源化利用状况和模式研究

汪小龙，卢 路，蒋兆英

（1.湖北省水利厅，430071，武汉；2.长江水资源保护科学研究所，430051，武汉；3.湖北省水利水电规划勘测设计院，430064，武汉）

一、湖北省污水资源化利用现状

开展污水资源化利用研究是深入贯彻落实党中央、国务院关于污水资源化利用决策部署的重要途径和手段。以污水资源化利用为主题，收集和整理了湖北省污水再生利用基本资料，按照统计分类处理的方法，统计分析湖北省各地市再生水利用现状和需求情况，尽可能减少投入，增加和扩大污水再生利用的范围和程度，对湖北省污水资源化利用中存在的问题、制约、模式等一系列科学问题进行了分析和研究，因地制宜提出了湖北省污水资源化利用推荐模式提升再生水利用效率。

2021 年，国家发展改革委等十部门联合印发《关于推进污水资源化利用的指导意见》，明确要求“创新污水资源化利用服务模式，鼓励第三方服务企业提供整体解决方案”“探索形成可复制、可推广的污水资源化利用模式”。湖北省按照国家污水资源化利用要求，积极推进污水资源化工作，并取得初步成效，现状湖北省城市污水处理率超过86%，再生水利用率达到16.11%。但湖北省尚未出台再生水利用模式选择的指导性文件，导致部分区域再生水利用模式选择不当，污水再生利用方向不明，或设备闲置、资金浪费。

湖北省地处亚热带季风区，雨量丰沛但时空分布不均，降雨南多北少且集中在汛期，多年平均年降雨量1164 mm，多年平均地表水资源量989.32亿m3，地下水资源量290.25亿m3，扣除重复计算量268.58亿m3，全省水资源总量1010.99亿m3。人均水资源量1724 m3，在全国排第11位。

1.再生水利用总体情况

2002—2021年，湖北省污水处理总量呈显著增长趋势，再生水利用量总体呈增长趋势（见图1）。污水处理总量从8.1 亿m3增长至30.5 亿m3，增长了2.8 倍；再生水利用量从0.08亿m3增长至4.9亿m3，增长了60倍；再生水利用率从0.99%增长至16.1%。具体变化过程为：再生水利用量在2006 年以前呈缓慢增长趋势，2007—2016年基本保持稳定，2017年以后呈快速增长趋势；再生水利用率波动较大，出现先升后降再升的趋势，其中2002 年为0.99%，2009 年涨至12.28%，随后下降，2016年降至7.64%，2017年后呈现上升趋势，至2020年达到最高值17.11%。

图1 湖北省2002—2021年污水处理和再生水利用变化情况

“十三五”期间，湖北省再生水利用率由2015年的8.0%上升到2020年的17.11%，增加1.1倍；再生水利用量由2015年的1.52亿m3增加到2020年的4.77亿m3，增加2.14倍。这说明“十三五”期间，最严格水资源管理制度、国家节水行动、污水资源化利用等一系列政策措施对再生水利用起到了积极推动作用。

2.污水处理再生利用现状

2021年湖北省再生水利用总量为49 125.94万m3，全省再生水利用率为16.10%，前三名城市分别是武汉市、宜昌市和仙桃市，再生水利用率分别为27.93%、24.70%和18.66%；再生水利用率最低的三个城市分别是襄阳市、荆州市和神农架林区，再生水利用率分别为0.19%、0.21%和0.71%；其他城市再生水利用率为1.23%～11.63%，恩施州和潜江市暂未使用再生水。总体来说，湖北省各地市2021年再生水利用率普遍偏低，满足节水型城市目标（超过15%）的城市仅3个，占比17.6%；再生水利用率高于10%、低于15%的城市2个，占比11.8%；再生水利用率低于10%的城市12个，占比70.6%。2021年湖北省再生水利用统计成果见表1。

表1 2021年湖北省各地市污水资源化利用情况

2021 年湖北省再生水主要用于生态环境、工业、城市杂用、农业灌溉、绿地，再生水利用比例分别为81.9%、15%、2.7%、0.3%和0.1%（见表2）。其中，生态环境用水主要用于河湖生态补水，工业用水主要有冷却水、锅炉用水、工艺用水等，城市杂用水主要有城市街道清扫用水、车辆冲洗用水、建筑施工用水和消防用水等，绿地用水主要用于城市景观浇水。

表2 2021年湖北省各地市污水资源化利用类别占比统计 单位：%

从以上统计及分析结果来看，目前湖北省污水资源化利用最大用户为生态环境用水，其次是城市杂用水（除武汉），工业用水仅在武汉市利用，绿地和农业灌溉用水仅在十堰市和宜昌市少量使用。总的来说，除武汉市外，湖北省其他城市的污水资源化利用率普遍较低，污水资源化利用广度及深度都不够，未来污水资源化利用潜力很大。

二、湖北省污水资源化利用存在的问题

1.相关标准不完善，分质用水难度大

当前，湖北省污水排放和污水资源化利用均执行国家相关标准，二者存在级差，导致污水处理厂尾水很难直接被利用。另外，国家标准过于宽泛，缺乏针对性，地方按照国家标准很难做到“优水优用，劣水劣用”。如何针对湖北省再生水实际需求，在统筹考虑技术与经济可行性前提下，统一污水利用标准，保障分质用水，是湖北省拓展再生水应用途径面临的难题。

2.污水再生利用模式不清，规划方案落地难

当前国家层面没有出台指导地方污水再生利用模式的文件，湖北省各地规划的污水再生利用模式各不相同，有的地区规划的模式与本地情况不匹配，导致设备闲置、资金浪费。《湖北省节约用水条例》明确要求因地制宜建设再生水处理利用设施，污水再生利用也同样应因地制宜选择再生水利用模式。对湖北省现有或规划的污水再生利用模式进行统计可以发现，除武汉市外，湖北省其他地区多采用组合式污水再生利用模式。该模式对地理环境要求较高，占地面积较大，但总体投资较省，后期维护工作量较大。使用该模式的部分城市，由于经费紧张导致后期维护困难，甚至因缺少用户、再生水输送设施投资过高等原因，导致工程未完成，使得污水再生利用规划方案难以落地。

3.基础设施不完善，再生水利用率低

湖北省尚未开展按需供水、分质供水工作。2021年湖北省再生水利用率为16.1%，而北京、深圳、昆明等非常规水利用先进地区的再生水利用率均超过50%。湖北省各地市经济发展水平不同，导致污水再生利用设施建设程度参差不齐，污水再生利用水平不高，用水效率总体偏低，部分地区污水收集率不高，管网漏损率过高，尤其是农村地区污水管网错接、破损等情况相对严重，管网漏损率超过20%，导致再生水利用率偏低。另外各地对再生水利用的重要性认识不到位，加之宣传力度不够，社会公众水忧患意识、节水意识、水资源保护意识不强，对非常规水利用的必要性、紧迫性缺乏了解，导致非常规水可供水量较大，但实际利用量较少。

三、湖北省污水资源化利用建议

1.总体思路

湖北省污水资源化利用总体思路：首先，采用统计分类处理方法，统计分析各地市再生水利用和需求情况，考虑各地制约条件和潜力，尽可能在现状基础上，以最小的改变扩大污水再生利用范围，加深利用程度。其次，在污水资源化利用实施时，尽可能减少或简化再生水输配管网建设，优先考虑节水潜力，使再生水的生产与消费基本平衡，以维系再生水利用的长期稳定。最后，充分考虑国家有关政策规定、湖北各地区对再生水的需求现状以及再生水水源布设特点，提出区域污水资源化利用推荐模式，实现再生水利用效率的最大限度提升。

2.再生水利用原则

根据湖北省再生水利用现状，考虑污水再生利用资金不足、地方标准不足和利用模式不清等制约因素，提出四项再生水利用原则，包括直接生产再生水，尽可能减少或简化再生水管网建设，优先用于生态补水、景观环境用水、市政杂用水，以及就近利用。

考虑城市污水以集中处理为主的现实和发展趋势，提出再生水集中利用模式，即由集中式污水处理厂生产可以满足观赏性景观环境用水和城市绿化、道路洒扫等杂用水要求的再生水，直接送入城市湿地、河流等水体，既解决城市生态用水，又可以作为城市绿化和道路洒扫等杂用水源。

在相对独立的社区，可以采取自收集、自处理、自利用的分散循环模式。该模式不需要复杂的城市再生水输配管网系统，仅依靠社区内观赏性景观环境水体与建筑物内部中水利用管网就可以达到再生水生产与利用水量的平衡，既节约水资源，又可实现污水零排放的目标。

工业用水大户可以采取就近原则，采取污水就近利用或自行处理利用模式。城市污水厂按照用户需求生产再生水，或利用城市污水管网就近取水自行生产，或委托专业水务公司生产再生水，以达到节水效果，实现经济效益。

四、湖北省污水资源化利用模式分析及推荐

根据《湖北省非常规水利用实施方案（2022年）》，2030 年湖北省再生水利用量为44.36 亿m3，其中生态用水、工业生产、农业灌溉、市政杂用对再生水需求量分 别 为29.23 亿m3、8.26 亿m3、4.25 亿m3、2.62 亿m3。各地市2030年各类再生水需求量占比见表3。湖北省污水资源化利用推荐模式详见表4。

表3 湖北省各地市2030年各类再生水需求量占比 单位：%

表4 湖北省污水资源化利用推荐模式

2030 年，湖北省各地市再生水利用需求主要为生态用水，占比65.9%。在统计的17 个地市中，生态用水比例超过70%的城市有8 个，分别为宜昌市、鄂州市、孝感市、荆州市、咸宁市、仙桃市、天门市和潜江市，其中天门市生态用水占比最高，达90.2%；生态用水比例超过40%、低于70%的有5 个，分别为武汉市、十堰市、荆门市、黄冈市和恩施自治州；其他4 个城市生态用水低于40%。对照污水再生利用模式特点，生态用水占比较高的城市适宜采用集中式和组合式污水资源化利用模式。

工业生产方面，黄石市、襄阳市、武汉市和神农架林区再生水利用需求量较高，分别占总需求量的56.1%、47.7%、30.2%和28.2%。对照污水再生利用模式特点，工业用水占比较高的地区可采用分布式和组合式污水资源化利用模式，考虑到神农架林区再生水利用量较小，且存在地形限制，加之林区对水环境要求较高的特点，推荐采用集中式污水资源化利用模式。

农业灌溉方面，神农架林区、恩施自治州、随州市和荆门市再生水利用需求量较大，农业灌溉用水占再生水总需求量的57.7%、39.4%、29.0%和23.0%。对照污水再生利用模式特点，农业灌溉再生水需求较高的地区可采用组合式污水资源化利用模式。

市政杂用方面，黄石市、神农架林区、黄冈市和武汉市再生水利用需求量较大，市政杂用水占再生水总需求量的20.8%、14.3%、11.8%和11.6%。对照污水再生利用模式特点，市政杂用水再生水需求较高的地区可采用集中式和组合式污水资源化利用模式。

武汉市再生水需求量较大，再生水需求分布相对均衡，污水再生利用各模式都适用。其他地区受再生水需求量和污水处理厂技术改造要求的限制，适用模式各异。