城市污水再生利用的定位與發(fā)展方向
1. 城市污水再生利用的發(fā)展定位
城市污水再生利用是一個高度復(fù)雜的系統(tǒng)工程，涉及政策導(dǎo)向、目標(biāo)定位、用水途徑、水質(zhì)要求、技術(shù)選擇、安全保障、經(jīng)濟效益、公眾宣傳、價格差異、付費原則等多個層面（參見圖1）。從整體發(fā)展戰(zhàn)略上看，再生水的開發(fā)利用具有資源循環(huán)利用和環(huán)境質(zhì)量改善的雙重屬性（圖2），再生水的利用不僅可以增加有效供水量、緩解飲用水需求的增長，在缺水地區(qū)成為可靠的水源并降低用戶的用水成本，而且可以削減排入水體環(huán)境的污染物總量。再生水的資源目標(biāo)主要通過再生水的直接或者間接利用來實現(xiàn)，以緩解局部地區(qū)的缺水狀況。
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從更深層次來講，其重要功能是水污染物的削減，即再生水利用的環(huán)境戰(zhàn)略屬性。進一步延伸，就要更加強調(diào)整個污水的再生、復(fù)原過程，其目的不僅僅是污水的再生利用，而是水資源有效供給總量的最大化，這種最大化除了減少用水量和直接再生利用以外，更主要是強調(diào)通過人工強化的方式縮短水質(zhì)的自然復(fù)原周期（參見圖3）。
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根據(jù)城市再生水利用的雙重屬性，考慮再生水戰(zhàn)略的時候，應(yīng)該考慮得更為長遠，通過再生水的各種利用方式，實現(xiàn)水體環(huán)境質(zhì)量的整體改善，以保障飲用水水源的水質(zhì)水量安全。同時通過補充地下水來恢復(fù)地下水的水位，以及補充所有天然、城市的河流和湖泊的流量，這個功能在今后經(jīng)濟社會發(fā)展中的作用會越來越得到加強。但這些功能的實現(xiàn)有待于幾個關(guān)鍵因素的加強，包括公眾與企業(yè)接受程度、生產(chǎn)和配送成本、多供水途徑競爭價格因素等。
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2. 城市污水再生利用的技術(shù)導(dǎo)向選擇
就城市污水處理工藝技術(shù)應(yīng)用而言，我國20世紀(jì)80年代以前建設(shè)的城市污水處理廠大部分采用普通曝氣活性污泥法（或者僅為一級處理），80年代中期開始全面推行污水二級生物處理，80年代中后期開始研究和應(yīng)用污水生物除磷脫氮技術(shù)，90年代開始進入城市污水處理的快速發(fā)展階段，改良A/A/O等除磷脫氮工藝開始得到較為廣泛的推廣利用，污水處理廠的池型構(gòu)造和曝氣混合設(shè)備選擇呈現(xiàn)多樣化的發(fā)展特征。
進入新世紀(jì)后，再生水作為一種合法的替代水源，開始得到越來越廣泛的利用，與此同時，污水中特殊污染物、微量污染物的去除以及污水處理廠出水對環(huán)境的影響開始得到關(guān)注。隨著排放標(biāo)準(zhǔn)的提高和水環(huán)境質(zhì)量改善的實際需求，高性能、高標(biāo)準(zhǔn)、低消耗的除磷脫氮技術(shù)仍然是今后研究開發(fā)的重點方向。如圖4所示，城市污水的高標(biāo)準(zhǔn)處理和再生水利用將逐漸成為水系統(tǒng)良性循環(huán)的重要組成部分。
目前我國城市污水處理的目標(biāo)已經(jīng)開始由單純的“污水處理、達標(biāo)排放”轉(zhuǎn)變?yōu)橐运|(zhì)再生處理為核心的“水的循環(huán)再用”，由單純的“水污染控制”上升為“水生態(tài)的修復(fù)和恢復(fù)”。城市污水處理與再生利用的技術(shù)選擇呈現(xiàn)出多樣化的變化趨勢，例如：
（1）全面推行以除磷脫氮為核心的二級強化處理技術(shù)，并增加三級（深度）處理工藝，包括各種類型的絮凝沉淀技術(shù)、高效過濾技術(shù)和現(xiàn)代消毒技術(shù)，以及與人工濕地等生態(tài)凈化處理技術(shù)的結(jié)合，實現(xiàn)污水的再生利用或者達到一級A排放標(biāo)準(zhǔn)；
（2）由對污水單純凈化轉(zhuǎn)變?yōu)橐晕鬯疄樵系?ldquo;再生水制造廠”，采用當(dāng)代高新技術(shù)，如高標(biāo)準(zhǔn)除磷脫氮、微濾膜或超濾膜過濾、反滲透、膜生物反應(yīng)器等，使處理后的再生水達到各種用水途徑的水質(zhì)要求，包括高等級用水的要求。
（3）制訂相關(guān)法規(guī)、政策和標(biāo)準(zhǔn)，控制水污染物排放量；通過產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、實施清潔生產(chǎn)和工業(yè)節(jié)水，減少工業(yè)廢水及污染物排放；通過居民節(jié)水和使用低污染用品，減少生活污水及污染物排放。
3. 城市污水再生利用發(fā)展的幾個方向
（1）強制與自愿相結(jié)合，推動再生水的利用。在嚴(yán)重缺水城市，建議推行強制使用再生水為主的管理與經(jīng)濟措施，規(guī)定應(yīng)使用再生水的用戶范圍；在缺水城市和其他城市，主要以經(jīng)濟手段鼓勵再生水的生產(chǎn)與使用。資源型缺水城市積極實施以增加水源為主要目標(biāo)的城市污水再生利用工程，水質(zhì)型缺水城市積極實施以削減水污染負荷、提高城市水體水質(zhì)功能為主要目標(biāo)的城市污水再生利用工程。
（2）優(yōu)先考慮城市景觀環(huán)境和工業(yè)冷卻等方面的利用：考慮經(jīng)濟效率和社會效益，再生水應(yīng)首先供應(yīng)到具有合理水質(zhì)要求、較低生產(chǎn)和輸配成本的用戶。城市景觀水體和園林綠化通常是首選。對于工業(yè)用水和其它方面的城市雜用水，用戶的需水量相對恒定，對再生水收費也是可以承受的，可根據(jù)實際需求來確定是否優(yōu)先發(fā)展。近幾年，城市的快速發(fā)展導(dǎo)致城市景觀環(huán)境用水和雜用水用量的顯著增加，為再生水利用提供了潛力很大的市場需求。
（3）集中式再生水系統(tǒng)與就地（小區(qū)）型再生水系統(tǒng)相結(jié)合：集中式系統(tǒng)的主要限制因素是配水管道系統(tǒng)的高成本投入，北京就是典型的例子，管網(wǎng)投資占總投資的比例已經(jīng)很高，但仍然難以滿足實際需要。污水處理廠附近的用水區(qū)域適宜選用集中式系統(tǒng)；不同用戶的水質(zhì)要求類似且用水量較大的工業(yè)、景觀、河道補水和環(huán)境用水也適宜采用集中式系統(tǒng)。對于距離污水處理廠較遠或污水管網(wǎng)未能覆蓋的用水區(qū)域，適宜選用就地（小區(qū)）型再生水系統(tǒng)。一個再生水廠往往難以同時滿足各種用戶的不同水質(zhì)要求和供水需求，就地（小區(qū)）再生水系統(tǒng)可以成為較好的解決方案。在城市范圍內(nèi)，可以通過這兩種方式的不同組合應(yīng)用來獲得較高的靈活性和經(jīng)濟效率。
（4）建立城市污水再生利用的法規(guī)和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)：不論是政府推動還是市場驅(qū)動，都需要建立相應(yīng)的法規(guī)、政策和標(biāo)準(zhǔn)，對城市污水再生利用進行指導(dǎo)和監(jiān)督。而且，先進、經(jīng)濟和可行的再生水生產(chǎn)技術(shù)的選擇往往取決于合適的技術(shù)政策、標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的約束與指導(dǎo)。國家及城市有關(guān)部門有必要進一步增強城市污水再生利用政策法規(guī)、管理體制、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的研究和制定，并在實踐中驗證，不斷修訂和改進，以全面規(guī)范城市污水再生利用工程的規(guī)劃、立項、設(shè)計、建設(shè)、改造和運營管理。
（5）城市污水再生利用的綜合規(guī)劃與實施：目前還沒有建立城市污水再生利用的規(guī)劃機制。在城市建設(shè)總體規(guī)劃中，對水資源綜合利用的統(tǒng)一規(guī)劃考慮不多，尤其是污水再生利用規(guī)劃的納入方面。城市總體規(guī)劃和水資源利用規(guī)劃中有必要考慮城市污水再生利用規(guī)劃，并制訂專門的再生水規(guī)劃。污水處理的戰(zhàn)略目標(biāo)必須從傳統(tǒng)的“污水處理，達標(biāo)排放”轉(zhuǎn)變到“污水的再生與循環(huán)利用”。
（6）形成多元化的投資和市場競爭機制：再生水廠和配水管網(wǎng)的建設(shè)需要大量的資金，這肯定離不開政府財政資金的大力支持。但同時有必要建立一套能夠吸引多元化投資渠道的體系，其中包括水價改革的合理定價機制、消除市場準(zhǔn)入阻礙，以及為投資者建立統(tǒng)一的市場準(zhǔn)入標(biāo)準(zhǔn)和約束條件。需要引入和形成市場競爭機制，以提高再生水服務(wù)的運行效率并降低總服務(wù)成本。對于再生水的城市景觀與生態(tài)環(huán)境應(yīng)用，應(yīng)以公共資金支付為主。
（7）通過經(jīng)濟激勵政策推動再生水設(shè)施的市場化運營：只有在再生水價格合理，且足以回收投資和運行成本的前提下，再生水項目才能實現(xiàn)市場化運作。從案例調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，激勵機制和有效的水價機制仍在研究制定中，且較低的水價是主要的限制因素。必須對現(xiàn)行的飲用水、污水處理和再生水價格機制進行改革，保持不同水資源價格之間的合理差距。強烈建議政府制定多目標(biāo)的再生水價格政策，保障供應(yīng)商成本回收和合理的收益，避免市場壟斷，并通過合同或協(xié)議確保再生水使用單位的權(quán)利和利益。
（8）從機構(gòu)和管理方面提高再生水供給的服務(wù)水平：合理的服務(wù)價格水平下，再生水企業(yè)可以獨立的進行交易，履行相應(yīng)的責(zé)任，并提供合格的產(chǎn)品和服務(wù)。再生水服務(wù)可以認(rèn)為是城市供水的一部分，可以在現(xiàn)行的供水管理體系中增加更嚴(yán)格的水質(zhì)監(jiān)測和管理功能。在城市污水再生利用中，政府應(yīng)主要充當(dāng)監(jiān)督/管理者，政府應(yīng)采取激勵和約束政策，實現(xiàn)再生水服務(wù)的規(guī)模經(jīng)濟效益和競爭性環(huán)境條件，切實有效地推動城市污水再生利用工程設(shè)施的建設(shè)與運營，并建立有效監(jiān)控監(jiān)管體系。
（9）強化對城市污水再生利用技術(shù)的研究開發(fā)：積極推動和支持城市污水再生利用的基礎(chǔ)研究、應(yīng)用研究、技術(shù)集成和示范工程建設(shè)，開發(fā)新工藝、新流程、新技術(shù)、新材料和新設(shè)備，引進和推廣應(yīng)用各種先進適用技術(shù)，全面推動城市污水再生利用的產(chǎn)業(yè)化和工程化。應(yīng)重點通過工程應(yīng)用和生產(chǎn)性研究，大力解決再生水水質(zhì)保障、系統(tǒng)可靠性、供水穩(wěn)定性以及健康和安全等方面的問題。
（10）加強城市再生水利用的公眾宣傳和教育：實際上，目前仍有不少工業(yè)用戶和城市居民從本質(zhì)上將再生水看做污水，不愿意使用再生水。因此，有必要強化公眾宣傳，向用戶解釋水資源緊缺狀況和使用再生水的重要性，使其對再生水水質(zhì)和可靠性充滿信心。就公眾宣傳和教育而言，國家和地方政府應(yīng)充分利用可用的各種宣傳媒體，并注重工程示范。其中一個成功的方法就是邀請公眾參觀考察污水再生和利用設(shè)施。
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