摘
要:我國是一個水資源短缺的國家,要解決缺水問題,必須長期堅持“開源與節流并重,節流優先,治污為本,科學開源,綜合利用”的原則。污水資源化是節水治污的重要措施,要因地制宜,采取綜合措施,做好這項工作。
關鍵詞:污水資源化;節水;中水利用
我國是一個水資源短缺的國家,人均水資源量僅為世界平均水平的1/4,而且水資源的時空分布不均,南方水多,北方水少;豐水年水多,枯水年水少;夏秋降雨多,冬春降雨少。北方廣大地區的生活、生產和生態用水,越來越短缺,這已經成為制約我國國民經濟、社會發展和生態環境保護的重要因素。要解決缺水問題,必須長期堅持“開源與節流并重,節流優先,治污為本,科學開源,綜合利用”的原則。污水資源化,既是一項節水措施,也是一項治污措施,兼有經濟效益、社會效益和生態效益。下面著重對城市污水資源化(或叫中水利用)做一些淺析。
一、中水利用具有節水、治污、增效多種效益
中水利用是根據用水戶對水質的需求,將工業和生活的廢污水經過處理后再利用,中水利用也稱作中水回用或者再生水利用。中水利用在國外已經有較長的歷史,以色列的中水回用率由1974年的8%發展到目前的80%以上,美國已經有350多個城市采取了污水處理后回用,日本東京地區將三河島污水處理廠處理過的水用于300多家工廠。污水資源化已經成為許多國家解決用水問題和保護環境的重要措施。我國的污水資源化研究始于20世紀80年代,目前已經有一批污水處理廠建設或設計中考慮了污水處理回用工程。
隨著工業和城市的發展,在用水量不斷增加的同時,廢污水的排放量相應增加?目前,全國每年的污水排放量近600億m3,其中建制市污水排放總量大約350億m3。所帶來的問題,一是大量城市和工業企業嚴重缺水;二是水質變差、生態和水環境惡化的趨勢不斷加。蝗谴罅康乃Y源“農轉非”,農業灌溉受到影響。據環保部門監測,全國已有近90%的城鎮飲用水水源受到污染,約50%的重點城鎮的集中飲用水水源不符合取水標準。要統籌解決這些問題,加大污水資源化的力度是一種必然選擇。這一項措施,效益好,潛力大,一舉數得。
從資源的角度說,越是缺水的城市,新辟水源越難,而這些城市的污水資源還是很多的,大體相當于供水量的70%左右。這些廢污水,目前大部分未經處理直接排放掉,這些排放掉的污水,一部分污染了江河湖海,一部分滲入地下污染了地下水,還有一部分被用做農田灌溉,對土壤和農作物造成有害的影響。經過處理后的污水,處理的標準比較低,在城市和工業中回用的量很少。
從水質角度說,冷卻用水、環境用水、沖洗用水、基建用水等對水質要求不高,污水處理廠供應的中水是可以代替自來水的。
從工程的角度說,中水回用主要是增加處理設備和鋪設輸水管道。而增加自來水則需要水源工程、水廠、輸水管網等一系列工程,其工程量比中水回用的工程量大得多。所以,中水回用比通過新建水源工程增加自來水供水能力周期短、見效快,規模分期靈活性大。
從經濟效益的角度說,用水戶可以節省水費,降低生產成本。在缺水城市,通過新建水源工程增加自來水供水能力,每方的供水成本,比用中水的成本要高得多。新建水庫或者長距離的引水工程,1m3水的成本一般在2元以上,有的已超過每立方米6元/m3,而中水的成本與其相比,一般可節約50%以上。經過合理確定中水價格,污水處理廠的產品有了用戶,排掉的廢水變成了商品水,收取一定的資金,有助于解決開工不足的問題。
從生態效益的角度說,中水回用促進污水處理,有利于改善生態,有利于環境保護,而如果不注意污水處理,只注重增加供水,則供水越多,污水越多,生態環境越差。污水經過深度處理后,可減少排放BOD、COD等各種有害成分,對改善環境質量起到積極作用。
水資源是有限的,而國民經濟和社會的發展是無限的,要想解決有限與無限的矛盾,就必須不斷提高水的利用效率。農業上提高用水效率,需要加強各種形式的節水。工業和生活節水,提高水的重復利用率的潛力非常大。雖然一部分工業企業經過技術改造后,內部用水的重復利用率已經比較高,但大部分工業企業(包括鄉鎮企業)的重復利用率還比較低,經過污水處理廠處理過的水,在工業和生活中的回用率就更低了,從整體上可以說基本上沒有回用。
從不同的角度都可以說明,中水回用,變廢為寶,既是當務之急,也是一項戰略性的措施,一舉多得,勢在必行。
二、因地制宜,采取綜合措施,加大中水利用的力度
從目前情況來看,中水回用的制約因素:一是認識問題,對解決缺水的措施,相當一部分人還是偏重于開辟傳統水源,對中水回用等非傳統水源和節水沒有引起足夠重視;二是政策方面還缺乏鼓勵中水回用的措施;三是供水水價和自備井的水資源費偏低;四是一些地區的供排水仍在沿用老的管理體制,不利于中水回用;五是中水回用的技術設備水平還不夠先進,質量指標體系也不完善;六是投入力度不大,污水處理廠的建設、運行管理和鋪設輸送中水的管道,均缺乏資金。要解決這些問題,需要在行政、經濟、技術、法律、宣傳等方面采取一系列措施。
1.全面規劃,分期實施,先易后難,注重實效
各地區特別是缺水地區,制定城市水資源綜合利用規劃,要把中水利用作為一個重要組成部分列入其中,要把再生水這個非傳統水資源納入水資源的統一管理和調配。中水利用問題涉及面很廣,涉及水資源工程布局、城市建設、產業結構、技術改造等多方面,所以要做好全面規劃。比如水資源方面,對當地水與外調水的關系,地表水與地下水的關系,新鮮水與再生水的關系,都要做好全面分析和比較,統籌考慮經濟、社會與生態效益,處理好人口、資源與環境的關系,按可持續發展的戰略和“兩個轉變”的要求,調整思路和用水結構,做好充分考慮中水回用的水資源規劃。中水回用規劃與其他規劃互為因果,應該互相推動。污水處理廠的布局和建設,要有利于中水回用。在做中水回用規劃的同時,可以選擇一些比較容易操作、效益好的項目先行實施,比如離污水處理廠較近的、可以用中水的工業企業,可優先考慮。缺水地區在規劃建設城市污水處理設施時,要同時安排中水回用設施的建設;城市大型公共建筑和公共供水管網覆蓋范圍外的自備水源單位,應盡早建立中水回用系統,可在試點的基礎上加快推廣速度。
2.處理好供需雙方利益關系
對中水用戶來說,所關心的一是水質滿足要求,二是經濟效益。從目前的技術水平來看,環境用水、基建用水、洗車用水以及大部分工業用水特別是冷卻水對水質的要求是可以滿足的(有些暫時不能滿足的,可以先維持用原來的水源)。按照目前大部分城市的水價,改用中水以后,企業是有賬可算的,今后進一步提高自來水的價格以后,用中水的比較經濟效益將更好。為了鼓勵中水回用,政府可以在價格、管道鋪設等方面制定一系列優惠政策。
污水處理企業,可以收取一定的中水水費,由原來的公益性企業,變為經營性或者半經營性、半公益性的企業,有利于提高自身發展能力,擴大污水處理量,F在有些污水處理設施,之所以“三天打魚,兩天曬網”,開開停停,主要是因為缺少運行經費。逐步形成中水市場后,就可以緩解污水處理經費不足的問題,實現以回用促治污。
3.保證中水的水質滿足要求
中水利用,關鍵是中水能用?砂凑沼脩魧|量的要求,由污水處理廠采取相應的技術措施。中水用戶的布局,一般可按照“由近及遠,先易后難”的原則進行,首先可安排離污水處理廠較近、水質可以滿足的用水大戶。工廠內或者生活小區內可以自成系統搞中水回用。對于用水量大,并且以冷卻水為主的工業,如電力、鋼鐵、化工等工業部門,不與反應物相接觸的間接冷卻水,除溫度升高外,水質并未受到污染,完全有條件進行再利用。鋼鐵工業中的間接冷卻水通常占總用水量的2/3以上,化工工業中的冷卻水占總用水量的70%左右。在生產過程中,各個工藝對水質和水溫的要求并不一樣,可以把水分成幾個等級,串聯起來逐級使用,一水多用。
4.實行清污分流,降低污水處理和中水利用成本
在企業、生活小區或者家庭內部,對不同水質、不同用途的水,實行清污分流,是方便中水回用、減少廢污水排放量的有效措施。能回用的水與不能回用的水分開,可生物處理的水與不可用生物處理的水分開,能分開的水越多,越有利于回用。對特殊性質的廢污水采用不同的方法處理和回用;對有共同性質的廢污水集中起來處理;分散處理與集中處理相結合,分散回用與集中回用相結合。為了做到不同水質的分流,需要設置相應的管道系統,這一點在技術上不難做到的,其關鍵:一是要做好規劃,凡缺水地區,今后在城市建設、房屋建筑、企業技術改造、產業發展等規劃中,都應統籌考慮清污分流、中水回用的措施;即使是家庭,也可以做到小范圍的清污分流與中水回用。二是運用經濟杠桿,提高清污分流、中水回用的經濟效益,水價越高,中水回用的作用與優勢就越明顯,企業和家庭對中水回用的積極性和自覺性也就越高。
5.推進技術創新與機制創新,加快實現中水回用產業化
處理廢污水的基本方法,通常分為物理法、化學法、生物法和混合法。按處理程度的要求,一般劃分為一級處理、二級處理與三級處理。廢污水處理的程度,決定于治理后的利用或排放去向,F在,污水處理廠處理過的水,之所以中水回用量少,在規劃技術方面的原因,一是缺乏輸送中水的管道,二是三級處理(也稱深度處理)的技術還有待提高,對處理后水質的標準、檢測、鑒定等缺乏科學完整的指標體系。隨著科學技術的發展,污水處理技術也應該不斷創新,對一些較難處理的污染物的處理技術,應進行多學科的聯合攻關。對如何提高效能、降低成本,也需要在技術上提供支撐。通過加強科研與推廣,把污水處理與中水回用的工藝,提高到一個新水平,促使中水回用盡快實現產業化。
現在有些城市的供水、排水、節水和水源分屬不同的部門和機構管理,由于職能設置、互相之間配合不夠等原因,在一定程度上影響了效率和效益。應逐步實行政企分開,政事分開,按照責權利結合的原則,培養一批以技術為龍頭,以資本為紐帶,經營水務的經濟實體,建設和經營供排水。應因地制宜地發展城市和工業供水經營主體的多元化。通過事業單位的轉制和重組,發展中介機構,為企業和政府提供咨詢和技術服務。通過多種措施,建立有利于污水處理和中水回用的、適應社會主義市場經濟的管理體制和運營機制。
6.加大政策與法律、法規的力度
中水回用,特別是經過污水處理廠處理的中水,在二、三產業和家庭中的回用,在我國尚處在起步階段,規模還比較小,需要在政策上給予一定的支持。一方面,利用價格、投資等經濟杠桿,鼓勵中水回用;另一方面,對一部分用水戶,特別是工業用水大戶,用行政措施促使其用中水替代原來的自來水或者自備水源。經過實踐證明是切實可行的做法和經驗,應該上升到法律高度,給予肯定,在新制定和修改法律、法規文件過程中,可予以適當考慮。
7.在調整各種供排水的價格、收費標準的同時,合理確定中水價格,促進和鼓勵中水利用
關于各種水的定價原則,國務院和有關部門已經多次明確,今后關鍵是要加大落實的力度。制定和調整水利工程供水價格的基本原則是“補償成本,合理贏利,公平負擔”。要加大水資源費的征收力度,逐步提高征收標準,用經濟辦法制約用戶隨意打井,保護和合理利用地下水資源。污水處理費要按照補償合理成本和微利的原則逐步調整到合理水平。中水的定價原則,可按照使用中水“所產生的經濟效益由供水單位和用水戶分享的原則,核定水費標準”。通過改革價格管理體制和運行機制,處理好傳統水價格、中水價格、水資源費以及污水處理費之間的關系,是促進中水回用的關鍵措施。
8.加強前期工作,加大投資力度
在近期內實施的項目,要按照基本建設程序做好前期工作。在前期工作中,需要對污水處理廠、中水用戶以及輸水管道系統,從水質、水量、成本、效益等多方面進行論證,選擇技術可行、經濟合理的方案。為了明確責權利關系,中水的供需雙方應該事先簽訂供水合同。
在進行前期工作的同時,應該多渠道落實建設和運行管理的資金。目前的污水處理廠建設資金和運行費用的資金來源:一是無償資金,即各級財政預算內撥款和收取的污水治理費;二是有償資金,即利用國內外銀行貸款,償還貸款也是靠無償資金。用自來水改成用中水以后,會給污水處理廠和用水戶都帶來一定的經濟效益,所以供需雙方都應該承擔一定的建設和運行費用,也可向銀行貸款。鋪設輸送中水的管道所需的資金,有必要適當補助一定的財政性資金。通過中水回用,降低了企業的用水成本,也節省了建設水源工程的投資,具有比較好的經濟效益。