❶ 部分国家水资源循环利用及其效果
4.3.1 美国水资源循环利用及其效果
美国城市废水的再生与回用起步较早。目前全美回用城市废水量达9.37×108m3/d,包括①回用灌溉5.81×108m3/d(占62%),其中农业灌溉2.75×108m3/d,景观灌溉0.46×108m3/d,其他为2.6×108m3/d;②工业回用2.86×108m3/d(占31.6%),其中工艺用水0.91×108m3/d,冷却水回用1.96×108m3/d,锅炉补给水0.09×108m3/d;③回灌地下水0.47×108m3/d;④其他回用(娱乐、养鱼、野生动物栖息地等)0.13×108m3/d。
全美有再生水回用点536个,其中加州有238个。下面介绍美国废水再生与回用的几个实例。
①加利福尼亚州橘子县21世纪水厂再生水回灌地下。橘子县由于超量开采地下水,造成地下水位低于海平面,促使海水不断流向内陆,致使地下淡水退化不宜饮用。为防止地下水位下降造成海水入侵,橘子县早在1965年就开始研究将三级处理出水回灌地下,以阻止海水入侵。橘子县为此兴建了“21世纪水厂”,该厂设计能力为5678m3/d。原水为城市污水二级处理出水,进一步经沉淀、过滤和活性碳处理后回灌地下水。由于回灌地下总溶解性固体的限制为500mg/L,因此一部分再生水在回灌地下水之前还采用反渗透法进行了脱盐。21世纪水厂的净化水通过23座多点注入管井分别注入四个蓄水层,与深层蓄水层井水以2∶1的比例混合以阻止海水的入侵。该项工程表明:人工控制海水入侵是可行的;城市废水经深度处理后能够达到饮用水水质标准;工程经长期运行证明稳定、可靠。
②佛罗里达州圣彼得堡的废水再生与回用。圣彼得堡是城市废水回用的先驱之一。1978年实施了双配水系统,供给用户两种质量的水(饮用水和非饮用水),再生水开始用于非饮用目的的使用。1991年该市向7000多户家庭及办公楼提供再生水8×104m3/d,并用作公园、操场、高尔夫球场灌溉用水以及空调系统冷却水和消防用水。该市共有四座废水处理厂,总处理能力达270×103m3/d;采用活性污泥生物处理工艺,并附加有铝盐混凝、过滤及消毒处理,双管输水系统管道共长420km。通过10口深井将多余的再生水注入盐水蓄水层,一年间平均约有60%的再生水注入深井。由于使用再生水,节约了优质水,因此尽管该市人口增加了10%,但饮用水仍能满足供应。
③亚利桑那州派洛浮弟核电站回用再生水作冷却水。派洛浮弟核电站是美国最大的核电站。第三期三个反应堆分别于1982、1984及1986年投产,每个发电能力为1270MW。此外拟再建二个反应堆。核电站地处沙漠,严重干旱,因此采用再生水作为冷却水。再生水来自二座城市废水处理的二级生物处理出水,输至核电站再经补充处理,使之达到所需水质。该核电站采用冷却水系统,补给水约200×104m3/d。
4.3.1.2 美国水资源循环利用效果
近50年,美国的用水反映了一个完成了工业化任务进入后工业化的国家在不同时期的用水变化过程(如图4.1)。美国国民经济总用水量1950年仅为2500亿m3左右,其中农业为第一用水大户。此后,用水量随着美国经济的发展持续增长,到1980年达到峰值,为6100亿m3左右。1980年后,用水量明显回落,并基本稳定在5500亿m3左右。至2000年,工业用水减少,用水总量回落至4800亿m3左右。
图4.1 1950~2000年美国用水量变化图
1950~1980年的30年是美国国家经济用水的快速增长期,其间美国经济高速发展,以冶金、化工为主导的重工业发展迅速,工业用水随着这些高耗水产业的发展快速增长,由1950年的1063亿m3增长到1980年的3500亿m3;农业用水虽然也在快速增长,但增长幅度小于工业,工业成为第一用水大户。1980年后,以电子产业为主的新兴工业和服务业成为拉动经济增长的主导产业,服务业在国内生产总值中的比重不断上升,同时技术进步使得用水效率大幅提高,工业、农业用水量不断下降,使得总用水量进入基本稳定并略有下降的时期。尽管生活用水有所变动,但因所占比例较小,对需水变化的总体影响不大。
4.3.2 日本水资源循环利用及其效果
4.3.2.1 日本的废水再生与回用
近20多年来日本在废水再生和利用方面进行了大量研究开发和工程建设。1986年城市废水回用量达6300×104m3/d,占全部城市废水处理量的0.8%。再生水主要回用于中水道、工业用水、农田灌溉、河道补给水等。各种用途及其所占的比例为:中水道系统为40%、工业用水29%、农业用水15%、景观与除雪16%。中水道系统是日本污水回用的典型代表。1988年日本共建有中水道844套,其中办公楼、学校为大户。学校占18.1%、办公楼占17.3%、公共楼房占9.2%、工厂占8.4%。中水道再生水主要用于冲洗厕所(占37%)、冲洗马路(占16%)、浇灌城市绿地(占15%)、冷却水(占9%)、冲洗汽车(占7%)、其他(景观、消防等)为16%。
4.3.2.2 日本水资源循环利用效果
根据日本通商产业省和国土厅的统计调查资料,1965年以来,日本工业与生活用水增长较为迅速,其中工业用水量在1965~1975年的10年间增长了1.5倍,生活用水量增长1.3倍,是日本用水增长最快的时期,随着工业化和城镇化进程的加快,日本依靠节水来抑制需求的快速增长。日本工业用水的重复利用率1965年为36%,1975年上升至67%,2000年达到78%。城镇供水系统通过及时更换老化的自来水管道防止管道漏水,提高节水器具普及率,并积极鼓励使用中水、雨水等非传统水源。农业方面,鼓励兴建废水处理设施,用经过净化处理的废水灌溉农田,改变传统灌溉方式,推广节水灌溉技术。自20世纪70年代以来,日本用水量基本稳定在900亿m3左右(如图4.2)农业用水趋于稳定,工业用水缓慢降低,生活用水稳定增长。日本由于资源贫乏,用水量较大的能源、原材料工业在国民经济中所占比重较小,科技含量高的加工制造业发达,工业用水并未像美国那样由于产业结构的调整呈现大起大落的现象。
图4.2 1950~2000年日本用水量变化图
4.3.3 其他国家水资源循环利用及其效果
世界上第一座将城市废水再生水直接用作饮用水源的回收厂设在纳米比亚的首都温德和克市。该回收厂于1968年投产,第一阶段产水量为2300m3/d,正常处理能力可达4500m3/d,以后增至6200m3/d。原水为城市废水厂二级生物处理出水,处理流程如图4.3。
图4.3 城市废水厂二级生物处理流程
深度处理水的水质经严格的水质监测,证明符合世界卫生组织(WHO)及美国环保局发布的标准。
以色列属于半干旱国家,再生水已成为该国的重要水资源之一。100%的生活废水和72%的城市废水已经回用。据1987年资料,全国废水2.5×108m3,处理量达2.18×108m3,处理率接近90%。再生水用作灌溉达1.046×108m3(占42%),回灌地下为0.7×108m3(占29%左右),排海水量0.7×108m3(占29%左右).废水处理后贮存于废水库。全国共修建127座废水库,其中地面废水库123座,地下废水库4座。废水进行农业灌溉之前一般通过稳定塘系统处理。有些城市将城市二级生物处理出水,再经物化处理后回用于工业冷却水。此外,废水经深度处理后回灌地下水,再抽出至管网系统,或并入国家水资源调配系统,输送至南部地区,或用于一般供水系统,最南部地区甚至将它作为饮用水源。由于采取了上述废水回用的措施,以色列大大提高了水资源的有效利用,从而缓和了水资源短缺对社会经济发展的制约作用。
科威特利用经三级处理后的城市废水进行农业灌溉。印度截至1985年,至少有200家农场利用城市废水进行灌溉,面积达23000hm2。沙特阿拉伯1975年利用再生水量90000m3/d,2000年计划用水量为190×104m3/d,将有10%取自经二级处理乃至三级处理后的城市废水再生水。
❷ 中水系统的再生水
再生水也是污水处理厂处理达标水,一般为二级处理,具有不受气候影响、不与临近地区争水、就地可取、稳定可靠、保证率高等优点。再生水即所谓“中水”,是沿用了日本的叫法,通常人们把自来水叫做“上水”,把污水叫做“下水”,而再生水的水质介于上水和下水之间,故名“中水”.再生水虽不能饮用,但它可以用于一些水质要求不高的场合,如冲洗厕所、冲洗汽车、喷洒道路、绿化等。再生水工程技术可以认为是一种介于建筑物生活给水系统与排水系统之间的杂用供水技术。再生水的水质指标低于城市给水中饮用水水质指标,但高于污染水允许排入地面水体的排放标准。
再生水是城市的第二水源。城市污水再生利用是提高水资源综合利用率,减轻水体污染的有效途径之一。再生水合理回用既能减少水环境污染,又可以缓解水资源紧缺的矛盾,是贯彻可持续发展的重要措施。污水的再生利用和资源化具有可观的社会效益,环境效益和经济效益,已经成为世界各国解决水问题的必选。 再生水是缓解水资源短缺的有效途径
据有关资料统计,城市供水的80%转化为污水,经收集处理后,其中70%的再生水可以再次循环使用。这意味着通过污水回用,可以在现有供水量不变的情况下,使城市的可用水量至少增加50%以上。世界各国无不重视再生水利用,再生水作为一种合法的替代水源,正在得到越来越广泛的利用,并成为城市水资源的重要组成部分。
再生水是实现水资源可持续利用的重要环节
水是城市发展的基础性资源和战略性经济资源,随着城市化进程和经济的发展,以及日趋严重的环境污染,水资源日趋紧张,成为制约城市发展的瓶颈。推进污水深度处理,普及再生水利用是人类与自然协调发展、创造良好水环境、促进循环型城市发展进程的重要举措。
国际上,对于水资源的管理目标已发生重大变化,即从控制水、开发水、利用水转变为以水质再生为核心的“水的循环再用”和“水生态的修复和恢复”,从根本上实现水生态的良性循环,保障水资源的可持续利用。
再生水的利用能带来可观的效益
再生水合理利用不但有很好的经济效益,而且其社会和生态效益也是巨大的。首先,随着城市自来水价格的提高,再生水运行成本的进一步降低,以及回用水量的增大,经济效益将会越来越突出;其次,再生水合理利用能维持生态平衡,有效的保护水资源,改变传统的“开采一利用一排放”开采模式,实现水资源的良性循环,并对城市的水资源紧缺状况起到了积极的缓解作用,具有一长远的社会效益;第三,再生水合理利用的生态效益体现在不但可以清除废污水对城市环境的不利影响,而且可以进一步净化环境,美化环境。 再生水水量大、水质稳定、受季节和气候影响小,是一种十分宝贵的水资源。再生水使用方式很多,按与用户的关系可分为直接使用与间接使用,直接使用又可以分为就地使用与集中使用。多数国家的再生水主要用于农田灌溉,以间接使用为主;日本等少数国家的再生水则主要用于城市非饮用水,以就地使用为主;新趋势是用于城市环境“水景观”的环境用水。
再生水的用途很多,可以用于农田灌溉、园林绿化(公园、校园、高速公路绿带、高尔夫球场、公墓、绿带和住宅区等)、工业(冷却水、锅炉水工艺用水)、大型建筑冲洗以及游乐与环境(改善湖泊、池塘、沼泽地,增大河水流量和鱼类养殖等),还有消防、空调和水冲厕等市政杂用。
根据再生水利用的用途,再生水可回用于地下水回灌用水,工业用水,农、林、牧业用水,城市非饮用水,景观环境用水等五类。再生水回用于地下水回灌,可用于地下水源补给、防治海水入侵、防治地面沉降;再生水回用于工业可作为冷却用水、洗涤用水和锅炉用水等方面;再生水用于农、林、牧业用水可作为粮食作物、经济作物的灌溉、种植与育苗、林木、观赏植物的灌溉、种植与育苗、家畜和家禽用水。 评价再生水中病原体微生物对人体健康的影响主要有两种方法。
1、现实风险评价方法
也称低技术方法,以流行病学研究为基础,结合现有污水处理技术对病原体的处理效果,分析再生水回用的健康风险。世界各国的再生水回用水质标准多采用此法制定,如美国的回用水指南。
评价再生水中病原体微生物对人体健康的影响主要有两种方法。
表:再生水用于非限制性灌溉的水质标准 制定机构或地区 类型 根据公众健康提出的水质要求 美国环保局(EPA, 1992) 指南 所有样品中,粪大肠菌数不能超过14MPN/100mL,这一数值意味着实际当中将检测不出粪大肠菌,二级处理后应进行混凝、沉淀、过滤和消毒处理。 亚利桑那 法规 总大肠菌数不能超过2.2 MPN/100mL(中间值)和25 MPN/100mL(单个样品)。 加利福尼亚
(CA/T-22,1978) 法规 粪大肠菌数不超过2.2 MPN/100mL(每月不得少于一份样品中的大肠菌有机物不可超过23 MPN/100mL);二级处理后要有过滤和消毒处理。 科罗拉多 指南 总大肠菌数不能超过2.2MPN/100mL(中间值);出水需经氧化、混凝、沉淀、过滤和消毒处理。 佛罗里达 法规 以30d为期,在75%的样品中粪大肠菌数不能超过25 MPN/100 mL,二级处理加过滤和深度消毒;COD 20mg/l(年平均值),TSS 5mg/L(单样品)。 佐治亚 指南 粪大肠菌数不能超过30 MPN/100mL;要求经过生化处理(BOD 30mg/l,TSS 30mg/l)。 爱达荷 法规 总大肠菌数不能超过2.2MPN/100mL(中间值);二级出水要求混凝、沉淀、过滤和消毒处理。 印第安纳 法规 粪大肠菌数不能超过100 MPN/100mL(中间值),2 000MPN/100mL(单个样品)。 北卡罗来 法规 粪大肠菌数不能超过1MPN/100mL,要求经过三级处理(TSS月平均值为5rng/L,日最大值10mg/L)。 新墨西哥 指南 粪大肠菌数不能超过1 000 MPN/100mL。 俄勒冈 法规 总大肠菌数不能超过2.2MPN/100mL(中间值)和23 MPN/100mL(单个样品);要求二级处理后,应进行混凝、沉淀、过滤和消毒处理。 得克萨斯 法规 粪大肠菌数不能超过75MPN/100mL;经过氧化塘系统处理后最低应达到BOD20mg/l,采用其它工艺BOD应达到10 mg/l。 犹他 法规 总大肠菌数和粪大肠菌数分别不能超过2 000 MPN/100mL,200MPN/100 mL(千均30d);要求经过二级处理后BOD 25 mg/L和TSS 25 mg/l(平均30 d)。 华盛顿 指南 总大肠菌数不能超过2.2MPN/100mL(平均值)和24 MPN/100 mL(单个样品);最低要求经过包括过滤的二级处理。 怀俄明 法规 粪大肠菌数不能超过200 MPN/100mL,出水BOD不超过10mg/l…(日均值)。 加拿大(阿尔伯达) 法规 (在大于20%的样品中)总大肠菌数不能超过1 000 MPN/100mL(几何平均数),粪大肠菌数不能超过200MPN/100mL;灌溉蔬菜的回用水的总大肠菌数不能超过2 400 MPN/100mL(在任何一天)。 塞浦路斯(1997) 标准 粪大肠菌数在每月80%的样品中不超过50MPN/100mL,最大允许值100MPN/100mL;肠道线虫不超过1个/l;三级处理后接消毒处理。 以色列(1978) 规定 总大肠菌数在50%的样品中不超过2,2MPN/100mL,在80%的样品不能超过12MPN/100mL;二级处理或相当于二级处理(例如:长期贮存过程)接消毒处理。 约旦 法规 粪大肠菌数低于200 MPN/100mL。 科威特 标准 总大肠菌数低于100 MPN/mL;经过深度处理之后BOD和TSS均低于10mg/l。 澳大利亚(新南威尔士) 指南 耐高温大肠菌数低于10MPN/100mL(中间值);最低处理要求二级处理和过滤,出水浊度不超过2NTU 沙特阿拉伯 法规 总大肠菌数低于2.2 MPN/100mL,BOD和TSS均低于10mg/L。 突尼斯(1975) 法规/法律 肠道线虫小于等于1个/l,最低处理要求稳定塘或相当工艺。 世界卫生组织(1989) 指南 为降低健康风险,粪大肠菌数(灌溉用水)<200MPN/100mL,肠道线虫≤1个/l;要有一级、二级处理过程,适当增加过滤和消毒过程。 2、定量风险评价方法
也称高技术/高费用/低风险方法。它定量地评价再生水在回用过程中暴露于病原体的人类健康风险。其评价程序与化学污染物风险评价程序相同,包括:
①危害识别:识别再生水中可能含有的人们关注的病原体;
②暴露评价:确定再生水在使用过程中,人暴露于病原体的途径、持续时间和暴露量;
③剂量~反应关系评价:根据病原体的剂量反应关系,估算与人的实际暴露水平相似的条件下的感染概率;
④风险特征分析:依据暴露和剂量反应的假设,计算理论风险。 现状
进入21世纪前后,在中国水资源日趋紧张的背景下,再生水利用开始受到中国政府的重视。到2009年,中国污水再生利用率(污水再生利用量/污水处理率)在15%左右,而污水再生利用量/污水排放量的比率仅为5%左右。
再生水利用的必要性
在中国,水资源严重短缺的事实致使城市地表水与地下水的可开采空间越来越小,甚至造成生态环境的严重破坏,然而水资源的供求矛盾依然没有得到缓解,并且有愈演愈烈的趋势。与此同时,污水的排放量还在急剧增加,未经处理或处理未达标的污水直接排放于水体仍然比较常见,还在不断污染着环境.为此,很多专家建议:解决城市缺水,要节流先行,治污为本,多渠道开源。南水北调是一项大开源工程,涉及许多问题,一时难以实现。鉴于再生水具有诸多优点,其合理利用变得尤为迫切和必要,并且其合理利用也是符合可持续发展规律的。按照可持续发展战略,一个城市的发展必须立足于当地的自然条件,即对自然资源的开发利用“满足当代人的需求,又不危及后代人满足其需要”。污水再生回用既可有效节约清洁水资源,又可减轻水污染,是实施可持续发展的重要措施。另外,再生水合理利用也是满足城市绿化和河湖景观用水的需要。伴随着城市人们生活水平的提高,外部环境质量也将越来越重视,城市绿化和河湖景观用水呈T级剧增。由于城市绿化和河湖景观用水量对水质要求不是很高,可以用再生水替代。
再生水利用的可行性
再生水合理利用系统是一个比较复杂的系统,涉及到社会、经济、环境、资源等诸多系统,每个子系统由诸多要素构成,其中主要因素有:城市基础条件、自来水价格、再生水水质、公众的接受程度等,这些因素之间又是相互制约相互影响。以北京为例,从以下几方面说明污水回用的可行性。
例如北京市污水处理厂建设速度加快,且位于城市附近,便于再生水就近回用。按照北京环境质量治理规划,在规划建设30多座污水处理厂的基础上,又建设了14座污水深度处理厂,同时建设相应的排水管网。城市排水管网的完善和污水厂的建立为污水回用创造了条件。再生水的回用与《2008年奥运会申办报告》中的承诺也是一致的,北京市在2008年的污水回用于绿化、河湖环境、市政杂用和农业灌溉用水等,回用率达到了50% 。
水质指标的实现是污水作为水资源回用的前提。随着水处理技术的发展,能达到一定水质的处理技术是成熟的。传统的深度处理工艺譬如混凝沉淀+过滤消毒、臭氧活性炭吸附、过滤膜处理、活性炭和膜处理的组合工艺及其先进的膜处理技术、强化二级处理技术等等,根据回用水质的要求及现有的经济条件,合理选择都会达到回用水质标准。
长期以来,自来水价格一直偏低,随着北京水资源形式日趋严峻,自来水价格将会逐步提高。据初步测算,再生水的处理和输送成本为1. 50元/m3左右,略低于自来水价格。待南水北调中线引水进京后,其源水的价格为2. 18-3. 9元/m3,若城市自来水以此为水源,自来水价格定会大幅度上涨。另一方面,随着处理技术的提高,再生水的处理费用将会进一步降低。所以越来越大的价格差距将会促进再生水的使用,考虑到经济效益,一些企业是愿意接受再生水的。
公众心理上对污水回用的接受程度也是污水回用项目能否得到推广的一个重要因素.北京市的民意测验表明,污水回用于浇灌绿地、浇洒道路、冲厕、洗车等方面时,有85%的人是可以接受的。随着政府宣传力度的加大,公众环保意识的增强,民众会逐渐接受再生水的回用。
发展目标
2006年,中国建设部、科技部联合制定并颁布了《城市污水再生利用技术政策》,确定国家城市污水再生利用的目标是:到2010年,北方缺水城市的再生水直接利用率要达到城市污水排放量的10%~15%,南方沿海缺水城市达到5%~10%;到2015年北方地区缺水城市要达到20%~25%,南方沿海缺水城市要达到10%~15%。
使用方式
1、直接使用与间接使用相结合,因地制宜。
2、直接使用中,就地使用与集中使用相结合,因时制宜。
使用范围
1、城市用水与农村用水相结合,城市优先。
2、城市用水中,工业用水与其他用水相结合,工业优先。
3、从持续发展的观点看,再生水应主要用于地下水回灌。
再生水回用相关术语
①个别循环
个别建筑物的污水再生水回用于该建筑物内利用的方式。
②地区循环
比较集中的地区,例如住宅小区、市区再开发区域等的多个建筑物,污水再生水共同回用的方式。
③广域循环
城市下水道的污水再生水在较大范围内回用于建筑物等利用的方式。
④厕所冲洗用水利用
再生水用于冲洗马桶。附有洗手用水箱的马桶不能使用。
⑤洒水用水利用
再生水用于浇洒公园、绿地的草坪和树木等以及用于冲洗街面道路的利用。
⑥景观用水利用
以人不接触为前提,再生水的舒适利用。
⑦亲水用水利用
以人接触为前提,再生水的舒适利用。
⑧再生利用设施
污水处理水经再生处理,为再利用而设置的再处理设施、输配水设施以及利用设备的一整套工程设施。
⑨再生处理设施
污水处理水经必要处理(砂过滤、加氯处理等)工程设施的总称。用于厕所冲洗水等利用。
⑩输配水设施
再生水从再生处理设施到利用设备的输配水设施的总称。
注:景观用水、亲水用水利用定义的“人体接触”是指小溪流的手足浸入、身体部分接触,而非是洗澡等全身性的接触。水与身体部分接触的例子有水流中捉鱼、划船、钓鱼等活动。
❸ 京津冀都市圈再生水资源生产和利用分析
2008年京津冀都市圈水资源总量为220.48亿m3,污水处理量24.615亿m3,相当于水资源总量的11.16%。污水排放总量为31.975亿m3,污水处理率达到77.03%,高于全国平均水平;再生水利用总量7.1995亿m3,再生水回用率29.25%,高于全国平均水平(表7.7)。
表7.7 2008年京津冀都市圈再生水处理和利用情况表
资料来源:中国城市建设统计年鉴2008,北京市统计年鉴2008,天津市统计年鉴2008,河北省统计年鉴2008。
污水处理率是污水处理量与污水排放量之比,再生水利用率是再生水使用量与再生水产量之比,有广义和狭义之分,广义再生水利用率计算时,再生水使用量包括表7.7中所列的各种用途的使用量,狭义的再生水利用率计算时,再生水使用量不包括表7.7各种用途中的补充水源水。京津冀都市圈内再生水利用率是指狭义的利用率。
从上面的数据可以看出,三地污水处理率均达到70%以上,但是再生水利用率较低,仅为29.25%。从狭义角度,再生水资源没有得到充分利用。京津冀都市圈内各省市再生水利用率差距较大,其中北京市再生水利用率最高,达到57.55%,高于京津冀都市圈和全国平均水平;河北省和天津市分别为12.08%和1.65%,均低于京津冀都市圈水平。
7.3.1 京津冀都市圈再生水生产能力分析
再生水生产能力从污水处理厂建设情况、污水管道建设情况和污水处理能力三个方面进行分析。
7.3.1.1 污水处理厂建设情况
污水处理厂是再生水生产的单位及载体,它直接关系到污水处理覆盖面及再生水开发利用的程度。
京津冀都市圈污水处理厂建设近几年取得很大进展。2000年污水处理厂只有18个,到2009年达到201个,10年中污水处理厂数量翻了11倍多。三地污水处理厂个数呈逐年增加趋势。从2005年开始,三地污水处理厂建设速度明显加快,特别是2007年以后,由于河北省增加了污水处理厂设施建设投入,京津冀都市圈污水处理厂建设飞速发展,两年数量翻一番(表7.8,图7.1)。
表7.8 2000~2009年京津冀都市圈污水处理厂数量变化情况
资料来源:中国水网。
图7.1 2000~2009年京津冀都市圈污水处理厂建设变化趋势图
从图7.1还可以看出,京津冀都市圈污水处理厂建设起点较低,建设速度很快,这是因为“十一五”以来,我国更加注重节能和环保,循环经济发展迅速,这为京津冀都市圈再生水生产基础设施建设提供了良好的宏观环境。
7.3.1.2 污水管道建设情况
污水管道建设投入较大,它是再生水生产的前提,是污水处理厂污水来源的主要通道。京津冀都市圈近几年污水管道建设长度和污水管道密度都呈上升趋势,截至2008年京津冀都市圈污水管道长度达到14966km,污水管道密度为4.3km/km2,超过全国平均水平。其中北京市污水管道长度4458km,比2002年增加1800km,增幅达66.7%,在京津冀都市圈内建设速度最慢,污水管道密度3.40km/km2,略低于京津冀都市圈平均水平,高于全国平均水平;天津市污水管道长度达到6194km,比2002年增加3648km,增幅146.77%,在京津冀都市圈内建设速度最快,污水管道密度9.67km/km2,高于京津冀都市圈和全国平均水平;河北省污水管道长度达4314km,比2002年增加2595.4km,增幅151.01%,建设速度在京津冀都市圈内排在第二位,污水管道密度2.82km/km2,小于京津冀都市圈和全国平均水平(表7.9,图7.2,图7.3)。
表7.9 2002~2008年京津冀都市圈污水管道长度及密度情况
注:2005年全国污水管道长度为理估计论值;2005年北京市建成面积为理论估计值。
资料来源:中国城市建设统计年鉴2002~2008。
图7.22002~2008年京津冀都市圈污水处理管道长度变化趋势图
图7.3 2002~2008年京津冀都市圈污水管道密度变化趋势图
另外,在图7.3中我们可以看出,天津市污水管道密度虽然高于京津冀都市圈和全国平均水平,但是,2007年以来,污水管道密度开始呈下降趋势,原因是近几年天津市城区建设速度加快,污水管道等基础设施建设相对缓慢。
总之,2001年以来京津冀都市圈污水处理设施建设取得了一定的成效。
7.3.1.3 污水处理能力情况
京津冀都市圈年污水处理能力和日污水处理能力显著提高。
第一,再生水总量是再生水处理规模的重要指标。从2001~2007年,京津冀都市圈污水排放总量呈上升趋势,2008年开始出现负增长,但总量仍维持在较高水平。总体上升趋势较缓慢,2004年上升速度最快,达到15.11%;2007年最慢,只有0.47%。年污水处理量自2001年以来一直呈上升趋势,其中2004年和2006年增幅较大,超过20%;2007年增幅较小,只有3.98%。可以看出,随着污水排放量的变化,京津冀都市圈污水处理总量也基本呈同方向变化趋势(表7.10,图7.4),再生水处理规模逐年加大。
第二,日处理量是地区污水处理效率的重要指标。京津冀都市圈污水日处理量从2001年到2008年也是呈上升趋势。2003年开始,处理量有较大幅度增长,特别是河北省和天津市,增速较快,2005年以后河北省污水日处理量超过北京,在京津冀都市圈内排在第一位(表7.10,图7.5)。日处理量上升有两个原因,第一是圈内加快了污水处理厂建设速度,第二是污水处理厂实际处理能力的提高。
第三,污水处理率是衡量一个地区污水处理能力的一个重要指标。京津冀都市圈污水处理率也呈上升趋势,从2001年52.03%增加到2008年的77.03%。从这个指标来看,2001年以来京津冀都市圈污水处理能力一直超过全国平均水平,在京津冀都市圈内部,北京市的处理能力最强(表7.11,图7.6)。
表7.10 2001~2008年京津冀都市圈污水处理情况表
注:2005年河北省年污水排放量为理论估计值;2002年北京市、天津市,2005年天津年污水处理量为理论估计值。
资料来源:中国城市建设统计年鉴2001~2008。
图7.4 2001~2008年京津冀都市圈年污水排放量和年污水处理量变化趋势图
图7.5 2001~2008年京津冀都市圈污水日处理量变化趋势图
表7.11 2001~2008年京津冀都市圈污水处理率 单位:%
资料来源:中国城市建设统计年鉴2001~2008。
图7.6 2001~2008年京津冀都市圈污水处理率变化情况
总之,京津冀都市圈污水处理总量和日处理量都是逐年增长的,污水处理能力有了显著提高。然而,由于起步晚、基础弱,京津冀都市圈再生水生产能力与发达国家相比还有很大的差距。例如,京津冀都市圈2008年的污水处理率只有77.03%,以色列1987年处理率就已经接近90%,落后发达国家30年左右;京津冀都市圈内北京市的城八区2007年达到90%,也落后发达国家20年。
7.3.2 京津冀都市圈再生水利用情况
再生水利用情况主要从利用总量、利用效率及原因三个方面分析。
7.3.2.1 利用总量
2006~2008年,京津冀都市圈再生水利用总量呈增长趋势,从4.13亿t增加到7.20亿t,增加3.07亿t,增幅74.33%,增速较快。但是,京津冀都市圈利用再生水、节约清洁水的比例还比较小,到2008年才达到2.81%。所以,如果能进一步提高再生水利用率将可节约更多的清洁水源。
从2008年,京津冀都市圈各省市再生水利用总量与用水总量比例来看(节约清洁水比例),北京再生水利用总量6亿t,是河北省的5倍多、天津市的75倍;再生水利用总量与用水总量比例北京市17.09%,天津市和河北省分别为0.37%和0.56%。这说明北京市再生水利用水平在京津冀都市圈内遥遥领先于其他省市(表7.12)。
表7.12 2006~2008年北京利用再生水节约清洁水情况表单位:亿m3
资料来源:中国城市建设统计年鉴2006~2008,北京市经济年鉴2006~2008,天津市经济年鉴2006~2008,河北省经济年鉴2006~2008。
2006~2008年,京津冀都市圈的用水总量大于清洁水资源量,所以,再生水的使用,不仅弥补了这个缺口,而且还节约了清洁水的使用量。分析三地再生水利用率最高的北京的情况,北京再生水使用量逐年增加,清洁水用量逐年减少,清洁水节约量逐年提高,2008年节约率达到17.09%,再生水的替代作用逐年显现(表7.12~表7.16)。这对于一个典型的资源型缺水地区来说,无疑是个令人鼓舞的福音。
表7.13 2006~2008年天津再生水节约清洁水情况表 单位:亿m3
表7.14 2006~2008年河北再生水节约清洁水情况表 单位:亿m3
表7.15 2006~2008年京津冀都市圈再生水节约清洁水情况表 单位:亿m3
表7.16 2006~2008年全国再生水节约清洁水情况表 单位:亿m3
随着经济、社会的发展,人口的增加,水资源总量与用水量之间的缺口会越来越大。如果不提高再生水使用量来加以弥补,将会使各地对外调用水的依存度不断增加。这不仅会使用水成本增加,而且还会使地区间因水资源配置不均,产生用水矛盾,进而引起更广、更深的社会矛盾。所以,提高各地再生水利用量,节约清洁水使用量,是今后必须要走的路。
7.3.2.2 再生水利用率
再生水利用率等于再生水利用量与再生水生产总量的比率(再生水生产量按100%的污水都被净化为再生水计算的),是衡量再生水利用效率的重要指标。京津冀都市圈近几年再生水利用率变化情况见表7.17及图7.7。
京津冀都市圈再生水利用效率也是逐年提高的,2006年再生水利用率19.34%,到2008年达到29.24%,高于全国平均水平。但是,目前利用效率仍然较低,再生水利用率还不到30%。仅2008年一年,京津冀都市圈就有17.42亿m3再生水未得到充分利用,占2008年京津冀都市圈水资源总量的7.9%,这一比例对于水资源严重不足的京津冀都市圈来说是非常巨大的。另外,从京津冀都市圈内各省市再生水利用效率来看,北京市再生水利用效率最高,2008年已经达到57.53%,河北省12.09%,天津市只有1.65%。
另外,与发达国家相比,京津冀都市圈再生水利用水平也存在巨大差距。例如,1987年以色列72%的城市污水都已经回用,京津冀都市圈内再生水利用率最高的北京市才接近60%。
表7.17 2006~2008京津冀都市圈再生水利用率%
资料来源:中国城市建设统计年鉴。
图7.7 京津冀都市圈再生水利用率柱状图
7.3.3 京津冀都市圈再生水利用率低下原因分析
截至2008年,京津冀都市圈再生水生产设施建设取得了一定的成效,污水处理总量也得到了提高。但是,京津冀都市圈再生水利用总量只有7.2亿m3,只相当于京津冀都市圈用水总量的2.81%,再生水利用率只有29.25%,再生水利用效率低(表7.18)。下面就再生水利用效率低下原因进行简要分析。
表7.18 2008年京津冀都市圈再生水生产和利用情况表
资料来源:中国城市建设统计年鉴2008,北京市统计年鉴2008,天津市统计年鉴2008,河北省统计年鉴2008。
第一,再生水价格偏低,影响再生水生产。目前,北京市居民使用的自来水价格已上涨为4元/t(表7.19),而再生水依然维持在1元/t,但是,实际上部分再生水生产企业平均运行成本超过1元/m3,再生水定价过低,使再生水生产单位亏本运行,影响了正常运营管理,部分再生水生产设备不能满负荷运转,或者出水水质低于设计标准。
第二,虽然目前京津冀都市圈水资源紧缺,但是还没有达到威胁饮用水的程度,所以再生水的替代作用被人忽视。
第三,由于我国再生水生产多为政府投资,投资主体单一,资金有限,受到财政收支情况影响,污水处理厂和管网建设(包括旧管网改建和新建设)仍然不能满足再生水行业发展需求。
第四,由于缺乏有效监管,京津冀都市圈部分再生水水质没有达到标准,影响用水单位使用积极性。
表7.19 北京市自来水价格表
资料来源:北京市发改委网站。
❹ 污水处理设备内贸现状,以及未来发展趋势是什么样的
智能制造新模式将加速推广应用
随着我国国民经济的高速发展和改革开放的不断深入,城市生产力不断提升,城市人口数量也不断增加,未来我国污水排放量也将随之增大,因此,对于污水处理的需求也必将进一步扩大,而作为一个严重缺水的国家,在污水处理率与污水排放量双增的形势下,提升污水处理能力成为水处理行业和企业的趋势。
与此同时,随着互联网的快速发展和5G时代的到来,移动互联网、物联网、云计算和大数据等领域应用和开发,将我国制造业向智能转型全面推进,各行业、企业加快推动新一代信息通信技术、智能制造关键技术装备、核心工业软件等与企业生产工艺、管理流程的深入融合,推动制造和商业模式持续创新,智能制造新模式将加速推广应用。
我国水污染防治设备产量年均复合增长率近40%
国内企业在水污染防治设备的开发和研究蕴含着巨大的商机,同时工业废水处理回用是新的市场机遇。从水污染防治设备状况来看,近几年我国水污染设备制造处于一个快速发展阶段。据前瞻产业研究院报告统计数据显示,2010年我国水污染防治设备产量仅仅为2.69万台,截止至2017年我国水污染防治设备产量增长至27.23万台,2010-2017年中国水污染防治设备产量的年均复合增长率约为39.2%。前瞻测算,2018年我国水污染防治设备产量在28.50万台左右。
2010-2018年中国水污染防治设备产量统计情况及预测
数据来源:前瞻产业研究院整理
中国污水处理行业发展趋势与升级分析
2019年6月3-5日,作为一年一度的行业盛会,将传统的市政、民用和工业水处理与环境综合治理及智慧环保相融合的水处理展示平台——上海国际水展在上海隆重召开,烟台金正环保科技有限公司市场部部长李超先生接受慧聪水工网的专访,并向我们分享了当下污水处理行业在互联网环境下的趋势与升级。
1、“智能制造+智能服务”助力污水回用产业升级
上海国际水展是国内一年一度的水处理行业盛会,针对此次水展金正环保推出了主题为“智能制造+智能服务”助力污水回用产业升级的最新污废水资源化与高品质再生水回用整体解决方案。
李超先生认为,环保水处理行业有很多共性痛点问题,代表性如:水处理核心膜组件价格过高、核心膜材料受制于国外技术企业、粗放式运营等。
为此,金正环保一直致力于解决这些行业共性痛点而努力,“智能制造+智能服务”的主题便是如此。其中,“智能制造”便体现在自主研发的全球首条DTRO膜柱自动化生产线,解决了膜柱生产规模化、标准化和运输的难题;率先实现了工程设备化、设备模块化、模块标准化的简化工艺链,大幅降低投资运营成本。
而“智能服务”则体现在,金正环保通过工业大数据中心,利用云计算和新一代信息技术赋能,以场景化的方式帮助企业和政府用户将数据用起来,实现了数据资产化、数据业务化,提供远程运维、专家分析、故障预警等服务,提升了企业的核心竞争力和政府的治理能力,逐步实现全产业链的大数据布局。
通过“智能制造+智能服务”极大解决行业共性痛点问题,真正做到提质增效,推动水处理行业快速发展。
2、智能制造打造竞争新优势
众所周知,加快发展智能制造,是培育我国经济增长新动能的必由之路,是抢占未来经济和科技发展制高点的战略选择,对于推动我国制造业供给侧结构性改革,打造制造业竞争新优势,实现制造强国具有重要战略意义。
金正环保自主研发的全球首条DTRO膜柱全自动化生产线,拥有强大的生产能力,可实现产能300-500支/天。生产线整体运行平稳高效,产品质量稳定、成品率高,可实现视觉检测,对产品问题可追溯,解决了膜柱生产规模化、标准化和运输难的问题,
李超先生表示膜柱的智能化生产将会给水处理行业带来巨大变化,通过规模化、标准化生产,降低产品生产成本,可以为用户提供更大让利空间,让更多行业和客户能够用得到、用得起、用的好金正环保的产品。
3、创新难点不在技术,在于理念
纵观整个行业,李超先生认为国内环保水处理行业的发展难点不仅仅在于于技术创新,更在于理念和模式的创新。金正环保在战略布局时,希望能够打通整个污废水资源化回用的工艺链和产业链,进而推动国内整个行业的发展。目前,金正环保已实现膜材料、膜元件、集成设备、杂盐分离的整个产业链的发展,可以为工业园区提供高盐废水及资源化回用的整体解决方案。
金正环保在特种膜领域走在了世界前列,是国内为数不多拥有核心技术的环保水处理企业,拥有授权专利33项、参与国家标准制定5项、工信部鼓励推广环保装备2项、山东省重点研发计划2项。且自主研发了全球首条DTRO特种膜自动化生产线,填补了国内空白。金正环保每年持续加大技术研发投入,目前在研发的耐酸、耐碱、耐有机溶剂特种膜材料已取得突破性的进展,同时也在扩充产品品类和应用领域,开发针对市政污水高品质回用的特种膜,有效简化工艺链和降低投资运营成本,目前中试阶段已经结束,预计很快将推向市场,保持金正环保在水处理行业的长远竞争力。
互联网、物联网、云计算和大数据等在水处理行业的深入应用,为支持水处理企业应对挑战提供了有了的支撑。金正环保作为是中国水处理行业特种膜研发生产与应用的高新技术环保企业以“智能制造+智能服务”模式为我国污废水资源化与高品质再生水回用添砖加瓦。
更多数据来源及分析请参考于前瞻产业研究院发布的《中国污水处理行业市场前瞻与投资战略规划分析报告》,同时前瞻产业研究院还提供产业大数据、产业规划、产业申报、产业园区规划、产业招商引资等解决方案。
❺ 中水回用的市场前景国家有哪些扶持政策
1、中水回用是觉得大的发展趋势.有了大趋势。。
2、你想从事这方面的事业,首先要专掌握技术。因为目前国属内的污水排放基础,基本都差不多了,但是在排放水,在处理回用的话,技术种类比较多。简单过滤。超滤膜技术(MBR、中空纤维膜的、管式超滤膜)RO 和NF 技术。这看你擅长那一个领域,并且还有竞争优势。
3、你也可以先从某个领域或者针对一个行业,我推荐,垃圾渗滤液,生活污水类的处理工程,这样你可以先积累经验。个人意见,希望能帮到你
❻ 再生水的前景展望
进一步研发再生水技术,拓展城市再生水利用的空间,恢复良好用水环境是中国建设小康社会、和谐社会的必然要求,是中国经济社会可持续发展的必然要求,是解决水资源短缺,控制水污染的必然要求,是建设循环经济的基础。再生水处理和应用是一项庞大的复杂的系统工程,也是长期的任务,需要制度、法律、行政、管理、教育、宣传、技术、财政等多方面的配合。针对当前中国水环境具体情况,今后应重点开展以下工作:
⑴制定再生水处理、应用相关的法律法规。再生水应用可能会给企业等带来直接利益,但更多的是其社会效益和环境效益,因此政府应该是城市再生水利用工作的主要承担者。政府应组建城市再生水利用的管理部门并通过必要的立法和行政手段贯彻实施再生水利用的一系列策略。
⑵开展相关教育工作,加强公众对城市再生水利用的认识。城市再生水利用的必须发动群众、依靠群众,单单依靠政府或企业是不能完成的。必须通过课本、电视、网络等多种媒体形式开展有针对性的宣传教育,让人们了解国内水环境劣化的现状和危害,增强对节约用水和再生水利用的认识,增加公众对再生水的了解,解除公众对再生水的心理障碍,取得社会对再生水利用的共识和支持。
⑶制定城市再生水利用的规划。城市再生水利用的制定是中国整体再生水利用的的前提和保障。应以流域为单位,制定中国的再生水利用的规划,充分考虑现有供水系统、排水系统和防洪系统的现状,综合考虑地下水、地表水、再生水、雨水、海水等水源,考虑流域内工农业的用水需求和用水结构、水环境质量现状等,制定再生水利用的的详细发展目标和发展思路。
⑷开展再生水利用的关键技术研究。城市再生水利用工程的实施最终依靠技术来完成,应尽快开展污水再生全流程技术、经济高效污水回用技术、雨水水文循环修复技术等研究工作。
⑸建立城市再生水利用的示范工程。选择缺水地区的典型小流域,如北京、天津等,建立城市再生水利用的示范工程,进行实例研究。这样可以积累经验,为实现更大规模再生水利用的提供借鉴。
❼ 污水再生回用和水资源可持续利用
方先金
(北京市市政工程科学技术研究所,北京市西城区大帽胡同号,100035,中国)
我国是一个水资源贫乏的国家,人均水资源拥有量只有2200m3,仅为世界平均水平的1/4,在世界银行连续统计的153个国家中居第88位。同时,我国水资源在时间和地区分布上很不平衡,南方多北方少,北方大部分地区人均水资源拥有量低于联合国可持续发展委员会确定的1750m3用水紧张线,其中9个地区低于500m3的严重缺水线。水资源短缺已成为制约我国经济和社会发展的重要因素。
1水资源可持续利用面临的问题
1.1水资源总量紧缺
50年来,全国用水总量从1949年的1000多亿m3增加到1997年的5566亿m3,其中农业用水占75.3%,工业用水占20.2%,城镇生活用水占4.5%,人均综合年用水量从不足200m3增加到458m3。目前,全国每年缺水近400亿m3,其中,农业缺水300亿m3,因旱致灾,年均减少粮食200多亿千克;城市和工业缺水60亿m3,影响工业产值2300多亿元,全国668座城市有400多座缺水,有110个城市严重缺水。特别是1999年以来,我国北方地区持续干旱,给工农业生产造成较大的影响,也给城市、农村居民生活用水造成很大的困难。2001年6月上旬旱情最为严重时,全国受旱面积一度达到4.2亿亩(1亩=100m2),由于持续干旱,水源不足,造成城乡人民生活用水紧张,有2198万城镇人口和3300万农村人口及1450万头大牲畜发生饮水困难。天津、长春、大连、青岛、唐山和烟台等大中城市已受到水资源短缺的严重威胁,许多水库、河流出现从来没有过的断流和干枯。今后随着人口的增长、生活水平的提高、城市化的加快,水资源供需矛盾将更加突出,据预测,我国用水高峰将在2030年前后出现,2030年我国人口将达到16亿人,粮食总产量需达到7亿t,年用水总量为7000亿~8000亿m3,全国每年缺水将在700亿m3左右。
气候变化对我国水资源可利用量也产生了负面影响。据1950~1997年的降水和气温资料分析,我国近20年来呈现北旱南涝的局面。20世纪80年代华北地区持续偏旱,京津地区、海滦河流域、山东半岛10年平均降水量偏少10%~15%。进入20世纪90年代,黄河中上游地区、汉江流域、淮河上游、四川盆地的8年平均降水量偏少约5%~10%,黄河花园口的天然来水量初步估计偏少约20%,海滦河和淮河的年径流量也都明显偏少。北方缺水地区持续枯水年份的出现,以及黄河、淮河、海河与汉江同时遭遇枯水年份等不利因素的影响,加剧了北方水资源供需失衡的矛盾。据相关研究,未来50年由于人类活动产生的温室效应,全球年平均气温可能升高,气温升高将使地表蒸发量提高,水资源量将相应减少。
1.2水资源分布不均
我国水资源在时间和空间分布上很不平衡。长江流域及其以南地区国土面积只占全国的36.5%,其水资源量占全国的81%;黄淮海流域人口、粮食产量和国内生产总值都占全国的1/3左右,但其多年平均水资源仅占全国的7.2%。受季风气候的影响,各地的降水量年内分配极不均匀,大部分地区每年汛期4个月的降水量占全年降水总量的70%左右,很容易形成春旱夏涝。水资源在时间和空间分布上不平衡给水资源充分利用带来了一定的难度。
1.3水资源浪费严重
我国一方面水资源严重短缺,另一方面却浪费严重。长期以来,“以需定供”的水资源非可持续利用模式是造成水资源短缺的人为原因。盲目发展第一、第二产业,特别是片面追求粮食增产和重工业的发展,造成产业结构的不合理,水资源利用效率偏低,使本来就紧缺的水资源问题更加严重。
目前,我国农田灌溉面积中渠灌面积占75%左右,而渠系损失约为50%,农田蒸发损失约为17%,实际利用量仅有33%左右。由于大多数地方采用传统的灌溉模式,每亩实际灌水量达到450~500m3,超过了实际需水量的1倍左右,浪费极为严重。我国主要依靠降水的旱作耕地面积约12亿亩,其中70%分布在降水量250~600mm的北方地区,由于蓄水和保水等基础设施不足,农田对自然降水的利用率仅为56%左右。按最新统计估算,我国农田灌溉用水的利用率仅有1.0kg/m3,旱作耕地的水分利用效率为0.60~0.75kg/m3,全国农业用水的平均效率为0.8kg/m3,综合经济效益为0.2美元/m3,而以色列已超过1美元/m3,差距十分明显。现阶段我国农业水资源利用不符合水资源可持续利用的要求。
我国工业用水效率总体水平仍然较低,2001年我国万元工业产值取水量为90m3,约为发达国家的3~7倍;工业用水重复利用率约为52%,远低于发达国家80%的水平。2000年全国城市人均生活用水量达220.2L/d,远高于发达国家的人均生活用水量。社会各界的水忧意识不强,浪费水资源的现象仍很严重,这说明节水措施尚未有效落实,节约用水的技术和管理水平不高。近十年来,我国根据经济可持续发展战略对经济结构调整虽已初见成效,但水资源消耗利用模式尚未发生实质性变化。
1.4水污染形势严峻
目前我国污水处理率还较低,大量的城市和生活污水未经处理直接排入江河湖库水域,使全国大部分水域和近50%的重点城镇的集中饮用水水源受到不同程度的污染,其中水污染比较严重的城镇98个,主要分布在三河三湖流域。由于水污染一些水源被迫停止使用,寻找新的水源,从而加剧了城市缺水。水污染还影响到供水水质,损害居民的身体健康。目前,全国水土流失面积356km2,占国土面积的37%。全国地下水多年平均超采74亿,已形成164个地下水超采区,部分地区出现地面沉降,海水入侵等问题。许多重要河流、湖泊污染严重,由于污染而引发的水事矛盾不断增加。水污染严重影响我国的水资源可持续利用,影响我国经济社会的可持续发展。
2实现我国水资源可持续利用应采取的措施
我国政府十分重视水资源可持续利用,明确指出:水资源可持续利用是我国经济社会发展的战略问题。多年来,针对我国水资源特点和水资源利用中存在的问题,采取了一系列措施来保证水资源的可持续利用。
2.1合理利用水资源
我国水资源可持续利用的根本出路在于坚持可持续发展战略,变“以需定供”的传统开发模式为“量水而行、以水定需”的水资源可持续利用的模式。立足于可利用水资源的保护和合理利用,根据水资源承载能力,确定经济社会发展结构,确保各种水域的可持续利用,对经济结构进行战略调整,在水资源充裕和紧缺地区采用不同的经济结构。大力发展节水、省能、高附加值的高新技术产业和服务业。根据我国水资源的时空分布特点合理发展农业,采取必要的退耕还林,使生态系统得到改善,保证水资源的供需平衡。
2.2合理调配水资源
根据我国降水年内分布不均的特点,应修建大量的蓄水设施,以充分利用水资源。目前,全国共建水库8.5万座,使年供水能力大大提高。蓄水设施一方面能将雨季多余降水贮存起来,供干旱季节使用。另一方面可以减少洪水灾害,保证经济的发展。在地域上,我国的水资源南多北少,南方水资源充裕,北方水资源严重不足。南水北调工程是解决我国北方地区水资源缺水矛盾,实现水资源合理配置的重大战略工程。南水北调东、中、西三条线路将与长江、黄河和海河相互联接,形成水资源合理配置的总体格局,达到南北调配、东西互济的水资源配置目标。三条调水线路年调水总量380亿~480亿m3,可基本改变我国黄淮海地区水资源严重短缺的状况,保证我国水资源总体上可持续利用。
2.3大力开展节水工作
我国历来重视节约用水工作,20多年前,国家就提出了要实行开源与节流并重的方针,认真开展了节约用水工作,并制定了一系列节约用水的法规和标准,建立了节约用水的管理制度,也形成了比较健全的管理体制,城市节约用水工作取得了一定的成绩,到2000年全国设市城市累计节约用水300多亿m3,使近5年来城市用水总量基本无增长,改变了城市用水量随经济发展同步增长的趋势。但是,目前我国农业用水利用率还较低、工业万元产值用水量和城市居民日平均用水量还较高,节水的潜力还较大。在农业方面,应发展和推广农业节水技术,减少农田的深层渗漏和地表流失量,减少单位面积的用水量,减少田间和输水过程中的蒸发和蒸腾量,提高灌溉和降水的水分利用效率,不断提高单位水资源的产量和效益。在工业节水方面,应在调整工业生产结构的同时,改进生产工艺,提高用水重复率,减少万元工业产值的用水量。为了保证节水工作,要制定和完善相关的政策法规,建立一套符合市场经济原则的体制和机制,对现有水价偏低进行改革,建立水资源的宏观控制和微观定额体系,形成总量控制与定额管理相结合的水资源管理体制。
2.4大力发展污水处理和再生回用工作
水污染加剧了我国水资源短缺形势,直接威胁着饮用水的安全和人民的健康,影响到工农业生产和农作物安全,造成的经济损失约为国民生产总值的1.5%~3%。水污染已成为不亚于洪灾、旱灾甚至更为严重的灾害。水污染早在20世纪70年代已经显现出来,但没有引起足够的注意,采取的措施不够恰当有力,因此出现了今天的严重局面。如再不及时采取有效对策,将严重影响我国水资源可持续利用。长期以来采用的以末端治理、达标排放为主的工业污染控制战略,已被国内外经验证明是耗资大、效果差、不符合可持续发展的战略。应大力推行以清洁生产为代表的污染预防战略,淘汰物耗能耗高、用水量大、技术落后的产品和工艺,在工业生产过程中提高水资源利用率,削减污染排放量。对于工业和城市生活排水造成的点源污染,应大力发展污水处理工程,使我国的污水处理率在2000年34.3%的基础上进一步提高。对于面污染源包括各种无组织、大面积排放的污染源,如含化肥、农药的农田径流,畜禽养殖业排放的废水、废物等,其控制应与生态农业、生态农村的建设相结合,通过合理使用化肥、农药以及充分利用农村各种废弃物和畜禽养殖业的废水,将面源污染减少至最小。应积极开展污水资源化再利用工作,提高污水再生回用率。
3污水再生回用是实现水资源可持续利用的有效途径
污水再生回用是经济可靠的开源节流措施,与跨流域调水、海水淡化、雨水蓄用等开源措施相比,污水再生回用具有经济性和可靠性。人类使用过的水,污染杂质只占0.1%左右,比海水3.5%少得多,其余绝大部分是可再用的清水。跨流域调水和雨水蓄用工程投资较大,并需投入大量资金控制水体进一步污染,跨流域调水还会对现有的生态系统产生影响。在我国现有经济条件下,跨流域调水和雨水蓄用只能逐步进行。污水再生回用的本质是实行循环用水和分质用水,将污水经再生后回用到水质要求较低的用户。随着工业化的加速发展,人们生活水平不断提高,水污染范围也在扩大、污染程度加深,社会经济发展和环境污染之间形成一对尖锐的矛盾。发展污水再生回用、减少废水排放量是解决环境问题最有力的措施。另外,为满足用户的需要,再生水必须符合相应的水质标准,为此,需对污水处理厂二级出水进行深度处理,从而减少了污染物总量,减轻了废水对环境的压力。
污水再生回用应严格按回用对象和目的控制回用水水质,以确保回用水的安全性。为此,我国制定了一系列相关回用标准。如生活污水经二级处理后能够达到《污水综合排放标准》,但不能作为生活杂用水或工农业用水;若考虑回用,必须进一步处理。当污水回用于农田灌溉,水质指标应该满足《农田灌溉水水质标准》;当污水回用于城市景观,水质指标应该满足《再生水回用于景观水体的水质标准》;当污水回用于城市生活杂用,水质指标应该达到《生活杂用水水质标准》;工业污水回用水质指标应该满足相应的工业用水标准等。
城市供水量的80%变为污水排入城市下水道,收集起来再生处理后,70%可以安全回用;二者合计,约城市供水量的56%可以转变成再生水,返回到城市水质要求较低的用户,替换出等量的清洁水,相应地增加城市一半以上的供水量。废水是一种非常宝贵的资源,挖潜能力巨大。我国2000年全国污水排放量为620m3,这是很大的再生水资源。污水再生回用立足于自有水资源增加城市供水量,是实现水资源持续利用的有效措施。污水再生回用能有效地缓解城市水资源短缺。
为了保证水资源可持续利用,支持经济可持续发展,针对我国水资源存在的问题,近十多年来,通过国家科技攻关,以及缺水城市为解决水污染和水资源短缺做出的努力,国内已经建成一批不同工艺、不同回用对象的城市污水回用示范工程。表1列出了华北地区部分城市污水回用工程情况统计结果。目前我国污水回用工程主要回用对象为污水处理厂内部用水、市政杂用、河道补水、绿化、工业用水等,尚未回用于地下回灌和饮用水源。北京市2001年完成的高碑店污水处理厂出水回用工程是我国目前最大的污水再生回用工程。大量的污水回用工程实践表明:污水再生回用是解决水资源可持续利用的有效途径。
表1华北地区部分城市污水回用情况单位:万m3/d
4我国污水再生回用最大工程
4.1工程概况
高碑店污水处理厂回用工程是目前我国最大污水再生回用工程,该工程于1999年3月至8月完成该项目的前期研究工作,并完成了可行性研究,1999年10月完成项目立项和审批;2000年1月完成该工程的初步设计和审批工作,2月完成施工图设计,同年4月开始施工,2001年5月完成工程施工,2001年6月完成调试和试运转,2001年7月开始供水。
高碑店污水处理厂是目前我国最大的污水处理厂,处理能力为100万m3/d。该厂污水系统流域面积96km2,服务人口240万人,汇集北京市南部城区的大部分生活污水、东郊工业区、使馆区和化工路的全部污水。该处理厂采用前置缺氧段活性污泥法工艺,即在推流式曝气池前设置缺氧段,其目的是改善污泥性质,防止污泥膨胀。该厂出水水质水量稳定,其二级出水已接近相关的回用水水质标准。但该回用工程运转前,高碑店污水处理厂二级出水直接排入通惠河下游,除每年约5500万m3用于农业灌溉外,剩余的出水每年超过3亿m3没有得到利用,这是很大的水资源浪费。为了缓解北京市面临的21世纪城市发展和可利用水资源的矛盾,实现北京市水资源可持续利用,支持国民经济可持续发展战略,北京市政府决定开发该厂污水资源。高碑店污水处理厂回用工程使用回用水的区域达141km2,回用水用户涉及到工业、公园绿化、道路喷洒和冲刷、河湖补水等。
4.2工程规模和技术方案
本工程近期规模为30万m3/d,远期规模为47万m3/d。在回用工程技术方案确定中尽可能地利用现有设施,以降低工程投资。具体设计方案如下:高碑店污水处理厂二沉池出水经新建泵站(规模47万m3/d)提升后用两条管道分别输送到高碑店湖(规模30万m3/d)和水源六厂(规模17万m3/d)。送至高碑店湖的处理水通过第一热电厂现有深度处理设施进一步处理后供该厂冷却用水;送至水源六厂的处理水在该厂进行深度处理后,一部分通过水源六厂现有供水系统供给东郊工业区和焦化厂;一部分通过新建管道输送到西便门和东便门。在水源六厂现有供水管道和新建管道沿线设取水口,并新建回用水支线,供市政杂用取水。
4.3回用水水质技术保障措施
由于高碑店污水处理厂建设时,国家对城市污水处理厂出水要求中还没有氮和磷的指标控制,因此,目前该厂出水中氮和磷的含量较高,这会直接影响回用水水质,必须对该厂进行技术改造,进一步提高该厂出水水质。改造规模为50万m3/d,即对高碑店污水处理厂一期工程(50万m3/d)进行改造。该改造工程分两步进行。第一步改造后使出水水质优于目前第一热电厂冷却水取水水源高碑店湖的水质,出水中BOD、COD、总磷和氨氮分别达到10mg/L、40mg/L、1mg/L和10mg/L。第二步改造使该厂50万m3/d满足高碑店湖Ⅳ类水体的水质要求。第一步主要改造工作量包括曝气池改造和污泥处理系统的改造。原曝气池为1/12为厌氧区,其余为好氧区,改造后原池2/9为缺氧区及厌氧区(水力停留时间共为2h),其中进水端分出一停留时间为15min的强化吸附区。其余仍为好氧区(水力停留时间7.25h)。原污泥系统中剩余污泥泵入初沉池,其混合污泥再进污泥浓缩池浓缩后消化脱水,因浓缩污泥池停留时间较长,处于厌氧状态,磷又被释放出来,通过上清液回到污水中,因此达不到除磷的目的。改造后,原有浓缩池改为浓缩酸化池,浓缩酸化池上清液做为碳源排入水处理系统;将消化池上清液和脱水机滤液及冲洗水收集后进行化学除磷。
高碑店污水处理厂二级出水水质水量稳定,达到设计要求,但还不能满足市政杂用水标准,而绿化用水和道路喷洒等市政杂用水水质对人类健康和城市环境会产生影响,因此,市政杂用水必须在回用前进行深度处理,以满足相应标准。在设计中将深度处理选择在水源六厂。水源六厂现有日处理能力17万m3/d的深度处理设施,主要采用机械加速澄清、砂滤和消毒等工艺处理过程,其出水可满足相应用户要求。由于北京市工业结构的调整,目前该厂平均实际供水量不足5万m3/d,尚有12万m3/d处理能力没有得到利用。另外,水源六厂离市政杂用水用户较近,市政杂用水深度处理设在水源六厂利用其剩余处理能力,可满足市政杂用水近、远期规模需求,在该厂深度处理后的水质能满足市政杂用水水质要求。
4.4主要回用对象
按规划要求,该工程近期供北京市第一热电厂冷却循环用水20万m3/d,远期供北京市第一热电厂冷却循环用水30万m3/d。近期通过北京市水源六厂供东郊工业区和焦化厂5万m3/d,供城市绿化、道路喷洒和冲刷、市区河道景观用水等市政杂用水共5万m3/d。远期通过水源六厂供工业和市政杂用水水量将扩充到17万m3/d。
4.5主要工程内容和投资
本工程总投资3.6亿元,其中征地拆迁费约1亿元,工程费用为2.18亿元,工程建设内容主要为:
(1)高碑店污水处理厂内47万m3/d的泵站一座。
(2)高碑店污水处理厂改造。
(3)高碑店污水处理厂至高碑店湖输水管:DN1800mm,长1480m。
(4)高碑店污水处理厂至水源六厂管道:DN1400mm,长4766m。
(5)市政杂用水配水管:DN1200mm,长6791m;DN1000mm,长1431m;DN800mm,长4615m;DN600mm,长2845m;D=500mm,长2880m。
(6)水源六厂改造:包括深度处理设施改造、蓄水池清淤和护砌、污泥池扩建、供水泵站改造、进出水口的改造、增加自控和电气设备等。
(7)园林供水支线管道。
4.6工程效益
该工程每年可节约清洁水资源16673万m3,节约自来水3650万m3/a,相当于节约了建设一座10万m3/d的自来水厂的投资4亿元。该工程达到了开源节流的目的,为北京市城市绿化面积扩大和道路喷洒压尘创造条件,对环境综合治理具有较大的作用,环境的改善还会带来了周围地区的土地增值。该工程在一定程度上缓解了北京市水资源短缺的矛盾。该工程的巨大经济和环境效益,推动了北京市节水和污水再生回用工作。目前北京已完成污水再生回用规划,7个污水回用工程正在进行施工或做前期工作。北京市的污水再生回用实践表明:污水再生回用符合环境保护和水资源可持续利用战略,是解决水资源可持续利用的有效途径。
5结论
我国是一个水资源贫乏的国家,随着经济发展和城市化进展的加快,水资源短缺的矛盾已经成为我国水资源可持续利用和管理中亟待解决的问题。我国水资源可持续利用面临水资源总量不足、分布不均、水利用率低和水污染等问题,实现我国水资源可持续利用的出路在于坚持可持续发展战略。应根据我国水资源特点进行水资源合理利用和配置,变“以需定供”的传统开发模式为量水而行、以水定需的水资源可持续利用的模式,根据水资源承载能力,对经济结构进行战略调整;同时,应继续发展节水技术,减少生产过程的水资源浪费,大力发展污水处理和再生回用工作,提高污水处理率和处理效果。污水再生回用可以减少污染物总量,增加供水能力,是经济可靠的开源节流措施。几年来污水再生回用实践表明:污水再生回用能有效地缓解城市水资源短缺,是实现水资源可持续利用的有效途径。
❽ 中水系统的现状
中水,顾名思义,就是水质介于上水和下水之间的、可重复利用的再生水,回是污水经处理后答达到一定的回用水质标准的水。虽然与自来水相比,中水的供应范围要小,但在厕所冲洗、园林灌溉、道路保洁、洗车、城市喷泉、冷却设备补充用水等方面,中水是最好的自来水替代水源。
就世界范围而言,当前污水经再生已经回用于工业、农业灌溉和养殖业,市政绿化、生活洗涤、地下水回灌和补充地面水等方面。美国的缺水地区如加利福尼亚州、德克萨斯州等, 其污水回用技术发展也较早,到 1975 年美国一些城市污水回用于工业方面水量就已占总污水量的31%,仅在加利福尼亚州就建有污水回用工程达200 套以上。
我国许多城市淡水缺乏情况已如前述,污水再生回用技术,已受到各级政府重视。 近十几年来对城市生活污水和建筑中水回用进行了众多研究和实践工作。我国首都北京市开展中水技术的研究和推广工作较早,1985 年至2013年相继在北京市环境保护科学研究所、首都 机场、清华浴池、北京市万泉公寓及众多的宾馆中建成了中水工程。
❾ 再生水的利用的可行性
在技术方面,再生水在城市中的利用不存在任何技术问题,目前的水处理技术可以将污水处理到人们所需要的水质标准。城市污水所含杂质少于0.1%,采用的常规污水深度处理,例如滤料过滤、微滤、纳滤、反渗透等技术。经过预处理,滤料过滤处理系统出水可以满足生活杂用水,包括房屋冲厕、浇洒绿地、冲洗道路和一般工业冷却水等用水要求。微滤膜处理系统出水可满足景观水体用水要求。反渗透系统出水水质远远好于自来水水质标准。
国内外大量污水再生回用工程的成功实例,也说明了污水再生回用于工业、农业、市政杂用、河道补水、生活杂用、回灌地下水等在技术上是完全可行的,为配合中国城市开展城市污水再生利用工作,建设部和国家标准化管理委员会编制了《城市污水处理厂工程质量验收规范》、《污水再生利用工程设计规范》、《建设中水设计规范》、《城市污水水质》等污水再生利用系列标准,为有效利用城市污水资源和保障污水处理的质量安全,提供了技术数据。 城市污水采取分区集中回收处理后再用,与开发其它水资源相比,在经济上的优势如下:
⑴ 比远距离引水便宜
城市污水资源化就是将污水进行二级处理后,再经深度处理作为再生资源回用到适宜的位置。基建投资远比远距离引水经济,据资料显示,将城市污水进行深度处理到可以回用作杂用水的程度,基建投资相当于从30公里外引水,若处理到回用作高要求的工艺用水,其投资相当于从40~60公里外引水。南水北调中线工程每年调水量100多亿立方米,主体工程投资超过1000亿元,基单位投资约3500~4000元/t。因此许多国家将城市中水利用作为解决缺水问题的选择方案之一,也是节水的途径之一,从经济方面分析来看是很有价值的。在中国,有300场、中国国际贸易中心、保定市鲁岗污水处理厂等几十项中水工程。实践证明,污水处理技术的推广应用势在必行,中水利用作为城市第二水源也是必然的发展趋势。
⑵比海水淡化经济
城市污水中所含的杂质小于0.1%,而且可用深度处理方法加以去除,而海水中含有3.5%的溶盐和大量有机物,其杂质含量为污水二级处理出水的35倍以上,需要采用复杂的预处理和反渗或闪蒸等昂贵的处理技术,因此无论基建费或单位成本,海水淡化都高于再生水利用。国际上海水淡化的产水成本大多在每吨1.1美元至2.5美元之间,与其消费水价相当。中国的海水淡化成本已降至5元左右,如建造大型设施更加可能降至3.7元左右。即便如此,价格也远远高于再生水不足一元的回用价格。
城市再生水的处理实现技术突破前景仍然非常广阔,随着工艺的进步、设备和材料的不断革新,再生水供水的安全性和可靠性会不断提高,处理成本也必将日趋降低。
⑶可取得显著的社会效益
在水资源日益紧缺的今天,将处理后的水回用于绿化、冲洗车辆和冲洗厕所,减少了污染物排放量,从而减轻了对城市周围的水环境影响,增加了可利用的再生水量,这种改变有利于保护环境,加强水体自净,并且不会对整个区域的水文环境产生不良的影响,其应用前景广阔。污水回用为人们提供了一个非常经济的新水源,减少了社会对新鲜水资源的需求,同时也保持优质的饮用水源,这种水资源的优化配制无疑是一项利国利民、实现水资源可持续发展的举措。当今世界各国解决缺水问题时。城市污水被选为可靠且可以重复利用的第二水源,多年以来,城市污水回用一直成为国内外研究的重点。成为世界不少国家解决水资源不足的战略性对策。
❿ 再生水的目前情况
中国是一个水资源贫乏的国家,属世界上13个贫水国之一,人均水资源是世界平均水平的1/4。同时,中国地域广大,水资源在时间和地区分布上很不平衡,南方多北方少,北方大部分地区,尤其是哈尔滨人均水资源更低。海河、淮河、辽河、黄河流域人均水资源量约为中国平均水平的1/5,海河流域包括京津两市人均水资源量仅为中国平均水平的1/7。
随着经济发展和城市化进程的加快,城市缺水问题尤为突出。当前相当部分城市水资源短缺,城市供水范围不断扩大,缺水程度日趋严重。据统计,中国669个城市中,400个城市常年供水不足,其中有110个城市严重缺水,日缺水量大,年缺水量,由于缺水每年影响工业产值2000多亿元,天津、长春、大连、青岛、唐山和烟台等大中城市已受到水资源短缺的严重威胁。据资料统计,国际极度缺水线是人均水资源占有量500,而河北保定市区目前的人均水资源占有量只有64,严重缺水,导致城市供水不足,地下水超采,引发一系列环境地质问题等。
2000年北方地区出现100年不遇的大旱,使许多水库河流出现从来没有过的断流和枯干,北方13个省318个县级以上城市被迫限时供水,缺水人口达2000多万。2001年的干旱,中国受旱面积达k。
在水资源短缺的同时,中国水资源浪费和污染现象十分严重,而对这种短缺与浪费并存的状况,传统思想认为应该行政性提高水价来限制人们的用水量,但是浪费问题从来不是行政性的价格可解决的,因为在考虑浪费问题的时候,不能忽略限制人们行为本身带来的效用损失。建设部的一次调查表明,当水费支出占居民家庭收入的2.0%时,人们才会考虑节水问题;达到5%时,对人们的生活才会产生较大影响;达到10%时,人们会考虑水的重复利用。为了缓解水资源的供需矛盾,污水回用在一定使用范围内,为我们提供了一个经济可靠的新水源,并且可以节省优质的饮用水源。
随着改革开放的不断深入,中国已进入经济建设的新时期,虽然近年大力提倡节约用水,但各地用水量增势强劲,加剧了水资源问题的严重性。水资源紧缺对国民经济发展产生的影响,已经引起了领导和专家的关注。据预测,世纪水资源危机将位居世界各类资源危机之首。因而研究城市水资源利用及水资源开发势在必行,这对城市用水健康循环和保障城市可持续发展具有深远的战略意义。因此,实现污水资源化,缓解不资源供需矛盾,促进国民经济的可持续发展显得十分得要。 虽然中国早在20世纪50年代就开始采用污水灌溉的方式回用污水。但真正将污水深度处理后回用于城市生活和工业生产则是近几十年才发展起来的,建设部在“六五”专项科技计划中最先列入了城市污水回用课题分别在大连、青岛两地作试验探索。这两地研究成果表明,污水可以通简易深度处理再次回用,是很有前途的水源。
从1986年开始,城市污水回用相继列入国家“七五”、“八五”、“九五”重点科技攻关计划,开始污水回用技术的探索和示范工程的试验。“七五”攻关项目“水污染防治及城市污水资源化技术”,就污水再生工艺、不同回用对象的回用技术、回用的技术经济政策等进行了系统研究。其中研究包括青岛延安三路污水厂等14个污水不同程度或不同对象地开展污水回用工程,为“八五”期间污水回用项目的攻关提供了大量可行的依托工程。“八五”攻关项目“污水净化与资源化技术”,分别以大连、太原、天津、泰安、燕山石化为依托工程,开展工程性试验。通过系列的生产性和实用性工程研究,“八五”提供了城市污水回用于工业工艺、冷却、化工、石化、钢铁工业和市政景观等不同用途的技术规范和相关水质标准。“八五”提供的成果较“七五”提高到了实用水平,研究内容经过了生产怅一检验,涵盖了污水回用的大部分领域。“九五”攻关项目“城市污水处理技术集成化与决策支持系统建设”,具体攻关两部分内容:一是回用技术集成化研究,二是城市污水地下回灌深度处理技术研究。这些攻关研究,完成了大量生产性试验,取得了丰富数据,经国家专家级的鉴定验收,许多成果被评为国际先进或国际领先水平。
在“21世纪国际城市污水处理及资源化发展战略研讨会”上建设部在会上指出“中国将会全面启动污水资源化工程,并在此领域广泛加强与国外的技术合作和技术交流,欢迎各国金融机构和企业投资于中国的城市污水资源化项目”,表明中国在未来的几年城市对再生水利用的投资与需求将迅速升温。 为了缓解中国的水资源短缺和治理水环境的污染,中国近期建设的集中污水处理与回用规划如表1所示。
⑴ 污水处理后回用作工业用水
污水处理厂的二级处理出水,根据用途不同,可直接或者再经进一步处理达到更高的水质后应用于工业过程中,其中最具有普遍性和代表性的用途是工业冷却水,中国在污水处理厂二级出水或先进二级处理出水用作工业冷却方面进行了大量试验研究,并有运行成功的实例。北京高碑店污水处理厂的二级处理出水给华能热厂提供冷却水的水源,供应量为4万吨每天。同时该污水处理厂还为三河热电厂等工业企业供水。
再生水目前已经成为北京的第二大水源。统计数字显示,2006年北京使用再生水3.6亿立方米,今年预计达到4.8亿立方米。再生水已经广泛应用于工业制造、农业灌溉、城市绿化、河湖环境等领域。今年使用的4.8亿立方米的再生水中,有6000万立方米用于补充城市景观和城市绿化用水的使用。朝阳公园、大观园、陶然亭、万泉河、南护城河以及奥运中心区等都实现再生水浇灌。同时,北京城区还建成20个自动中水加水机,每年可提供2000万立方米可再生水用于绿化和市政管理。
⑵ 污水处理后回用作生活杂用水
处理后污水回用生活杂用水,北京最具代表性。1984年北京市进行污水示范工程建设,并于1987年出台了“北京市中水建设管理实施办法”,在该管理条例中,凡建筑面积在以上的旅馆、饭店和公寓以及建筑面积在以上的机关科研单位和新建的生活小区都要建立中水设施。以此为契要,北京市的中水设施的建设得到了较快的发展,到目前为止,北京已经建成投入使用了160多个中水设施,这些设施大多集中在宾馆、饭店和大专院校,它们以洗浴、盥洗等日常杂用水为水源,经过处理在到中水水质标准后,可以回用于冲厕、洗车、绿化等。目前这些中水设施处理能力已经达到4万,回用水量约。中水建设已初具规模。为实现北京2008年“绿色奥运”的承诺,使城市污水回用率达到50%,北京市将新建9座中水厂,以加大污水再生回用,推广城市中水的使用。
北京已经建成9座大型污水处理厂和相关的配套管网,在2008年奥运会之前,还将再有5座类似的污水处理厂投入运行。与此同时,郊区的污水治理也全面启动。新城建设的14座中小型污水处理厂,年处理污水近1.7亿立方米。
⑶ 污水处理后回用作农业灌溉
在中国北方城市,城市污水和工业废水已经成为某些郊区农田(包括菜田、稻田和麦田等)灌溉用水的主要水源之一。取得了一定的经济效益,可以改良土壤结构,增加水分和肥分,导致作物增产,平均每一立方米生活污水,可以增产小麦或稻谷约0.5kg。但是污灌也体现了一些缺点,部分农田,由于用有毒有害的工业废水灌溉而导致农田恶化和农业减产,地下水、土壤和农产品受污染。再生水用于农作物灌溉的面积逐年增加,大兴、通州等地区形成了30万亩再生水灌溉区。今年全市农业利用再生水达2.3亿立方米。2006年底,随着小红门污水处理厂的排水闸门开启,清澈的再生水涌入凉凤灌渠,大兴区青云店、长子营、采育等8个镇的20万亩农田灌溉用上了再生水。再生水代替清水进行农田灌溉,每年可减少开采地下水6000万立方米。 北京是严重缺水的城市,人均水资源占有量仅为100立方米,远远低于国际公认的缺水警戒线1000立方米。近年来,本市坚持“量水而行、以供定需、因水制宜、绿色节约”,推进实施最严格的水资源管理制度,每年都确定用水总量、用水效率、水功能区限制纳污三条红线,保障首都水资源的可持续利用。
目前,再生水已经成为本市第二大水源,广泛应用于工业用水、农业灌溉、城市绿化、小区冲厕等。近5年来,建成卢沟桥、吴家村、沙河等一批污水处理厂及再生水厂,大力推进再生水管网建设,污水资源化利用水平大幅提高。全市乡镇以上污水日处理能力由2008年的329万立方米提高到395万立方米,污水处理率由79%提高到83%;再生水利用量由6亿立方米提高到7.5亿立方米,再生水利用率达到61%。污水处理率及再生水利用率均处于全国领先水平。
今年,本市将进一步加大再生水用量,计划建成东坝、垡头、五里坨、通州河东、丰台河西、昌平未来科技城等再生水厂,新建再生水管线50公里,完成酒仙桥、黄村等污水处理厂升级改造,全市污水处理率提高到84%,再生水利用量达8亿立方米,比2012年增加0.5亿立方米。
目前,本市节水工作在全国居于领先水平。近5年来,全市完成了50万亩农田、果园、菜地节水灌溉工程,18.5万亩农田采用再生水灌溉,创建节水型单位、小区1830个,城区9座热电厂全部利用再生水替代新水源,工业年利用再生水达到1.4亿立方米。2012年,全市用水总量36.5亿立方米,其中有7.5亿立方米是再生水。万元GDP水耗下降到21立方米,全市污水处理率达到83%。