第41卷 第5期2002年 9月中山大学学报(自然科学版)

AC TA SCIENTIARUM NATURALIUM UNIVERSITATIS SUNYATSENI Vol 41 No 5

Sep 2002

城市污水再生利用

叶 雯, 刘美南

(中山大学城市与资源规划系, 广东广州510275)

摘 要:分析了国内外城市污水再生利用的情况, 介绍了目前先进的污水再生利用方法及工艺, 并提出了符合

中国国情的污水再生利用对策。

关键词:水资源; 城市污水; 污水再生利用

中图分类号:X52; X576 文献标识码:A 文章编号:0529 6579(2002) 05 0095 03

被重复投入使用, 减少向环境的排放量, 而且处理

后的污水污染物含量、浓度已大大降低, 污染能力大幅下降, 从而达到改善水环境的目的。

1 3 污水再生利用产生巨大的经济、社会和生态

效益

污水再生利用产生的经济、社会和生态效益主要体现在:降低给水处理和供水费用; 减少城市污水排放及相应的排水工程投资与运行费用; 改善生态与社会经济环境, 促进工业、旅游业、水产养殖业、农林牧业的发展; 改善生存环境, 促进和保障人体健康, 减少疾病特别是致癌、致畸、致基因突变危害; 增加可供水量, 促进经济发展及避免缺水造成的损失等。

1 城市污水再生利用的必要性

水资源本身就具有可再生的特性。而城市污水是水量稳定, 供给可靠的一种潜在的水资源。因此, 城市污水的再生利用是开源节流、减轻水体污染、改善生态环境、解决城市缺水的有效途径之一。

1 1 污水再生利用能缓解水资源紧缺的现状

目前中国有400多个城市缺水, 正常年份缺水60亿m 3, 日缺水量达1600万m 3。预计2030年缺水量将达到400亿~500亿m 3。而目前全国城市污水年排放量大约在414亿m , 但城市污水处理率和二级处理率分别仅达到30%和15%, 污水回用率的比例更低。根据 十五 计划纲要的要求, 到2005年, 中国城市污水集中处理率要达到45%。如果污水回用率平均达到20%, 十五 末期年污水回用量可达到40亿m 3, 可解决全国城市缺水量的一半以上。可见, 中国污水处理与回用的潜力是巨大的。

1 2 污水再生利用可以改善水环境

目前, 全国7大江河流域, 有50%的河段被不同程度的污染。江苏、广东、上海等一大批省市已经面临日益严重的 水质污染型 缺水。太湖流域曾是中国水资源最丰富的区域之一, 但随着经济和社会的不断发展, 节水和治污措施的相对滞后, 近20年来全流域河网水质污染不断加剧, 水体环境日趋恶化, 出现了3000多万人口守着2300多km 2的太湖而 水多用难 的尴尬局面。广东向来以雨量充沛著称, 但在经济发达的珠三角地区却形成了 经济发展! 水体污染! 水质下降 的恶性循环。污水的再生利用, 可以使大量污水经过处理

[1]

3

2 国外城市污水的再生利用情况

世界上许多国家都把水的重复利用和污水资源化作为第二水源。如美国早在1950年就利用模型进行了污水深度处理试验研究, 其成果用于加利福尼亚的南塔湖污水处理厂。目前, 美国城市污水62%的再生水用于农业灌溉, 30%用于工业, 其余用于城市设施和地下水回灌。如马里兰州巴尔的摩市的伯利恒钢铁厂回用城市污水作为冷却水, 佛罗里达州圣彼得堡城市污水通过净化进入双管布水系统, 供住宅、办公、绿化、空调冷却水和消防用水[1]。以色列是众所周知的水资源极度贫乏的国家, 其全部的生活污水和72%的城市污水得到了回用。处理后的污水用于农灌、地下水回灌、工业及市政建设等。污水资源不仅使以色列实现了全国粮食自给, 而且还向欧洲出口棉花和花生[2]。而在日本则普遍采用双管供水系统。双管系统之一为饮用水系统, 另一即为 中水道 系统。中水道再生

收稿日期:2002-04-01

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中山大学学报(自然科学版) 第41卷

水一般用于冲洗厕所, 其次为浇灌城市绿地, 河流补给水及消防用水等所占比重也较大。

用, 经过多层过滤, 达到降解污染, 净化水质的目的。湿地系统包括天然和人工构建的、地表渗流的和地下渗滤的、有植物体系的和无植物体系的等多种形式, 规模可大可小。虽然湿地系统存在水力负荷不高, 处理能力较低, 占地面积大, 湿地植物生长受季节限制等问题, 然而它具有其他水处理工艺不可比拟的优点, 如系统采用人工建造, 可以不受场地限制, 而且不会因为渗漏而污染地下水环境; 渗滤介质采用不同的人工材料回填, 可以根据不同的污水水质调整设计参数; 系统若采用地下渗滤运作方式, 地表可与居民区绿化建设相结合; 处理效果良好, 尤其是C OD 、B OD 、SS 和病原微生物的去除率可达到90%以上; 投资少, 运行管理方便, 操作简单, 系统本身无需额外动力。因此可以大范围推广湿地系统处理技术, 尤其是众多中小城镇, 其污水水量小, 成分简单, 城市周围可用于建湿地系统的土地资源丰富, 地价相对便宜, 很适宜利用湿地系统进行污水处理。如中山大学规划设计研究院利用人工湿地对广州市沙河镇龙洞村生活污水进行净化处理。该人工湿地系统采用多条人工湿地和多级潜流结构, 处理能力为250~300m /d 。污水从砾石层下面流过, 可防止蚊虫滋生, 减轻污水臭气对周围空气的影响。湿地植物选择美人蕉、风车草及香根草等。经过一段时间的运行, 湿地系统处理效果趋于稳定, 出水水质达?广州市污水排放标准#二级标准要求。4 3 BFO 技术

中山大学的环境科学研究人员将生物接触氧化法和网络絮凝技术结合在一起, 研究出具有先进水平的BFO 技术, 其对城市生活污水中的有机污染物、NH 3-N 和P 有很好的去除效果, 出水水质可达GB8978-1996的一级排放标准, 耐冲击能力强, 污水停留时间短, 占地少, 投资省, 运行费用低, 而且污泥易于脱水, 可制成陶粒砖重复利用, 因此可在全国范围内推广使用。

3

[4]

3 中国城市污水再生利用的发展

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。但是真正将污水深度处理后回用于城市生活和工业生产是近20年来才发展起来的。1990年将 污水净化与资源化技术研究 作为 八五 国家科技攻关计划, 组织了城市污水资源化和土地处理与稳定塘系统的科技攻关, 部分研究成果已经应用于天津纪庄子污水处理厂改造工程中。太原市将深度处理后的污水回用于太原钢铁工业的冷却水。大庆乘风庄污水处理厂的二级处理水经深度处理后直接注入地下, 作为石油开采用水。1982年青岛就将中水回用作为市政及其他杂用水, 一定程度上缓解了水资源短缺问题。天津市的引滦入津工程代价高昂, 每立方米水的基建投资高达500元, 而纪庄子污水处理厂建成投产后, 将净化后的二级处理水回用, 其基建费用比引滦工程低, 水价也比引滦水便宜[3]。实践证明, 在中国开展污水再生利用的研究和应用是符合我国国情的, 是必要而且经济上可行的。

4 城市污水再生利用技术

污水再生利用的关键是污水处理技术。目前常规的污水处理工艺是在生化处理后增加过滤、吸附、混凝沉淀及消毒等后续处理工艺。随着水处理技术的发展, 新兴工艺不断涌现。常规污水处理工艺的强化、组合及高效、低能耗处理技术成为城市污水再生利用技术的主流。4 1 膜生物反应器技术(MBR)

以生物反应器和膜分离有机结合为核心的膜生物反应器技术是20世纪末发展起来的水处理高新技术。它用膜分离系统代替了传统的活性污泥法中的二沉池, 既利用了膜分离的选择透过性和高效性, 又利用了生物处理的有效性及彻底性, 从而将水中的有害物质最大程度地去除, 处理后的污水水质清澈, 有机物含量极低, 符合建设部?生活杂用水水质标准#, 可直接回用。MB R 工艺由于具有节省基建投资和占地, 能耗小, 污水在处理设备中停留时间短、C OD 和NH 3-N 去除率高、出水水质好等优点而备受关注。如北京长安街的200座公厕及医院、生活小区的回水使用都安装了MB R 装置, 实践证明处理效果稳定。4 2 湿地系统

5 中国城市污水再生利用对策分析

5 1 推广强化一级处理

目前中国已建成和拟建的污水处理厂多为二级处理厂。二级处理虽然出水水质好, 但投资和运转费用高, 给地方财政造成负担。特别是近年来中小城镇迅速发展, 污水排放量激增, 却因资金缺乏而无法建设二级处理厂或己建二级处理厂缺乏运行费来源而无法正常运转。因此, 在水体污染严重和资金相对缺乏的情况下, 应利用有限的经费先建设强,

第5期叶 雯等:城市污水再生利用

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量, 在相对短的时间内使水体污染状况得到有效控制, 待条件允许时再续建二级处理设施。研究结果表明, 采用强化一级处理, 污水中COD 去除率可达50~80%, 而处理成本仅为二级处理的1/5~1/3, 既能有效地削减污染物总量, 又节约了治理资金, 在现阶段是十分符合我国国情的。另外, 经强化一级处理后的污水再进行二级处理时, 停留时间可大大缩短, 能耗减少, 出水水质提高。5 2 实行分质供水, 建立合理的水价体系在中国, 优质的自来水水价低, 而质量相对较差的再生水由于净化成本高, 价格也较自来水高, 导致一方面城市严重缺水, 而再生水无人问津的尴尬局面, 另一方面城市污水处理厂没有效益, 加重了地方的财政负担。因此, 国家必须建立合理的用水价格体系以及污水处理与再生利用价格体系, 制定供水、污水处理和再生利用的成本核定导则或办法, 科学合理地核定成本, 改变水价过低的不利影响和由此造成的不合理局面, 引导用水单位积极利用再生水资源。实行 分质供水, 按质定价 , 将各种水源的供水价格差距拉开, 尤其是再生水与自来水之间应有较大的价差, 使水资源的利用趋向结构合理。

5 3 完善城市污水再生利用的法规和政策

城市污水再生利用在中国的发展历史并不长, 城市污水再生利用的法规和政策还有待完善。随着中国城市的发展, 新建的住宅区和公共建筑区逐渐增多, 市政建设不断完善, 各级政府在编制各项市政专业规划时, 必须同时编制污水再生回用规划;

污水再生回用工程与其他工程必须 三同时 ; 编制城市道路市政管线规划时, 必须预留再生水管道的位置, 有条件的路段应预埋再生水管; 制订鼓励城市污水再生利用工程建设与运营的管理政策和经济政策, 采取行之有效的鼓励政策和行政管理手段, 促进工、农业生产部门和市政用水部门积极使用再生水。

5 4 城市污水再生利用市场化

污水回用既是公益事业, 又是回报率较高的事业。而目前中国污水处理设施投资和运营的市场化程度低, 融资渠道不畅, 投资主体局限于政府, 管理运营也由政府操作。这样的政企不分、政事不分使企业缺乏活力, 投资效益低下, 严重阻碍了污水再生利用市场的发育。建议国家成立污水回用投资咨询公司, 帮助各地解决资金困难和技术问题。改变传统的政府主导下的企业运作方式, 引入新的运作模式! ! ! BOT 模式, 即 投资! 经营! 转交 , 使企业和政府都能获得最大利益, 实现 双赢 。参考文献:

[1] 余英姿, 况明杰. 污水资源化是缓解水资源危机的一条

重要途径[J].新疆环境保护, 2001, 23(3) :34-36. [2] 张忠祥, 钱易. 城市可持续发展与水污染防治对策

[M]. 北京:中国建筑工业出版社, 1998:55.

[3] 邬扬善. 城市污水处理! ! ! 投资与决策[M]. 北京:中

国环境科学出版社, 1992:39

[4] 国家环境保护局科技标准司. 城市污水土地处理技术

指南[M]. 北京:中国环境科学出版社, 1997:1-8.

About the Reuse of Urban Waste Water

Y E Wen, LI U Mei_nan

(Department of Urban and Resources Planning,

Sun Yat_sen(Zhongshan) University, Guangzhou 510275, China)

Abstract :Urban waste water reuse can create satisfactory benefits in society, economy and environment. The situation of urban waste water reuse in China and other countries, the latest methods and technology of waste water reuse are reviewed and analysed. Finally, the authors put forward some countermeasures in accordance with China s situation. Key words :water resource; urban waste water; waste water reuse

城市污水再生利用

城市污水再生利用-中水回用

摘要：近些年来世界各国，特别是水资源短缺、城市缺水问题突出的国家，在水领域的总体战略目标都进行了相似的调整。将单纯的水污染控制转变为全方位的水环境的可持续发展。随着经济发展和城市化进程的加快，我国目前相当部分城市严重缺水，连续几年的干旱更突出显示了水资源短缺问题的极端重要性和紧迫性，它直接影响人民群众的生活，影响到社会的可持续发展。因此，城市污水再生利用显得尤为重要，特别是中水回用。 关键字：水资源，可持续，再生，中水回用

Abstract: in recent years all over the world, especially the shortage of water resource, urban water shortage problems of country, in the overall strategic target in the field of water have similar adjustments. Turn the pure water pollution control for the sustainable development of comprehensive water environment. With the speeding up of economic development and urbanization, quite a part of the city of severe water shortage in our country, the successive years of drought shows the more prominent of the utmost importance and urgency of water shortages, it directly affect people's life and affect the sustainable development of the society. Therefore, the urban sewage recycling is particularly important, especially for water reuse.

Key words: water resources, sustainable, renewable, water reuse

1、我国城市用水现状

我国是水资源短缺的国家，全国699个城市中，400个城市常年供水不足，共有110个城市严重缺水，日缺水量达1600万立方米，年缺水量60亿立方米，由于缺水，每年至少造成工业产值损失2000亿元。同时由于水资源优化配置不到位，优水低用，忽视污水再生利用，造成水资源的极大浪费。据统计，我国工业万元产值用水量平均为103立方米，是发达国家的10～20倍；我国水重复利用率平均为40％左右，而发达国家平均为75％～85％.面对如此严峻的形势，要保证经济和社会ide持续健康发展，保证水资源的可持续利用，中水回用势在必行。

2、中水回用工艺

2、1按用途分类

1. 一种是将其处理到饮用水的标准而直接回用到日常生活中，即实现水资源直接循环利用，这种处理方式适用于水资源极度缺乏的地区，但投资高，工艺复杂；

2. 另一种是将其处理到非饮用水的标准，主要用于不与人体直接接触的用水，如便器的冲洗，地面、汽车清洗，绿化浇洒，消防，工业普通用水等，这是通常的中水处理方式。

2、2按处理方法分

1）物理处理法

膜滤法，适用于水质变化大的情况。

采用这种流程的特点是：装置紧凑，容易操作，以及受负荷变动的影响小。 膜滤法是在外力的作用下，被分离的溶液以一定的流速沿着滤膜表面流动，溶液中溶剂和低分子量物质、无机离子从高压侧透过滤膜进入低压侧，并作为滤液而排出;而溶液中高分子物质、胶体微粒及微生物等被超滤膜截留，溶液被浓缩并以浓缩形式排出。

2）物理化学法

适用于污水水质变化较大的情况。一般采用的方法有：砂滤、活性炭吸附、浮选、混凝沉淀等。这种流程的特点是：采用中空纤维超滤器进行处理，技术先进，结构紧凑，占地少，系统间歇运行，管理简单。

3）生物处理法

适用于有机物含量较高的污水。一般采用活性污泥法、接触氧化法、生物转盘等生物处理方法。或是单独使用，或是几种生物处理方法组合使用，如接触氧化 + 生物滤池;生物滤池 + 活性炭吸附;转盘十砂滤等流程。这种流程具有适应水力负荷变动能力强、产生污泥量少、维护管理容易等优点。

3、中水回用的意义

建筑中水回用的作用和意义主要可归纳为以下几点：①以新建的建筑物为主要对象，对供水短缺的地区而言是缓和供水不足的有效措施；②对城市建筑规模的迅猛发展，污水排放量快速增加的地区，是减轻城市排水系统负荷，减轻污水处理厂负荷、保护公共水域的有效措施；③在枯水季节确保了稳定的供水，为城市居民生活提供了一个良好的环境；④实现了区域水资源的合理开发利用，节约了水资源，减轻了水污染，为城市的可持续发展创造了条件。

我国已进入城镇化快速发展的时期，为建筑中水回用的开展创造了有利时机。各级政府尤其是水资源紧缺地区的政府，在城市规划和建设中应将污水处理资源化与再利用落到实处，并应摒弃片面追求处理规模的传统观点，充分认识到建筑中水回用在城市水资源可持续利用与管理中的地位，下大力气加强建筑中水回用工作的开展，使之与市政中水回用互为补充、相辅相成，共同成为城市的第二水源。

4、建筑中水回用具有技术经济可行性

4、1技术可行性分析

经过近20年的积累和发展，我国自主研发的中水处理技术取得了长足进步，建筑中水回用技术储备已基本完成。随着国内大批环保企业的崛起，新建的中水设施大多数都由国内环保企业提供包括设计、施工、设备、调试在内的完整解决

方案。中水处理技术也呈现出多样化、集成化、装置化、自动化，设计施工标准化、规范化等发展趋势。以往对于建筑中水回用很大的顾虑在于从管理上似乎无法应对众多分散化的污水处理设施的风险控制问题，随着中水处理技术的日益进步和成熟，尤其是小型化、集成化、自动化的中水处理装置的出现，大大提高了风险管理的可行性和可靠性。正像大量汽车、家用电器、计算机、手机、数码相机等机电和数码产品可以实现大众化普及一样，建筑中水设施设备在城市众多建筑和社区内的成功推广和应用也同样可以期待。

4、2经济可行性分析

根据有关统计数据，取中水设施吨水基建投资为3000元/（m3/d），吨水运行成本为1.60元/m3（含折旧），对建筑中水设施的直接经济效益进行分析。结果表明，建成中水设施后，每人承担的建设费用为120元，开发商因此增加的造价仅占总造价的3‰，中水设施的静态投资回收期为3.42年，财务内部收益率为14.90%，可见，中水设施并未给这些新建项目的建设单位和最终用户增加较大的财务负担，在中水制水成本与自来水价之间维持合理差价的情况下，中水设施具有较好的盈利能力。

参考文献：

【1】张林生. 水的深度处理与回用技术。

【2】钱茜，王玉秋.我国中水回用现状及对策（济南军区环境监测中心站，山东济南250001）

【3】尹军，陈雷；城市污水再生及热能利用技术；化学工业出版社；2010年5月1日版

【4】孙友峰，孙亚军；发展建筑中水回用刍议；

【5】张爱哲；城市污水再利用研究；文章编号：1697-9900（2010）SO-0097-03

【6】D butler,J W Davies.URBAN DRAINAGE,second edition,Spon Press,London and New York,2006

【7】LarryW.MAYS.Water distribution System Handbook,Mc Graw-Hill Press,2000

【1】赵园. 生活饮用水的深度处理技术现状[j].科技信息,工程技术:337.

【1】钱茜，王玉秋.我国中水回用现状及对策（济南军区环境监测中心站，山东济南250001）

城市污水再生利用

城市污水再生利用是一个高度复杂的系统工程，涉及政策导向、目标定位、用水途径、水质要求、技术选择、安全保障、经济效益、公众宣传、价格差异、付费原则等多个层面。我国在推进污水资源化过程中面 临着许多困难和问题，主要表现为三个方面。

首先是污水处理率低，管网不配套，污水再生利用缺乏必要的条件。近年来，虽然我国城市污水处理设施建设速度加快，但设施建设仍然滞后于城市发展的需要。特别是一些污水再生利用设施建成后，由于难以落实配套管网建设资金，造成设施闲置，难以发挥投资效益。

其次是水价形成机制不合理，污水再生利用缺乏必要的市场环境。目前，水价调整仍以补偿供水运营成本、减少财政补贴为目的，没有体现水作为稀缺资源的价值。水价形成没有充分起到对水资源供需关系的调控作用，城市供水水价、污水处理及再生利用收费之间尚未形成合理的比价关系，也就未能形成有效的污水再生利用激励机制。而且，污水处理收费标准不高，收费率低，还不足以补偿水设施的投资和运营成本，更谈不上落实污水再生利用设施的建设和运营资金。

再次是人们对水资源的忧患意识淡薄，对污水再生利用的认识不足，污水再生利用缺乏相应的鼓励和扶持政策。一些地区没有把节水和污水再生利用摆在重要位置，特别是一些水资源目前比较丰富的地区，没有充分重视节水问题。

虽然我国一些城市的再生水利用得到了较快的发展，但是从全国来看还处于起步阶段，污水再生利用的工程建设和运行规模与我国水资源短缺及水污染严重的形势极不相称，迫切需要加快再生水利用的步伐，在政策上给予积极的扶持，加快配套设施建设，为污水再生利用创造条件，使再生水利用在我国的水资源配置、水环境治理等方面发挥积极的作用。

首先，在政策上给予积极的扶持，建立健全再生水利用市场。国家、各省、市、区、县都应当制定明确的再生水发展利用规划和目标，合理规划再生水厂建设和再生水利用项目，积极鼓励和引导更多的用户使用再生水，为再生水利用创造广阔的市场需求。

同时，加快污水再生利用的市场化进程，建立符合市场经济规律的投融资机制、运营管理机制和价格形成机制。而且要尽快建立合理的水价格体系。加快水价体系改革的步伐势在必行。只有当再生水水价比地表水、地下水的价格低一定的幅度时，再生水的价格杠杆作用才会得以发挥，才能引导合理的用水消费，促进再生水的推广应用。

其次，理顺部门之间的关系，实现再生水资源的统一管理。实施污水再生回用是一项庞大而复杂的系统工程，涉及到城市规划、建设、环保、市政、水利等众多单位与部门，但长期以来，在许多城市存在着供水和用水、供水与排水之间的部门和地区条块分割的体制，没有一个具体的机构来统一协调、规划及管理城市的再生水回用，常常是用水的不管治污、治污的不管回用，各部门各自为政，形成不了合力。

污水处理技术方面，应切合实际地确定污水进水水质，优化工艺设计参数。必须对污水的现状水质特性、污染物构成进行详细调查或测定，作出合理的分析预测。在水质构成复杂或特殊时，应进行污水处理工艺的动态试验，必要时应开展中试研究。积极审慎地采用高效经济的新工艺，对在国内首次应用的新工艺，必须经过中试和生产性试验，提供可靠设计参数后再进行应用。

城市污水再生利用

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４卷 １

第２ＯＯ ２

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第期　５

月 ９

中大山学学 报（ 自然科学版 ） 　

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　叶雯 ， 刘 美　南

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摘　　要 分析了：国内城市外水污生利用的再况情， 介 了绍目前先的污水再生进用利法及方工艺并，出提了合符

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关键词 水：源资城；市水污；水污生再用　利

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１３污 水再 生 利 用 产生 巨大 的 经 济 、 社 会和 生 　态 ．效 益 　

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＊收 日稿 ：２期 Ｏ— Ｏ０２ —４　 ０１

，供统住 宅、 办公 、 化绿 、 空 调 冷却 和 水 消防 用　水 … 以色 。 是 众列所 周 知 的 水 资源 极 度 贫 的乏 国

家 　， 全 其 的部 生活 水 和 ７污 ％的 城 市 水污得 到 　了 回用 ２。处 理后 污的 水用 于 农 、灌地 下水 回 、工灌 业

　 市政 及 建 设 。污等 资水源 不 使 以 色列 仅 实现 了全 　 国粮 自食 ，给而且还 向欧 洲出 棉口 花和 生花 ＿。而 在　 ２　 日Ｊ本则 遍普采用 管双 水 系统供。 双管系统 一 之 饮　

用为 系 水 ，另统 一 即为 “ 水中 ” 系道统 。中水道再 生

作者简 介　： 雯 叶９８（年生） １ ７ ， ，女究研生 ； 讯联 系通 人刘美 南：；Ｅｍ ａ：

ｌｎ ｓ ｄ ．． ｎ －ｉ ｍ ＠ ｅｚｃ　 ｌｕｕ

维

资讯 普htt:p//wwwcqv.i.pcm

o

山大中学学 报 （然自 科学 版） 　

第４

ｌ卷　

一 水般用 于 冲厕 所洗， 其次为 浇 灌 城 市绿 地河，　流

给 补水及 消 防用 等水 所 占重比 较也 大。 　

用经， 多过层 过 滤， 达到 解 污染 ，降 净化水 质 的目 　

的湿。地 系统包 括 天然 和人 构 建 工 、地 表的 流 的渗　

３ 中

城国 污市 水再 生利 用 的发 　展

　虽 然 中国在早２ 纪 ５代 就始开采 用 污　水 世 ０年０灌

溉的方 式 回 污水用 但。 真正 是 污将水 深度处理 后　 用回 于城 生 市 活和 工 生 业产是 近 Ｏ年 来 ２才 发 起　展

和 下渗 滤地的 有 植、物体 系的 无 和物 植 体系的 等多　 种 形式， 规 可模 可大小。虽 然湿 地统 系 存水 在力负

荷　不 高 ，处理 能力较 低 ， 地占 面积 大， 湿植 地物生

　长

受季 节限制 等题问， 然它而具 有其 他水 处理 艺　

不 可工比 拟的优 点 如 系统， 采用 人 建工造 ，可 以受不 　地 限场制，而 且不会 因为 渗 漏 污而染 地 下水 环 境 ； 　 渗 介滤 质采用 同不 的人工材 料回填， 以可 根据不 同

来 　的。１９ ９０年 将“水 净 化 与资源 化 技 术研究 ” 　

作 为污 五 ”“国家 科 技 攻 关计划 ，组 织 了城市 污 水　八 资 源 和土 化地 理处 与 稳 塘定系统 的 技科攻关 ， 部 分　研 究成 已经应 果 用于 津 天庄 子 纪污 处 理 厂改 造水 工　

的 污

水水 质调 整 设计 参数 ；统系若采 用 地下 渗滤 　 作运方式 地 表，可 居与 民绿 化 建 区相 设 结 合处 理效　

果 良好；， 尤 其是 ＣＤ 、 ＢＤ、 Ｓ ＯＯＳ和 病 原微 生物 　的

程中太。 原市 将深度处 理 后 污的 水回用 于 原 太铁　钢 工业 的 冷 却水。大 乘 庆 庄污风水处 理 厂的 二级处理　 水经 深

度 处理 直后 接注 地入 下， 作 为 石 开 油 用　采

除率去可 达到 ９ ％以 ；上投资 少 ，运行 管 理 方 便， ０　

操作简 单系，统 本身 无需 外额 力 。动因 可 此大以范　

水

。８ １２９年 青岛 就 将 中水回 用作 为市 政 及 其 他 杂

用　水 ， 一程定 度缓 上 解了 资水源短 问缺 题。天 市　津

围 推广 湿 地系 处 理统技 术 尤 其，是 众 多中 小 城 镇，　

污 其水水 量小 ， 成 简 分单， 城周 围可用 市 于湿建地 　 统系 土的 地 资源丰 富 地 价， 相便 宜 对很 ， 适宜 利　 用湿地 系统 进 行 污水 处理 。如 　中山大学 规 划 设 计　研』 院究利 用 人 工湿地对 广 州市沙 河 龙 镇

洞村 生活 污水

　的

引滦 津入工 代价程高 ，每昂 方立 米 水的 基 建投资　高

达 ０５ ，元 纪庄而子 污 水理处厂 成建投 产后 将，　０

净化 后的 级 二处 水 回理 ，用 基建 费用 比引 滦工其 程 　 ，水 价也 比引低滦 水 便 【。宜实 证 践 明在 中 国开　， ］３ 展 水污 生再 用 的利研 究 和 应 是用符 合 我 国情国的 ，　是必 要且而经 济 上可 的行。 　

行净 进 化理处 该人 。工湿 系统地采 多条用人 工 地湿　和

级多 潜 流结构 处，理 能力 为 ０～２３０ ｍ 。／污 ５ ０ 　　３ｄ 从 水砾石 层下面 过 ，可 流防止 蚊 滋生 虫，轻 减污 　 水臭气对 周 围 空 气的 影响 。地湿植 选物 择人美蕉 风、 　草车及 根香草 等。经 过一 时段 间的 行 ，湿运 地系统 　

４ 城市 污 水再 生 利 用技术　 污

水再 生 利用 关 键的是 污 处水理 术技 。目 前 　 规常的污 水 处 理工 艺 是 生在 化 理 处 后 增加过 、滤吸

　 、混凝附 沉淀及 消 毒 等后续 处 理工 。随艺 水着处 　

理处理

效 果 趋于 定稳， 出水 水质达 《州市 污 排 放　 广水标 准 》二 级 标准 要 求 。　

４ ３ Ｂ 技 Ｏ　 术　 ．

技 术 的发Ｆ展 ，新兴 艺 工不断涌 现。常 规 污 处水理 工

　中

山 大学 环 的科 学 研境 究 人员将 生 接 触 氧化　物

艺的化 强组合、高及效 低能、耗处技理成为术城　

市污 水再 利用 生 技术 主 的 。 　流 ４１ 膜 生物反 应器技 术 （ Ｂ 　 ．Ｍ Ｒ ）以 生反 应 器物和膜 离 分 机有结 合为核 心 膜 的生 　 物反 应 器 术 技是２ 世 Ｏ 纪 末发展 起 来 水 处的 理高新　

和网络絮法凝技术合在结起 一研，究具出有进先水 平 的 　 ＯＢ 术 ，其技 城 市 生对 活 污 水 中的 机 污 染有　Ｆ 物 Ｎ、３ Ｈ 一Ｎ和Ｐ 很有 好 的去 除效 果，出 水 水质 　可达

８７ Ｇ Ｂ ９８１—９ ９的６ 级排 放一标 准 ， 冲耐 能击力 强 　，

污水 停

时留 间短， 占地 ，投少 资 ，运省行 费用 ， 低　 而且污 易 泥于 水脱， 制 可成陶粒 砖 重复利用 ，因　

可此 在 全范 围国内 广推使 。 用　

技 术。它 用 膜分离 系 统 代 了替传 统的 活 性污 法 泥　

中的沉二池 ， 利 用 既了膜 分 离 的 择 透 过 性 选和 效　 高性，又 利用 生物 处了理 的有 效 性及 彻 性底 ，从 而　 将 中的有 水 害物质最 大 程度地去 ，除处理 后 的污 水 水　

５中 国 城市水污再生利 用 策分析　对

　 ５ １ 推 强广 化级一处 　理． 目 前 中国已建成 和拟 建的污水 处 理厂多 为 二 　

级质

清澈，有 机 含物量 极低 ， 合符建 设 部《 活 杂用　生 水质水标 准 ，可直 接 回》 。Ｍ用 ＲＢ 艺 工由于具 节　有省基 建投 资和占地 ，能耗 小污水，在处 理设 备 停　中 留 间时短 、ＣＤ和 Ｎ ３Ｏ Ｈ一Ｎ去除 率高 、出 水 质水 　好 等 点 优而 备关受注 。北 京 如长安街 的０座２公 厕 及 　０

医院 生 活、 小 区的 水 回使用都 安 装 了Ｍ ＲＢ 置 装， 实　 践证 明 处理 果效 定稳 。 　４ ２ 湿

地 统　系

．

理处。二级处厂理然出虽水水好质，但投资 和转运　 费 高 用给地，方 政财造成 负 。担 特是别近 年 来 中小　

镇 迅城速 展 ，发水污排 放激量 增却，因 资 缺金 乏而　无

法 设二建 级 处 厂理或 建己 二级 处理 厂缺 乏 行运 费　

来

而源 无法 正运常转 因此 ，在。 体 水染污 重 严 和资　

金相 对 缺乏的情 况 下， 利 应有用限的经 先费 建 设　强化 一级处理 厂 ，较以低 用费最 大 限 度 削减污染 物 总　

湿 地 系是统利 用 物植 根系的吸 收微 和生 物 的　作

维

资普 讯htt:p//ww.cwqipvcom.

第 ５

期　

叶

雯等 ： 市城污水 再生利用

　 ７

９ ，量在 对短 相的 时 内间 使水 污染体 状得 到 有况效控　 制 ， 待条 件 允 时再许续 建二级 处 理 设 施 研。究结 果 　表 明 采用，强 化 一 处 级理 ，污水 Ｃ Ｄ中 去 除率可　 Ｏ达５　 ８％ ， 处理 而 成本仅 为 级二处 理 的１５ １ 　 ０Ｏ 　 ／ ３ ／既 ， 有效能 地削 减 污 染 物量 ，总又 约 节了治 理资　

金，在 现 阶段 是 十分 符 合我 国 国 情 的。 另外 ， 经　强

污 水

再 生回用 工程 与 其他 工 程 必须“ 同 时 ”三 ；编　 制 城 道市路 市政管 线 规划时 必 须 ，预 再留 生 水管 　道 的 位 置有， 条 的路 段应件预 埋再 生 水管 制 订； 鼓励　城 市 污水再 生 用利 工建 设程与 运 营的 管理 政策 和经　 济 政策 ，采 行取 有 之 效的 励 鼓 政 策和行 政管理 　手段 ，促 进 、农工业 生 产 部门 和市 政用 部水门积 极 　使用再

生水 。 　４５城 市 污水 生 再利用 市 场化 　

化．一 级理处 的后污水 再进行 二级 处理 时停 留，时 间 可大　 大缩 ，短耗能 少 减，水出 水质提高 。 　５

２实 行 分质 供 水 。建立合 理 的 价 水 系体 　 ． 在 国中 ，优质 的自来 水水 价 低 ， 而量 相质 对　

较污

水回用 既 公是 益业事， 又 是回报 较 高率的 事　

业 而 。前 目 国中水污处 理 设施 投 和资运营 的市 化场　

差 的 再

水 生由 于 净化成 本 ，价高格 也 较

自来 水高，

　导致 一方面 城 市 严重 缺水 ，而 再生 水无人 问 津尴　的 尬局 ，面另一 方 面 城市 水 处 理厂污 有效没 益 ， 加　

程重低 度融，资渠道不 ，投畅资体局主于政府 ，管限

　理运 营 也由政 府操 作 这。 的样政企 不 、分 政 事不 　分

了

地 的方 财负政 担 。此因， 国家必 须 立建 合 的理用　 水 价格体 系 以 污 水处 及理 与再 利生 用 格 体 价 系制　 ， 定水供、污 处 水理和再 生 利 用 成的 核本 定导则 办或

　法 ， 科学 合 理 地核定成 ，本变改 价水 过低 不的 利　

使企业缺乏影活力 投资效，低下益 严，重碍 阻污了　水再 生 用利 市 场的 发育 。 建 国议成 家立 污 水用回 投资 　咨询公 司帮助，地各解资决金困和技难问术题改。　 　 变传 的统政 主导府 下 的企 运业 作 式 ，引方入新 的运 作　模 式 —— Ｂ Ｔ模 式， “即资 一经 营 一转 交” Ｏ 投　，

使企 业和 政 都 能 府得 最获大 益利 实，现“ 赢 ” 　

参 考文双献 ： 　 ［ ］

英余姿 ， 况１明杰． 污水 源资 是化缓水解资 源危 的一条　机

要途重 ［径 新］疆环境保护 ， ２０，３ ３ ：４ — ． Ｊ３．０ １ （ ２３）６ 　［ ］ 张忠祥 ， 易 ． 可 市持续 展 发与 水 污染 防治 对 　策 ２ 钱 城 ［． Ｍ北京 ：］中 国筑工建 业版出 社，８９５ １９．：５　 ［］邬扬 善 ． 污市水处 理 ——投 与 决 资 策 ［．３ 城 ］Ｍ 北 ： 中京　国

环 科 境 学 版 出 ，社 ９： ９ １２ ３　 ９

响

和 由 造成 此 不的合 理 面局 ，引用导水 单 位 极积利 　 用 生 水 再资 源 。实行 “ 质 供 水 按， 质定 价 ” ，分　 将种 各 水源的供 水格价差距 拉 开 ，尤 其是再 水 与生 自　

来

水之间应较有大的差价， 水使源资的 利趋用结　 向构 合理。

５ 　３ 善完 市城污 再 水生利 用 法的 和规政 　 ． 策城 污市水 再生 用 利 在 中 的国发 展 历 并史不 长 ，　

城

市水污再 生利 用 的法 规 和政策还 有待 完 善随。着 　 中城国市的 发 展 ， 新 建 的 住宅 区和公 共建 筑 逐区渐　 增 多 ， 政建市 设 断完不善 ，各级 政 府在 编 各 制项市 政　专业 规划 时， 必 同时 须编制 污 水 再 生 回 规用划 ； 　

［ 国］环家境 护保 局技 标准科司 ． 　４城 污市水 地处土 技 术　理 南指［． ］北京 Ｍ 中：环国科学境出 版社， ９７ １　 １ ９ —８：

Ａｂ 　ｉ ｕ 　ｕ ｅｏ　 ｂ Ｗ ａ ｎｔ　 ａ ｅ 　ｏｔｔ Ｒｌ ｓ ｅ ｆＵｒ　ａ 　 ｓｅｅＷ ｔ

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Ａａ ｔａｂ ｔＵ ａｒ ａｔ　　 ｅ　￣ ａ　ｓ ａ　 ａｅｒｔｓｆｃｏ ｂ ｙｎｆｓ ｉ　 ｏｉ ｔｒｓ ｃ ： ｂ ｎｗ ｓｅ ｗｔｒｒ ｅｕ ｎ ｃｅ ｔｃａｉ　ａ ｒ　ｔｅ ｅｔ ｓｅ ｓｉ 　ｙ

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Ｋｅｏ 　ｒｓ ： ａｅ＂ ｅｏｗｒ ｅ ；ｒ ａ　 ｓ ｗａｅｅ； ａｗｔ ｔ　ｒｎ ｓ　 ｙｏ ｄ ｔｒｗｒｓ ｕ ｃ ｕ　ｂ ｗａ ｎｔ 　ｔ ｓｒ ｅｗ ａ ｅ 　　 ｌｅ

一＿～ ～　…

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蕊 　一 ■

城市污水再生利用现状分析

城市污水再生利用现状分析

1 概论

1.1 我国的供水状况 1.1.1 水资源状况

地球上总的水体积大约为14亿km3，其中只有2.5%是淡水，大部分以永久性冰或雪的形式封存于南极洲和格陵兰岛，而可供人类利用的部分仅有20万km3 [1]。中国多年平均水资源总量28100亿m3，人均水资源量2200m3，排在世界第88位，人均水资源仅为世界人均的四分之一[2~3]。根据“国际人口行动”对我国水资源进行的总体评价，预计到21世纪中叶我国人口达到16亿高峰时，人均水资源量将下降到1760m3，全国将接近用水紧张国家的边缘[4]。而且，我国水资源的时空分布不均，南方多北方少，更加剧了局部水资源的短缺状况。北方干旱半干旱地区全年的降水量主要集中在7、8、9三个月，使得这些地区可以利用的水资源尤其显得不足。 1.1.2 供水现状调查

从20世纪50年代中期到90年代末期，我国城市年总供水量从9.6亿m3增加到470.5亿m3，其中工业用水289.4亿m3，占61.5%；城市生活用水181m3，占38.5%。目前城市年总供水量已达640亿m3，2000年底日供水能力达21.8亿m3，供水普及率达到96.7%，估计目前城市用水缺水率平均为10%[5]。其中，经济发展比较迅速的沿海地区缺水严重的城市供水情况如表1所示。

表1 沿海地区缺水严重的城市分区统计表(不含市辖县)

城市数1990年城区人口1990年供水量2000年城区人口2000年供水量(个) (万人) 48

7133.44 4087.59

(亿m3) 129.76 55.52

(万人) 9565.50 4760.30

(亿m3) 153.54 60.13

分区 沿海地区合计

环渤

25 海区

北方片

苏沪区

9

1575.52 5663.11 488.20

48.59 104.11 8.72

2122.10 6882.30 868.20

55.17 115.3 10.74

小计 34 浙闽区

南方片

两广区

5

7 908.60 73.33 1470.13

16.0 0.93 25.65

1719.50 95.50 2683.20

22.21 5.29 38.24

海南 2 小计 14

资源来源：根据水利部1993、2000年关于我国城市缺水情况的报告(整理) 1.1.3 各用水方向的用量及比例情况

城市工业用水由工业规模大小和工业行业结构确定。工业用水中火电是第一大部门，占工业用水量的1/4左右，其次是造纸、化工、冶金、食品4个行业。主要工业行业单位产品用水量见表2。（其中包括市政环境用水、商业、办公、事业单位用水和居民生活用水等）近年来，随着我国城市人口增加和生活水平提高，生活用水急剧增长，全国城市生活用水年平均增长速度为3～5%。我国不同城市规模城市生活用水量见表3。从表3可以看出：特大、大城市生活综合用水量在177～260.8L/人?d之间；中、小城市生活综合用水量在136～208L/人?d之间；北方城市用水量明显低于南方城市；居民生活用水占综合用水的50.5%～

79.2%。2000年底全国城市平均生活用水量为220.2L/人?d。

当前工业用水占城市供水总量的61.5%，到2030年将占68～73%，表明城市水资源利用结构总体来说是从生产、生活并重型向生产主导型转换，因此，注重城市工业节水是减缓城市水资源供需矛盾的关键。

表2 主要行业单位产品用水量[5]

产品名称单位 用水量 产品名称 单位用水量产品名称 单位 用水量 棉纺织 m3/100m 2.5 纸浆造纸 m3/t 210 钢 毛纺织 m3/100m 31 纺织 麻织 粘胶 涤纶 印染 味精 湎精 啤酒 罐头

纸

m3/t 50

轧钢

m3/t 4 m3/t 5.5 m3/万元130~250

m3/100m 3.7 猪屠宰加工m3/头0.55 医药

m3/100m 760 牛屠宰加工m3/头1.20 彩色显像管m3/只 0.6 m3/100m 580 羊屠宰加工m3/只0.40 机械 m3/100m 47 m3/100m 2

m3/万元45

皮革加工 m3/张0.84 平板玻璃 m3/箱 0.82 硫酸

m3/t 20~70 水泥

m3/t 0.8

m3/100m 150 氯碱 m3/t 42 m3/t 42 m3/t 65

染料 三胶 炼铁

m3/t 15~20 载重汽车 m3/辆 18~30 m3/t 40~50 轿车

m3/辆 10~20

m3/t 145 火力发电 m3/SGW 1 m3/t 8

表3 我国不同城市规模生活用水量(单位: t/人?d) [6]

北 方

比例 公共

南 方

比例 综合 居住 (%) 水量 用水量 41.9 260.8 166.8 44.8 204 28.8 208

103.0 148.9

比例 公共

比例

城市 综合 居住

规模 水量 用水量 (%) 用水量 特大 177 102.9 大 中 小

179 98.8 136 96.8 138 79.3

58.1 74.2 55.2 80.4 71.2 39.9 57.5 58.7

(%) 用水量 (%) 63.9 94.0 50.5 101.0 71.6 59.1 79.2 39.1

36.1 49.5 28.4 20.8

42.5 187.6 148.5

1.1.4 制水和输水成本及供水价格

为了应对水资源供需日益尖锐的矛盾，传统上人们通常采用开发地表水，开采地下水资源，以及跨流域调水作为传统解决方案。在传统方式之外，开发非传统水源是解决水资源短缺问题的另一条行之有效的途径，在非传统水源中，污水再生利用具有广阔的应用前景[7]。

首先，在未充分利用城市污水的水资源能力前，不应上长距离调水和海水淡化项目。目前城市污水处理（二级处理）投资大约在900～1400元/(m3?d)，在此基础上的再生处理约400～600元/(m3?d)。加上管网配套总计600～1000元/(m3?d)。到“十五”末期形成40亿立方米水源的投资大约在100亿元左右。而形成同样规模的长距离引水，以大连引英入连为例[8]，则需600亿元左右，海水淡化则需1000亿元左右，可见污水回用在经济上具有明显的优势。

其次，在适用的地方使用再生水可以使供需双方获利。国内外同类经验与测算表明，对城市污水厂二级处理出水，采用混凝-沉淀-过滤-消毒技术处理，在管网长度适宜条件下，每日10 000 m3回用量以上工程的吨水投资都应在800元以下，处理成本0.7元以下，远低于城市水价。按现在国内外通行惯例，中水价格一般为自来水价格的50%~70%。以长春市为例，长春市水价4.17元/m3，中水价格以自来水价格的中值

60%计，应为2.5元，需水方吨水节省1.67元，供水方吨水获利1.8元左右[9]。供水方两年内可收回投资，供需双方经济效益都十分显著。 1.2 国外的污水再生利用

20世纪上半叶在水和废水处理的物理、化学和生物方面的技术进步，导致了“污水再生利用时代”的到来[10]。国际上，美国、日本、以色列、南非、澳大利亚、俄罗斯等国早已开展污水经处理后回用的工作[11]。 1.2.1 美国模式

美国的城市污水处理等级基本上都在二级以上，处理率达到100%。自1920年在亚利桑那州修建第一个分质供水系统用于浇灌绿地、冲厕、洗车、冷却水和建筑等以来，美国的城市污水再生利用已经从试验研究阶段进入生产应用阶段，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，成为城市水资源的重要组成部分，城市再生水利用设施的数量和规模随之迅速增长。美国再生水利用的范围涉及农业、工业、地下水回灌和娱乐等方面，其比例大致为62%用于各种灌溉和景观，31.5%用于工业，5%用于地下回灌，1.5%用于娱乐、渔业等。

美国再生水利用模式的突出特点是集中处理回用、很少直接用于城市生活杂用。这大概与美国市政管网和污水处理厂普及、生活用水水质标准严格有关。再生水利用工程主要分布于水资源短缺，地下水严重超采的西南部和中南部的加利福尼亚、亚利桑那、德克萨斯和佛罗里达等州。

美国的回用水标准各州不一，并且针对不同的回用对象所制定的标准也不一样，但标准都很严格。加州执行的是22号条例（Title22），克罗拉多州执行的是84号规范（Regulation＃84），这些文件都详细地规定了不同回用对象的水质标准，如：用于农业灌溉、工业冷却、市政景观等[12]。而且，美国环保局会同有关方面于1992年提出水回用建议指导书，包括了废水回用各个方面，回用处理工艺、水质要求、监测项目与频率、安全距离和条文说明，它对那些尚无法则可遵循的地方提供了重要的指导信息[13]。 水的回用在美国经久不衰，值得我们借鉴。下面再从几个实例加以详细说明。 (1) 回用于电厂冷却系统

美国电厂冷却水是仅次于农业的主要用水者，生化后的城市污水是可靠的冷却水水源，在西南地区的几个主要发电厂，包括核发电厂，普遍使用处理后的城市污水作为冷却水。在沙漠中兴建的赌城拉斯维加斯，有充足的电力供应，该市二个电厂科拉拉电厂和森路士电厂的冷却水使用拉斯维加斯市污水厂出水。污水厂1981年投产，规模24万m3/d。二级处理出水BOD

位于马里兰州巴尔的摩海口的伯利衡钢厂使用背河污水厂40万m3/d再生水已有40年历史。背河污水厂规模68万m3/d，曝气池停留时间6小时，滤池为移动罩滤池，滤后水浊度5以下。用城市污水厂再生水的处理流程为：

(3) 美国21世纪水厂

位于加州橘县水管理区，命名为21世纪水厂。1965年开始研究将深度处理出水回灌地下，以阻止海水入侵，1972年兴建有关工程，1976年投入运行，再生工艺如下。21世纪水厂再生水通过23座多套管井回注地下含水层出水TOC＜2mg/L，TN＜10mg/L，电导率100μm/cm，浊度0.1 NTU。出水中不得检出大肠杆菌。回注水总量检制在9.5万m3/d。处理流程如下。

(4) 城市绿地浇灌

美国加州的农灌用再生水量很大，占回用水量的60%以此解除该地区干旱威胁。在城镇，大片绿地、树木、高尔夫球场、公园，也是靠再生水浇灌，这部分水占16%。到美国考察，在污水厂内，在市区街道旁，在居民庭院里，随处可见一些管道上标有Reclaimed Water(回收水、再生水、中水)字样，居民每天都要使用再生水浇灌住宅前后草地，污水厂经常进出标有再生水字样的拉水车。污水的再生回用已被居民接受。加州规定的用于粮食作物灌溉的再生处理流程如下。

1.2.2日本模式

日本是个面积窄小的岛国，河流急湍入海，没有大江大湖可作跨流域调水之用，那么日本靠什么支撑了六十年代的经济复兴呢，靠的就是污水回用，他们叫下水处理水的再利用，在各大城市创建并保留使用至今的“工业用水道”，纵穿全市，形成和自来水管道并存的又一条城市动脉。1955年日本开始再生水利用，1978年左右受节能政策调整和城市水荒的影响，从中央到地方制定了中水利用指导计划，从1980年开始以东京为首的中水利用设施建设迅速发展。到1983年3月底，全国有中水项目473个，总回用水量约6.6万ｍ3/ｄ。近年来，平均每年建设130处。到1993年全国有1963套中水利用设施投入使用，其中东京都建设的中水利用设施数量约占全国的44%，福冈地区占19%。中水使用量为27.7万ｍ3/ｄ，占全国生活用水量的0.7%。截止1993年，使用雨水作中水的设施全日本共有528处，水量为500万ｍ3/ａ。其中东京的雨水利用设施占全国65%，福冈占7%。至1996年，全国有中水设施2100套投入使用，用水量达32.4万ｍ3/ｄ，占全国生活用水量的0.8%。再生水中41%被用于工业用水，32%被用于环境用水，8%用于农业灌溉。日本是工业国，主要用于工业，近几年增加了环境用水，它用于农灌的比例远小于美国。

在日本，城市污水集中处理回用和分散处理回用都大量存在，然而其最突出的特点有两个：（1）分散处理并回用于城市生活杂用的再生水所占的比例很大，（2）独特的工业水道，我们称之为日本模式。对工业用水道的水质各个城市都有不同的标准，日本市政杂用水和景观用水水质标准见表4。下面是日本再生水利用的几个实例及其处理流程。

1. 日本东京都江东地区工业用水使用城市污水厂再生水的处理流程如下：

2. 日本江崎市工业用水使用城市污水厂再生水的处理流程如下。

3. 东京千代田区某楼使用再生水回用于生活杂用水的处理流程。

4. 东京港区某楼使用再生水回用于生活杂用水的处理流程。

5. 日本川崎市的“亲水”再生利用于景观水体的处理流程如下。

表4 市政杂用水和景观游览用水水质标准

[13]

水质指标

日本下水道循环利用、市政杂用水标准建设省景观回用水标准 卫生间

景观 不检出 5.8~8.6

游览 不检出 10 5.8~8.6 10

景观 10 10

游览 50/100ml 3/100ml

大肠菌值（个/ml） 10 BOD5(mg/l) pH

浑浊度（度） 臭 色度（度） 余氯(mg/l) 外观

5.8~8.6

5.8~8.6 5.8~8.6 10

5

无不快感 无不快感 无不快感 无不快感 无不快感 2

0.4

无不快感 无不快感 无不快感 无不快感 无不快感

日本政府对供水设施建设和在水价上有较高的补贴，水价对于中水的建设影响并不是主要的；而且中水对国家总体上节水的贡献并不大，不超过全国生活用水量的1%，微观经济效益也并不明显。对于中水建设国家并无硬性的法律规定，公众也未普遍接受。尽管如此，每年仍有上百套的中水建成。这是因为：水荒给社会留下了深刻的影响，从局部地区来讲，人们希望提高供水的保障程度，摆脱水荒的影响。同时，有一些地区，地方政府明文规定要求建设中水。另有一些地区是面临环境对其污水的外排标准比较高，必须进行三级处理，出水经过消毒即可回用。为了扩大规模降低中水的成本，目前中水正在以新建小区为重点，普及中水建设。而一些大城市如东京，则建设了全地区的城市中水系统[14]。 1.2.3 以色列模式

以色列再生水利用最突出的特点是它已经把再生水作为国家水量平衡的重要组成部分。以色列长期缺水，认为把城市污水作为非传统的水资源加以开发利用是唯一的出路，也是容易实现的，早在20世纪60年代，就把回用所有污水列为一项国家政策，规定：废水如果没有用尽，不可采用海水淡化；城市的每一滴水至少应回用一次。污水再生成本大约是海水谈化的1/3~1/5，这种经济性使人们认识到必须优失利用污水。截至1987年，该国已建造了210个市政再生水利用工程，100%的生活污水和72%的市政污水已经回用，回用规模最大为20万m3/d，最小为27m3/d，一般介于0.5~1万m3/d之间。以色列42%的再生水直接回用于灌溉，30%回灌地下和排入河道供间接回用，其余的用于工业和城市杂用。回灌地下的再抽出至管网系统，输送到南部地区，最南部地区甚至将它作为饮用水源。

在以色列，由于水资源异常短缺，因此污水回用量在总供水量中所占的比例很大，目前已超过了10%。具体回用量与供水量见表5。表6是以色列灌溉回用水水质标准。

表5 污水回用量占以色列全国总供水量的比例关系(104m3/a) [15]

年份 全国总供水量 农业用水量 市政、生活用水量 废水回收量 农业上污水回用量

污水回用量占总供水量的比例（％）

1985 205000 149000 44500 21500 11000 5.4

1990/1991 145000 77000 56000 26000 18800 13.0

2000 209000 126000 68500 38000 35000 14.6

2010 224000 125000 77000 52000 45000 20.1

表6 以色列灌溉回用水水质标准[19]溶解氧

BOD(mg/L) SS(mg/L)

(mg/L) 60 45

50 40 30 15

0.5 0.5 0.5 0.5

大肠菌值(个/100mL) 100 12

余氯(mg/L) 0.15 0.5

灌溉项目

干饲料、纤维、甜菜、谷物、森林

青饲料、干果

其它要求

限制喷灌 需过滤处理

果园、熟食蔬菜、高尔夫球场 35 其它农作物、公园、草地 直接食用作物

15

即使是再生水也不能用于灌溉

其它部分国家的再生水利用实例见表7，此外阿根廷、巴西、智利、秘鲁、科威特、塞浦路斯、突尼斯等国都开始利用再生水，用于农业灌溉的比例最大。

表7 部分国家再生水利用实例[17][20]

国家 俄罗斯 波兰 墨西哥 沙特阿拉伯 印度 南非 纳米比亚

城市 莫斯科 费罗茨瓦夫 联邦区 利雅得 孟买 约翰内斯堡 温得和克

再生水利用规模（104m3/d） 55.5 17 15.5 12

0.015~0.025 5 0.045

回用对象 工业

灌溉、地下水回灌 浇灌花园 石油提炼、灌溉 商业大楼杂用水 电厂冷却水 饮用水

1.3 国内的污水再生水利用 1.3.1污水资源分析

经济建设和城市化的快速发展，使城市污水排放量增长很快。目前，我国城市污水年排放量已达414亿立方米，已建污水处理设施400余座，城市污水处理率达到30%，二级处理率达到15%。根据“十五”计划纲要要求，到2005年中国城市污水处理规模将超过4 000万m3/d，城市污水集中处理率将达到45%，这就给城市污水再生利用创造了基本条件。 1.3.2污水再生利用的适用性

经济的发展和城市化进程的加快，以及水污染问题的日益严重，也导致我国的城市缺水问题十分突出。据统计，我国目前668座城市中有400多座城市存在不同程度缺水，其中136座城市严重缺水，日缺水量

达1600万立方米，年缺水量60亿立方米，由于缺水每年影响工业产值2000多亿元人民币[4~5]。严重缺水城市主要集中在北方，占全国的2/3，占南方城市总数的30%；南方占全国的1/3，占南方城市总数的17.8%。北方缺水城市中主要是资源型缺水，即城市发展的需水量超过当地水资源承受能力；南方缺水城市中除沿海少数城市外，基本上属于工程型或污染型缺水，即因工程设施不足或水质受污染造成。

一方面城市缺水十分严重，一方面大量的城市污水经治理后又白白流失，浪费了大量的可利用资源。和城市供水量几乎相等的城市污水中，只有0.1%的污染物质，远低于海水中3.5%的量值。水在自然界中是唯一不可替代的、也是唯一可重复利用的资源。城市污水就近可得，易于收集，再生处理比海水淡化成本低廉，基建投资比远距离引水经济[18~19]。城市污水可以作为可靠的第二水源，这已成为当今世界各国在解决缺水问题时的共识。但是，由于污水再生利用的复杂性，在我国开展污水再生利用必须注意以下几个方面的工作：

第一，制定污水再生利用系统的总体规划。由于再生水的需求者通常比较分散，用水量较小，因此铺设再生水管道系统是推广污水再生利用的关键。为了保证处理后的再生水能够送到各个用户，首先必须编制城市污水再生利用规划，确定污水深度处理的规模、位置、再生水管道系统的布局，以指导再生水厂和再生水管道的建设和管理。由于以前的道路和市政管道建设时未能预留再生水管道的位置，或者即使可以安排再生水管道也需要破路才能施工，这便造成了推广城市污水再生利用的一个主要困难。

第二，正确评价污水再生利用所具有的环境和公众健康风险。若污水再生利用技术缺乏或不当，会造成严重后果。因此，在计划污水再生利用工程以前，要对其环境和健康风险进行详细、科学的不确定性分析和风险评价[20]。但是这一过程涉及的系列环境评价和经济评价技术在我国都未尽完善，从而增加了发展污水再生利用的风险。

第三，建立国家专项节水基金，发行债券，也可借助民间和外资力量，多方面多渠道筹集资金，支持、鼓励建设节水和污水再生回用设施。目前，污水再生利用的成本还比较高，尤其是规模较小的中水工程。按北京市统计，只有水量大于150m3/d的污水再生利用工程在经济上才是可行的，而现有建筑中水的规模大多小于该值[21]。因此对于分散型污水再生利用设施而言，中水成本与自来水价格以及城市污水处理费相比并不低，在成本上往往不具有竞争优势。此外，建筑中水系统还要涉及室内甚至整个城市上下水系统等的改造，给用户和市政增加了额外的负担[22]。

第四，对公众进行适当的宣传、引导。国内公众仍未完全接受污水再生利用，主要是由于信息不充分，对健康的担忧，心理的障碍以及出于成本上的考虑所造成的。由于缺乏相应的宣传和公众参与，公众意识不到水资源管理面临的严重问题，意识不到污水再生利用对于保护水资源的重要性，对污水再生利用产生了误解和对健康不必要的担忧，这些都会阻碍他们接受再生水[23]。

第五，制定城市节水和污水再生利用的技术指标体系；定期发布适用集成的技术措施；制订适度超前的标准、规范，为技术发展留下空间。本着“优水优用，劣水劣用”的原则，依不同的回用对象和相应标准，确定不同的处理技术，可大大节省工程投资和运行成本。

第六，制定鼓励污水再生利用的相关政策。首先是水价体系的不合理。长期来，我国的传统水资源价格一直处于较低的水平，对于用户而言使用再生水并不比使用自来水在成本上有多大的节约，因此我国的水价体系不能够激励用户自动地采用再生水。其次是尚未建立起再生水的收费机制，在这种情况下，污水处理厂不愿意也没有相应的财力进行污水深度处理和管网的投资。最后是污水缺乏污水再生利用产业的投资激励政策，造成了投资来源的匮乏。 1.3.3污水再生利用现状

我国的再生水利用理论研究和实践经历了“六五”期间的起步阶段（1980～1985），“七五”到“九五”期间的技术储备和示范工程引导阶段（1986～2000）和目前的发展阶段[8]，主要活动如表8所示。

表8 我国再生水利用历程概括

阶段 时期 研究课题

重大实践项目

政策法规

标准、规范

起步阶段

建设部“六五”计六五 划再生水利用课

题

水污染防治及城七五 市污水资源化技

术

北京市环保研究所中水试点工程；北京国际贸易中心中水工程

北京市中水设施建设管理试行办

以北京市为首的一批建筑（小区）中水

法（1987） 建设部“城市中水设施管理暂行办法”（1995）

生活杂用水水质标准 （CJ 25.1－89） 景观娱乐用水水质标准

（GB 12941－91）；行业规范：建筑中水设计规范，污水回用设计规范

行业标准：再生水回用于景观水体水质标准

引导阶段

八五

污水净化与资源工程 化技术

九五

发展阶段

污水处理与水工

业关键技术研究 一些集中再生水利污水资源化利用用工程 技术与示范

十五

再生水利用被写国标：建筑中水设计规范，污水回入“十五”纲要用设计规范

目前，我国再生水的用途有以下方面：城市、工业、农业、环境娱乐和补充水源水等。根据具体的使用目的和水质要求不同，水源、污水再生利用的设施和技术也随之不同。

再生水用于城市杂用的具体用途有：绿化用水、冲洗车辆用水、浇洒道路用水、厕所冲洗水、建筑施工和消防用水。市政杂用的再生水与人体接触的可能性较大，因此需要进行严格的消毒。再生水用于农业可以采用直接灌溉和排至灌溉渠或自然水体进行间接回用两种方式。农业用水需求量大，水质要求一般也不高，是污水再生利用产业的主要需求者之一。一般经二级处理的城市污水出水水质都能达到或超过农业灌溉用水标准。国外再生水利用的经验告诉我们，用于农业的再生水量通常都占较大的比重。再生水用于工业包含两方面：工业利用再生的城市污水和工业废水的内部循环。工业对再生水的需求量很大，对水质的要求也多种多样。再生水可用于量大面广的冷却水、洗涤冲洗用水及其它工艺低质用水，因此它最适合冶金、电力、石油化工、煤化工等工业部门的利用[17]。环境娱乐性用水主要为形成娱乐性或观赏性湖泊等。娱乐用水又可以分为主要接触和次要接触两大类。主要接触是指人体同水的接触是长时间的和直接的，并且有吸入的可能，比如游泳；次要接触是指诸如划船、钓鱼和进行观赏等活动，一般情况下并无浸水的可能。根据用水与人体接触的方式不同，必须采用不同的处理程度[24]。污水再生利用的其它方式还包括地下水回灌和饮用型回用。地下水回灌用于防止地面沉降、海水及苦咸水入侵及补充地下水储量。再生水用于生活饮用水源我国尚无先例，但在国外已有应用，如南非的温得霍克市和美国堪萨斯州的查纽特等，而且由于处理得当都未发生卫生问题。但是大多数地区对此仍保持保守态度，如美国环保局认为，除非别无水源可用，尽可能不以再生水作为饮用水源[25]。表9为我国北方部分城市集中污水处理回用工程，表10是我国部分城市建筑（小区）中水系统建设情况，部分工程的处理工艺如下[26]。

1. 中国市政工程东北设计研究院与大连春柳河污水厂经过长期科技攻关与工程实践提出的城市废水回用于工业循环冷却的再生水处理流程：

2. 清华大学与太原化工厂等单位合作，提出城市污水回用于化工循环冷却水的再生处理流程：

3. 中国科学院生态环境研究中心与北京燕山石油化工公司提出石油化工废水回用于冷却的处理流程：

4. 中国市政工程华北设计研究院提出再生水回用于景观水体的工艺流程：

5. 我国以石油污水为原水再生处理回注油田地下的处理流程：

表9 我国北方部分城市集中污水处理回用工程[20][27][28]回用规模

回用对象

(万m3/d)

电厂冷却水、道路、绿地绿化、市政、河道工业用

造纸及其它工业 景观、河道 景观、河道 煤码头用水 电厂冷却水 冲厕、浇洒、冷却 洗涤用水

电厂冷却水和冲灰水 景观、河道

绿化、河道补水、工业 冷却、工艺用水 浇洒道路、绿地 工业冷却水 鞍钢工业用水 太钢高炉冷却水 化工区工业用水

城市 污水处理厂 起始时间 2000年 1995年后 1995年 1995年 2000年前 2000年前 1995年 1998年 1998年 1990年 1993年 2000年前 1995年 1991年 1992年 1995年后 1995年后 1991年

1995年后1995年后

30

北京 高碑店北小河

2 天津

东郊 纪庄子

6 10 2 4 1 0.05 0.5 2 1 2.8 4 20 1 5

石家庄 桥西 保定 秦皇岛 海港区 邯郸 邯郸北 青岛

海泊河 延安西路

威海 枣庄 泰安

春柳

大连 傅家庄

马栏河

鞍山 太原

北郊 南堰

杨家堡

大同 东郊 西安 邓家村 铜川

5 1 6 0.7

汾西工业区 电厂冷却水

绿化、生活杂用、工业 电厂冷却水

1995年后 2002年 1995年后

表10 我国部分城市建筑（小区）中水系统建设情况*[27]

城市 北京 西安 烟台 大同 深圳 大连 新乡

中水系统数量 120 1 20 1 29 10 1

运行数 60 1 不祥 1 2 2 1

最早开始运行时间 1985 1988 1989 1991 1992 1996 1996

*截止到1996年底，含在建项目

最近，为贯彻我国水污染防治和水资源开发利用的方针，提高城市污水利用效率，做好城市节约用水工作，合理利用水资源，实现城市污水资源化，减轻污水对环境的污染，促进城市建设和经济建设可持续发展，城市污水再生利用国家标准化管理委员会批准发布并实施的三项国家标准：《城市污水再生利用 分类》（GB/T18919-2002）；《城市污水再生利用城市杂用水水质》（GB/T18920-2002）；《城市污水再生利用景观环境用水水质》（GB/T18921-2002）。这三项城市污水再生利用国家标准的颁布实施填补了我国城市污水再生利用水质标准的空白，为实现污水资源化提供了技术依据。该系列标准还包括《城市污水再生利用补充水源水质》和《城市污水再生利用工业用水水质》。

再生水的价格是污水再生利用市场化的核心要素。一方面，在再生水的水质和水量能满足安全性和稳定性的情况下，价格是决定需求的主要因素，合理的价格机制能够对再生水的需求产生经济激励。另一方面，再生水的价格水平又决定了污水再生利用企业是否能够得到足够的收益以满足其财务平衡的需求。因此为了培育再生水市场并为污水再生利用产业的良性运转提供资金保证，应当建立起再生水的收费制度，以补偿污水再生利用设施的投资、建设和运营的支出。

目前我国再生水的收费制度存在的主要问题是：再生水水价过低或甚至没有价格，以及再生水的价格管制政策沿袭了传统的收益率管制政策。在前一种情况下，由于没有其它措施保证污水再生利用产业投资者的基本收益，使得该产业缺乏足够的市场资金投入。而后者可能会造成污水再生利用企业的成本膨胀，而不利于提高产业效率。因此，必须建立我国再生水价格的合理体系，保障我国污水再生利用产业的良性运行。

污水再生利用产业在我国尚处于发展之初，它在未来是否能够发展到一定的市场规模，成为缓减水资源短缺和水污染严重的重要手段，将不仅取决于其自身的经济技术可行性，而且还与政府的产业政策密切相关。健全的污水再生利用产业政策可以发展污水再生利用产业，扩大再生水的需求，提高污水再生利用在解决水资源短缺的诸多解决方案中的重要性；可以规范污水再生利用产业，保障再生水安全性和经济效率目标的实现；可以激励污水再生利用企业提高运营效率、降低成本；可以优化政府职能，为污水再生利用产业的发展提供良好的体制环境。

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