污水与中水资源的可持续利用

污水回用指生活和工业污水经过处理后,作为工业、农业或市政用水的水源。中水利用指某些水质尚可的废水(如洗澡、洗衣服的废水)经简单处理后用作对水质要求不高的用水(如冲厕用水、绿地灌溉用水等)。

有人把污水处理厂深度处理后可以利用但水质比自来水差的水称为中水,或者更一般地把水质介于上水(自来水)和下水(污水)之间的水称作中水,把中水利用混同于污水回用。笔者认为,不能把中水利用和污水回用这两个概念混同,应该区分清楚。首先,污水回用的水质并不一定很差,也可以达到自来水的标准,而中水利用的水质要求都低于自来水,所以不能把污水回用等同于水质差的中水利用。其次,从水管理、利用的角度而言,中水利用更强调家庭、小区的中水分散处理和利用,污水回用则更强调污水的集中处理,更强调污水无害化、资源化,二者的关注点各有侧重,在管理对象、投资选择上也不相同。再次,从语义上来说,中水不仅指其水质在上水和下水之间,而且指在水循环环节上处于上水道和下水道之间的水——未排入下水道之前的废水,强调不太脏的“中间水”的充分利用,因此中水利用与污水回用中已被彻底污染的废水的处理回用有很大的区别。

污水回用和中水利用的关系是:如果把污水回用理解为已经用过的水进行处理后重新利用,那么中水利用可以理解为污水回用的一个特殊类型,中水利用的特殊性在于其水源收集、水处理和利用的分散性、简便性,可以在小区内部实施,甚至可以在家庭内实施。如果把污水回用特指为城市集中性污水处理厂收集污水集中处理后的利用,那么中水利用就是与污水回用并列的非常规供水类型。

城镇用水的消耗率很低,一般不足20%。城镇供水的80%转化为污水,排入下水道是一种很大的资源浪费。如果经收集处理,其中70%可以再次循环使用,不仅可以变成宝贵的资源,而且可以减少环境污染。

城镇废水包括生活废水和工业废水。工业废水主要包括生产工艺废水和冷却废水。生产工艺废水系指各种生产工艺生成的废水,如洗涤废水、电镀废水、各类浮选工艺废水等。这类水一般污染物含量较高,有时还有毒性,对水体污染影响较大。冷却水约占工业用水的80%,如由冷凝器出来的冷却水,这类废水只要设备没有渗漏,水质一般较好,应设法冷却回用,不宜直接排放。直接排放一方面是水资源浪费,另外也会引起热污染。如与其他废水混合,还会增加废水体积,造成废水处理及利用的困难。

研究表明,城镇废水污染杂质只占0.1%,因此在去除杂质后绝大部分都可再利用。城市污水经过深度处理后,可以用于农业灌溉、工业生产、城市景观、市政绿化、生活杂用、地下回灌和补充地表水等方面,可以最大限度地利用水资源。(www.xing528.com)

国外一些发达国家在中水利用方面就做得比较好,污水处理量和回用量都很高,越来越多的行业已经开始利用处理后的污水。美国加利福尼亚州有200多个污水回用厂,每年为850多个用户提供回用水(非饮用水)约4.96亿m3。全美每年回用城市污水量达9.37×108m3。日本早在1962年就开始污水回用的实践,20世纪70年代东京、名古屋和大阪等城市就已将城市污水处理后回用于工业。南非联邦不但工业使用再生水,而且在约翰内斯堡市,每日自来水的85%是加入的城市再生水,开创了使用污水回用到饮用水的先例。(王振宇、李本高,2001)

在中国,城市污水资源化正受到高度重视,已经开始了相关的科学研究和工程实践。

我国解决城市污水的净化问题始于20世纪70年代。一些城市利用郊区的坑塘洼地、废河道、沼泽地等稍加整修或围堤筑坝,建成稳定塘,对城市污水进行净化处理。据调查,这个时期在全国已建成各种类型的稳定塘有38座,日处理城市污水约173万m3。80年代,一些大城市开始建设污水处理厂。我国第一座大型城市污水处理厂——天津市纪庄子污水处理厂于1982年破土动工,1984年4月28日竣工投产运行,处理规模为26万m3/d。全国废、污水排放量达620×108m3/a。20世纪90年代,污水处理能力大幅度提高。“八五”期间城市污水处理厂增加89座(其中包括北京高碑店、天津东郊、石家庄桥西、广州大坦沙、无锡芦村、济南等大中型城市污水处理厂),平均每年建污水处理厂17座。“九五”期间,竣工投入运行的城市污水处理项目有22个,日处理规模371.7万m3,在建项目109个,日处理规模832.0万m3。到2000年底,中国已建成城市污水处理厂427座,其中二级生化污水处理厂282座,污水生化处理总规模达到1475万m3/d,二级处理率约为15%。到2005年,城市污水集中处理率要达到45%,届时城市污水处理厂规模将超过4000万m3/d,其中绝大多数是二级生化污水处理设施。这为中国城市污水资源化提供了坚实、可靠的基础。(国家城市给水排水工程技术研究中心,2003)

中国城市污水再生利用项目的建设也已经启动。一些城市或区域正全面规划污水资源化工程,有的已经开始付诸实施。例如,青岛市日产4万m3的再生水工程已经投产,目前正加速建设中水管道,扩大供水规模。天津东郊污水处理厂回用工程将二级出水过滤、消毒后回用,规模7万m3/d。天津市还计划到2015年将城市污水处理厂出水全部回用。大连市春柳河污水处理厂规模1万m3/d的污水回用示范工程已运行10年,效果良好。新建的几个污水厂都有深度处理设施,大部分二级处理后的水回用。大连市实施“蓝天碧海”工程,计划每天生产再生水20万t。