城市污水资源化与用水健康循环建设研究

城市污水资源化与用水健康循环建设研究

摘要：为给城市用水提供科学依据，讨论了城市用水健康循环的内涵及功能，并给出了系统的实施策略，结果显示，建立水健康循环是解决水危机的有效途径。在这些策略中，污水资源化是实现城市水资源可持续利用和水环境修复的关键。本文从石家庄市缺水和水污染谈起，指出污水资源化的必要性，通过对污水处理、回用现状及存在问题进行分析，提出了相应的对策措施。

关键词：城市污水资源化水健康循环

1引言

21世纪，随着城市化经济社会的进步和人口的猛增，出现了水量和水质型的水短缺，反过来制约了城市化的进程和和谐社会的健康发展，缺水已经成为世界性问题。联合国发表的《世界水资源综合评估报告》表明，全世界人口到2025年将增加到83亿，生活在水源紧张国家的人口将增加到30亿，是1990年的10倍！同时，第三世界国家的城市面积还在大量增加，急需更有效地利用城市污水资源实现其健康循环。否则，全世界将有1/3的人口面临中高度甚至高度缺水的危机。目前，我国水资源紧缺形势日益加剧，全国600多个城市中有400多个供水不足，其中有100多个缺水严重，一些城市已经突现水危机[1]。石家庄市位于我国缺水最严重的海河流域，属资源缺水型地区，是全国乃至全世界缺水最严重的城市之一。

2 建立和维持城市用水的健康循环

水是可以再生、循环利用的自然资源，如果水的社会循环是良性、健康发展的，地球上有限的淡水资源可以不断循环地满足人类社会发展的需要。解决这种综合水危机的根本途径在于实现城市水系统健康循环(健康社会水循环)。这是针对人们滥排污水和丢弃废物、滥施农药与化肥而提出的，是拯救人类生存和永续发展空间的根本性战略。舍此，城市就失去了发展的根本和保障，建设全面小康社会的宏伟目标也就无从实现，人类和城市就不可能持续生存和发展。

要建立水系统健康循环，就要求在水社会循环中减少取水量，降低污染负荷，恢复河湖清流，其基本实施策略如图１所示。

图１水系统健康循环实施策略示意图

3污水资源化是实现水资源可持续利用的必要选择

石家庄市水资源极为匮乏，是全国严重缺水的城市之一，最新数字显示，石家庄市年均水资源量22.4亿立方米，全市年用水量32～34亿立方米，年缺水10～12亿立方米。由于缺水而长期超采地下水，使地下水位逐年下降，市区中部的降落漏斗水位埋深已降至38～42m，漏斗区域已近400km2。

3.1城市污水资源化再利用的技术途径

早期的城市污水回用由于受技术经济的限制，一般直接将污水厂二级出水加以利用。随着城市污水回用领域的扩大，对回用水的水质也有了不同的要求，并针对不同的用途和要求制定了相应的水质标准，这些标准的要求一般来说都高于污水处理厂二级出水水质，污水二级处理水经深度处理后才能回用于工业、市政景观、绿化用水，因此一般意义上的污水再生处理工艺多是对二级处理出水进行更进一步的处理。常用的城市污水再生处理工艺主要有以下三类：

(1)成熟的传统污水再生处理工艺

大连春柳污水处理厂是我国第一个污水处理回用示范工程，是在大连市春柳污水处理厂基础上增加二级处理工艺。其处理工艺流程图如下：

二级处理出水→混凝→澄清池→滤池→清水池→送水泵房→用户

该工程于1992年正式投产，对二级处理后出水进行深度处理，出水水质稳定，满足了附近工厂的需水要求。

(2)膜技术

现在应用较多的膜处理技术有微纳滤、超滤、渗析、反渗透、电渗析、气体分离等。据资料显示，小规模处理厂(<2万m3/d)采用膜处理技术的单位体积水处理费用均和传统处理工艺相当或更便宜。随着膜科技的发展，采用膜处理技术的污水厂，其总投资和运行费用还将会继续下降。

(3)土地处理系统

目前，小城市污水治理走大中城市污水深度生物处理的技术路线在资金上是有困难的，应充分利用当地的自然环境条件，因地制宜地采用投资省、能耗低、管理方便和能实现污水综合利用的工艺。土地处理系统是利用土壤中生长的大量微生物对水中污染物进行降解去除以净化水质的方法。由于污染物经过地下土层和地下包气带产生一系列的物理、化学和生物作用，许多微生物和化学物质通过各种反应被去除，这些过程延迟了某些化学物质进入地下水的速率，使一些污染物质降解为无毒无害的组分，一些物质则被植物所吸收，从而使污染物浓度得以降低。

3.2 石家庄污水处理回用现状

目前，石家庄市已建成污水处理厂28座，其中市区建成6座，日处理污水能力达106万吨，污水处理率达到了100%；其中，石家庄市桥西和桥东两大污水处理厂是石家庄建设较早的污水处理厂，桥东污水处理厂日处理污水规模为50万t，收水范围为市区京广铁路以东的污水，服务面积95.95km2。桥东污水处理厂升级改造工程总投资5.5亿元，于2010年9月底前完成，并投入试运行。桥西污水处理厂收水范围为京广铁路以西、石津灌渠以南的建成区，汇水面积40km2，服务人口50万，设计规模为日处理污水16万t。

3.3污水处理回用存在的问题

石家庄市污水资源化利用仍处于起步阶段，推进污水资源化过程中还面临着许多问题。

(1) 污水处理及回用尚无系统、科学的规划

目前，石家庄市污水处理规划一般仅限于兴建集中污水处理厂，未能针对实际情况选择最优的污水处理和回用方案，没有统一的污水回用和推广的规划。

(2)技术法规和配套政策体系不健全

完善的方法和技术标准，是污水处理和污水资源化规范发展、安全运行的重要保障。制定科学的技术标准和规范，提出合理的指导性和强制性要求，确定相应的产业和经济政策，是推进污水资源化快速发展的重要保证。

3.4污水资源化的对策措施

3.4.1 全面规划、统筹兼顾

[]尽快制定城市水资源综合利用规划，加快污水资源化的规划和建设。大型商贸中心、宾馆、饭店和新建住宅区都应敷设污水回用管道，经处理的污水，尽量回用于工业建设和城市建设，要把污水资源化作为一个重要组成部分纳入水资源的统一管理和调配。

3.4.2 制定污水资源化的法律法规和技术规范，完善相关配套政策

要在现行的相关法律和国家标准的基础上，完善相关法律保障体系，鼓励污水资源化利用。在法律上确立污水资源化利用的地位，通过立法使该项工作落到实处。制定相应的优惠政策，政府各职能部门要大力支持污水资源化利用工程建设，减免各种费用。对于污水资源化利用所产生的经济效益减免各种税费，鼓励用于扩大再生产，增加自我发展能力。