張愛(ài)哲
(唐山市引灤工程管理局邱莊水庫(kù)樞紐管理處,河北 豐潤(rùn)064007)
20世紀(jì)50年代中期到90年代末期,我國(guó)城市年總供水量從9.6億m3增加到470.5億m3, 其中工業(yè)生產(chǎn)用水289.4億m3,占61.5%;城市生活用水181.1億m3,占38.5%。城市年總供水量已達(dá)640億m3,2000年底日供水能力達(dá)21.8億m3, 供水普及率達(dá)96.7%,估計(jì)目前城市用水缺水率平均為10%。
對(duì)城市缺水通常采用開(kāi)發(fā)地表水,開(kāi)采地下水資源,以及跨流域調(diào)水作為傳統(tǒng)解決方案。在傳統(tǒng)方式之外,開(kāi)發(fā)非傳統(tǒng)水源是解決水資源短缺的另一條行之有效的途徑,在非傳統(tǒng)水源中,污水再生利用具有廣闊的前景。
目前城市污水處理 (二級(jí)處理)投資大約在900~1400元/(m3·d),在此基礎(chǔ)上的再生處理約400~600元/(m3·d)。加上管網(wǎng)配套總計(jì)600~1000元/(m3·d)。 到“十五”末期形成40億m3水源的投資在100億元。形成同樣規(guī)模的長(zhǎng)距離引水,以大連引英入連為例,需600億元,海水淡化則需1000億元,可見(jiàn)污水回用在經(jīng)濟(jì)上具有明顯優(yōu)勢(shì)。
國(guó)內(nèi)外同類經(jīng)驗(yàn)與測(cè)算表明,對(duì)城市污水廠二級(jí)處理出水,采用混凝—沉淀—過(guò)濾—消毒技術(shù)處理,在管網(wǎng)長(zhǎng)度適宜條件下,回用量10000 m3/d以上工程的噸水投資應(yīng)在800元以下,處理成本0.7元以下,遠(yuǎn)低于城市水價(jià)。按現(xiàn)在國(guó)內(nèi)外通行慣例,中水價(jià)格為自來(lái)水價(jià)格的50%~70%。以長(zhǎng)春市為例,長(zhǎng)春市水價(jià)4.17元/m3,中水價(jià)格以自來(lái)水價(jià)格的60%計(jì),應(yīng)為2.5元,需水方噸水節(jié)省1.67元,供水方噸水獲利1.8元。供水方2a內(nèi)可收回投資,供需雙方經(jīng)濟(jì)效益都十分顯著。
經(jīng)濟(jì)建設(shè)和城市化的快速發(fā)展,使城市污水排放量增長(zhǎng)很快。目前,我國(guó)城市污水年排放量已達(dá)414億m3,已建污水處理設(shè)施400余座,城市污水處理率達(dá)30%,二級(jí)處理率達(dá)15%。根據(jù)“十五”計(jì)劃綱要要求,到2005年城市污水處理規(guī)模將超過(guò)4000萬(wàn)m3/d,城市污水集中處理率將達(dá)45%,給城市污水再生利用創(chuàng)造了基本條件。
經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和城市化進(jìn)程的加快,以及水污染的日益嚴(yán)重,導(dǎo)致我國(guó)的城市缺水問(wèn)題十分突出。據(jù)統(tǒng)計(jì),我國(guó)目前668座城市中有400多座城市存在不同程度缺水,其中136座城市嚴(yán)重缺水,日缺水量達(dá)1600萬(wàn)m3,年缺水量60億m3,嚴(yán)重缺水城市主要集中在北方,占全國(guó)的2/3,占北方城市總數(shù)的30%;南方占全國(guó)的1/3,占南方城市總數(shù)的17.8%。北方缺水城市中主要是資源型缺水,即城市發(fā)展的需水量超過(guò)當(dāng)?shù)厮Y源承受能力;南方缺水城市中除沿海少數(shù)城市外,基本上屬于工程型或污染型缺水,即因工程設(shè)施不足或水質(zhì)受污染造成。
一方面城市缺水十分嚴(yán)重,另一方面大量的城市污水經(jīng)治理后又白白流失,浪費(fèi)了大量的可利用資源。與城市供水量幾乎相等的城市污水中只有0.1%的污染物質(zhì),遠(yuǎn)低于海水中3.5%的量值。水是唯一不可替代的,也是唯一可重復(fù)利用的資源。城市污水就近可得,易于收集,再生處理比海水淡化成本低廉,基建投資比遠(yuǎn)距離引水經(jīng)濟(jì)。城市污水可以作為可靠的第二水源,這已成為當(dāng)今世界各國(guó)在解決缺水問(wèn)題時(shí)的共識(shí)。但是,由于污水再生利用的復(fù)雜性,在我國(guó)開(kāi)展污水再生利用必須注意以下幾個(gè)方面的工作。
2.2.1 制定污水再生利用系統(tǒng)的總體規(guī)劃
由于再生水的需求者通常比較分散,用水量較小,因此鋪設(shè)再生水管道系統(tǒng)是推廣污水再生利用的關(guān)鍵。為了保證處理后的再生水能夠送到各個(gè)用戶,首先必須編制城市污水再生利用規(guī)劃,確定污水深度處理的規(guī)模、位置、再生水管道系統(tǒng)的布局,以指導(dǎo)再生水廠和再生水管道的建設(shè)和管理。由于以前的道路和市政管道建設(shè)時(shí)未能預(yù)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,這是推廣城市污水再生利用的一個(gè)主要困難。
2.2.2 正確評(píng)價(jià)污水再生利用所具有的環(huán)境和公眾健康風(fēng)險(xiǎn)
若污水再生利用技術(shù)缺乏或不當(dāng),會(huì)造成嚴(yán)重后果。因此,在計(jì)劃污水再生利用工程以前,要對(duì)其環(huán)境和健康風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行詳細(xì)的不確定性分析和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)。但是這一過(guò)程涉及的系列環(huán)境評(píng)價(jià)和經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)技術(shù)在我國(guó)都未盡完善,從而增加了發(fā)展污水再生利用的風(fēng)險(xiǎn)。
2.2.3 建立國(guó)家專項(xiàng)節(jié)水基金,發(fā)行債券,也可借助民間和外資力量,多方面多渠道籌集資金,支持、鼓勵(lì)建設(shè)節(jié)水和污水再生回用設(shè)施
目前,污水再生利用的成本還比較高,尤其是規(guī)模較小的中水工程。按北京市統(tǒng)計(jì),只有水量大于150m3/d的污水再生利用工程在經(jīng)濟(jì)上是可行的,而現(xiàn)有建筑中水的規(guī)模大多小于該值。因此對(duì)于分散型污水再生利用設(shè)施而言,中水成本與自來(lái)水價(jià)格及城市污水處理費(fèi)相比并不低,在成本上往往不具有競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。此外,建筑中水系統(tǒng)還要涉及住宅甚至整個(gè)城市上下水系統(tǒng)等的改造,給用戶和市政增加了額外負(fù)擔(dān)。
2.2.4 對(duì)公眾進(jìn)行適當(dāng)?shù)男麄?、引?dǎo)
國(guó)內(nèi)公眾仍未完全接受污水再生利用,主要是由于信息不充分,對(duì)健康的擔(dān)憂,心理的障礙以及成本上的考慮所造成的。由于缺乏相應(yīng)的宣傳和公眾參與,公眾意識(shí)不到水資源管理面臨的嚴(yán)重問(wèn)題,意識(shí)不到污水再生利用對(duì)于保護(hù)水資源的重要性,對(duì)污水再生利用產(chǎn)生了誤解和對(duì)健康不必要的擔(dān)憂,這些都會(huì)阻礙他們接受再生水。
2.2.5 制定城市節(jié)水和污水再生利用的技術(shù)指標(biāo)體系;定期發(fā)布適用集成的技術(shù)措施;制訂適度超前的標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范,為技術(shù)發(fā)展留下空間
本著“優(yōu)水優(yōu)用,劣水劣用”的原則,依不同的回用對(duì)象和相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn),確定不同的處理技術(shù),可大大節(jié)省工程投資和運(yùn)行成本。
2.2.6 制定鼓勵(lì)污水再生利用的相關(guān)政策
首先是水價(jià)體系的不合理。長(zhǎng)期來(lái),我國(guó)的傳統(tǒng)水資源價(jià)格處于較低水平,對(duì)于用戶而言使用再生水并不比自來(lái)水節(jié)約成本,因此我國(guó)的水價(jià)體系不能激勵(lì)用戶自動(dòng)地采用再生水。其次是尚未建立起再生水的收費(fèi)機(jī)制,在這種情況下,污水處理廠不愿意也沒(méi)有相應(yīng)的財(cái)力進(jìn)行污水深度處理和管網(wǎng)的投資。污水缺乏污水再生利用產(chǎn)業(yè)的投資激勵(lì)政策,造成了投資來(lái)源的匱乏。
我國(guó)的再生水利用和實(shí)踐經(jīng)歷了“六五”期間的起步階段(1980~1985年),“七五”到“九五”期間的技術(shù)儲(chǔ)備和示范工程引導(dǎo)階段(1986~2000年)和目前的發(fā)展階段。
目前,我國(guó)再生水的用途有以下方面:城市、工業(yè)、農(nóng)業(yè)、環(huán)境娛樂(lè)和補(bǔ)充水源水等。根據(jù)具體的使用目的和水質(zhì)要求不同,水源、污水再生利用的設(shè)施和技術(shù)也隨之不同。
再生水用于城市雜用的具體用途有:綠化用水、沖洗車輛用水、澆灑道路用水、廁所沖洗水、建筑施工和消防用水。市政雜用的再生水與人體接觸的可能性較大,因此需要進(jìn)行嚴(yán)格消毒。再生水用于農(nóng)業(yè)可以采用直接灌溉和排至灌溉渠或自然水體進(jìn)行間接回用兩種方式。農(nóng)業(yè)用水需求量大,水質(zhì)要求一般也不高,是污水再生利用產(chǎn)業(yè)的主要需求者之一。一般經(jīng)二級(jí)處理的城市污水出水水質(zhì)都能達(dá)到或超過(guò)農(nóng)業(yè)灌溉用水標(biāo)準(zhǔn)。國(guó)外再生水利用的經(jīng)驗(yàn)告訴我們,用于農(nóng)業(yè)的再生水量通常占較大比重。再生水用于工業(yè)包含兩方面:工業(yè)利用再生的城市污水和工業(yè)廢水的內(nèi)部循環(huán)。工業(yè)對(duì)再生水的需求量很大,對(duì)水質(zhì)的要求也多種多樣。再生水可用于量大面廣的冷卻水、洗滌沖洗用水及其他工藝低質(zhì)用水,因此它最適合冶金、電力、石油化工、煤化工等工業(yè)部門的利用。環(huán)境娛樂(lè)性用水主要用于形成娛樂(lè)性或觀賞性湖泊等。娛樂(lè)用水又可以分為主要接觸和次要接觸兩大類:主要接觸是指水與人體的接觸是長(zhǎng)時(shí)間和直接的,并且有吸入的可能,比如游泳;次要接觸是指諸如劃船、釣魚和進(jìn)行觀賞等活動(dòng),一般情況下并無(wú)浸水的可能。根據(jù)用水與人體接觸的方式不同,必須采用不同的處理程度。污水再生利用的其他方式還包括地下水回灌和飲用型回用。地下水回灌用于防止地面沉降、海水及苦咸水入侵及補(bǔ)充地下水儲(chǔ)量。再生水用于生活飲用水源我國(guó)尚無(wú)先例,但國(guó)外已有,如南非的溫得霍克市和美國(guó)堪薩斯州的查紐特等,由于處理得當(dāng)都未發(fā)生衛(wèi)生問(wèn)題。但是,大多數(shù)地區(qū)對(duì)此仍保持保守態(tài)度,如美國(guó)環(huán)保局認(rèn)為,除非別無(wú)水源可用,盡可能不以再生水作為飲用水源。
最近,為貫徹我國(guó)水污染防治和水資源開(kāi)發(fā)利用的方針,提高城市污水利用效率,做好城市節(jié)約用水工作,合理利用水資源,實(shí)現(xiàn)城市污水資源化,減輕污水對(duì)環(huán)境的污染,促進(jìn)城市建設(shè)和經(jīng)濟(jì)建設(shè)可持續(xù)發(fā)展,城市污水再生利用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)批準(zhǔn)發(fā)布并實(shí)施的3項(xiàng)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn):GB/T18919—2002《城市污水再生利用分類》;GB/T18920—2002《城市污水再生利用城市雜用水水質(zhì)》;GB/T18921—2002《城市污水再生利用景觀環(huán)境用水水質(zhì)》。這3項(xiàng)城市污水再生利用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的頒布實(shí)施填補(bǔ)了我國(guó)城市污水再生利用水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的空白,為實(shí)現(xiàn)污水資源化提供了技術(shù)依據(jù)。該系列標(biāo)準(zhǔn)還包括《城市污水再生利用補(bǔ)充水源水質(zhì)》和《城市污水再生利用工業(yè)用水水質(zhì)》。
再生水的價(jià)格是污水再生利用市場(chǎng)化的核心要素。一方面,在再生水的水質(zhì)和水量能滿足安全性和穩(wěn)定性的情況下,價(jià)格是決定需求的主要因素,合理的價(jià)格機(jī)制能夠?qū)υ偕男枨螽a(chǎn)生經(jīng)濟(jì)激勵(lì)。另一方面,再生水的價(jià)格水平又決定了污水再生利用是否能夠得到足夠的收益以滿足其財(cái)務(wù)平衡的需求。因此為了培育再生水市場(chǎng)并為污水再生利用產(chǎn)業(yè)的良性運(yùn)轉(zhuǎn)提供資金保證,應(yīng)當(dāng)建立起再生水的收費(fèi)制度,以補(bǔ)償污水再生利用設(shè)施的投資、建設(shè)和運(yùn)營(yíng)的支出。
目前我國(guó)再生水的收費(fèi)制度存在的主要問(wèn)題是:再生水水價(jià)過(guò)低甚至沒(méi)有價(jià)格,以及再生水的價(jià)格管制政策沿襲了傳統(tǒng)的收益率管制政策。在前一種情況下,由于沒(méi)有其他措施保證污水再生利用產(chǎn)業(yè)投資者的基本收益,使得該產(chǎn)業(yè)缺乏足夠的市場(chǎng)資金投入。而后者可能會(huì)造成污水再生利用企業(yè)的成本膨脹,而不利于提高產(chǎn)業(yè)效率。因此,必須建立我國(guó)再生水價(jià)格的合理體系,保障我國(guó)污水再生利用產(chǎn)業(yè)的良性運(yùn)行。
污水再生利用產(chǎn)業(yè)在我國(guó)尚處于發(fā)展之初,未來(lái)是否能夠發(fā)展到一定的市場(chǎng)規(guī)模,成為緩減水資源短缺和水污染嚴(yán)重的重要手段,不僅取決于其自身的經(jīng)濟(jì)技術(shù)可行性,還與政府的產(chǎn)業(yè)政策密切相關(guān)。健全的污水再生利用產(chǎn)業(yè)政策可以發(fā)展污水再生利用產(chǎn)業(yè),擴(kuò)大再生水的需求,提高污水再生利用在解決水資源短缺的諸多解決方案中的重要性;可以規(guī)范污水再生利用產(chǎn)業(yè),保障再生水安全性和經(jīng)濟(jì)效率目標(biāo)的實(shí)現(xiàn);可以激勵(lì)污水再生利用企業(yè)提高運(yùn)營(yíng)效率、降低成本;可以優(yōu)化政府職能,為污水再生利用產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供良好的體制環(huán)境。