生態循環、梯級利用:未來城鎮污水再生利用發展方向
我國面臨嚴重的缺水問題,在節約新水的同時,亟待開發非常規水資源。污水再生利用是城市節水的重要方面,是保障城市用水需求的重要措施,將成為城市建設中不可或缺的有機組成部分。
今年5月13-19日,是第27個“全國城市節約用水宣傳周”,我們采訪了污水再生利用領域專家、ISO城鎮水回用技術分委員會主席、清華大學環境學院胡洪營教授,就當前國際和國內再生水利用現狀進行了探討。
為什么要重視城市污水再生利用?
水是生命之源、生產之要、生態之基,城市傍水而建,依水而興,但有的城市也會因水而衰,水環境質量體現了一個城市的品位。現階段我國城鎮水環境仍然面臨水資源短缺、水環境污染、水生態破壞、水空間萎縮等突出問題,制約了我國社會經濟發展和生態文明建設。
水環境問題的根源在污水,在于如何 “看待”污水和如何“對待”污水。污水可以說是“取之不盡,用之不竭、供給穩定”,凈化后是寶貴的水源,可以作為城市第二水源和工業第一水源。黨的十九大和習近平總書記提出要加強社會主義生態文明建設,提供更多優質生態產品以滿足人民日益增長的優美生態環境需要,各地也在大力整治城市黑臭水體,再生水就是一個很重要的補水水源。因此,構建污水再生循環利用系統是城鎮可持續發展的重要保障,對于缺水城市尤為重要。
我國在推進污水再生利用出臺了哪些政策?
再生水首次寫入我國立法是《循環經濟促進法》,2014年實施的《城鎮排水與污水處理條例》明確國家鼓勵污水再生利用,并從規劃、設施建設及重點應用領域做了規定,要求地方政府制定促進再生水利用的保障措施。
2014年,住建部和發改委聯合發布了《關于進一步加強城市節水工作的通知》,提出要加快污水再生利用,“將污水再生利用作為削減污染負荷和提升水環境質量的重要舉措”。
2015年國務院頒布的《水污染防治行動計劃》(“水十條”)中,明確提出要“促進再生水的利用。以缺水及水污染嚴重地區城市為重點,完善再生水利用設施,工業生產、城市綠化、道路清掃以及生態景觀等用水,要優先使用再生水。”
2016年,發展改革委、水利部和住房城鄉建設部等9部門印發的《全民節水行動計劃》中,也提出要“加快污水處理及再生利用設施提標改造,增加高品質再生水利用規模。”同年,住房城鄉建設部和發展改革委出臺了《城鎮節水工作指南》,明確要求“實施污水再生利用設施建設與改造,開展再生水生態和景觀補水系統建設。提倡城市健康水循環理念,積極推行水的循環利用和梯級利用,構建城鎮健康水循環”。
國內污水再生利用有哪些成功的案例?
北京是再生水利用最先進的城市,其大規模再生水系統建設、運行和管理水平國際領先。2017年,北京市再生水利用量為10.5億立方米,相當于520個昆明湖的水量,占總用水量的四分之一。再生水已成為北京市名副其實的第二水源,生態生產的第一水源。北京市城區電廠冷卻水均采用再生水,70%以上的河湖補水來自再生水。例如,北京市奧林匹克公園龍形水系、圓明園等均采用再生水作為補水。
在北京經濟技術開發區,再生水使用總量占開發區總供水量的35%,占總工業用水量55.2%,成為開發區工業發展的第一水源,為開發區的經濟發展發揮了不可替代的作用。優質再生水為京東方、中芯國際等企業生產用水提供了有力保障。再生水水質穩定,價格低于工業用自來水價格,得到了用水企業的廣泛好評。
在山東省海河流域,陽谷、高唐、茌平等縣在再生水“生態循環、梯級利用”方面做了值得矚目的有益探索。再生水首先用于生態環境,補充生態基流,恢復水生態系統,之后作為工業水源進行再次利用為流域水環境治理提供了新的科學模式。
國際上污水再生利用有哪些最新動向?
國際上污水再生利用經驗豐富、技術先進的國家包括美國、澳大利亞和新加坡等。再生水廣泛應用于農業、工業、景觀娛樂和水環境。值得關注的是國外開始嘗試將再生水補充飲用水源地,緩解城市供水壓力。從最初1962年美國加州的再生水間接飲用回用和1968年的納米比亞的再生水直接飲用回用項目開始,再生水飲用回用案例已廣泛擴展到非洲、亞洲、澳大利亞、歐洲和北美等世界多個國家和地。例如,新加坡通過“新生水”(NEWater)工程,將高品質再生水補充飲用水源,約占飲用水的2%。為保障再生水補充飲用水源的安全,2017年世界衛生組織發布了《再生水飲用回用安全指南》。該指南重點關注再生水的水質安全,指導和引領飲用回用項目的規劃、設計、運行和管理。
此外,2013年底,國際標準化組織成立了水回用技術委員會,目前共有41個成員國參與,專門負責制定水回用領域相關的國際標準,以推動水回用行業的健康、規范發展。
清華大學聯合國內優勢單位,聯合編制了多項ISO國際標準。我國在再生水領域的研究成果、工程實踐與管理經驗在國際上被高度認可,成為國際標準的基礎,發揮了國際引領作用,促進了污水再生利用技術和管理的規范化發展。
今后污水再生利用的發展方向是什么?
現有的污水再生利用是一種基于人工強化的水回用系統,其基本特點是再生水的直接、單向和單次利用,沒有形成水的循環利用或閉環循環。
“善水循環、尚法自然”是我們應該遵循的基本原則。未來,生態循環、梯級利用是未來城鎮污水再生利用系統的發展方向。
方法是,將再生水排入城市地表水環境(如河湖塘池、景觀水體、人工濕地等),經過一定時間的儲存凈化之后,再用于工業、生活和農業,實現城市內部的水循環利用。該模式將通過工程措施得到的再生水(工程再生水)轉變為“生態再生水”,可以提高公眾心理接受程度。河湖水系也承擔了再生水輸配、儲存的功能,彌補再生水管網建設不足的短板,節省了建設和運行費用。景觀水系中的再生水通過后續的工業、生活、農業梯級利用,可以進一步提高水利用率。這種模式,平衡了工業和生活用水與生態用水間的矛盾,兼顧了各種需求,技術可行、效益顯著,值得推廣。