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再生水的战略思考与定位

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扬州一怪 发表于 2018-9-4 20:44:07 | 显示全部楼层 |阅读模式
摘  要:本文是根据2006年10月16日举行第七次水业高级技术沙龙讨论的共识形成的战略报告。水业高级技术沙龙是由中国水网和清华大学环境系组织的系列交流活动。本文主要观点包括:
   中国的再生水战略从早先的污水回用起步,然后发展到污水再生利用的高度,但是发展到现在已经完全不能等同于污水回用,也不应该继续停留在污水再生利用的层面。再生水本质上是一种资源战略,是建立人类需求与水体良性循环的一种新的战略性措施,需要从更宽阔的视角来认识再生水问题。而传统的污水回用或污水再生利用更多表现为一种克服供水量不足或降低用水量的有效方式。
   没有流域协调发展与水质安全理念,再生水战略将失去切实有效的实施前提,退化为简单的污水回用成为必然。以流域为主体对象的再生水战略是一项综合考虑水质和水量的水资源综合战略,需要用流域水资源费来支撑。仅仅将再生水规划归并到污水处理规划之中是远远不够的,应该使其成为流域水资源规划中的核心内容之一。
一、再生水战略的提出


  近年来,中国经济总量的迅速增加使水资源总量日显稀缺。城市化趋势和区域经济的进一步集中,更加加大了水资源的局部负荷。远距离,甚至跨流域调水工程的大量实施,使中国水资源的局部稀缺进一步扩大为全面稀缺。日益严重的水环境污染,使这一稀缺进一步加剧。水资源问题已经成为中国经济和社会可持续发展的瓶颈。对中国而言,水资源继石油之后成为新的战略资源。
   在此背景下,中国政府开始将再生水提升到战略高度,成为解决中国水资源问题的重要出路之一。再生水战略能否担此重任,关键在于再生水的战略能否突破原先的传统理解与约束。  目前,国家在制定各种管理政策、产业政策、技术政策和再生水规划战略时,一般把再生水涵盖在污水处理的框架之下。再生水作为污水处理的附属或延伸,基本被理解为污水回用、再生水利用、建筑中水或者工业废水处理利用。这使再生水的战略地位和应该起到的战略作用不能得以有效发挥。
   再生水利用在中国已经推进多年,出台的政策和标准不可谓不多,但是再生水的发展并没有取得应有的地位,发挥应有的作用。再生水战略所面临的诸多矛盾与尴尬的根源在哪里呢?
二、不能将再生水等同于污水回用
  人类取用水资源的有效总量受到两个因素的限制,一是取用的总量,二是取用的频率。一般而言,在水资源富足的背景下,人类取用水资源不用受到水资源总量的制约;在人类取用水资源所造成的水质破坏,小于水体自净能力的情况下,人类也不用为取水付出水质净化的代价。人类工业文明之前几千年的发展沿用了这种模式。
   但是,随着城市规模不断扩大,用水的总量需求逼近甚至超过水资源总量的临界值,水资源会因此出现总量稀缺。解决总量稀缺的方法无外两个:一是人为增加总量,二是降低需求。增加总量的方法包括跨区域调水和再生水,也包括开发非传统水资源,如海水淡化;跨区域调水将增加区域水资源总量,再生水在流域总量不变的情况下将增加局部总量。而降低需求的方法主要有节约用水和水的重复利用。节水可以通过提高水资源费等的经济手段来实现,也可以通过强制性的行政手段来实现;而水的重复利用是另一种降低需求的有效措施。
   将再生水理解为污水回用是一种对再生水的狭义理解,而且具有普遍性,在一系列规划和产业政策中这种认识普遍存在。在目前中国大部分规划中所提及的再生水利用率更加准确的表述应该是污水回用率。在英文表述中再生水为Recycle,污水回用为reuse,而中水为Graywater,是不同层次的概念。
   水资源极其紧张的以色列,以优秀的水管理享誉世界,其经过了几十年的努力和巨大的投资,其再生水利用率只有75%,而北京市刚刚起步几年,我们号称的再生水利用率到2008年就能够达到50%,再生水战略真的变得如此容易?当然不是,我们所说的50%实际是污水回用率而不是指真正达到水质目标或环境功能要求的再生水。
   本文认为,虽然再生水发展起步于污水回用,但是严格地讲污水回用与再生水不是一个层次的概念。再生水是一种增加有效总量的措施,而污水回用(包括中水回用)实际是一种降低需求的措施。进一步理清这一概念需要对再生水的核心内涵进行分析。
三、再生水战略的核心内涵是再“生”
  随着城市化程度的提高,城乡一体化的发展和城市间密度的增加,城市所排出的污水负荷已经远远超出自然水体的自净能力。城市污水处理厂的大量修建和运营,一定程度地削减了城市污水的污染负荷,但是在高度密集的地区,经过生化处理的污水处理厂出水,仍然不足以满足水体自然净化的要求。
   现实中的中国,城市在珠三角、长三角和环渤海等地区已经连接成片,一个城市的排污口离下一个城市的取水口已经比邻。即便有一定的城市间距,由于水体流量逐年减小,自净能力低下。环境容量过小,对污水处理的要求越来越高,已达到或者接近原水的标准,这种情况越来越普遍,因此有必要将处理与回用更合理地协调起来。而将其协调起来的战略就是再生水。在没有自然再生的空间和时间的背景下,需要人工对水资源进行“再生”,让下游城市能够得到质、量兼优的水资源。而再生水战略的核心思想,就是通过工程措施和管理措施促进水的充分再生和自然复原。
   城市从自然水体中取水,净化为自来水,是一次水质的净化过程,自来水经过使用转变为污水排放是一次污染过程,污水经过污水处理厂净化向自然水体排放是一次消除污染的过程,污水处理厂排放的高度净化处理水经过自然水体的进一步自净变成原水,则是水的再生过程。再生的核心是让水资源再次具有自然原水的特征。再生水战略是对自然净化能力不足的人工强化,适用于所有区域,特别是资源极度紧缺、城市密度高的特定区域。
   理论上讲,水的“再生”和“复原”过程要由自然界来完成,才会让人放心,按照传统的心理,污水处理的再干净,人们在心理上也难以接受其直接转变为饮用水。而自然再生复原过程需要流量、流速和净化时间等方面的水环境要素要求。
四、再生水不仅是环境战略更是资源战略
  将再生水区分于狭义的污水回用概念,其意义在于将再生水从简单的资源节约提到更高的资源战略高度来认识。
   再生水之所以能够成为一种战略,在于它将改变纯粹依靠已经不可能达到目标要求的低水平自然再生过程,实现人工强化与辅助,从而缩短自然再生复原的周期和流量要求,总体上增加水资源多次利用的频率和质量保障。因此,再生水本质上是一种资源战略,是一种建立人类需求与水体良性循环高度协调的战略性措施。
   污水处理是一种环境战略,体现了政府的环境责任和污染者付费的原则。污水回用是一项重要的政策方向,是一种污水净化后直接使用或间接使用的降低用水总量的措施。
   而再生水既是一种环境战略更是一种资源战略,是以城市污水处理为基础的水资源战略。在再生水战略的有效实施下,将有可能使水资源摆脱简单的水资源总量的限制,一个流域的水资源不断地被使用、再生、再使用、再生、……,因为强化了再生复原环节,使得流域各个使用主体的水资源需求总量,不再是各个使用主体需求量的简单加和,因此将极大地提高水资源的有效供给总量。
   从资源战略上理解的再生水是一种水资源社会循环理念的重大变革,理论上讲,只要满足一定的流域水资源总量要求,再生水系统能够有效提高水资源使用的次数。因此,再生水战略实际是新的水资源系统的构建,是涉及流域协调、资源调配的新体系,是一场对传统水资源规划体系的战略性提升和革命。
五、再生水战略的流域特征
  再生水战略具有显著的流域性特征。再生水战略的实施,是一种流域的联动,是上下游共同获得水量水质保障的资源保护和修复过程。水资源本身也具有流域性,水资源的使用、再生复原、再使用、再生复原、……,是个基于流域的过程。因此,再生水战略的实施需要以流域为单位,在流域统一规划下系统实施。
   再生水战略的流域性体现在以下几个方面:首先,在自然状态下,水资源自上游流向下游水的总量呈现递减或保持一定平衡,取水、用水、排水所产生的变化主要是水质;其次,上游用户的排水是下游用户取水的基础;第三,污染治理和再生复原环节由上游用户完成,而下游用户受益。在自由经济的当今,下游用户的受益,也必然惠及上游用户。
   因此,流域协调是再生水战略有效实施的重要前提。而流域协调在以下两个方面是不可或缺:一是水量;二是水质。在水量方面,需要建立流域水量协调机制,控制和保障水体的总体流量,既要满足各流域城市的总量要求,也要考虑尽量发挥水体因流量保障而具有的自净复原能力。在水质方面,上游城市需要通过污水处理的实施,消除因为自己对水的使用造成的环境危害,这是上游城市应尽的责任;同时,上游城市在水体自净能力不足的背景下,实施再生水战略,进一步净化水质,满足下游取水的水质需要,这部分责任需要下游对上游进行一定的补偿。
   如果没有强有力的流域协调机制,必然造成地方机构各自为政,盲目拦截水资源,对水质责任敷衍了事。离开流域协调,在单个城市实施的所谓中水回用工程规划,必然考虑自身的环境利益和自己的资源利益,难以顾及下游的资源需要。中国的再生水战略在此背景下退化为简单的污水回用也成为必然。
   目前,中国在流域协调层面的管理已经开始重视水质问题,国家开始对区域的污染断面进行逐渐严格的污染控制。但是,忽略水量的水质控制存在严重的风险,这种风险表现为地方政府因为害怕上级的环境处罚,大幅度减少各种水的排放;另一方面,在污水回用政策的强力引导下,已经经过二级处理的污水,基本进入区域内自身回用。造成的结果将是河流径流的进一步减少,虽然一定程度上控制了污染的转移,但可能会使河流完全丧失其生态性能。河流生态性能的丧失,将进一步增加再生复原的成本,也将导致全流域水资源人为紧张。
   因此,对中国目前的水环境和水资源现状而言,以流域为主体的再生水战略是一项综合考虑水质和水量的水资源综合战略,已经成为目前非常必要和急迫的战略要求。

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