2可持續(xù)城市污水處理系統(tǒng)及其在中國的應用摘要中國正面臨著水危機。有400多座城市缺乏足夠的水資源，一半以上的河流遭到污染。為在21世紀實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展,首先要為每個人提供足夠的水源和保持良好、輕松的水環(huán)境。根據(jù)可持續(xù)發(fā)展觀念,在這篇文章提出了可持續(xù)城市污水處理系統(tǒng)概念(SUSS)。城市污水處理系統(tǒng),不僅是一個的基本的雨水和污水排水設施、保護城市環(huán)境和公共水體，而且也必須有助于恢復水環(huán)境,以維持一個健康的社會水循環(huán)。可持續(xù)城市排水系統(tǒng)應當以城市用水循環(huán)再用為基礎,以流域水資源的再生和養(yǎng)分循環(huán)中心為焦點。深圳經濟特區(qū)和中國北京地區(qū)已經推出。關鍵詞：水；資源；廢水；再利用；可持續(xù)性；中國31引言我國水資源稀缺。根據(jù)中國水利部公布的中國水資源公報,2004年中國水資源總量為2.4131013立方米。它相當于人均每年1856立方米。其中23%,即5.5481012立方米,用于農業(yè)、工業(yè)及家庭活動。同時,6930108立方米的廢水從城市排放出。數(shù)額不超過半數(shù)的廢水受到二次處理。我國一半以上的江河受到嚴重的污染。為了解決水危機,中國政府發(fā)表了許多法規(guī)，研究提出了許多戰(zhàn)略；工程師們已經規(guī)劃及興建了許多供水、污水處理工程。但隨著中國經濟的發(fā)展,水資源日益短缺，中國廣大地區(qū)環(huán)境質量不斷惡化。為了解決中國水問題和實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，一種新用水和處理策略必須建立?；趥鹘y(tǒng)觀念的城市污水處理系統(tǒng)的運作是不能持久的，它必須改變。城市污水處理系統(tǒng),不僅是一個的基本的雨水和污水排水設施,保護城市環(huán)境和公共水體。而且也必須有助于恢復水環(huán)境,以維持一個健康的社會水循環(huán)。社會水循環(huán)定義為一個系統(tǒng),包括從天然機構引水，利用它并排放回水體。一個健康的社會水循環(huán)意味著要適度取水、審慎用水、人為廢水凈化與再利用。要確保在江河上游的用水不影響下游河道水體功能。最終目的是恢復保持城市或流域健康的水環(huán)境及最終實現(xiàn)水資源的可持續(xù)利用。一個健康的社會水循環(huán)也是建立城市再循環(huán)的一個重要組成部分。這篇文章的目的是討論利用健康水循環(huán)觀念，從功能和設計上考慮可持續(xù)城市污水處理系統(tǒng)。本文將介紹一些城市規(guī)劃的建議,以促進這種健康的水循環(huán)。2可持續(xù)城市污水處理系統(tǒng)的發(fā)展2.1城市污水處理系統(tǒng)的歷史最早的城市污水處理系統(tǒng)建成僅僅是,盡快從一個城市向城市下游河道運輸過多的陸上雨水。抽水馬桶發(fā)明于18世紀,在19世紀歐洲各城市成為普遍。廣泛使用抽水馬桶改善了城鎮(zhèn)居民的衛(wèi)生條件,但供水量和污水因此而大幅提升。此時,下水道和徑流污水系統(tǒng)建為合并的污水處理系統(tǒng)。城市污水處理系統(tǒng)的功能變成這一組合系統(tǒng),作為衛(wèi)生工程的重要組成部分以保障居民不受細菌感染。但是，在這期間城市附近的河流和湖泊污染得可怕,因為大量未經處理的廢水含有糞便和尿液。20世紀萊茵河的污染是一個典型的例證。城鄉(xiāng)居民居住條件的改善是以水環(huán)境污染為代價而得到的。4廢水處理技術的研究和實踐始于20世紀初，開始的情形是河流和湖泊污染嚴重。在過去的世紀里,廢水處理技術隨著污染物的清除急劇提高，這些污染物包括懸浮固體、有機物，到后來的氮、磷酸鹽，到最后的微量污染物質如消毒副產物、激素類物質等。目前,城市污水處理系統(tǒng)的功能如下:(1)盡快運輸城市外表的雨水和廢水以防洪水和防止流行病的蔓延；(2)處理城市廢水以達到或超過國家或地方規(guī)定的標準。2.221世紀可持續(xù)城市污水排水系統(tǒng)的格局上述城市污水處理系統(tǒng)的功能是在水資源豐富足以炫耀，而廢水傾入的河流或湖泊有足夠自凈的能力的假設下形成的。當人口不多或不集中、工業(yè)不發(fā)達時，這個假設是被支持的。隨著工業(yè)的發(fā)展,人們越來越集中，都市區(qū)形成。此時傳統(tǒng)的城市污水處理系統(tǒng)只能保護城市內的范圍。城市周圍地區(qū)因城市居民制造的廢水和其他廢棄物受到嚴重污染。從整個流域的恢復視角看，城市污水處理系統(tǒng)是整個水分循環(huán)的一部分。城市污水系統(tǒng)的功能應該再評估，新任務應該得到支持。城市污水處理系統(tǒng)應發(fā)揮重要作用,健全水循環(huán)和可持續(xù)城市建設。如果我們把一個城市比作人體,水可視為血液。供水系統(tǒng)好比動脈，污水系統(tǒng)類似于靜脈。污水處理廠可視為類似于肝臟，因工廠凈化城市廢水的作用。城市污水處理系統(tǒng)必需要負責廢水的收集、運輸、凈化、改造。城市污水處理系統(tǒng)的關鍵因素是結束城鎮(zhèn)水循環(huán)。21世紀城市污水處理系統(tǒng)的功能應該從傳統(tǒng)的防澇預防到廢水回收利用,水資源可持續(xù)利用和流域的恢復的建立。這個新的污水處理系統(tǒng)在本文中稱為可持續(xù)城市污水排水系統(tǒng)(SUSS),其主要特點表現(xiàn)在圖1中。圖1.可持續(xù)城市污水排水系統(tǒng)略圖5一個典型的可持續(xù)城市污水排水系統(tǒng)(SUSS)有四個現(xiàn)代化的特征，描述如下:(1)它是城市用水循環(huán)再用的基礎。SUSS有責任生產回收廢水作為穩(wěn)定的二級城市水資源。再生水可作為工業(yè)冷卻水、景觀美化灌溉用水、溪流再生用流動水及任何其他非飲用水的應用。大量廢水再生利用可以減少淡水開發(fā),從而增進健康的水循環(huán)。(2)流域水資源的再生取決于SUSS.在一個流域上,廢水從上游城市排入下游城市。從整個流域看，上游可持續(xù)城市污水處理系統(tǒng)的流出物將是下游城市水源的一部分。每一個SUSS應該都要有水資源再生能力。(3)SUSS是養(yǎng)分循環(huán)的中心。作為廢水處理的產物，污泥應妥善處理，返回農田作肥料。廢水中的氮、磷應在廢水收集、運輸和處理過程中回收作為肥料。SUSS在天然養(yǎng)分循環(huán)中起著重要作用。注:中國法律規(guī)定,工業(yè)廢水必須進行預處理去除重金屬方能排放到城市污水流。(4)SUSS以稀缺資源回收和能源回收為基礎。大多數(shù)城市居民的代謝產物排入城市污水管網(wǎng)，然后運往廢水處理廠，這種廢水含有大量的能源。廢水或污泥的厭氧處理可能產生甲烷,它可作為燃料。廢水中的能源還可通過熱泵技術提取。一些珍貴金屬或其他稀有資源在廢水中也有,尤其是工業(yè)污水管道。工業(yè)廢水中回收有價值的物質可能是工業(yè)循環(huán)經濟中一個重要的部分。2.3傳統(tǒng)城市排污系統(tǒng)和可持續(xù)城市排污系統(tǒng)的對比2.3.1城市污水處理系統(tǒng)的原理在可持續(xù)城市污水排水系統(tǒng)規(guī)劃中,既要強調方便城市污水再生利用也要便于雨水的利用。這是傳統(tǒng)城市排污系統(tǒng)和SUSS最根本的區(qū)別。在SUSS中廢水處理的目的是廢水生產再用，叫廢水再利用生產廠(RWPPs)。RWPPs和傳統(tǒng)的城市污水處理系統(tǒng)中的廢水處理廠(WWTPs)有明顯的區(qū)別。為了實現(xiàn)可持續(xù)性城市污水處理系統(tǒng)，作為SUSS的關鍵部件，雨水下水道、污水處理設施是重要的。雨水是最重要的地表和地下流動水來源,不應象在傳統(tǒng)的城市污水處理系統(tǒng)中一樣快速流向城市外。在SUSS中，城市雨水應盡可能的保留,并應妥善處理，以便城市的再循環(huán)。2.3.2生產廢水再生廠的規(guī)模、地點、數(shù)