中水回用與水資源可持續(xù)發(fā)展摘要:針對(duì)目前中國水資源緊缺的現(xiàn)狀,結(jié)合中水回用技術(shù)在國內(nèi)外的發(fā)展概況,介紹了主要的中水回用工藝流程及技術(shù)特點(diǎn)。闡明了中水回用技術(shù)與水資源可持續(xù)發(fā)展之間的關(guān)系,指出該技術(shù)在國內(nèi)的發(fā)展刻不容緩,是實(shí)現(xiàn)水資源可持續(xù)發(fā)展的有效途徑。關(guān)鍵詞：可持續(xù)發(fā)展；中水處理；水資源；ReclaimedWaterReuseandDevelopmentofWaterResourcesAbstract:Inaccordancewiththestatusofthecurrentshortageofwaterresources,combiningofreclaimedwaterreuseinHomeandAbroad,thepaperintroducesthemainreclaimedwaterreusetechnologyandanalysesthecharacteristicofprocess.ThepaperelseclarifiesthatthereclaimedwaterreusetechnologycarriessubstantialweighttosolvethewatercrisisinChinaandtheworld.Atthesametime,itpointsoutthatreusetechnologyisurgenttobedevelopedinChinaandaneffectivewaytoachievesustainabledevelopmentofwaterresources.Keywords:development;reclaimedwaterreuse;waterresources;1水資源概述人類和水的關(guān)系非常密切,不論是生活或生產(chǎn)活動(dòng)都離不開水這一寶貴的自然資源。水既是人體組成的基礎(chǔ)物質(zhì),又是新陳代謝的主要介質(zhì)。目前全球一半的河流水量大幅度減少或被嚴(yán)重污染,世界上有80個(gè)國家占全球40%的人口嚴(yán)重缺水,因水污染導(dǎo)致死亡的人數(shù)每年達(dá)2500萬人。我國是一個(gè)水資源嚴(yán)重匱乏的國家,人均水資源占有量僅為世界人均占有量的1/4,而且時(shí)空分布相當(dāng)不均衡,開發(fā)利用難度極大,致使很多地區(qū)和城市嚴(yán)重缺水。在全國300多個(gè)大中城市中有180多個(gè)城市缺水,其中50多個(gè)嚴(yán)重缺水，這在很大程度上制約了我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。正如聯(lián)合國會(huì)議上所說:水，不久將成為一個(gè)深刻的社會(huì)危機(jī)，石油危機(jī)之后的下一個(gè)危機(jī)就是水。所以結(jié)合當(dāng)前推進(jìn)污水資源化進(jìn)程，開發(fā)和利用投資省、見效快，運(yùn)行成本低的中水回用處理技術(shù)，既是解決中國水資源問題的重要任務(wù)，也對(duì)保障水資源的可持續(xù)利用有很重要的意義。中水主要指生活和部分工業(yè)用水經(jīng)一定工藝處理后，回用于對(duì)水質(zhì)要求不高的農(nóng)業(yè)灌溉、市政園林綠化、車輛沖洗、建筑內(nèi)部沖廁、景觀用水及工業(yè)冷卻水等方面的水，由于其介于上水(自來水)和下水(污水)之間，故稱為中水。其主要是指城市污水或生活污水經(jīng)處理后，達(dá)到一定的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn),可在一定范圍內(nèi)重復(fù)使用的非飲用水。中水回用，一方面為城鎮(zhèn)供水開辟了第二水源，可大幅度降低“上水”(自來水)的消耗量，另一方面在一定程度上解決了“下水”(污水)對(duì)水源的污染問題,從而起到保護(hù)水源、水量的作用。2國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀當(dāng)今世界各國解決缺水問題時(shí)，中水回用首選最為可靠的、可以重復(fù)利用的第二水源，而且一直是研究的重點(diǎn)。在國外,中水回用已實(shí)施很久，回用規(guī)模很大，已顯示出明顯的經(jīng)濟(jì)效益，并且城市污水已被開辟為第二淡水資源。美國很早就開始了中水回用，因此盡管美國20世紀(jì)70年代初以來，總用水量增加了1.4倍,但總?cè)∷糠炊鴾p少了，中水利用使美國這一工業(yè)和農(nóng)業(yè)大國的水資源利用取得了驕人的成績。同樣,以色列的再生利用方面也處于世界領(lǐng)先地位：42%再生水用于灌溉，30%回灌地下，回灌地下的再生水再抽出至管網(wǎng)系統(tǒng),輸送到南部地區(qū)，最南部地區(qū)甚至將它作為飲用水源。我國也已意識(shí)到中水回用的重要性和緊迫性。近十幾年來,城市中水回用的重點(diǎn)，一直集中在占有較大比重的工業(yè)廢水上，目前工業(yè)廢水回用率已達(dá)70%以上。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人們環(huán)保意識(shí)的不斷提高，中水回用會(huì)逐漸擴(kuò)展到缺水城市的其他行業(yè)。在我國，這一技術(shù)已受到各級(jí)政府及有關(guān)部門重視并對(duì)中水回用做了大量理論研究和實(shí)踐工作，目前以建筑中水為主，近年向農(nóng)業(yè)灌溉和工業(yè)發(fā)展。在國家環(huán)境保護(hù)十一五計(jì)劃中，將城鎮(zhèn)污水處理和中水回用工程列為國家重點(diǎn)支持的9大工程之一，中水回用已是勢(shì)在必行。3常用中水處理工藝流程及特點(diǎn)3.1物化法以混凝沉淀（氣浮）技術(shù)及活性炭吸附相組合為基本方式，與傳統(tǒng)二級(jí)處理相比，提高了水質(zhì)。物化法為傳統(tǒng)工藝流程，工藝發(fā)展成熟，污泥產(chǎn)量較少，占地面積大，但水量平衡調(diào)節(jié)困難，出水水質(zhì)差。3.2活性污泥法3.2.1SBR法SBR法是一種序批式活性污泥法。將進(jìn)水，反應(yīng)，沉淀，放水4道工序組合在一起，組成一種時(shí)間順序上的污水處理方法。其工藝流程：污水→格柵→調(diào)節(jié)池→提升泵→污泥生物處理SBR池→混凝沉淀→過濾→消毒出水。SBR法是一個(gè)好氧－缺氧－厭氧交替運(yùn)行的過程，其特點(diǎn)：污泥產(chǎn)量少，設(shè)備投資少，水量平衡易調(diào)節(jié)，但處理周期長。3.2.2CASS法CASS法是在SBR基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，即在SBR池反應(yīng)前端設(shè)置缺氧生物反應(yīng)區(qū)，實(shí)現(xiàn)了連續(xù)進(jìn)水(沉淀期、排水期仍連續(xù)進(jìn)水)，間歇排水的污水處理方法。設(shè)置生物選擇器的主要目的是使系統(tǒng)選擇出絮凝性細(xì)菌，其容積約占整個(gè)池子的10%。生物選擇器的工藝過程遵循活性污泥的基質(zhì)積累—再生理論，使活性污泥在選擇器中經(jīng)歷一個(gè)高負(fù)荷的吸附階段(基質(zhì)積累)，隨后在主反應(yīng)區(qū)經(jīng)歷一個(gè)較低負(fù)荷的基質(zhì)降解階段，以完成整個(gè)基質(zhì)降解的全過程和污泥再生。CASS工藝對(duì)污染物質(zhì)降解是一個(gè)時(shí)間上的推流過程，集反應(yīng)、沉淀、排水于一體，是一個(gè)好氧－缺氧－厭氧交替運(yùn)行的過程，因此具有一定脫氮除磷效果。其工藝流程：污水→格柵→調(diào)節(jié)池→提升泵→沉沙池→CASS池→過濾→消毒出水。特點(diǎn)：CASS法比SBR法布局緊湊，節(jié)省了建設(shè)費(fèi)用和占地面積，運(yùn)行費(fèi)用低，管理簡單，運(yùn)行可靠，污泥產(chǎn)量低，但出水水質(zhì)只能達(dá)到?jīng)_廁和綠化的要求。3.2.3MSBR法MSBR是一種改良型序批式活性污泥法新工藝。它有SBR1和SBR2兩個(gè)批池，兩者交替地完成反應(yīng)階段和沉淀出水階段，它可以根據(jù)不同的水質(zhì)和處理要求靈活地設(shè)置運(yùn)行方式，其裝置主要由6個(gè)功能池組成：厭氧池，缺氧池，土曝氣池，泥水分離池和兩個(gè)序批池（SBR1和SBR2）。它綜合了A2/O、SBR等工藝的優(yōu)點(diǎn)，結(jié)構(gòu)簡單、緊湊。出水水質(zhì)好，能達(dá)到?jīng)_廁，綠化和沖洗車輛的要求。3.3膜處理法3.3.1接觸氧化法其工藝流程：污水→格柵→調(diào)節(jié)池→提升泵→曝氣沉沙→水解脫硝→加氯接觸氧化池→沉淀池→過濾消毒→出水。特點(diǎn)：出水水質(zhì)好,能達(dá)到?jīng)_廁,綠化和洗車的要求。但需氧量大,生物膜須定期更換,而且必須解決曝氣及噪音問題。3.3.2曝氣生物濾池法曝氣生物濾池（BAF）具有脫氮及去除有機(jī)污染物的功能，是一種新型高負(fù)荷淹沒式三相反應(yīng)器，它兼有活性污泥法和生物膜法兩者的優(yōu)點(diǎn)。其工藝流程：污水→格柵→調(diào)節(jié)池→提升泵→初次沉淀池→曝氣生物濾池→接觸消毒池→出水。特點(diǎn)：曝氣生物濾池與接觸氧化法相比，節(jié)省了二次沉淀池，基建費(fèi)用、運(yùn)行費(fèi)用低；與活性污泥法相比，菌群結(jié)構(gòu)合理，水力停留時(shí)間短，出水水質(zhì)可達(dá)一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)，但噪音大，應(yīng)遠(yuǎn)離居民小區(qū)。3.3.3MBR法膜—生物反應(yīng)器（MBR）是在傳統(tǒng)生物處理工藝泥水分離基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，它將膜分離技術(shù)與傳統(tǒng)生物處理工藝有機(jī)結(jié)合，成為新型高效污水處理與回用工藝。MBR可在緊湊的空間內(nèi)同時(shí)實(shí)現(xiàn)微生物對(duì)污染物質(zhì)的降解和超濾膜對(duì)污染物質(zhì)的分離。MBR池仍是一個(gè)曝氣池，生活污水進(jìn)入MBR池中與活性污泥混合液充分混合，活性污泥中的微生物用污水中的有機(jī)污染物為食料，鼓風(fēng)機(jī)曝氣向水中充氧，在氧氣的參與下，微生物通過新陳代謝使有機(jī)污染物轉(zhuǎn)化為自身的物質(zhì)，或?qū)⑵浣到鉃樾》肿游镔|(zhì)，甚至徹底分解為二氧化碳和水。與傳統(tǒng)生物處理工藝不同的是，活性污泥與水的分離不再通過重力沉淀，而是在壓力的驅(qū)動(dòng)下，使水和部分小分子物質(zhì)透過膜，污泥被膜組件隔離留在MBR反應(yīng)池內(nèi)，從而使污水得到了較為徹底的凈化。其工藝流程：污水→格柵→調(diào)節(jié)池→提升泵→膜生物反應(yīng)器→過濾消毒→出水。特點(diǎn)：出水水質(zhì)好，水量平衡易調(diào)節(jié)，占地面積小，但投資多。膜的更新量大，且要解決膜的污染問題。3.3.4生物轉(zhuǎn)盤法其工藝流程：污水→格柵→調(diào)節(jié)池→提升泵→生物轉(zhuǎn)盤→沉淀→過濾消毒→出水。特點(diǎn)：為新型處理工藝，污泥產(chǎn)量極小，占地面積小，但投資多。需解決臭味、掛膜及進(jìn)口設(shè)備的維修問題。4中水回用的可持續(xù)發(fā)展4.1水資源利用模式的轉(zhuǎn)變可持續(xù)發(fā)展就是既滿足當(dāng)代人的需求，又不損害子孫后代的需要，長期思考和探索逐漸形成的一種新的發(fā)展觀。這種發(fā)展觀主張建立在保護(hù)自然系統(tǒng)和良好生態(tài)環(huán)境基礎(chǔ)上的持續(xù)的經(jīng)濟(jì)增長。長期以來水資源一直按“開源-凈化-利用-排放”的模式被消化利用，然后靠自然界去循環(huán)再生。20世紀(jì)90年代以前，我國很少有大量利用再生水的報(bào)道。進(jìn)入90年代后先污染后治理的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)使人們開始懂得環(huán)境與發(fā)展的正確關(guān)系，開始尋找新的可持續(xù)利用模式，懂得采用“開發(fā)-保護(hù)-利用-再生”和開辟新途徑相協(xié)調(diào)的水資源利用新模式。通過污水的凈化和再生利用使水資源不受破壞，并能很好地進(jìn)入再循環(huán)系統(tǒng)。這種模式勢(shì)必為緩解水危機(jī)提供有利的機(jī)會(huì)和途徑?？梢哉f，沒有水的可持續(xù)利用，就不可能實(shí)現(xiàn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。中水回用是深度處理后的再生利用，將污水變廢為寶，既可以減少對(duì)新鮮淡水的攝取量，又緩解了城市生活和工業(yè)用水的危機(jī)，為區(qū)域水資源可持續(xù)利用開辟了可靠的新水源。在解決水短缺和環(huán)境污染的過程中，污水的再生利用成為人們十分關(guān)注的一個(gè)重要問題。4.2中水回用以污水處理為基礎(chǔ)我國城市污水年排放量已經(jīng)達(dá)到400億立方米，城市污水處理二級(jí)處理率達(dá)到15%。按建設(shè)部規(guī)劃，全國污水回用率平均達(dá)到10%，盡管此比率尚有待提高，但即便如此，回用水量也是很大，這就給污水回用制造了基本條件。至2010年城市排水量將達(dá)到600億立方米，如果回用量達(dá)到30億立方米，按我國正常年份全國城市缺水60億立方米計(jì)，污水回用量相當(dāng)于全國城市缺水量的一半，回用規(guī)模潛力之大，足可以明顯緩解一大批城市的供水緊缺。將污水再生回用勢(shì)必會(huì)改變區(qū)域污水排放總量，改善區(qū)域水環(huán)境的質(zhì)量，減少由水污染造成的環(huán)境危害。污水處理是污水回用最基本的技術(shù)保證，未經(jīng)任何處理的污水一般難以回用。在我國的一些大中城市，特別是污水處理率高的城市，進(jìn)行污水處理的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)條件都已經(jīng)成熟，經(jīng)過幾十年的回用時(shí)間表明，中水回用已具備成熟的處理技術(shù)，且處理費(fèi)用較低，作為第二水源要比長距離引水、海水淡化和人工降雨更有實(shí)際意義4.3中水回用為可持續(xù)發(fā)展服務(wù)從可持續(xù)發(fā)展的觀點(diǎn)來看，中水回用本身就是水資源可持續(xù)利用，就是在充分考慮回用者利益的基礎(chǔ)上，通過發(fā)展回用事業(yè)來促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展，進(jìn)而持續(xù)推動(dòng)中水回用事業(yè)的良性發(fā)展模式，使中水回用的環(huán)境、社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益構(gòu)成一個(gè)協(xié)調(diào)發(fā)展的系統(tǒng)，更好地為區(qū)域社會(huì)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展服務(wù)。從整個(gè)區(qū)域的整體性考慮，存在著水平衡利用的問題。但是，區(qū)域性水平衡不等于某部門、某行業(yè)和某城市的水資源也是平衡分配的，即使是平衡分配，隨著各種影響因素的變化，區(qū)域性水危機(jī)的出現(xiàn)也是必然的結(jié)果。這就要求在區(qū)域社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的前提下，考慮水資源的持續(xù)利用問題。占城市取水量80%左右的城市污水，是可利用的重要水資源之一。中水回用不是簡單易行的事情，必須進(jìn)行有目的、有針對(duì)性的設(shè)計(jì)規(guī)劃，以期達(dá)到可持續(xù)利用水資源的最終目的。在為城市河段及其下游工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和城市生活各個(gè)方面帶來了新的生機(jī)的同時(shí)，改善了環(huán)境，豐富了文化生活，帶來了相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，形成“開源-凈化-利用-排放-再生”區(qū)域可持續(xù)利用的新模式。中水回用的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益是很難估計(jì)的，其綜合的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益也遠(yuǎn)非回用水資源本身所能比擬的。污水回用所帶來的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益為中水回用戰(zhàn)略提供了有力的支持。狹義上說，開發(fā)利用1立方米污水等于節(jié)省1立方米清水。在水短缺危機(jī)日益加劇的情況下，合理地處理和回用污水，不僅是改善環(huán)境的有效措施，也是緩解供水緊張的一項(xiàng)重要對(duì)策。美國、日本等國的實(shí)踐已證明中水回用是重要的，有效的節(jié)水措施之一。實(shí)踐也充分說明，現(xiàn)階段中水回用已成為區(qū)域水資源可持續(xù)發(fā)展協(xié)調(diào)利用的有利保證。不同區(qū)域必須根據(jù)本地區(qū)的實(shí)際情況進(jìn)行技術(shù)選擇、分析與評(píng)價(jià)，引入合理而又經(jīng)濟(jì)的污水處理、中水回用系統(tǒng)。制定適合自身實(shí)際情況的回用策略，最終實(shí)現(xiàn)水資源可持續(xù)利用和區(qū)域社會(huì)經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展。5結(jié)論在中國經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展的今天，能否將有限的水資源合理有效的使用，能否將污水資源化，中水回用給出了肯定的回答。中水回用技術(shù)的推廣與應(yīng)用，是開源節(jié)流的有效途徑，是我們建立節(jié)約型社會(huì)的有力保障，是實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和環(huán)境效益協(xié)調(diào)發(fā)展的重要手段。參考文獻(xiàn)[1]周嘉昕.中水回用技術(shù)介紹及分析[J].山西建筑,2007,33(1):186-187[2]白振光,董云峰,王成偉,陳現(xiàn)明.中水回用技術(shù)研究進(jìn)展[J].艦船防化,2