城市污水深度處理與水資源可持續利用
促進循環型城市發展進程的重要舉措。
18世紀產業革命以后，特別是近半個世紀以來，人類社會采取的是大量生產、無度消費、大量廢棄的方式，這是建立在自然界的能源、資源是無限的認識之上的。由于現代科學技術突飛猛進，經濟快速發展，人口劇增并向大都市集中，使得大自然不堪重負，環境遭到破壞，人類的生存發展受到威脅，使人類意識到地球資源與環境是有限的，而建立循環型的城市是拯救資源、能源和環境的有效措施，應將其列為城市建設的中心政策，是21世紀社會生產與消費的新秩序，是人類社會持續發展的基礎。
水是在陸地—河海—大氣中循環的自然資源，是人類的共同財富，只要人們遵守它的循環規律，維持健康的水循環，它就能永久地為人類所利用。城市的給水排水系統對于水自然循環至關重要，是水大自然循環的一個旁路，是水社會循環的重要組成部分。城市排水系統是水自然循環與社會循環的聯結點，污水處理廠是水循環中水量與水質的平衡點。
欲完成排水系統恢復與維系健康水循環的功能，污水處理程度與普及率是應認真討論的。中國工程院在為國家編制《中國可持續發展—水資源戰略》中指出，當2010、2030年全國污水處理普及率分別達50%和80%時，城市污水對水環境的污染負荷并沒有明顯減弱，近岸海域、江河湖泊仍然達不到環境質量標準，這是由于污水處理率雖在增加，但污水排放總量也在增長，污染負荷總量削減有限之故。
據文獻報導，東京都污水處理率達95%以上，區域內河川水質已有明顯改善，但東京灣富營養化仍有增長的趨勢，赤潮時有發生。當東京灣流域的川崎市、橫濱市和東京都的污水二級處理率都達到100%時，污水廠排放的負荷仍占入海負荷的大半，海水上層水質CODMn仍為5.46～5.75 mg/L，還是達不到環境標準，這是因為普通二級處理只能去除易分解的含碳有機物，而對N、P和難降解有機物作用不大。1997年東京灣排放標準提高到CODMn為12mg/L，TN為10mg/L，TP為0.5 mg/L，這就意味著東京灣的環境質量已寄希望于污水深度處理。
國內外水環境恢復與再生的實踐經驗表明，污水深度處理與再利用是通向健康水循環的橋梁。再生水有效利用的每一點實際進步都是對地球環境、人類進步的貢獻，推進污水深度處理和普及再生水利用是人類與自然兼容協調，創造良好水環境，促進循環型城市發展進程的重要舉措。
迄今為止環境工作者只注意到城市污水處理與排放，將排水系統功能定位在防止內澇，改善生活環境和保護公共水域水質之上，今天看來還遠遠不夠。現今城市排水系統應是恢復和創造良好水環境，維持健康水循環的基礎設施，要實現這種功能就需要推進污水深度處理和再生水的有效利用。
1 推進污水深度處理
所謂污水深度處理有別于污水三級處理。三級處理是在二級處理流程之后再增加處理設施來取得良好的水質，而深度處理則不限于此，采用二級處理新工藝取得更好的水質也是深度處理。譬如采用生物脫氮、除磷就是在二級處理過程中完成的，尤其是磷的去除就更方便，采用厭氧—好氧活性污泥法可以在不增加基建和運行費用的條件下，改變運行工況就能除磷，并且能收到抑制絲狀菌繁殖，防止污泥膨脹的效果。無論正在建設和已運行的污水廠都可以改造成為厭氧—好氧活性污泥法除磷工藝，減少我國水域的磷污染負荷，這對于閉鎖性的湖泊、海灣是有重要價值的。活性污泥法發展到今天，應該以厭氧—好氧活性污泥法替代普通活性污泥法成為標準流程。當然污水深度處理也不排除三級處理，當再生水用戶對SS、COD、色度、嗅味有特殊要求時，應在二級處理之后增加混凝過濾、生物膜過濾、臭氧氧化、活性炭吸附以至膜分離凈化單元。
污水深度處理在經濟發達國家已在推廣，甚至普及。1996年日本有162處污水廠有再生水設備，再生水利用量為48×104 m3/d。西歐各國遠早于日本就達到了相當高的普及率，見表1。
表1 發達國家的深度處理普及率 %
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就我國實際情況而言，污水深度處理與再生水利用是維系良好水循環的必由之路。對于進入渤海灣、深圳灣、滇池、東湖、南四湖、巢湖等封閉性水域的水進行深度處理是防止富 營養化，恢復水體功能的急需措施。環境主管部門應制定地方標準，嚴格限制N、P和難降解物質的排放總量。對于缺水地區，深度處理是生產再生水的主導工藝，能起到開發城市污水資源和大幅度削減污染負荷的雙重作用，這些地區可以率先推進污水深度處理與再生水利用。多年來由于財政非常有限，不少環保部門領導和水質專家側重于尋求一級處理、自然處理等既“省錢”、“節能”又解決環境污染的途徑，其實這些途徑是難以奏效的。若在二級處理基礎上進行深度處理，將排放的處理水變成再生水，使之穩定地成為城市水源的重要部分，那么就可以把遠距離調水的巨額費用用于污水的再生，開發污水資源，財政就可以承擔，此乃一舉兩得，事半功倍的智者之舉。在封閉性水域地區和缺水地區舍此別無出路，就是在水資源豐富地區，這也是保持健康水循環的良策。
2 再生水作為水源的應用前景
城市污水是城市穩定的淡水資源，污水再生利用減少了城市對自然水的需求量，削減了對水環境的污染負荷，減弱了對水自然循環的干擾，是維持健康水循環不可缺少的措施。在缺水地區和干旱年份再生水的應用更是雪中送炭，是解決水荒的有力可行之策。再生水可應用于以下幾個方面：
①創造城市良好的水溪環境。再生水可補充維持城市溪流生態流量，補充公園、庭院水池、噴泉等景觀用水。日本從1985年—1996年用再生水復活了150余條城市小河流，給沿河市區帶來了風情景觀，愉悅著人們的心情，深受居民歡迎。北京、石家莊等地也利用再生水維持運河與護城河基流。
②工業冷卻水。大連春柳河污水廠1992年建設投產了污水再生設備，產量為1×104m3/d，主要用于熱電廠冷卻用水，少部分用于工業生產用水，運行10年來效果良好，效益可觀。
③道路、綠地澆灑用水。大連經濟開發區用再生水噴灑街道花園、林蔭樹帶，節省了大量自來水。噴灑用水的水質要求應該比工業用水更嚴格，因為它影響沿路空氣并可能與人體接觸，現開發區污水廠正在進行水質凈化試驗，以期提高再生水水質。
④城區中水道。中水道以沖廁所等雜用水為主，一般是以大廈或居民小區為獨立單元，自行循環使用。在有條件的城市可以在大片城區內建設廣域中水道，供千家萬戶使用。
⑤融雪用水。日本融雪用水占全部再生水使用的11%，在我國北方也有應用前景。
⑥農業用水。再生水用于農業灌溉不僅節省了水資源，同時也使回歸自然水體的處理水又得到進一步凈化。再生水用于農田應滿足農田灌溉標準，一般二級處理水經過適當稀釋就可以達到水質要求。
3 結語
推進城市污水深度處理是維系良好水環境、水資源可持續利用的重要舉措，是通向健康水循環的橋梁。城市污水再生水的有效利用是建設循環型城市的重要組成部分，它的每一點實際行動都是對地球環境，人類進步的貢獻。
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