国外发达国家中水回用现状

国外发达国家中水回用现状污水再生利用与经济发展存在一些相互制约的关系，发达国家污水处理与再生利用进程也需与各国自身的经济基础与经济发展进程相适应。污水再生利用技术的研究与应用已有近百年的历史，大体而言，20世纪70年代以前各国对城市污水是以一级处理为主，处理水以农业再生利用和土地处理结合以减轻对环境的污染为主；而70年代以后逐步变为以二级处理为主，处理水综合再生利用于工农业生产和城市生活，对水质要求逐步提高。世界上许多缺水国家已将污水作为第二水源加以利用，把城市污水再生利用作为解决水资源短缺的重要战略之一，城市污水处理后再生利用，用于工业生产、农田灌溉、市政緑化、生活杂用、回灌地下及补充地表水源等方面，并建立了一些示范工程和应用工程。中水回用工程的实施有上千座，回用水的规模也很大，取得了显著的环境、经济和社会效益。中水开发与回用技术在美国、日本、以色列等国家已经得到广泛应用。早在1962年，日本就开始回用污水，70年代已初见规模；美国也是世界上采用污水再生利用最早的国家之一，现已有300余座城市实现了污水处理后再利用；以色列在1987年就已有210个市政污水回用工程，城市污水回用率达72%。▲美国美国是世界上水资源中富的国家之一，人均水资源拥有量约为1000m3，是我国人均水资源拥有量的4倍以上。美国是世界上最早采用污水再生利用的国家之一。早在1950年，美国污水研究者俱乐部就利用模型进行了污水深度处理试验研究，1965年将其成果用于加利福尼亚的南塔湖污水处理厂，处理能力可达到2.84×104m3。20世纪70年代初美国开始大规模二级污水处理厂建设，并注意污水再生利用。美国水资源总量较多，城市污水回用工程主要分布在水资源短缺、地下水严重超采的西南部和中南部地区，如加利福尼亚、亚利桑那、得克萨斯和佛罗里达等州。目前，美国有357个城市回用污水，再生回用点536个。全国城市污水回用总量约为9.4×109m3/年，其中灌溉用水为5.8×109m3/年，占总回用量的60%；工业用水占总用水量的30%；城市生活等其它方面的回用水量不足10%。美国污水回用实例较多，如：城市污水回用的先驱之一，佛罗里达州的圣彼得斯堡，1978年开始将再生水回用于生活杂用水，目前已经能够向7000多户家庭提供再生水；伯利醒恒钢铁厂每天将4×105m3污水回用于工业生产和工艺冷却用水；圣迭戈市每天有18.5万m3再生水作为饮用水；全美最大的核电站——派洛浮弟核电站，将生物膜法处理后的出水经电站深度处理后作为冷却水使用，水的循环次数达15次，二级处理水价为$0.00162/m3，若从科罗拉多河取水则水价为$0.0162-0.0243/m3，回用污水的经济效益相当明显。1992年美国国家环保局制定的水再生利用导则中列举了大量的示范工程，并制定了相应的政策、法规和标准，以便更好的推广此项节水措施。美国的污水资源化取得了较大的成功，城市污水回用范围较广，涉及到农业灌溉、城市环境、工业冷却、锅炉补水以及回灌地下水和娱乐养鱼等多个方面。美国再生水作为一种合法的替代水源，正在得到越来越广泛的利用，成为城市水资源的重要组成部分。据统计，1990年美国的污水再利用水量为3.6×106m3/天，2000年达到18.4×106m3/天。2003年，加州再生水年利用量已达到6亿m3，预计到2020年再生水年利用量可达到25亿m3，占规划新增水源的40%左右，其中农业和城市绿地灌溉约占再生水利用量的70%、河湖景观用水约占6.3%、工业用水约占5.3%、地下水回灌用水约占9.3%。2010年用于农田及园林绿化灌溉的再生水已经成为加州第二大地下水补给水源。在佛罗里达州，根据其城市用水集中的特点，提出的基本模式是非饮用水回用，大规模地施行双管供水系统，以自来水40%左右的价格将城市污水处理水供给高尔夫球场、城市绿化和建筑物、住宅区的中水道用水；而在德克萨斯州，则根据自己用水的传统和水文地质特点，采取间接回用的模式，大规模进行污水处理水的地下回灌。美国在城市污水回用上，联邦、州和地方各级都有立法，各地方是随着污水设施的建立进行立法，主要有《回用管理条例》和《用户合同》。例如美国《回用管理条例》规定，如附近已有回收管网，某些用户必须与之接通，这些用户包括公园、高尔夫球场、公墓、学校、住宅小区等。在新开发区，入住前也要求区内所有物业都必须接上建成的回用水管网。目前，美国的再生水回用管理准则各州不一，并且针对不同的回用对象制定的标准也不一样，但标准都很严格。如加利福尼亚州、亚利桑那州和佛罗里达等州都已经推出了明确的对再生水资源的管理条例和规章制度，明确了水质标准及对水的加工和处理标准，并大力鼓励再生水回用，将其作为重要的水资源保护战略。截至2012年，美国已有25个州通过了再生水回用有关规章制度，其中16个州推出了具体的指导方针。而且，早在1992年美国环保局就会同有关方面推出了再生水回用建议指导书，包括再生水回用指南、处理工艺以及水质要求等，为那些尚无法则可遵循的地区提供了重要的指导信息。美国污水资源化的成功经验在于：（1）经历了水管理理念的转变，经历了水开发-水管理-可持续水管理三个发展阶段。作为解决部分地区水资源不足和保护环境的有效途径，美国政府从70年代初就开始大规模的污水处理，强调开发水资源的工程建设；从80年代后期起，开始大量投入人力、资金和技术力量对污水资源化等相关科学问题进行专题研究，将水资源作为一种消费性的资源，着眼于如何向当代社会提供足够的水资源，确保当代社会用水需求得到满足；20世纪90年代之后的可持续水管理阶段围绕可持续发展主题强调水资源的可持续利用，着眼于构筑支撑社会可持续发展的水系统，确保当代人和下代人用水权的平等。1992年制定了污水回用指南（GuidelinesforWaterReuse），对污水回用系统、技术、用途、水质标准等做了具体的规定；1998年进一步制定了节水计划指南（WaterConservationPlanGuidelines），强调用水管理、节水措施、污水回用等多个环节的规范化管理和技术指导。这些污水处理措施一方面缓解了部分地区水源不足，另一方面减少了大规模水资源工程的实施，从而更有效地保护资源和环境。为强调用节水和污水资源化的方法解决水资源的供需矛盾，联邦政府基本上已冻结了任何大型水资源项目的计划。20世纪末期，美国在水领域的总体战略目标发生了调整，由单纯的水污染控制转变为全方位的水环境可持续发展（Waterpo11utionContro1Watersheds）。（2）研究并建立了较为完备的水权、水市场以及基于水区的政策和管理体系。健全高效的水管理机构是实施高效水资源管理的基本保障。美国联邦政府设有专门的管理资源再利用机构；联邦政府和地方政府都有水回用的专项代款和基金；各个管水的机构各负其责。水区不以各级政府的行政管辖范围划分，而是以水的涵盖范围及有利于水的大循环和优化管理而界定，范围可大、可小。地方水区管理的核心是综合管理，包括政策制定、供排水厂管理以及对水及与水有关的资源的控制和综合管理，包括政策制定、供排水厂管理以及对水及与水有关的资源的控制和综合管理（3）污水处理技术路线适合国家污水资源化的战略发展。污水处理技术路线关键性的转变是由单项技术变为技术集成，以往是以达标排放为目的，针対某些污染物去除而设计工艺流程，现在要调整到以水的综合利用为目的，将现有的技术进行综合、集成，以满足所设定的水资源化目标，从污水处理用词的演变上可以看出其技术发展的方向：由传统意义上的污水处理（WastewaterTreatment）转变为水回用（WaterReuse），由水回用发展到水再生利用（WaterReclamation），再由水循坏（WaterRecycling）代替了水再生利用的概念更加符合水在自然界中的大循环，经处理后的水可用于工业、市政、农业以及地面、地下等多种用途。▲日本再生水一词最早来源于日本，早在1955年日本就开始了再生水利用。作为缓解水危机的途径之一，日本早在1962年就开始回用污水，70年代已初见规模。随着回用技术的不断更新和发展，再生成本不断下降、水质不断提高，逐渐成为缓解水资源短缺的重要措施之一。日本大城市双管供水系统比较普遍，一个是饮用水系统，另一个是再生水系统，以输送再生水供生活杂用著称，约占再生水回用量的40%。日本很重视对水资源的有效利用，污水资源化进程得到了较快的发展。日本再生水主要用于城市杂用、工业、农业灌溉等，管理制度非常严格。日本的再生水回灌主要通过河道补给地下水等进行，近年来又开发出一种地下毛细管渗滤系统渗漏回灌补充地下水。大部分地区利用污水处理水进行。清流复活。而水环境的修复和保护是回用的重点。回用水中41%用于工业用水，32%用于坏境用水，8%用于农业灌溉。在20世纪60年代，日本沿海和西南一些缺水城市，如东京、名古屋、川崎等地就开始考虑将城市污水处理厂出水经进一步处理后回用于工业、生活、或生活杂用（以冲洗卫生设备为主），至70年代已初见规模，20世纪80年代中期，日本的城市污水回用量就达到了0.63×108m3/d。以日本的政治、经济、文化中心——东京为例：19世纪60年代到70年代随着日本经济的快速发展，全国对水的需求量以每5年1.2亿的速度增长，东京的水需求量也明显增加。面对用水量的日益增长和有限的水资源，为了更合理、有效的利用水资源和缓解污水处理系统的压力，1973年东京市政府颁布了有关节约水资源的新政策，同时开始提倡污水的回收和再利用，1984年东京市政府又制定了污水回用指南及相应的技术处理措施，根据处理能力的不同，东京的污水回用系统分为三种类型：个人建筑处理系统、地区限制系统和不限制地区的污水处理系统。这些节水和污水资源化的方针措施使得回用的污水逐渐增长，达到26672m3/天。90年代初日本在全国范围内进行了废水再生回用的调查研究与工艺设计，对污水回用在日本的可行性进行深入的研究和工程示范，在严重缺水的地区广泛推广污水回用技术。日本近年来的取水量逐年减少，节水已初见成效。赖沪内海地区污水回用量已达到该地区用淡水总量的2/3，新鲜水取水量仅为用淡水量的1/3，大大缓解了赖沪内海地区的水资源严重短缺同题。经过大量示范工程后，在1991年日本的造水计划中明确将污水再生回用技术作为主要的开发研究内容加以资助，开发了很多污水深度处理工艺，1991年建立起的新市政府大楼用回用水冲洗的厕所，每年节约大约300m3/天的水资源，污水回用率达到37%。在新型脱氮、脱磷技术，膜分离技术，膜生物反应器技术等方面取得很大进展的同时，对传统的活性污泥法、生物膜法进行不同水体的工艺实验。建立起以赖沪内海地区为首的许多水再生工厂。早在1973年，东京市政府就颁布了有关节约水资源的政策，同时开始提倡污水的回收和再利用。1984年东京市政府制定了再生水回用指南及相应的技术处理措施，2009年2月，日本政府又制定了关于再生水回用的新政策《下水道白皮书》，并提出了未来再生水利用的新模式，强调对再生水利用的重要性，在再生水安全性方面比较重视对再生水水质数据的积累与分析，积极进行再生水相关信息的公开，严格控制再生水的水质，定期向公众公开监测结果，以实现安全利用再生水的目的。其再生水回用的新政策如下：（1）维持循环系统的平衡，优化城市建设。将再生水用于补充河流水，维持生态系统平衡，以确保整个自然界循环系统有序进行；用于构建城市水坏境，改善城市环境质量，用于消防救灾，以确保民众安居乐业；搞好再生水利用，减少污水排放量和温室气体的排放量。（2）加强部门间合作，促进信息公开和信息共享。促进再生水供给和利用方面的信息共享，提高再生水管理方、供给方和利用方的信息利用效率；大力宣传再生水的社会意义，指导民众正确使用再生水，提高民众的社会责任感。（3）明确水质标准和新技术评价方法，根据农业用水、工业用水等再生水用途的不同，明确规定再生水的水质标准；完善膜处理技术等新技术的评价机制，促进新技术的推广普及。（4）制定责权分明的运营制度，为民间