王洪臣:污水資源化是突破經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展水資源瓶頸的根本途徑
本文梳理了我國水資源特征以及用水狀況,提出水資源是制約我國經(jīng)濟(jì)社會可持續(xù)發(fā)展的瓶頸;分析了以色列和美國污水再生利用的進(jìn)展,認(rèn)為污水資源化是突破經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展水資源瓶頸的根本途徑;根據(jù)國際污水再生利用經(jīng)驗,認(rèn)為我國污水資源化利用的重點方向應(yīng)是農(nóng)業(yè)灌溉和工業(yè)冷卻,并建議編制《全國水資源可持續(xù)循環(huán)利用綜合規(guī)劃》,明確方向、控制風(fēng)險、健全政策,指導(dǎo)污水資源化工作穩(wěn)步發(fā)展。
王洪臣
中國人民大學(xué)教授、博士生導(dǎo)師/中國人民大學(xué)低碳水環(huán)境技術(shù)研究中心主任
原文標(biāo)題:污水資源化是突破社會發(fā)展水資源瓶頸的根本途徑;作者:王洪臣;作者單位:中國人民大學(xué),中國人民大學(xué)低碳水環(huán)境技術(shù)研究中心。將刊登在《給水排水》2021年4期水業(yè)導(dǎo)航欄目。
污水資源化包括污水中碳、氮、磷等物質(zhì)資源的循環(huán)利用和其中蘊含能量的回收利用,但重點還是將污水再生后替代傳統(tǒng)水資源,也就是水資源化方向的利用。本世紀(jì)初,水利部門啟動全國性水資源普查及規(guī)劃工作,于2011年發(fā)布并實施《全國水資源綜合規(guī)劃》。限于當(dāng)時條件,這一規(guī)劃只是針對傳統(tǒng)水資源,沒有將污水資源納入規(guī)劃。隨著污水處理設(shè)施快速建設(shè),全國已形成超過2億立方米每日的污水處理能力,年污水處理量超過700億立方米,為全面推動污水資源化創(chuàng)造了前提條件。最近,發(fā)改、住建、生態(tài)環(huán)境、水利、農(nóng)業(yè)以及科技等十個國家部委聯(lián)合發(fā)布《關(guān)于推進(jìn)污水資源化利用的指導(dǎo)意見》,對全國污水資源化工作進(jìn)行了部署。筆者認(rèn)為,在這樣一個歷史階段,應(yīng)結(jié)合現(xiàn)有傳統(tǒng)水資源規(guī)劃,盡快編制并實施以污水資源化為核心的《全國水資源可持續(xù)循環(huán)利用綜合規(guī)劃》,突破制約我國經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的水資源瓶頸。
01 水資源是制約我國經(jīng)濟(jì)社會可持續(xù)發(fā)展的瓶頸
我國水資源總量大,但人均水資源占有量低。根據(jù)1956-1979年統(tǒng)計,全國多年平均水資源總量為2.8萬億立方米,這個數(shù)值通常被認(rèn)為是一般意義上的全國水資源量。我國水資源總量占全球的6%,低于巴西、俄羅斯和加拿大,與美國相當(dāng)。雖然總量較大,但人均只有2300立方米,僅為世界平均水平的1/4,在世界上名列121位,是全球13個人均水資源最貧乏的國家之一。隨著人口數(shù)量的不斷增加,人均水資源量還將繼續(xù)降低。我國水資源的特點使水資源短缺問題更加突出。特點之一是年際水資源量差別較大。近二十年來,水資源量最多的是2010年,達(dá)到3.09萬億立方米,比常年值偏多11.5%;最少的是2011年,僅為2.3億立方米,比常年值偏少16.1%,也是1956年以來最少的一年。一般認(rèn)為,隨著氣候變暖等因素的影響,水資源的年際變化還將進(jìn)一步加大。另一個特點是南北分布嚴(yán)重不均。在全國十個水資源片區(qū)中,南方四區(qū)(長江、珠江兩大流域和東南諸河、西南諸河)的水資源量占到全國總量的83.3%,但土地面積僅占全國36.5%,耕地面積僅占全國40%;北方六區(qū)(松花江、遼河、海河、黃河和淮河5大流域以及西北諸河)的水資源量僅占全國的16.7%,但土地和耕地卻遠(yuǎn)高于南方4區(qū)。我國水資源空間分布和土地資源、人口分布不相匹配,極不均衡。
我國節(jié)水力度大,近十年來的總用水量已經(jīng)趨于零增長。上世紀(jì)五十年代,全國年用水量平均僅為1000億立方米左右。隨著人口增加和經(jīng)濟(jì)發(fā)展,用水量持續(xù)增加,2010年達(dá)到約6000億立方米,年均增加50億立方米?梢院侠黹_發(fā)利用的水資源一般僅占水資源總量的30%,如按水資源總量2.5~2.8萬億立方米計,全國可利用水資源總量實際僅為7500-8500億立方米,考慮到水資源的年際變化和空間分布不均,我國用水量已經(jīng)接近可利用水資源量,許多地區(qū)水資源已經(jīng)枯竭。因此,國家從“十二五”開始施行“最嚴(yán)格的水資源管理制度”,劃定用水紅線,控制用水量增長。2010年全國用水量6022億立方米,2019年6021億立方米,總用水量實現(xiàn)了零增長。分析近十年用水量變化,農(nóng)業(yè)灌溉一直維持在3700億立方米左右,工業(yè)用水有減少,生活用水有增加。2010年全國工業(yè)增加值為16萬億元,2019年增加到32萬億元,而工業(yè)用水量則由1450億立方米下降到1220億立方米,這一成績來源于工業(yè)的大力節(jié)水,把萬元工業(yè)增加值用水量由2010年的90立方米降低到2019年的38立方米。2010年城鄉(xiāng)居民生活用水量為765億立方米,2019年增加到870億立方米,這些增加是由于改善衛(wèi)生狀況和城鎮(zhèn)化率的不斷提高。隨著城鄉(xiāng)衛(wèi)生狀況的不斷改善,城鎮(zhèn)人均日生活用水量(含公共用水)由2010年的193升提高到2019年的225升,農(nóng)村居民人均生活用水量由2010年的83升提高到2019年的89升。2010年全國城鎮(zhèn)化率僅為49.9%,而2019年則達(dá)到60.6%,而城鎮(zhèn)居民維持正常生活比農(nóng)村居民需要更多的水量。
水資源已經(jīng)成為我國經(jīng)濟(jì)社會可持續(xù)發(fā)展的瓶頸。2019年,全國工業(yè)用水重復(fù)利用率超過80%,京津冀地區(qū)則超過90%,2019年全國萬元工業(yè)增加值用水量低于40立方米,海河、黃河和淮河流域則低于了20立方米,這樣的水平已經(jīng)遠(yuǎn)超發(fā)達(dá)國家,提前十年達(dá)到了《全國水資源綜合規(guī)劃》提出的2030年目標(biāo),最近召開的全國水利工作會議提出“十四五”期間萬元工業(yè)增加值用水量將在2020年的基礎(chǔ)上再下降16%。實際上,工業(yè)進(jìn)一步節(jié)水的空間將主要集中在水資源豐富地區(qū),缺水地區(qū)工業(yè)領(lǐng)域已沒有太大節(jié)水的空間,要繼續(xù)快速增長反而需要增加用水量,那么支撐工業(yè)增長的水資源在哪里?過去十年,城鎮(zhèn)化率每年增長1%,由城鎮(zhèn)化導(dǎo)致的供水量增加被工業(yè)用水量的降低所抵消。今年兩會提出將繼續(xù)推進(jìn)新型城鎮(zhèn)化戰(zhàn)略,2025年將常住人口城鎮(zhèn)化率提高到65%,發(fā)展壯大城市群和都市圈,那么支撐城鎮(zhèn)化的水資源又在哪里?兩會提出,為保障好14億人的糧食安全,糧食綜合生產(chǎn)能力需保持在1.3萬億斤以上,這決定了3700億立方米的農(nóng)業(yè)灌溉用水會像18億畝基本農(nóng)田一樣不可動搖。另外,我國生態(tài)環(huán)境用水量雖逐年增長,但多年處于低水平,到2019年也僅占總用水量的4%,也亟需逐步增加。綜上,我國現(xiàn)有水資源狀況難以支撐工業(yè)增長、進(jìn)一步城鎮(zhèn)化以及水生態(tài)安全,黃河、淮河、海河等流域只能提出“以水定城、以水定地、以水定人、以水定產(chǎn)”,水資源已經(jīng)成為我國經(jīng)濟(jì)社會可持續(xù)發(fā)展的瓶頸。
02 污水資源化利用是突破水資源瓶頸的根本途徑
2011年發(fā)布實施的《全國水資源綜合規(guī)劃》,全面摸清了我國水資源及其開發(fā)利用狀況,劃定了用水量紅線,提出了用水效率指標(biāo),對于解決我國水資源短缺問題發(fā)揮著基礎(chǔ)作用。但是,這個規(guī)劃重在節(jié)流,只強(qiáng)調(diào)了提高傳統(tǒng)水資源用水效率及用水量控制,沒有對污水再生利用和海水淡化等非傳統(tǒng)水資源的開發(fā)進(jìn)行系統(tǒng)規(guī)劃,沒有通過開源突破水資源瓶頸?v觀解決水資源緊缺問題的國際經(jīng)驗,跨流域調(diào)水可以部分緩解一定地區(qū)范圍內(nèi)的緊缺狀況,但根本上還是依靠非傳統(tǒng)水資源的開發(fā)利用,以色列、新加坡、澳大利亞、南非、納米比亞等缺水國家都是開發(fā)利用非傳統(tǒng)水資源的典范。
以色列60%國土是沙漠,其余部分屬于半干旱地區(qū),年降水量435毫米(2017)。1962年,以色列人均水資源為786立方米,隨著各地猶太人不斷返回,2017年人均水資源降低到214立方米,水資源極度缺乏。但是,以色列政府2013年10月宣布全國用水不再受天氣制約,水安全問題已經(jīng)徹底解決,其根本途徑就是污水再生利用和海水淡化等非傳統(tǒng)水資源的開發(fā)。從上世紀(jì)九十年代開始,以色列建設(shè)了大量污水再生、輸配、儲存、利用設(shè)施,全國污水再生利用率超過了75%,最新報道,現(xiàn)在的污水再生利用率已超過90%,下一步是達(dá)到100%,實現(xiàn)全部污水的再生利用。以色列再生水90%用于農(nóng)業(yè)灌溉,支撐起現(xiàn)代高效農(nóng)業(yè),除了自給自足,還成為農(nóng)產(chǎn)品出口國。美國作家賽斯·西格爾(Seth M. Siegel)在深入考察以色列水務(wù)后認(rèn)為,“沒有再生水,就沒有以色列的農(nóng)業(yè),也就沒有這樣一個中東強(qiáng)國” 。
美國年降水量715毫米(2017),人均水資源量9459立方米(2017),是我國的四倍多。我國水資源南北分布不均,美國是東西分布不均,東部的大湖地區(qū)和密西西比河流域水資源極其豐富,大量水資源用于直排式熱電冷卻,而西部則嚴(yán)重缺水,有限的水資源主要用于農(nóng)業(yè)灌溉。美國年用水量4450億立方米(2015),其中熱電冷卻用水占41%,農(nóng)業(yè)灌溉占37%,市政供水占12%,工業(yè)自備用水占5%,水產(chǎn)和畜牧業(yè)用水占3%,采礦和居民生活自備各占1%。美國五十年前就開始了污水再生利用的研究與實踐,在南加州以及佛羅里達(dá)等地區(qū)陸續(xù)建設(shè)了一批污水再生利用設(shè)施,但全國的污水再生利用率只有6%~7%,不能應(yīng)對水資源緊缺狀況。2014年,美國國會的政府問責(zé)局(GAO)認(rèn)為單純通過提高用水效率無法滿足糧食安全和經(jīng)濟(jì)持續(xù)增長的需要,面對多方面壓力,預(yù)計2025年將有超過40個州面臨缺水狀態(tài),責(zé)成聯(lián)邦政府采取措施應(yīng)對水危機(jī)。2019年,聯(lián)邦政府宣布實施國家水回用行動計劃(WRAP),全面規(guī)劃并實施包括市政污水、工業(yè)廢水、農(nóng)田徑流、油氣開采廢水和雨水六大方向的收集、再生與回用,目標(biāo)是保障美國水安全以及水資源的可持續(xù)性和韌性。正在編制的行動計劃包括11個戰(zhàn)略主題、37個具體行動、28個各方獨立責(zé)任人、80個合作機(jī)構(gòu)和200個行動里程碑,涵蓋了政策制定、規(guī)劃建設(shè)、評估監(jiān)測、責(zé)任追究、科學(xué)研究以及國際合作等各方面。按照總統(tǒng)簽署的第13834號行政命令,聯(lián)邦政府成立了跨部門工作組,統(tǒng)一協(xié)調(diào)各方,實施“高效聯(lián)邦行動”。
非傳統(tǒng)水資源開發(fā)包括市政污水和工業(yè)廢水再生利用、海水淡化以及雨水收集利用,美國還提出了農(nóng)田徑流的收集利用。在沿海城市,海水淡化是重要的開發(fā)方向,但是高能耗以及濃縮水的生態(tài)影響制約了大規(guī)模開發(fā)利用。多年前,以色列的一個政策是在污水資源被充分再生利用之前不開展大規(guī)模海水淡化,現(xiàn)有的海水淡化設(shè)施也主要用作飲用水水源。美國國家水回用行動計劃也暫時沒有部署海水淡化,美國能源部作為WRAP的責(zé)任單位之一,負(fù)責(zé)低能耗海水淡化技術(shù)的開發(fā),目前的一個方向是太陽能海水淡化。阿拉伯國家普遍缺水,但部分國家是產(chǎn)油國,不存在能源約束,海水淡化是解決缺水問題的主要手段。除科威特污水資源化比例較高外,最高的是沙特,目前只有20%。降水是水文循環(huán)的關(guān)鍵環(huán)節(jié),雨水本就是傳統(tǒng)水資源的主要來源,作為非傳統(tǒng)水資源的雨水利用主要是指人工收集的小規(guī)模利用,不是非傳統(tǒng)水資源開發(fā)的重點。綜上,當(dāng)前非傳統(tǒng)水資源開發(fā)重點是包括市政污水和工業(yè)廢水的污水資源化利用。
以色列通過開發(fā)非傳統(tǒng)水資源成功解決了水安全問題,我國北方許多地區(qū)年降水量、許多城市的人均水資源量均低于以色列,這些地區(qū)或城市應(yīng)借鑒以色列污水資源化成功經(jīng)驗,開發(fā)非傳統(tǒng)水資源,解決當(dāng)?shù)厝彼畣栴}。在國家尺度上,我國水資源總量及特征總體上與美國有相似之處,兩國也都有通過大規(guī)模跨流域調(diào)水應(yīng)對缺水的實踐,但都沒有解決水資源緊缺問題。另外,美國五大湖的淡水儲存量占了全球總淡水儲量的25%,人均水資源也遠(yuǎn)高于我國。在這樣的背景下,我國應(yīng)當(dāng)像美國那樣系統(tǒng)謀劃,全面開展以污水資源化為重點的水回用,突破水資源瓶頸,支撐經(jīng)濟(jì)社會可持續(xù)發(fā)展。
03 科學(xué)編制并實施以污水資源化為核心的《全國水資源可持續(xù)循環(huán)利用綜合規(guī)劃》
污水資源化利用方向很多,涉及工業(yè)、農(nóng)業(yè)以及城鎮(zhèn)建設(shè)和居民生活等各方面,流域或地區(qū)水資源特征及經(jīng)濟(jì)社會狀況差別也較大,因此,應(yīng)系統(tǒng)組織、多部門協(xié)同,在充分調(diào)查研究的基礎(chǔ)上科學(xué)編制《全國水資源可持續(xù)循環(huán)利用綜合規(guī)劃》,指導(dǎo)污水資源化沿著正確的方向穩(wěn)步推進(jìn)。
3.1 在準(zhǔn)確把握用水需求的基礎(chǔ)上明確污水資源化的重點方向
污水再生利用的方向包括農(nóng)業(yè)灌溉、工業(yè)利用、市政雜用以及生態(tài)環(huán)境等方面。工業(yè)利用包括冷卻水和工藝用水,冷卻水用量通常遠(yuǎn)大于工藝用水,澳大利亞將再生水用于礦山開采、美國用于油氣開采也都屬于工業(yè)利用。市政雜用包括道路壓塵、車輛沖洗、沖廁、景觀娛樂及園林綠化,沖廁用量較大,其它部分用量較少。生態(tài)環(huán)境用水包括河湖補水、濕地構(gòu)建,沿海地區(qū)回灌地下阻擋海水入侵也屬于生態(tài)環(huán)境用水。大部分國家或地區(qū)再生水利用方向通常根據(jù)項目當(dāng)?shù)氐木唧w需求自然形成,例如美國南加州地區(qū),其利用方向多元化,有農(nóng)業(yè)灌溉、回灌地下阻擋海水入侵、生態(tài)環(huán)境用水以及市政雜用。
以色列是目前公認(rèn)污水再生利用最成功的國家,美國將以色列作為唯一的國際合作伙伴納入了國家水回用行動計劃。上世紀(jì)九十年代,隨著世界各地越來越多的猶太人回國定居,以色列決定開始大規(guī)模進(jìn)行污水再生利用,解決嚴(yán)重的缺水問題。經(jīng)過反復(fù)研究,決定以農(nóng)業(yè)灌溉為污水再生利用的主要方向,事實上,到現(xiàn)在為止也基本是唯一方向。以色列目前800萬人口,年產(chǎn)生污水5億立方米,污水再生處理率約95%,90%的再生水用于農(nóng)業(yè)灌溉,超過灌溉用水量的60%,其余排入自然水體。為實現(xiàn)90%的利用率,以色列投入巨資建設(shè)了200多座再生水水庫,總庫容超過2億立方米,敷設(shè)了大批從水庫放射到灌溉點的輸配管道,覆蓋了絕大部分國土面積。如果不選擇農(nóng)業(yè)灌溉作為首要利用方向,如果不建設(shè)這些水庫和管道,即使建設(shè)了再生水廠,也沒有高達(dá)90%的再生利用率,也就沒有以色列今天的高效農(nóng)業(yè)。
2019年我國城鎮(zhèn)污水產(chǎn)生量約750億立方米,其中工業(yè)廢水約200億立方米,其余為居民家庭和公共服務(wù)產(chǎn)生的生活污水,這些污水或廢水總體上已經(jīng)得到了較高等級處理,具備了規(guī)模化再生利用的條件。農(nóng)村常駐人口約6~7億人,預(yù)計年產(chǎn)生綜合污水約250億立方米,雖然目前處理率很低,但污水資源化可與污水治理同步進(jìn)行。按照以上統(tǒng)計和測算,全國每年約有1000億立方米的污水資源可供開發(fā)利用,這是一筆穩(wěn)定可靠的水資源。另一方面,我國是個人口大國,必須確保糧食安全,要在20億畝耕地上產(chǎn)出1.3萬億斤糧食就必須確保灌溉用水。2019年,全國灌溉用水約3800億立方米,其中北方六區(qū)2000立方米,南方四區(qū)1800億立方米。從環(huán)境抽取大量灌溉用水,必然限制工業(yè)用水,制約工業(yè)發(fā)展,一些地區(qū)甚至影響了下游的飲水安全;許多流域灌溉季節(jié)無法保證生態(tài)需水量,水生態(tài)環(huán)境受到干擾。綜上,筆者初步認(rèn)為,我國污水再生利用是否應(yīng)借鑒以色列的經(jīng)驗,以農(nóng)業(yè)灌溉為重點利用方向?如系統(tǒng)規(guī)劃建設(shè)儲存與輸配設(shè)施,未來實現(xiàn)500~800億立方米再生水進(jìn)行農(nóng)業(yè)灌溉,將從根本上緩解工業(yè)和生活用水緊缺狀況,并同時改善水生態(tài)環(huán)境。再生水進(jìn)行農(nóng)業(yè)灌溉的另外一個利益是可以降低污水脫氮除磷標(biāo)準(zhǔn),保留再生水中的氮磷降低化肥的施用量,這對于污水碳氮比天然失調(diào)的地區(qū)尤其重要。農(nóng)村污水處理設(shè)施規(guī)模小,水量水質(zhì)波動大,可以較穩(wěn)定地脫碳但難以脫氮除磷,如果以就地灌溉為主要方向,就不需要脫氮除磷,建設(shè)投資和運行成本都將大大降低。事實上,從1990年到2010年的二十年間,以色列主要是用污水二級出水進(jìn)行灌溉,2010年之后才逐步普及了以脫碳為目標(biāo)的深度處理,脫氮除磷標(biāo)準(zhǔn)并不高。我國許多地區(qū)已有許多再生水灌溉的實踐,缺水的關(guān)中地區(qū)歷史上村村都有一個澇池,實際上就是村邊低洼處的一個半天然濕地,全村的生活污水都排進(jìn)去,時間長了水就變清,之后作為灌溉水源。近幾年,當(dāng)?shù)赜薪M織地恢復(fù)了大批澇池,一開始建設(shè)的都是工程澇池,加上污水處理設(shè)施運行不正常,澇池很快變黑發(fā)臭,后來按生態(tài)技術(shù)建設(shè)的生態(tài)澇池都獲得了成功。新疆阿克蘇的車庫市建設(shè)了一個庫容30萬立方米的調(diào)蓄水庫,注入河?xùn)|污水處理廠出水冬儲夏灌。
污水再生利用的第二個方向應(yīng)是熱電及工業(yè)大戶的冷卻水,這個方向用量較大,用水點集中,只需從再生水廠到用水點的點對點連接,管道敷設(shè)難度小。如果市政雜用,用水量小且分散,再生水沿城市建成區(qū)逆向擴(kuò)散,既沒有空間建設(shè)儲存設(shè)施,也難以找到敷設(shè)輸配管線的路由,利用率就提高不上去。生態(tài)環(huán)境補水方向可以作為接受剩余再生水的備用,不宜作為重要方向,道理很簡單,既然能從環(huán)境少取,就沒有必要多取了再補。
污水再生利用的一個敏感方向是生活飲用,這個方向從學(xué)界到工程界爭論了多年,近年來逐漸明晰,這就是在那些飲水困難的地區(qū)應(yīng)該規(guī)劃建設(shè)再生水生活飲用設(shè)施。再生水生活飲用包括直接飲用和間接飲用,直接飲用是指污水再生后作為供水處理廠的水源或超深度再生后直接飲用,間接飲用是指將再生水注入天然水體或地下經(jīng)過環(huán)境緩沖后再與清潔水混合作為供水處理廠的水源,新加坡的新生水就是間接飲用,納米比亞和南非很多年前就開始將再生水間接用于生活飲用水,美國加州地區(qū)也建設(shè)了數(shù)座再生水間接飲用設(shè)施。我國的西北甚至華北存在許多飲水困難地區(qū),那些年降水量不足150毫米而又沒有過境水資源的地區(qū)理論上都屬于飲水困難地區(qū),都需要規(guī)劃建設(shè)再生水生活飲用設(shè)施。美國德克薩斯州埃爾帕索市一個叫Carollo的再生水生活飲用工程已經(jīng)完成設(shè)計,將于今年開工建設(shè),Bustamante污水處理廠出水經(jīng)過該工程處理后直接輸配到供水管網(wǎng)供居民生活飲用,既沒有自然環(huán)境緩沖,也不經(jīng)過供水處理廠,建成后將是全球第一個再生水直接生活飲用項目。該項目2012年開始可行性研究,最大設(shè)計供水能力45000立方米/天,經(jīng)過中間試驗確定以雙膜過濾+紫外催化高級氧化+活性炭吸附為核心工藝單元,并開展了各種風(fēng)險情景的模擬評估,最后決定正式立項建設(shè)。
3.2 科學(xué)認(rèn)識并理性評估污水資源化風(fēng)險
規(guī);L期使用再生水存在一定的風(fēng)險,關(guān)于病原體、鹽度以及內(nèi)分泌干擾物等新興污染物對人體健康和生態(tài)影響的研究一直在進(jìn)行,爭論也一直在持續(xù)。以色列在開始大規(guī)模農(nóng)業(yè)灌溉以后,發(fā)現(xiàn)部分地區(qū)地下水有鹽漬化傾向,隨后開展了全國性源頭減鹽行動,包括工業(yè)企業(yè)減少用鹽或?qū)ふ姨娲、?yán)禁高鹽廢水排入下水道以及倡導(dǎo)公眾避免過度耗鹽等措施,無法避免的高鹽水則另外處理后排入水體,沿海地區(qū)則直接排到海洋,通過這些對策,有效控制了地下水鹽漬化傾向。Carollo中試試驗也確認(rèn)所采用的工藝流程可以有效氧化新興污染物。Carollo工程設(shè)計團(tuán)隊模擬評估了深度再生直飲和再生水經(jīng)過自然環(huán)境緩沖再經(jīng)過供水處理廠處理兩個方案,發(fā)現(xiàn)前者綜合指標(biāo)尤其是衛(wèi)生學(xué)指標(biāo)的安全性遠(yuǎn)優(yōu)于后者,這也是最終決定開始建設(shè)的的重要因素。越來越多的研究表明,再生水在利用工程中經(jīng)過自然環(huán)境緩沖,除了混合和儲存以外并沒有明顯的化學(xué)或生物學(xué)作用,只是滿足了公眾心理緩沖的需要。另一個較為清晰的評估是,現(xiàn)有成熟技術(shù)裝備總體上已能保障污染物穩(wěn)定去除,以滿足各方向再生利用的需要,污水再生利用的最大風(fēng)險來自于操作層面,包括質(zhì)量監(jiān)測偏差、運行操作不當(dāng)乃至錯接漏接等運維失誤等方面,而這些不足可以通過規(guī)范管理予以糾正。
3.3 健全有力的行業(yè)政策
污水資源化涉及多行業(yè)多部門,與社會公眾利益息息相關(guān),制定并施行有力的行業(yè)政策是關(guān)鍵。美國二十年前就制定了財政補貼政策,對西部14個缺水州的污水再生利用項目,聯(lián)邦政府補貼25%的建設(shè)費用。正在開展的國家水回用行動計劃,所有涉水部門都是責(zé)任部門,農(nóng)業(yè)部、能源部以及衛(wèi)生部門都支持再生利用,農(nóng)業(yè)部高度支持農(nóng)業(yè)灌溉利用。截止目前,美國有40各州都制定了鼓勵污水再生利用的相關(guān)政策。以色列的水務(wù)管理是“ONE WATER”體制,由國家水務(wù)部門統(tǒng)一協(xié)調(diào)涉水事務(wù),所有水務(wù)投資由國家統(tǒng)一承擔(dān)。另外,以色列制定了鼓勵再生水農(nóng)業(yè)灌溉利用的價格政策,一是提高傳統(tǒng)水資源的用水水價,二是降低再生水水價,達(dá)不到深度處理標(biāo)準(zhǔn)的再生水農(nóng)業(yè)灌溉時一律免費,對達(dá)到深度處理標(biāo)準(zhǔn)的再生水象征性收取少量水費?傊袠I(yè)政策應(yīng)是《全國水資源可持續(xù)循環(huán)利用綜合規(guī)劃》重要部分。
原標(biāo)題:污水資源化是突破社會發(fā)展水資源瓶頸的根本途徑
關(guān)于推進(jìn)污水資源化利用的指導(dǎo)意見
發(fā)改環(huán)資〔2021〕13號
各省、自治區(qū)、直轄市人民政府,國務(wù)院各部委、各直屬機(jī)構(gòu):
污水資源化利用是指污水經(jīng)無害化處理達(dá)到特定水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn),作為再生水替代常規(guī)水資源,用于工業(yè)生產(chǎn)、市政雜用、居民生活、生態(tài)補水、農(nóng)業(yè)灌溉、回灌地下水等,以及從污水中提取其他資源和能源,對優(yōu)化供水結(jié)構(gòu)、增加水資源供給、緩解供需矛盾和減少水污染、保障水生態(tài)安全具有重要意義。目前,我國污水資源化利用尚處于起步階段,發(fā)展不充分,利用水平不高,與建設(shè)美麗中國的需要還存在不小差距。為加快推進(jìn)污水資源化利用,促進(jìn)解決水資源短缺、水環(huán)境污染、水生態(tài)損害問題,推動高質(zhì)量發(fā)展、可持續(xù)發(fā)展,經(jīng)國務(wù)院同意,現(xiàn)提出以下意見。
一、總體要求
(一)指導(dǎo)思想。以習(xí)近平新時代中國特色社會主義思想為指導(dǎo),全面貫徹黨的十九大和十九屆二中、三中、四中、五中全會精神,深入貫徹習(xí)近平生態(tài)文明思想,踐行綠水青山就是金山銀山理念,堅持“節(jié)水優(yōu)先、空間均衡、系統(tǒng)治理、兩手發(fā)力”的治水思路,按照黨中央、國務(wù)院決策部署,在城鎮(zhèn)、工業(yè)和農(nóng)業(yè)農(nóng)村等領(lǐng)域系統(tǒng)開展污水資源化利用,以缺水地區(qū)和水環(huán)境敏感區(qū)域為重點,以城鎮(zhèn)生活污水資源化利用為突破口,以工業(yè)利用和生態(tài)補水為主要途徑,做好頂層設(shè)計,加強(qiáng)統(tǒng)籌協(xié)調(diào),完善政策措施,強(qiáng)化監(jiān)督管理,開展試點示范,推動我國污水資源化利用實現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展。
(二)基本原則。
節(jié)水優(yōu)先、統(tǒng)籌推進(jìn)。秉持“節(jié)水即治污”的理念,堅持節(jié)水優(yōu)先,強(qiáng)化用水總量和強(qiáng)度雙控。將污水資源化利用作為節(jié)水開源的重要內(nèi)容,再生水納入水資源統(tǒng)一配置,全面系統(tǒng)推進(jìn)污水資源化利用工作。
因地制宜、分類施策。根據(jù)本地水資源稟賦、水環(huán)境承載力、發(fā)展需求和經(jīng)濟(jì)技術(shù)水平等因素分區(qū)分類開展污水資源化利用工作,實施差別化措施。科學(xué)確定目標(biāo)任務(wù),合理選擇重點領(lǐng)域和利用途徑,實行按需定供、按用定質(zhì)、按質(zhì)管控。
政府引導(dǎo)、市場驅(qū)動。強(qiáng)化標(biāo)準(zhǔn)約束,嚴(yán)格監(jiān)管考核,規(guī)范市場主體行為。完善價格機(jī)制,加大財政金融激勵,引導(dǎo)社會資本投入,充分發(fā)揮市場配置資源的決定性作用。
科技引領(lǐng)、試點示范。增強(qiáng)科技支撐,加強(qiáng)關(guān)鍵共性技術(shù)裝備研發(fā),推廣普及先進(jìn)適用技術(shù)工藝。開展試點示范,探索形成可復(fù)制、可推廣的污水資源化利用模式。
(三)總體目標(biāo)。到2025年,全國污水收集效能顯著提升,縣城及城市污水處理能力基本滿足當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)社會發(fā)展需要,水環(huán)境敏感地區(qū)污水處理基本實現(xiàn)提標(biāo)升級;全國地級及以上缺水城市再生水利用率達(dá)到25%以上,京津冀地區(qū)達(dá)到35%以上;工業(yè)用水重復(fù)利用、畜禽糞污和漁業(yè)養(yǎng)殖尾水資源化利用水平顯著提升;污水資源化利用政策體系和市場機(jī)制基本建立。到2035年,形成系統(tǒng)、安全、環(huán)保、經(jīng)濟(jì)的污水資源化利用格局。
二、著力推進(jìn)重點領(lǐng)域污水資源化利用
(四)加快推動城鎮(zhèn)生活污水資源化利用。系統(tǒng)分析日益增長的生產(chǎn)、生活和生態(tài)用水需求,以現(xiàn)有污水處理廠為基礎(chǔ),合理布局再生水利用基礎(chǔ)設(shè)施。豐水地區(qū)結(jié)合流域水生態(tài)環(huán)境質(zhì)量改善需求,科學(xué)合理確定污水處理廠排放限值,以穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放為主,實施差別化分區(qū)提標(biāo)改造和精準(zhǔn)治污。缺水地區(qū)特別是水質(zhì)型缺水地區(qū),在確保污水穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放前提下,優(yōu)先將達(dá)標(biāo)排放水轉(zhuǎn)化為可利用的水資源,就近回補自然水體,推進(jìn)區(qū)域污水資源化循環(huán)利用。資源型缺水地區(qū)實施以需定供、分質(zhì)用水,合理安排污水處理廠網(wǎng)布局和建設(shè),在推廣再生水用于工業(yè)生產(chǎn)和市政雜用的同時,嚴(yán)格執(zhí)行國家規(guī)定水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn),通過逐段補水的方式將再生水作為河湖濕地生態(tài)補水。具備條件的缺水地區(qū)可以采用分散式、小型化的處理回用設(shè)施,對市政管網(wǎng)未覆蓋的住宅小區(qū)、學(xué)校、企事業(yè)單位的生活污水進(jìn)行達(dá)標(biāo)處理后實現(xiàn)就近回用。火電、石化、鋼鐵、有色、造紙、印染等高耗水行業(yè)項目具備使用再生水條件但未有效利用的,要嚴(yán)格控制新增取水許可。
(五)積極推動工業(yè)廢水資源化利用。開展企業(yè)用水審計、水效對標(biāo)和節(jié)水改造,推進(jìn)企業(yè)內(nèi)部工業(yè)用水循環(huán)利用,提高重復(fù)利用率。推進(jìn)園區(qū)內(nèi)企業(yè)間用水系統(tǒng)集成優(yōu)化,實現(xiàn)串聯(lián)用水、分質(zhì)用水、一水多用和梯級利用。完善工業(yè)企業(yè)、園區(qū)污水處理設(shè)施建設(shè),提高運營管理水平,確保工業(yè)廢水達(dá)標(biāo)排放。開展工業(yè)廢水再生利用水質(zhì)監(jiān)測評價和用水管理,推動地方和重點用水企業(yè)搭建工業(yè)廢水循環(huán)利用智慧管理平臺。
(六)穩(wěn)妥推進(jìn)農(nóng)業(yè)農(nóng)村污水資源化利用。積極探索符合農(nóng)村實際、低成本的農(nóng)村生活污水治理技術(shù)和模式。根據(jù)區(qū)域位置、人口聚集度選用分戶處理、村組處理和納入城鎮(zhèn)污水管網(wǎng)等收集處理方式,推廣工程和生態(tài)相結(jié)合的模塊化工藝技術(shù),推動農(nóng)村生活污水就近就地資源化利用。推廣種養(yǎng)結(jié)合、以用促治方式,采用經(jīng)濟(jì)適用的肥料化、能源化處理工藝技術(shù)促進(jìn)畜禽糞污資源化利用,鼓勵漁業(yè)養(yǎng)殖尾水循環(huán)利用。
三、實施污水資源化利用重點工程
(七)實施污水收集及資源化利用設(shè)施建設(shè)工程。推進(jìn)城鎮(zhèn)污水管網(wǎng)全覆蓋,加大城鎮(zhèn)污水收集管網(wǎng)建設(shè)力度,消除收集管網(wǎng)空白區(qū),持續(xù)提高污水收集效能。加快推進(jìn)城中村、老舊城區(qū)等區(qū)域污水收集支線管網(wǎng)和出戶管連接建設(shè),補齊“毛細(xì)血管”。重點推進(jìn)城鎮(zhèn)污水管網(wǎng)破損修復(fù)、老舊管網(wǎng)更新和混接錯接改造,循序推進(jìn)雨污分流改造。重點流域、缺水地區(qū)和水環(huán)境敏感區(qū)結(jié)合當(dāng)?shù)厮Y源稟賦和水環(huán)境保護(hù)要求,實施現(xiàn)有污水處理設(shè)施提標(biāo)升級擴(kuò)能改造,根據(jù)實際需要建設(shè)污水資源化利用設(shè)施。缺水城市新建城區(qū)要因地制宜提前規(guī)劃布局再生水管網(wǎng),有序開展相關(guān)建設(shè)。積極推進(jìn)污泥無害化資源化利用設(shè)施建設(shè)。
(八)實施區(qū)域再生水循環(huán)利用工程。推動建設(shè)污染治理、生態(tài)保護(hù)、循環(huán)利用有機(jī)結(jié)合的綜合治理體系,在重點排污口下游、河流入湖(海)口、支流入干流處等關(guān)鍵節(jié)點因地制宜建設(shè)人工濕地水質(zhì)凈化等工程設(shè)施,對處理達(dá)標(biāo)后的排水和微污染河水進(jìn)一步凈化改善后,納入?yún)^(qū)域水資源調(diào)配管理體系,可用于區(qū)域內(nèi)生態(tài)補水、工業(yè)生產(chǎn)和市政雜用。選擇缺水地區(qū)積極開展區(qū)域再生水循環(huán)利用試點示范。
(九)實施工業(yè)廢水循環(huán)利用工程。缺水地區(qū)將市政再生水作為園區(qū)工業(yè)生產(chǎn)用水的重要來源,嚴(yán)控新水取用量。推動工業(yè)園區(qū)與市政再生水生產(chǎn)運營單位合作,規(guī)劃配備管網(wǎng)設(shè)施。選擇嚴(yán)重缺水地區(qū)創(chuàng)建產(chǎn)城融合廢水高效循環(huán)利用創(chuàng)新試點。有條件的工業(yè)園區(qū)統(tǒng)籌廢水綜合治理與資源化利用,建立企業(yè)間點對點用水系統(tǒng),實現(xiàn)工業(yè)廢水循環(huán)利用和分級回用。重點圍繞火電、石化、鋼鐵、有色、造紙、印染等高耗水行業(yè),組織開展企業(yè)內(nèi)部廢水利用,創(chuàng)建一批工業(yè)廢水循環(huán)利用示范企業(yè)、園區(qū),通過典型示范帶動企業(yè)用水效率提升。
(十)實施農(nóng)業(yè)農(nóng)村污水以用促治工程。逐步建設(shè)完善農(nóng)業(yè)污水收集處理再利用設(shè)施,處理達(dá)標(biāo)后實現(xiàn)就近灌溉回用。以規(guī);笄蒺B(yǎng)殖場為重點,探索完善運行機(jī)制,開展畜禽糞污資源化利用,促進(jìn)種養(yǎng)結(jié)合農(nóng)牧循環(huán)發(fā)展,到2025年全國畜禽糞污綜合利用率達(dá)到80%以上。在長江經(jīng)濟(jì)帶、京津冀、珠三角等有條件的地區(qū)開展?jié)O業(yè)養(yǎng)殖尾水的資源化利用,以池塘養(yǎng)殖為重點,開展水產(chǎn)養(yǎng)殖尾水治理,實現(xiàn)循環(huán)利用、達(dá)標(biāo)排放。
(十一)實施污水近零排放科技創(chuàng)新試點工程。選擇有代表性的國家高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū)(以下簡稱國家高新區(qū))開展技術(shù)綜合集成與示范,研發(fā)集成低成本、高性能工業(yè)廢水處理技術(shù)和裝備,打造污水資源化技術(shù)、工程與服務(wù)、管理、政策等協(xié)同發(fā)力的示范樣板。在長三角地區(qū)遴選電子信息、紡織印染、化工材料等國家高新區(qū)率先示范,到2025年建成若干國家高新區(qū)工業(yè)廢水近零排放科技創(chuàng)新試點工程。
(十二)綜合開展污水資源化利用試點示范。聚焦重點難點堵點,因地制宜開展再生水利用、污泥資源化利用、回灌地下水以及氮磷等物質(zhì)提取和能量資源回收等試點示范,在黃河流域地級及以上城市建設(shè)污水資源化利用示范城市,規(guī)劃建設(shè)配套基礎(chǔ)設(shè)施,實現(xiàn)再生水規(guī);。選擇典型地區(qū)開展再生水利用配置試點工作。通過試點示范總結(jié)成功經(jīng)驗,形成可復(fù)制可推廣的污水資源化利用模式。創(chuàng)新污水資源化利用服務(wù)模式,鼓勵第三方服務(wù)企業(yè)提供整體解決方案。建設(shè)資源能源標(biāo)桿水廠,開展污水中能量物質(zhì)回收試點。
四、健全污水資源化利用體制機(jī)制
(十三)健全法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)。推進(jìn)制定節(jié)約用水條例,鼓勵污水資源化利用,實現(xiàn)節(jié)水開源減排。加快完善相關(guān)政策標(biāo)準(zhǔn),將再生水納入城市供水體系。推動制修訂地方水污染物排放標(biāo)準(zhǔn),提出差別化的污染物排放要求和管控措施。抓緊制定再生水用于生態(tài)補水的技術(shù)規(guī)范和管控要求,適時修訂其他用途的污水資源化利用分級分質(zhì)系列標(biāo)準(zhǔn)。制修訂污水資源化利用相關(guān)裝備、工程、運行等標(biāo)準(zhǔn)。
(十四)構(gòu)建政策體系。制定區(qū)域再生水循環(huán)利用試點、典型地區(qū)再生水利用配置試點、工業(yè)廢水循環(huán)利用、污泥無害化資源化利用、國家高新區(qū)工業(yè)廢水近零排放科技創(chuàng)新試點等實施方案,細(xì)化工作重點和主要任務(wù),形成污水資源化利用“1+N”政策體系。研究制定“十四五”污水資源化利用等相關(guān)規(guī)劃。研究污水資源化利用統(tǒng)計方法與制度,建立科學(xué)統(tǒng)一的統(tǒng)計體系。完善用水總量控制指標(biāo)中非常規(guī)水源利用指標(biāo)考核相關(guān)規(guī)定,加大再生水等非常規(guī)水源利用的權(quán)重,實行分類考核。完善取水許可管理制度,編制實施入河(海)排污口監(jiān)督管理指導(dǎo)文件。
(十五)健全價格機(jī)制。建立使用者付費制度,放開再生水政府定價,由再生水供應(yīng)企業(yè)和用戶按照優(yōu)質(zhì)優(yōu)價的原則自主協(xié)商定價。對于提供公共生態(tài)環(huán)境服務(wù)功能的河湖濕地生態(tài)補水、景觀環(huán)境用水使用再生水的,鼓勵采用政府購買服務(wù)的方式推動污水資源化利用。
(十六)完善財金政策。加大中央財政資金對污水資源化利用的投入力度。支持地方政府專項債券用于符合條件的污水資源化利用建設(shè)項目。鼓勵地方設(shè)計多元化的財政性資金投入保障機(jī)制。鼓勵企業(yè)采用綠色債券、資產(chǎn)證券化等手段,依法合規(guī)拓寬融資渠道。穩(wěn)妥推進(jìn)基礎(chǔ)設(shè)施領(lǐng)域不動產(chǎn)投資信托基金試點。探索開展項目收益權(quán)、特許經(jīng)營權(quán)等質(zhì)押融資擔(dān)保。落實現(xiàn)行相關(guān)稅收優(yōu)惠政策。
(十七)強(qiáng)化科技支撐。推動將污水資源化關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)納入國家中長期科技發(fā)展規(guī)劃、“十四五”生態(tài)環(huán)境科技創(chuàng)新專項規(guī)劃,部署相關(guān)重點專項開展污水資源化科技創(chuàng)新。引導(dǎo)科研院所、高等院校、污水處理企業(yè)等組建污水資源化利用創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟,重點突破污水深度處理、污泥資源化利用共性和關(guān)鍵技術(shù)裝備。編制污水資源化利用先進(jìn)適用技術(shù)和實踐案例,推廣一批成熟的工藝、技術(shù)和裝備。及時發(fā)布國家鼓勵的工業(yè)節(jié)水工藝、技術(shù)和裝備目錄。
五、保障措施
(十八)加強(qiáng)組織協(xié)調(diào)。按照中央部署、省級統(tǒng)籌、市縣負(fù)責(zé)的要求,推進(jìn)指導(dǎo)意見實施。壓實地方責(zé)任,各。▍^(qū)、市)政府抓緊組織制定相關(guān)規(guī)劃或?qū)嵤┓桨福皇锌h政府擔(dān)負(fù)主體責(zé)任,制定計劃,明確任務(wù),確保各項工作順利完成。國家發(fā)展改革委加強(qiáng)綜合協(xié)調(diào),科技部、工業(yè)和信息化部、財政部、自然資源部、生態(tài)環(huán)境部、住房城鄉(xiāng)建設(shè)部、水利部、農(nóng)業(yè)農(nóng)村部、市場監(jiān)管總局等部門按照職責(zé)分工做好相關(guān)工作,加強(qiáng)水資源節(jié)約集約利用、水污染防治、水生態(tài)保護(hù)、污水資源化利用、相關(guān)環(huán)境基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的統(tǒng)籌,形成工作合力,協(xié)調(diào)解決相關(guān)重大問題。
(十九)強(qiáng)化監(jiān)督管理。督促有關(guān)方面嚴(yán)格實行區(qū)域流域用水總量和強(qiáng)度雙控制度,強(qiáng)化水資源管理考核和取用水管理,確保《國家節(jié)水行動方案》落到實處。嚴(yán)格監(jiān)督實施再生水納入水資源統(tǒng)一配置的要求。嚴(yán)格自備井管理,限期依法關(guān)閉未經(jīng)批準(zhǔn)和公共供水管網(wǎng)覆蓋范圍內(nèi)的自備井。健全污水資源化水質(zhì)全過程監(jiān)測體系,強(qiáng)化污水處理達(dá)標(biāo)排放監(jiān)管,逐步建立覆蓋污水資源化全過程的風(fēng)險防控預(yù)警體系,確保污水資源化安全利用。
(二十)加大宣傳力度。結(jié)合世界水日、中國水周、全國城市節(jié)水宣傳周等主題宣傳活動,采取多種形式廣泛深入開展宣傳工作,加強(qiáng)科普教育,提高公眾對污水資源化利用的認(rèn)知度和認(rèn)可度,消除公眾顧慮,增強(qiáng)使用意愿。完善公眾參與機(jī)制,充分發(fā)揮輿論監(jiān)管、社會監(jiān)督和行業(yè)自律作用,營造全社會共同參與污水資源化利用的良好氛圍。
國家發(fā)展改革委
科技部
工業(yè)和信息化部
財政部
自然資源部
生態(tài)環(huán)境部
住房城鄉(xiāng)建設(shè)部
水利部
農(nóng)業(yè)農(nóng)村部
市場監(jiān)管總局
2021年1月4日