广州市污水再生回用的必要性分析

李骏飞 陈伟雄 李德强
(广东省建筑设计研究院，510010)

　　【摘要】从广州市供水方面存在的问题、再生水作为城市第二水源的可能性、建设节约型城市的要求、污水回用产生的环境效益以及国家政策的要求等角度，分析并明确了广州市开展污水再生工作的必要性。
　　【关键字】污水回用；社会效益；环境效益；综合效益

　　城市污水的再生利用在许多地方被证明是开源节流、减轻水体污染、改善生态环境、解决城市缺水的有效途径之一。广州市属南方丰水地区，水资源总量相对丰富，而且目前广州市已建的自来水厂具有充足的供水能力，能够满足城市的最高日用水量要求。尽管如此，从以下问题分析可以看出，广州市仍有必要开展污水再生回用工作。

1. 广州市供水方面存在的问题

　　广州市是全国供水量较大的城市之一。目前，广州市市自来水公司共有7个自来水厂，供水能力为442万m³/d，最高日供水量达387.39万m³，供水范围460平方公里。目前，城市的供水能力能够满足用水量的要求，但也存在一些亟待解决的问题。
1) 咸潮的影响
　　咸潮是指沿海地区海水通过河流及其他渠道倒流进内陆地区后，由于海水的氯化物浓度一般高于5000mg/L，使得河水中的盐分达到或超过250 mg/L，从而成为严重危害人们生产生活的自然灾害。
　　咸潮一般发生在上一年冬季到次年立春清明期间，主要是由旱情引起，但海平面的升高和人类的无序采沙也会加剧咸潮的蔓延。
　　今年广东地区就遭受了罕见的持续干旱，进而引起咸潮的入侵，广州的水源地流溪河已经达到了1963年的特枯的水平。咸潮的入侵严重的影响了广州市供水以及临海较近的番禺东南部农业灌溉用水。11月份，取水点位于东江北干流的新塘段的新塘和西洲两水厂由于氯化物超标，曾一度停产。咸潮导致取水困难，水厂无法正常运行，供水能力下降，生产生活用水难于保证。
　　2) 取水难度加大
　　近几年来广州市的供水量不断增长，而水厂的实际生产能力缺维持在原有的水平，在每年的高峰供水日，各水厂都要超负荷运行。表1列出了广州市近年来的供水情况。

表1 广州市自来水公司2000年～2003年供水情况表

　　为了解决水厂超负荷运行的问题，同时为了提高自来水水质，改变广州市的供水格局，广州市自来水公司投入大量资金建设了生产能力100万m³/d的南洲水厂，并于2004年9月底建成投产。广州市的供水能力提高到442万m³/d，基本解决广州市目前的供水保障问题。
　　但是由于天然水体污染的问题日益严重，流溪河径流量的不断减少，江村水厂、石门水厂及西村水厂的取水越来越难，供水安全保障率降低，而这三个厂占广州市供水能力约70%，为了保证水质，不得不迁移取水头，取水头越来越远，取水费用越来越高。水质性缺水造成取水成本不断提高，生活和工业生产成本也随之提高。
　　从以上两方面分析可知，尽管目前广州市供水能力能满足用水量的要求，但是，水厂的安全供水仍受到一定程度的影响。现有水源地的保障率下降，广州市曾考虑在距离100多公里之外的上游清远市引水，但因投资巨大及环境影响等问题，而未能实施。

2. 再生水作为城市第二水源的可能性

　　如何解决水资源短缺的问题，是世界上各大城市在发展过程中均会遇到的问题，事实上，根据以往其他城市的经验，一味地增加水资源的开采量并不是解决问题的最好办法。
　　长期以来，人们称用过一次的水为脏水，意识形态中认为这是不可再用的。事实上，水是自然界中唯一不可替代的，也是唯一可以再生的资源。污水经过适当的再生处理，可以重复利用，实现水在自然界中的良性循环。城市污水就近可得，易于收集，易于处理，数量巨大，稳定可靠。作为城市的第二水源要比海水、雨水来得实际，比长距离引水花钱少得多。开辟这种非传统水源，实现污水资源化，对保障城市安全供水具有重要的战略意义。
　　污水回用到底能给城市增加多少水量？可以粗略的算一下，城市供水量的80％变为城市污水排入管网中，收集起来再生处理后70％可以回用，二者计算可达到城市供水量的一半以上。这些再生水返回到城市水质要求相对较低的用户上，替换出等量自来水，相应增加了城市一半的供水量。
　　所以在理论上说，将城市中的污水或城市污水处理厂处理后的尾水作为城市的第二水源，经过适当处理后，根据水质情况进行不同程度的回用，是提高城市供水保障率的一个重要方法。实际上，国外和我国的北方缺水城市已有很多这方面的成功先例。
　　广州市的经济发展速度非常快，现在充裕的供水能力很可能在几年内就不能满足要求了。如果广州市到了需要进一步提高供水能力的时候，也应借鉴北方城市的经验，从污水回用的角度探求解决水危机的途径。从这个角度讲，逐步建设污水回用工程对于保障供水，促进经济发展，有十分积极的作用，具有十分重要的社会意义。

3. 从城市节水的角度分析

　　从上面的分析可以知道，广州市的水资源情况并不容乐观，用水短缺问题必将在以后的城市发展过程中日益突出。
　　但与此形成对比的是，广州市的水资源利用率和节水技术水平都比较低，水资源浪费严重。例如，在工业方面，广州市的工业万元产值耗水量，随着节水度的加大，在1980年以来已经呈逐年下降的趋势，但至2000年仍为44 m³，而欧美等发达国家已降至10 m³以下。工业用水重复利用率低，与发达国家相比有很大的差距。可见，广州市节水水平落后，节水潜力较大。
　　节约用水由两个层次的含义，一方面要提高供水设施的密闭性，防止漏失；另一方面，要提高污水的再生利用，提高水的重复利用率。
　　因此，从节约用水的角度，污水回用是建设节水型城市的要求，具有其重要的意义。

4. 环境效益分析

　　1) 污水回用对取水的影响
　　污水回用也会产生显著的环境效益。城市污水再生回用工程从减少污染物排放、减少取水量，提高水资源效率方面具有十分重要意义。这是提高水体质量，达到经济有效的治污的新思路。
　　以广州市为例：由于上游流溪河在枯水季节径流量小，仅为15m³/s，而以流溪河和西航道为水源的江村、石门、西村三间水厂最高日取水量为27.55 m³/s，远大于上游来水量，需靠下游的潮蓄量来补充，从而造成在枯水期，广州市区排入珠江的未经处理的污水和已经处理的污水（BOD₅<20mg/l）未能受到河水的稀释，达到河水功能要求的浓度（III类水BOD₅≤4mg/l），而是不断受潮汐顶托，反复回荡，流向水厂取水口，造成水厂水源水质严重超标。
　　因此节约用水，增加污水回用，减少在珠江的上游取水，提高珠江径流量，已成为提高广州市供水水质的一个必需和有效的途径。
　　2) 污水回用对排污的影响
　　污水的再生回用为城市开辟了新的水源，从污染治理上，它是从源头减污，同时减少取水量，从而从系统上减少对江河的污染，是治理江河污染的最经济和最有效的手段。
　　珠江是广州市的母亲河，广东省珠江综合整治的总目标是：一年初具成效，三年不黑不臭，八年河水变清。通过整治，使各河段水质达到《广东省地表水环境功能区划（试行）方案》功能目标要求，水质清澈，生态平衡，为城市建设、经济发展提供合格、安全的供水保障和良好的水环境，促进经济、社会和环境保护的可持续发展。
　　为了实现珠江治理目标，广州市近年来加大了城市生活污水的治理力度，大量经过城市污水处理厂处理后的尾水直接或间接地排入了珠江，不仅造成了资源上的浪费，而且对珠江的水环境容量仍有很大的影响，因此，开展污水回用工程，将城市污水厂尾水进行深度处理后，用于绿化、河涌景观等方面的用水，既提高了水资源的利用效率，又减轻了珠江污染，是治污的新思路，是长期需要发展的环保工程，是“河水变清”的重要措施之一。

5. 国家政策要求

　　针对水资源不足已成为制约我国经济和社会发展重要因素这一情况，修订水法中增加了国家制定全国水资源战略规划的内容，为此国务院于2001年11月发文要求加强城市供水节水和水污染防治工作。1）首先要认识到水资源可持续利用是我国经济社会发展的战略问题，核心是提高用水效率，坚持开源与节流并重，节流优先、治污为本、科学开源、综合利用的原则，为城市建设和经济发展提供安全可靠的供水保障和良好的水环境，以水资源的可持续利用，支持和保障城市经济社会的可持续发展。2）要统一规划，优化配置。要把城市水资源综合利用纳入城市总体规划，大力提倡城市污水回用等非传统水资源的开发利用，并纳入水资源的统一管理和调配。3）坚持把节约用水放在首位，努力建设节水型城市。4）健全机制，加快水价改革步伐。5）完善法规，提高城市供水、节水和水污染防治的工作水平。
　　广东省水利厅于2001年11月出版了《广东省水利现代化建设规划纲要》，全面和系统地对全省水资源优化利用提出战略措施，要求建立节水型社会，提高水的利用效率和效益，实施节流优先，治污为本的城市全民节水计划；制定合理水价，按优水优价优用原则，实现水资源合理配置。
　　因此，广州市规划和有序地进行城市污水回用工程是符合国家及广东省水资源战略布署的要求。

6. 污水再生回用的必要性

　　以上的分析为我们评价污水再生工程的实施意义提供了思路，污水再生工程不仅有经济效益，还有显著的社会效益和环境效益，可统称为综合效益。要把这种效益按投入产出关系转化成现值，就会从经济角度具体产值上得到深刻的认识。当中水设施投入的总投入值小于总产出值，建设中水工程对整个社会来说就是合算的。
　　综合效益公式如下：
　　E_Z1+E₂+E₃+E₄E_Z―中水工程的投入值，包括中水工程土建、设备费、折旧费、运行管理费折合到每立方米的产值（元/m³）；
　　E₁―节省城市引水、净水的边际费用（元/m³）；
　　E₂－节省可增加国家的财政收入（按因缺水而造成国家的财政损失计）（元/m³）；
　　E₃－减少环境污染而减少的社会损失（元/m³）；
　　E₄－节省城市排水设施建设运行费（元/m³）；
　　以上对广州市情况的分析表明，广州市虽然在近期不存在供水紧张的问题，但随着供水质量的全面提高，提高水价已经势在必行。从降低生产成本，提高城市综合竞争力的角度出发，在广州市开展污水再生回用工程，使一些对水质要求不高的用水采用回用水，降低社会成本，有其必然性。
　　从环境保护的角度分析，珠江广州河段受上游从化市、增城市用水量增大的影响，径流量逐年减少，污染日益严重，自来水厂取水困难，单纯靠兴建污水处理厂并不能解决根本问题，因此必须考虑污水回用，减少污染物排放，提高整个水环境质量。
　　另外，国家从整个水资源综合利用的角度，从区域协调发展的角度，也对污水再生回用提出了要求。
　　因此，污水回用无论在社会方面、环境方面均会取得显著的效益，也符合国家的要求，所以我们认为在广州市开展污水的再生回用工程是十分必要的。