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城市节水与污水再利用
来源: 九江水文信息网   作者: 曾文、龚芸   点击: 2371   发布时间: 2014-11-17 14:22:00
 

城市节水与污水再利用

     我国多年平均径流量为2.7115×1012m3,居世界第 6 位;人均水资源占有量为2239m3,只有世界平均水平的1/4,居世界第121位。瑞典水文学家Malin  Falkenmark提出将人均水资源1000m3作为缺水指标界限,人均水资源1700m3作为水紧张指标界限。到2030年,预计我国人口将达到16亿,人均水资源量进一步减为 1760m3,届时我国的用水状况将从总体上接近水紧张趋势。

严峻的水资源情势下,开展城市节水工作,缓解城市水资源危机,已经成为一个关系到国家现代化建设和社会和谐发展的紧迫问题。而传统的城市节水工作存在一定的局限性。我国现有的城市给排水系统基本沿袭了欧美发达国家的旧有模式,忽视水需求的可替代性和可控制性。一方面,在源头将大量优质水资源用作污染物的输送介质,末端又建设大规模管网和污水处理厂,对污水进行收集、处理和分离;另一方面,一味追求用户端减少用水量,而忽略了城市多水源的特征和整个城市水系统的综合节水潜力。在城市节水规划技术领域,目前的城市节水主要关注于行业节水和器具节水,以用水量预测作为主要的技术手段,而在整个城市层面上综合地进行节水规划还属少数,综合节水规划的方法学和工具匮乏。这种模式既造成对水资源的过度开发,同时也使城市给水和排水系统的建设规模过大、整体投资效益低下。

一、节水发展,规划先行

 城市节水管理有很多方法和模式,节水规划是一种主要表现形式。节水规划在城市节水工作中起到至关重要的作用。城市节约用水规划是与传统意义上节约用水直接对应的,也是当前各城市管理执行节约用水工作的相关政府部门职能和工作重点的体现。该类型的规划一般从城市的供需平衡入手,计算节约用水潜力,并给出相应的技术和政策等方面的节水对策。

 传统的城市节水规划在一定程度上加强了对城市水系统的控制,提高了用水效率,节制了用水量。但是,根据其技术方法上可以看出,其仍然存在只关注城市水系统用水子系统这一局部的问题,缺乏从根本上解决城市水系统失控的能力。

 在城市节水规划理念层面上,现有的城市节水规划原则并未体现城市良性水循环的思想,一味追求用户端减少用水量,而忽略了城市多水源的特征和整个城市水系统的综合节水潜力。在城市节水规划技术领域,目前的城市节水主要关注于行业节水和器具节水,以用水量预测作为主要的技术手段,而在整个城市层面上综合地进行节水规划还属少数,综合节水规划的方法学和工具匮乏。

二、良性水循环的城市综合节水

 为了从根本上解决城市水系统失控的问题,就要从根本上改变现状不健康的城市水循环的模式。在此基础上,如何通过有效的规划,合理高效的应用各种节水技术,推动城市节水工作,正是城市综合节水需要解决的问题。

根据我国的实际情况,统筹考虑城市水系统的各个子系统,提出确保城市水循环良性发展的要求。在此基础上,定义区别于传统意义上城市节水的、满足我国城市综合节水要求的,并且具有前瞻性和实用性的基于城市良性水循环的城市综合节水和城市综合节水规划的概念。

三、基于需水分析的节水潜力分析

 关于节水潜力的内涵,已经得到比较广泛的研究和讨论,但仍没有公认的定义。根据水利部发布的《全国水资源综合规划技术大纲》,节水潜力是以各行业(或作物)通过综合节水措施所能达到的节水指标为参照标准,分析现状用水水平与节水指标的差值,并根据现状发展的实物量指标计算的最大可能节水数量。清华大学杜斌博士对工业节水潜力下了定义:在一定的技术、经济和社会条件下,以特定区域在特定时间的用水水平为基准,通过更换技术设备、实施污废水重复利用和再生利用所能够实现的节水量。

城市节水潜力分析指在城市需水量一定的前提下,通过对多用户节水措施进行潜力分析,从而模拟城市在现有节水水平条件下与进一步采取节水措施的情况下的需水量之差,因此进行节水潜力分析的核心是要计算不同节水水平下的规划需水量。

根据城市目前的节水现状与规划的城市发展规模和用水水平的不同,在系统中设定不同的情景,通过预测计算不同情景下生活、工业、环境等方面的用水量,模拟城市在不同节水条件下的规划需水量,从而分析施行不同程度的综合节水措施的情景的节水潜力。节水潜力分析中,要给出按水资源类型分类的需水量。分析方法上,采用较为通行的指标法进行计算,核心指标由预测规模和用水水平两类指标构成。预测规模指各行业在规划水平年将达到的发展数量,比如人口、工业增加值等;用水水平指单位规模的需水量,比如人居日生活用

水量,万元工业增加值需水量等。

四、多元化节水措施

节水和污水再生利用则通过改善需水本身及对水社会循环系统的局部强化,减少了人类社会活动对自然水循环的干扰程度,具有明显的改善水质、稳定水量的生态环境效应。现有的节水措施,主要包括:雨水资源化利用、污水再生利用、分质供水、海水微咸谁利用、供水管网漏失整治等方向。

近年来,世界各地围绕节水措施进行了许多探索,也取得了一定的成果,但任有不少问题亟待解决。如雨水资源化技术缺乏系统性,出现了集蓄与利用脱节、初期径流缺少截污弃流装置等情况;污水资源化方面,技术尚未集成化和产业化,同事新技术的研发,水质净化技术、水质稳定技术、运行管理技术和成套技术设备存在问题;海水淡化方面如何实现低耗能,提高反渗透膜的性能,提高主要耗能装置高压泵、能量回收装置的效率提高等;管网测楼技术中国外常用的漏水噪声相关仪存在侧漏不及时、不准确等问题。此类城市污水再生利用技术,是城市基础设施的重要组成部分,具有基础性和公益性特征,投资规模大、期限长、回收慢。节水措施不可或缺,却也存在经济性不足的限制。

五、政策性补偿与合理水价政策相结合

 针对城市节水和再生利用发展的初期,应当采取政策扶持性的投融资政策,主要有:

 ⑴政府直接投入,可减低基础设施项目投资的风险,起到启动、示范和鼓励的作用。事实上,在谁管理的其他重大工程中,政府已经发挥了类似作用,如南水北调东、中线一期工程的1240亿元静态投资中,政府预算内拨款达到372亿元,占总投资额的30%。

 ⑵建立优惠政策,倡导多渠道融资。国家和地方政府可通过财政补贴、税收减免和贴息贷款等形式对节水和污水再生利用项目提供优惠。同事,政府应当鼓励建立多层次、多元化的投融资形式,如公共财政拨款、外国援助和短边机构借款、商业银行贷款、市政债券、私人资本、公司合作等,也可建立节水发展或节水技术改造等专项基金。

 ⑶制定合理的水价政策。水价作为水资源需求管理的重要手段,日益得到许多国家的普遍关注。研究表明,合理的水价政策所实现的节水效应可以解决未来5年、10年的供水短缺问题;另一方面,不合理的水价政策也被认为是当前水资源短缺、水质恶化的重要原因。

 我国的水价长期以来水平较低,许多城市甚至30年水价保持不变。水价的这种福利政策助长了用水浪费、加剧了水资源的短缺,也使得城市给排水基础设施的发展遇到资金制约。合理的水价,应该是促进城市节水和污水再生利用经济潜力、社会可接受潜力向技术潜力转变的重要政策选择,将对供需双方产生影响。

城市节水和污水再生利用通过在传统的社会水循环的基础上构筑强化环节,可有效加速并改善水循环过程,使得有限的水资源发挥出更大的生产力,达到控制污染和稳定水源的“双赢”效果。城市节水和污水再生利用在世界各地的兴起与蓬勃发展,是技术、经济与社会等各个层面影响因素综合作用的结果。



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