(陜西省環境科學研究院,陜西 西安 710061)
西安是一座資源性缺水的城市,受地理位置氣候等先天條件所限,全市多年平均水資源總量為23.47億m3,人均占有水資源量278m3,僅相當于全國平均水平的13.25%,是全國水資源較為短缺的城市之一。西安是中國西北部最大的中心城市,是國家明確建設的3個國際化大都市之一、國家中心城市,是國家“一帶一路”的重要戰略樞紐,但西安市的水資源狀況與城市的發展不相匹配,水資源短缺已成為制約城市經濟可持續發展的一個重要因素。
中水是生活污水(城市污水)和工業廢水經過深度凈化處理后,去除各種有毒、有害物質,達到再生利用標準、可在一定范圍內使用的非飲用水[1-2]。“水十條”和“十三五”規劃明確要求進一步提高污水處理率和中水回用率,中水回用不但可以節約水量和能源、減少污染、一水多用,而且還可以充分實現污水資源化利用,更好地保護環境,解決水資源短缺問題?!段靼彩?016年水資源統計公報》內容顯示,2016年西安市總供水量184677萬m3,其中:地表水供水量82059萬m3,占44.43%;地下水供水量89609萬m3,占48.52%;污水處理回用和雨水利用供水量13009萬m3,僅占7.05%。隨著西安市的不斷發展,用水量將不斷增加,西安市作為缺水城市,充分利用中水,將其作為水資源的補充水源,提高水資源利用率,對于緩解西安市水資源供需矛盾尤為重要。
為了有效收集處理城鎮污水,西安市制定《西安市城市污水處理設施建設及再生水利用“十三五”規劃》,計劃至2020年底共建成污水處理廠36座。截至2018年12月底,西安市已建成污水處理廠30座,投運23座,調試7座,污水處理能力達到310.1萬m3/d,其中:城九區處理能力299.5萬m3/d,縣城處理能力10.6萬m3/d。2018年全市城鎮污水集中處理量為83256.54萬m3,出水達標率99%,設施平均負荷率為88%,其中:城九區處理量79302.25萬m3、處理率96.6%,縣城處理量3954.29萬m3、處理率83.5%??傮w上,西安市城鎮污水處理設施建設和運行情況走在全國前列,但由于管網配套不完善,雨污分流不徹底,部分污水處理廠在強降水天氣存在溢流現象(如二污一期、三污等)。西安市主城區現有排水管道4729km,雨水管道1962km,污水管道2177km,雨污合流117km,過街管道420km,雨污合流增加了污水處理廠的運行負荷。另一方面,西安市已建成及在建的污水處理廠多數執行城鎮污水處理廠污染物排放一級A標準,與2020年4月即將執行的《陜西省黃河流域污水綜合排放標準》所要求的設計規模大于2000m3/d的城鎮污水處理廠的排放標準還有一定差距。
依據《西安市城市污水處理和再生水利用條例》及《西安市城市污水再生利用規劃(2018—2020年)》,西安市將再生水(即中水)利用逐步納入城市供水軌道,全市建成中水處理設施9座,處理能力38.5萬m3/d,中水供水管網總長約158km(含支管),取水點和分散式回用系統110個。截至2018年,中水使用量1.54億m3,其中景觀湖池補水1.37億m3,工業冷卻及市政雜用0.17億m3,中水利用率為18.5%,中水利用率與國內中水利用水平較高的城市差距顯著。
現階段,西安市水資源節約利用還存在極大的提升空間。有些節水企業通過工藝升級改造實現了大幅度節水,減少了廠內污水的產生,但中水利用率較低,遠不能達到規劃目標。此外,西安市航天中湖、曲江南湖的引水目前均取自自來水,全市路面除塵、園林綠化、市政施工也普遍利用自來水或地下水,造成水資源的浪費。結合實地調研,中水利用率低主要有5個方面的原因。
2012年西安市出臺了《西安市城市污水處理和再生水利用條例》,但由于在實際工作中缺乏具體操作實施細則,相關部門之間缺乏有效溝通,使條例未能發揮應有的效力。目前還沒有相關法律法規對中水利用進行硬性要求,致使政府及中水潛在使用者對中水的認識和重視普遍不夠。
西安市中水設施缺乏統一規劃,基礎設施建設不健全、不合理,使用率較低,西安市現鋪設中水管道158km,多分布在主城區城西、浐灞、高新、北客站片區,相比已建成的給水管網(約1620km),占比不到1%,中水供水管網覆蓋率極低,只能滿足部分熱電廠等工業冷卻水及管線沿途綠化、景觀補充用水,嚴重制約了中水的推廣利用。中水利用較好的城市的經驗,基本都是由政府建網,企業建廠,但西安市中水管網的建設,近幾年是政府補貼(管網建設費用的)30%,中央、省資金能補貼一部分,其余投資主要靠企業自籌,所以管網建設的壓力較大。
經過處理的中水能夠滿足綠化、道路噴灑、洗車等城市雜用水水質標準,但由于中水使用的宣傳深度和廣度不夠,群眾對中水水質安全存在疑慮,對中水使用的信心不足,致使一些潛在中水利用業務發展受限。西安市清遠中水有限責任公司是西安市最大的再生水公司,其日處理能力為26萬t,占全市中水處理能力的70%左右。然而,他們實際上每天平均的供水量大約4.5萬t,約占生產能力的17%左右,產能嚴重過剩。
中水利用后期費用大,西安市目前只有五六家小區在使用中水,主要用于園林綠化、道路沖洗等,制約更多小區利用中水的主要因素就是后期運行維護費用過高。據調查:昆明花園是西安市最早實施再生水入戶的小區,2009年在建設之初就給每戶業主配套了獨立的再生水管道,用于沖洗馬桶。可僅過兩年就停用了,原因是小區物業承受不了高額電費,小區每戶每月平均使用1~1.5t再生水,每月花費最多不過2元,而為了給住戶輸送再生水,物業公司承擔的電費平均每戶業主每月需4元,電費比水費高一倍多。而位于豐慶公園旁邊的公園天下小區,也是自建設之初就用上中水的,每年的用量大約在6000t,主要用于小區內園林綠化和保潔,建設時也曾計劃給樓內業主引入中水,但是考慮到管網建設費用和運營成本太高,最后只能放棄。
城市污水處理廠二級出水再經深度處理的出水是城市中水的主要來源,其出水水質直接關系到中水后期處理成本和利用范圍。目前,西安市城鎮污水處理廠多數執行一級A排放標準,與2020年4月即將執行的《陜西省黃河流域污水綜合排放標準》所要求的設計規模大于2000m3/d的城鎮污水處理廠的排放標準還有一定差距,限制了其出水的再次利用。
積極宣傳介紹中水的處理設施、技術以及國內外處理水平,通過現場演示、實驗結果展示等方式展示中水水質,消除群眾對中水利用的各種誤解,引導公眾形成正確的生活理念,合理利用水資源,做到一水多用。同時,加大城市中水利用各項法規政策的宣傳,促進城市節水工作順利推進,提升西安中水利用的總體水平,全面提高水資源利用效率。
加快推進中水設施和配套管網的建設進度,為擴大中水應用范圍創造條件。另外,在管網方面要優化主城區的取水設施建設,包括增加一些加壓的泵房、取水拴等,特別是在一些主要的交通干線旁邊,比如市區出入口附近,多鋪設再生水的輸送管道,并且要在合適的地方建設洗車場。中水回用對象較為分散,因此在城市污水處理廠建設時,應充分考慮下游用水時的污水處理。同時不斷完善城市排污管網,提高污水納管收集率,加強檢查管理,徹底解決雨污合流問題,減少城鎮污水處理廠不必要的處理負荷。全市城鎮污水處理廠(2000m3/d以上)應按照《陜西省黃河流域污水綜合排放標準》所要求的排放標準,對現有處理工藝及設備提前進行針對性提標改造,確保按期達標排放,為大量的污水再生利用奠定基礎。
堅持“優先發展工業用水,重點保障河湖景觀用水,積極發展園林綠化及市政雜用,妥善開展居民用水”的方向,出臺支持中水回用的相關優惠政策,通過價格、補貼、稅收等經濟杠桿引導企事業單位在城市景觀、園林綠化、道路清掃、車輛沖洗等公共用水中優先使用中水,提高中水使用率。
西安擁有較強的科技優勢,要充分發揮科技創新在環境污染防治中的支撐引領作用,優化中水處理工藝,提高出水水質;加強生活污水源頭減量和尾水回收利用,探索新的中水利用途徑。需要注意的是,中水利用應根據中水的具體用途確定污水處理的深度,分質供水(城市雜用水、景觀環境用水或工業用水),避免“優水劣用”。同時,研究水資源核算中水的價值及其在國民經濟核算體系中的作用和實施是未來水資源研究的重要趨勢之一[3]。
城市中水利用牽涉面廣,是一項復雜的系統工程,必須從整體上規劃,加大投入,積極擴大管網覆蓋范圍,才能更加有效地利用好中水,保護好水資源。同時,應進一步加強中水處理和回用技術的創新,強化中水使用的安全監管,確保中水使用安全。