以城市污水再生全流程促进社会用水健康循环_王俊安

第53卷第4期2009年4月北京工业大学学报JORULNAOBFIEJIUGNNRIEVSTYIOFTHECNO(L刃YVol.53No.4pAr.2009以城市污水再生全流程促进社会用水健康循环王俊安,李冬,张杰(北京工业大学水质科学与水环境恢复工程北京市重点实验室,北京10124)摘要:城市污水资源化是应对水危机和维系城市可持续发展的一项重要举措.结合我国实际,强调了实现城市污水资源化的必要性和紧迫性.传统观念认为,同步除磷和脱氮在生物学上存在矛盾,基于生物除磷脱氮的新技术,以节省能耗和物耗为出发点,探讨了城市污水再生的新理念和全流程工艺.关锐词:污水再生;全流程;污水资源化;节能降耗;社会用水健康循环中图分类号:X703.1文献标识码:A文章编号:0254一0037(2009)04一0522一0521世纪,随着城市化经济社会的进步和人口的猛增,出现了水量和水质型的水短缺,反过来制约了城市化的进程和和谐社会的健康发展,缺水已经成为世界性问题.联合国发表的《世界水资源综合评估报告》表明,全世界人口到2025年将增加到83亿,生活在水源紧张国家的人口将增加到30亿,是1990年的10倍!同时,第三世界国家的城市面积还在大量增加,急需更有效地利用城市污水资源实现其健康循环.否则,全世界将有1/3的人口面临中高度甚至高度缺水的危机.目前,我国水资源紧缺形势日益加剧,全国600多个城市中有40多个供水不足,其中有100多个缺水严重川,一些城市已经突现水危机.解决水危机已成为各城市建设的当务之急.传统理念的开源节流已经不是解决水危机的长久之计,能够实现水资源可持续利用的惟一途径就是以城市污水再生利用为特征的社会用水健康循环〔“〕.目前,以色列是世界城市污水回用率最可观的国家,高达%%以上.其他大多数国家的城市污水回用率都还比较低,高回用率仅仅是规划中的目标,比如美国缺水城市洛杉矶,规划到2010年污水回用率为40%,到2050年为70%,到2090年达到80%〔3].按照北京奥运科技2008行动计划,到2008年北京城市污水回用率将达到50%41[.城市污水回用率目前比较低的原因除了人们用水的理念之外,主要在于污水处理能耗高.因此,研究污水再生的节能降耗是促进城市污水资源化的迫切需要,是实现城市可持续发展的根本途径.l。l城市污水资源化的必要性和紧迫性城市污水是城市的第二水源51[联合国教科文组织(UNESCO)将水资源定义为:“可利用或有可能被利用的有足够数量和可用质量的水源”.本文探讨的城市污水也应归属于水资源,其中包含了城市污水可能被利用的经济因素、技术因素和环境因素.1.2我国水资源现状不容乐观我国是一个缺水严重的国家.我国人均水资源量不到230时,仅为世界平均水平的14/、美国的1/5,在世界巧3个国家中位居第121位,是全球人均水资源最贫乏的国家之一到21世纪中叶,我国人口将达到16亿,人均水资源量将降到1760m3,按照国际上一般承认的人均水资源量少于1700m3为用水紧张国家的标准,我国将跨入用水紧张国家的行列【“〕.收稿日期:2007一07一26·基金项目:国家自然科学基金资助项目(50878003).作者简介:王俊安(1981一),男,河北石家庄人,博士生.第4期王俊安,等:以城市污水再生全流程促进社会用水健康循环1.3城市化发展加剧水危机2001年诺贝尔经济学奖获得者斯蒂格利茨认为新世纪中国存在三大挑战,其中,城市化居于首位.与发达国家相比,目前我国城市化程度仍较低.但是,中国政府已将“城市化战略”列入21世纪中国迈向现代化的发展规划,在2050年前,我国城市化率将从现在的40%左右提高到约75%,平均每年将约有100万一1200万人从乡村转移到城市川.城市化的迅速发展给我国经济带来巨大活力的同时,也给城市水环境带来巨大的负面影响,城市水资源过度消耗,污水排放量不断增加,由此导致了水污染,破坏了水环境,加剧了水资源的供需矛盾.1.4城市污水资源化—再生水我国污水资源化的潜力是非常大的.未来城市用水需求将大幅增加,到2050年,预计城市人口达9.6亿左右,需水总量为1540亿m3〔’].我国已把“水资源的可持续利用和污水处理回用”写入“第十个五年计划发展纲要”和新《水法》中;国家建设部和经贸委联合将污水处理回用定为对创建节水型城市的量化考核指标之一可见,城市污水资源化已上升到城市化建设的重要高度.“中水道”源于日本.中水主要是指城市污水经处理后达到一定的水质标准、在一定范围内可重复使用的非饮用杂用水,其水质介于上水和下水之间,世界各国多称为再生水.再生水是宝贵的城市水资源,是国际上公认的可靠的“城市第二水源”,根据水质的不同,可用于农业灌溉、地下水补给、公园城市绿化、河湖景观用水、路面喷洒、洗车、冲厕和工业循环冷却