許杰玉，王鵬騰，李英漢，汪自書，季海波

（北京清控人居環(huán)境研究院 生態(tài)環(huán)境中心，北京100083）

水文水資源

城市再生水資源利用潛力與前景分析
——以合肥市為例

許杰玉，王鵬騰，李英漢，汪自書，季海波

（北京清控人居環(huán)境研究院 生態(tài)環(huán)境中心，北京100083）

在分析合肥市水資源開發(fā)利用、水環(huán)境質(zhì)量狀況與水資源供需形勢(shì)的基礎(chǔ)上，探討了合肥市開展再生水利用的必要性與意義，提出發(fā)展再生水回用是解決城市水資源短缺問(wèn)題的有效途徑之一。初步確定合肥市再生水利用的主要方式，同時(shí)對(duì)再生水可供水量規(guī)模進(jìn)行預(yù)測(cè)，并對(duì)再生水的利用前景進(jìn)行分析，根據(jù)合肥市污水回用存在的問(wèn)題提出污水資源化利用的建議性對(duì)策，為合肥市水資源綜合規(guī)劃及節(jié)水型社會(huì)建設(shè)提供參考依據(jù)。

再生水利用；規(guī)模預(yù)測(cè)；必要性分析；前景分析；合肥市

城市污水是水量穩(wěn)定、供給可靠的一種潛在水資源，城市污水的再生利用是開源節(jié)流、減輕水體污染、改善生態(tài)環(huán)境、解決城市缺水問(wèn)題的有效途徑之一［1］。目前，世界上無(wú)論是水資源豐富還是水資源緊缺的國(guó)家都將再生水利用作為節(jié)約用水、加強(qiáng)環(huán)境保護(hù)的一項(xiàng)重要舉措。美國(guó)洛杉磯市制定了2050年城市再生水利用計(jì)劃，再生水利用量將占污水總量的69%，相當(dāng)于該市總需水量的42%；加利福尼亞州每年利用凈化污水2.7億m3，相當(dāng)于100萬(wàn)人一年的用水量。作為中水回用成功的國(guó)家，日本和南非每年80%以上的廢水得到回收再利用［2-3］。目前我國(guó)再生水利用還處于發(fā)展階段，北京作為我國(guó)再生水利用的領(lǐng)軍城市回用率已達(dá)到65%，再生水利用量占全市用水總量的20%［4］。國(guó)家建設(shè)部也頒發(fā)了城鎮(zhèn)污水再生利用的指標(biāo)。合肥市再生水利用還處于較低水平，回用率在20%以下，較國(guó)家規(guī)定指標(biāo)還有很大差距。

開展再生水資源綜合利用對(duì)緩解合肥市城市緊缺問(wèn)題具有重大現(xiàn)實(shí)意義，一方面可以大量節(jié)約優(yōu)質(zhì)水資源，另一方面還可以減少污水排放量，保護(hù)城市水環(huán)境。

1 研究區(qū)概況

合肥市位于安徽省中部，地處江淮丘陵區(qū)，內(nèi)轄巢湖。巢湖水資源豐富，多年平均徑流量45億m3，但隨著經(jīng)濟(jì)與社會(huì)的發(fā)展，工業(yè)廢水、生活污水、農(nóng)田化肥農(nóng)藥對(duì)湖體污染嚴(yán)重。目前，巢湖平均水質(zhì)為Ⅴ類，整體處于輕度富營(yíng)養(yǎng)化水平［5］；西半湖水質(zhì)為劣Ⅴ類，因此，合肥市目前及近期城市供水均沒(méi)有把它作為城市飲用水水源。2012年合肥市常住人口為757.2萬(wàn)人，地區(qū)生產(chǎn)總值（GDP）4164.34億元。

合肥市降水年內(nèi)分配不均，梅雨顯著、夏雨集中，多年平均降水量987mm?？傏厔?shì)是南多北少，西多東少。年內(nèi)降水大部分集中在汛期5～9月，汛期降雨占全年降雨比例60%以上。多年平均水資源量39.76億m3，其中地表水資源量38.6億m3，地下水資源量8.92億m3，重復(fù)計(jì)算量7.76億m3。水資源時(shí)空分布不均勻，位于合肥市南部的廬江縣與巢湖市水資源相對(duì)豐富，分別占合肥市水資源總量的28.7%、22.0%。水資源相對(duì)匱乏的是肥西縣、肥東縣、長(zhǎng)豐縣與合肥市區(qū)，分別占合肥市水資源總量的16.4%、14.2%、11.5%及7.3%。

2 再生水利用的必要性

2.1 人均水資源占有量少

合肥市是缺水城市，2012年人均水資源量528m3，低于國(guó)際公認(rèn)的人均1700m3的紅線，相當(dāng)于全國(guó)人均水資源占有量的1/4，世界人均水資源占有量的1/14。另外，合肥市對(duì)外調(diào)水的依存度逐年上升。從2006年的2.62億m3到2011年的5.41億m3，增加了一倍多。作為補(bǔ)給水源工程的淠史杭灌區(qū)承擔(dān)合肥市區(qū)近60%的用水量，一旦遭遇大旱，合肥市供水將無(wú)法保障。因此，充足的優(yōu)質(zhì)水資源將成為影響合肥市跨越式發(fā)展的關(guān)鍵因素。

2.2 水體污染嚴(yán)重

目前，合肥市年污水排放量達(dá)110萬(wàn)m3/d（生活污水16萬(wàn)m3/d，工業(yè)94萬(wàn)m3/d）。2011年合肥市工業(yè)廢水排放量5978.4萬(wàn)m3；城鎮(zhèn)生活污水排放量34167萬(wàn)m3，中心城區(qū)排放量占70%以上。部分污水未經(jīng)妥善處理直接排入南淝河、十五里河、塘西河等，致使地表水污染嚴(yán)重，可利用水資源減少。2000～2010年期間，西湖區(qū)入湖河流南淝河、十五里河和派河水質(zhì)長(zhǎng)期處于劣Ⅴ類水質(zhì)，東湖區(qū)入湖河流水質(zhì)以Ⅲ類水質(zhì)為主，水質(zhì)狀況良好。未來(lái)隨著城鎮(zhèn)化的不斷加快，工業(yè)生產(chǎn)和人民生活水平不斷提高，城市用水量與排污量將不斷增長(zhǎng)，合肥市缺水形勢(shì)還將進(jìn)一步加大，如表1所示。

表1 巢湖主要出入湖河流水質(zhì)狀況

2.3 供需矛盾日益突出

隨著合肥市城鎮(zhèn)化和工業(yè)化加速發(fā)展，全市生活用水量將出現(xiàn)較大增長(zhǎng)；工業(yè)產(chǎn)值大幅增加，但工業(yè)用水效率提升抵消了工業(yè)產(chǎn)值提升所需水量，但工業(yè)用水量總體仍有所增加；隨著城市綠地、濕地面積大幅增加，以及巢湖水環(huán)境修復(fù)治理，全市生態(tài)用水將呈大幅增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。根據(jù) 《合肥市城市總體規(guī)劃2011～2020》，2020年合肥市域總?cè)丝?088萬(wàn)人，中心城區(qū)城市人口360萬(wàn)人，城鎮(zhèn)化水平為80.3%。2020年合肥市需水量將達(dá)到46億m3，局部缺水量為1.75億m3。

根據(jù)合肥市水資源節(jié)約利用目標(biāo)，統(tǒng)籌考慮節(jié)水、雨洪利用、再生水利用，開發(fā)新水源，形成優(yōu)水優(yōu)用、一水多用的水循環(huán)系統(tǒng)。污水資源化利用作為建設(shè)節(jié)水型城市的措施之一，將有效地緩解城市供水和用水矛盾，從根本上解決城市水體污染問(wèn)題。

3 再生水利用與發(fā)展預(yù)測(cè)

3.1 再生水利用現(xiàn)狀與規(guī)模

目前合肥市有10萬(wàn)m3/d規(guī)模的王小郢污水廠與3萬(wàn)m3/d規(guī)模的塘西中水廠。污水處理廠的尾水，主要用于河道補(bǔ)水、電廠發(fā)電等用途。2011年合肥市總供水量32.18億m3，地表水供水占供水總量的98.1%。除了合肥市區(qū)與巢湖市利用少量的其他水源外 （再生水利用），其余各區(qū)縣均利用地表水（地下水極少利用）。

3.2 再生水可供水量預(yù)測(cè)

根據(jù)《合肥市城市總體規(guī)劃2011～2020》，2015年、2020年合肥市城鎮(zhèn)生活污水處理率分別達(dá)到95%、98%。2015年，擴(kuò)建11座、新建9座污水處理廠，建設(shè)總規(guī)模達(dá)90.2萬(wàn)m3/d，合肥市污水處理能力將達(dá)到217.15萬(wàn)m3/d，2020年，擴(kuò)建污水處理廠總規(guī)模76.3萬(wàn)m3/d；污水處理能力達(dá)到293.45萬(wàn)m3/d。2020年合肥市污水排放總量60587萬(wàn)m3，可提供的再生水量4.3億m3。不同水平年再生水可供水量預(yù)測(cè)如表2所示。

表2 不同水平年再生水可供水量預(yù)測(cè) 單位：萬(wàn)m3

3.3 再生水利用途徑分析

3.3.1 回用于農(nóng)業(yè)灌溉

再生水回用于農(nóng)灌是降低農(nóng)業(yè)面源污染、減輕農(nóng)業(yè)淡水資源不足的有效途徑。在世界范圍內(nèi)，農(nóng)業(yè)灌溉用水與工業(yè)用水已成為再生水回用的主要領(lǐng)域。合肥市農(nóng)業(yè)需水量大，2011年合肥市農(nóng)業(yè)用水量19.23億m3，占用水總量的59.8%。且水質(zhì)要求一般不高，是未來(lái)污水資源化利用的主要途徑之一。

污水回用于農(nóng)業(yè)應(yīng)按照土地處理技術(shù)和農(nóng)灌要求合理安排再生水的灌溉使用，以減輕污水回用對(duì)土壤和地下水產(chǎn)生不良影響。再生水回用于農(nóng)灌不僅可以節(jié)約農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本，而且也是水資源保護(hù)的一種方式。

3.3.2 回用于工業(yè)用水

合肥市工業(yè)用水占到用水總量的24.5%，合肥市區(qū)工業(yè)用水占工業(yè)用水總量的51%，隨著社會(huì)的快速發(fā)展，工業(yè)相對(duì)與其他行業(yè)來(lái)說(shuō)，對(duì)水的需求量最大，預(yù)測(cè)2020年合肥市工業(yè)需水占到需水總量的34%。2012年合肥市中水回用率不到20%。如果能建成中水管道，將吃水和用水分開，則可節(jié)省下20%的優(yōu)質(zhì)水。未來(lái)合肥市的城市中水管道將主要通向開發(fā)區(qū)、工業(yè)園區(qū)等工業(yè)集聚區(qū)和比較集中的工業(yè)用水。

再生水回用于工業(yè)用水的途徑主要為：工業(yè)冷卻水、鍋爐用水、沖洗與洗滌水及雜用水。

3.3.3 回用于城市生態(tài)用水

將城市污水凈化回用于城市生態(tài)用水，不僅利于環(huán)境的保護(hù)，降低美化環(huán)境的費(fèi)用，而且也利于保護(hù)水生生物的生態(tài)平衡。2011年合肥市生態(tài)用水0.64億m3，到2020年將達(dá)到3.29億m3。

將再生水用于城市生態(tài)可以減少新鮮取水量，還可以提升城市美觀與居民生活環(huán)境。

3.3.4 回用于市政雜用水

市政雜用水主要包括建筑施工降塵用水、環(huán)衛(wèi)用水及洗車用水。建筑施工降塵用水對(duì)水質(zhì)要求不高，再生水回用可以節(jié)約優(yōu)質(zhì)水資源。目前，環(huán)衛(wèi)部門對(duì)市區(qū)主要道路進(jìn)行澆灑所用水完全可用再生水實(shí)現(xiàn)。再生水在水質(zhì)與水量上均能滿足洗車用水要求，既提高了水的利用效率，更有助于節(jié)水型社會(huì)建設(shè)。

此外，再生水還可用于地下水回灌與生活雜用。生活雜用主要包括居住小區(qū)和公共建筑的綠化、建筑施工、廁所沖洗等。此種污水回用規(guī)模相對(duì)較小，通常不涉及市政管網(wǎng)。

3.4 再生水利用規(guī)劃

合肥市除了利用本地水與外調(diào)水外，應(yīng)加強(qiáng)非常規(guī)水資源的綜合利用，提高再生水的生產(chǎn)配置能力。隨著未來(lái)再生水水質(zhì)提高、水量增大，應(yīng)重點(diǎn)推進(jìn)再生水在景觀補(bǔ)水、工業(yè)冷卻、生活雜用、綠化、施工等領(lǐng)域的使用，以節(jié)約優(yōu)質(zhì)水資源。

2015年，合肥市王小郢污水處理廠中水回用工程擴(kuò)大中水處理規(guī)模，增至30萬(wàn)m3/d，另合肥市新增5個(gè)再生水處理廠，再生水利用量達(dá)61.3萬(wàn)m3/d，再生水利用率達(dá)30%。再生水可利用量0.6億m3。主要用于開發(fā)區(qū)、工業(yè)園區(qū)等工業(yè)集聚區(qū)等工業(yè)用水。至2020年，再生水利用規(guī)模達(dá)到141.3萬(wàn)m3/d，再生水利用率達(dá)50%，可新增中水資源2億m3，其中1.4億m3可回用于工業(yè)用水，0.4億m3可回用于城市綠地及道路澆灌，其余主要用于補(bǔ)充河道水系用水。合肥市再生水廠規(guī)模如表3所示。

表3 合肥市再生水廠規(guī)模 單位：萬(wàn)m3/d

4 推進(jìn)再生水利用措施

4.1 完善再生水回用的政策法規(guī)

根據(jù)合肥市具體情況，立足于現(xiàn)有的資金、技術(shù)、設(shè)施等，通過(guò)促進(jìn)各級(jí)地方政府完善城市再生水管網(wǎng)建設(shè)。根據(jù)不同區(qū)域、不同的用水水質(zhì)要求制定回用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)及相應(yīng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

4.2 利用價(jià)格杠桿，促進(jìn)再生水利用

加快城市污水資源化的利用步伐，合理確定再生水價(jià)格，以價(jià)格杠桿促進(jìn)再生水利用?？山梃b國(guó)外的收費(fèi)浮動(dòng)政策，一般將中水水價(jià)控制在自來(lái)水水價(jià)的75%～80%較適宜，并且給予再生水使用者優(yōu)惠，以鼓勵(lì)再生水的大面積推廣。

4.3 因地制宜，靈活鋪設(shè)再生管網(wǎng)

合肥市主城區(qū)再生水主要用于景觀補(bǔ)水、工業(yè)用水及市政澆灑用水3個(gè)方面，相應(yīng)的再生水管道可分為景觀補(bǔ)水和工業(yè)再生水管道兩類。景觀補(bǔ)水管道以點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的方式，沿景觀水系敷設(shè)自再生水廠至補(bǔ)水點(diǎn)的輸水管道。工業(yè)再生水管道可分為電廠再生水管網(wǎng)和工業(yè)區(qū)再生水管網(wǎng)。電廠再生水管道主要以點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的方式敷設(shè)自再生水廠至電廠的輸水管線；工業(yè)區(qū)再生水管網(wǎng)根據(jù)各工業(yè)集聚區(qū)工業(yè)用

地的分布，采用環(huán)狀和枝狀相結(jié)合的方式，根據(jù)規(guī)劃在道路建設(shè)時(shí)預(yù)埋或預(yù)留再生水管道位置。

4.4 提高公眾對(duì)再生水的認(rèn)識(shí)

利用各種媒介大力宣傳，提高公眾對(duì)再生水利用的認(rèn)識(shí)與覺(jué)悟，充分意識(shí)到水資源短缺的現(xiàn)實(shí)性與嚴(yán)峻性，理解再生水使用的意義。認(rèn)識(shí)到再生水利用是開源節(jié)流的有效措施之一，是解決城市缺水問(wèn)題的必經(jīng)之路。

5 結(jié)語(yǔ)

（1）合肥市屬于水質(zhì)型與資源型雙重缺水城市，污水資源化利用在一定程度上可以有效緩解合肥市水資源短缺，保障合肥市用水安全。但污水資源化利用有一定的使用范圍，需要根據(jù)具體情況來(lái)進(jìn)行分析。

（2）未來(lái)合肥市將重點(diǎn)推進(jìn)再生水在景觀補(bǔ)水、工業(yè)冷卻、生活雜用、綠化、施工等領(lǐng)域的使用。從生態(tài)學(xué)的角度出發(fā)，應(yīng)該減少污水向巢湖直接排放，改變當(dāng)前以巢湖作為循環(huán)水池的現(xiàn)狀，污水的循環(huán)使用應(yīng)在湖泊水體外實(shí)現(xiàn)。

［1］李燕群，王彬，何通國(guó)，等.德陽(yáng)市再生水利用可行性與利用前景分析［J］.四川環(huán)境，2012，31（1）:65-69.

［2］陳立，王啟山，邱慎初，等.缺水地區(qū)實(shí)現(xiàn)水資源良性循環(huán)的技術(shù)途徑［J］.中國(guó)給水排水，2003，19（2）:32-35.

［3］McPherson J B.Land treatment of wastewater at Werribee:past， present and future ［J］.Progress in Water Technology，1978（11）:15-31.

［4］吳慶林.唐山市再生水回用途徑探討［J］.水科學(xué)與工程技術(shù)，2010（6）：26-27.

［5］徐微，呂錫武，余亞琴.巢湖水體富營(yíng)養(yǎng)化主要驅(qū)動(dòng)因子的模糊數(shù)學(xué)評(píng)價(jià)［J］.沈陽(yáng)建筑大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2007，23（4）:651-654.

Analysis on Utilization Potential and Prospect of Reclaimed Wastewater in Hefei City

XU Jie-yu,WANG Peng-teng,LI Ying-han,WANG Zi-shu,JI Hai-bo
（Department of Ecology&Environment,Beijing Tsinghua Holdings Environment Settlements Institute,Beijing 100083，China）

Based on the analysis of the development and utilization of water resources， the condition of water environment quality and the supply and demand situation of water resources of Hefei，the paper discussed the necessity and significance of reclaimed water reuse and putted forward the development of reclaimed water reuse was one of the effective ways to solve the problem of urban water shortage.The paper preliminary determined the main way to use recycled water in hefei and predicted the scale of reclaimed water supply amounte.Besides，the use prospect of reclaimed water is analyzed.According to the problems existing in the hefei city sewage reuse，the countermeasures of wastewater reuse was proposed，which provided some references for comprehensive planning of water resources and the construction of water-saving society in Hefei.

reclaimed water utilization； scale prediction； necessity analysis； prospect analysis； Hefei City

TV213

B

1672-9900（2014）05-0030-04

2014-06-13

許杰玉（1986-），女（漢族），碩士，河南鶴壁人，主要從事資源環(huán)境保護(hù)規(guī)劃工作，（Tel）15811462420。