劉介源，曾 濤，李佐規(guī)，羅 均

（長沙經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)水質(zhì)凈化工程有限公司 湖南 長沙 410000）

再生用水是指把城市污水經(jīng)各種適當(dāng)再生用水工藝凈化處理后，水質(zhì)達(dá)到符合一定使用要求，滿足某種特殊使用環(huán)境功能要求，可以重新使用的再生產(chǎn)的廢水。再生水主要用于沖洗廁所、澆灌綠地樹木、清潔道路、沖洗車輛、基建施工、噴水池及可以接受其水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的其他用水［1］。

再生水系統(tǒng)開發(fā)研究與再生用水技術(shù)在日、德、以色列等十幾個(gè)國家已經(jīng)初步得到了應(yīng)用。我國污水處理及再生水行業(yè)快速發(fā)展，根據(jù)水利部、住建部資料統(tǒng)計(jì)，2019年全國城市污水處理量約525億m3，污水處理率達(dá)到96%，全國各城市年均再生循環(huán)水利用率約提高21%，但城市污水再生處理水利用總體規(guī)模上目前仍只是處于發(fā)展起步階段［2］。

2021年1月，農(nóng)業(yè)部、國家發(fā)改委、科技部、工業(yè)生產(chǎn)和科技信息化部、財(cái)政部、自然資源部、生態(tài)環(huán)境保護(hù)部等部門共同印發(fā)了《關(guān)于推進(jìn)污水資源化利用的指導(dǎo)意見》，要求廢止“到2025年，全國地級(jí)及以上缺水城市再生水利用率達(dá)到25%以上”?！秶夜?jié)水行動(dòng)湖南省實(shí)施方案》提出“應(yīng)當(dāng)優(yōu)先使用再生水。提升雨水和再生水利用水平”。

長沙市經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)（以下簡稱經(jīng)開區(qū)）成立于1992年，2000年升級(jí)成為第三批國家級(jí)特色經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)。2020年9月，湖南國家級(jí)自由貿(mào)易合作試驗(yàn)區(qū)建設(shè)獲批，定位為加快打造全球高端裝備制造產(chǎn)業(yè)基地。根據(jù)長沙市水利局2020年10月30日發(fā)布的《2019年長沙市水資源公報(bào)》，按照供水量進(jìn)行分析，經(jīng)開區(qū)作為用水大戶，跨區(qū)域調(diào)水0.888億m3，再生水利用可減少長沙市經(jīng)開區(qū)跨區(qū)域調(diào)水水量，從水資源角度分析，再生水利用十分有必要［3］。

1 長沙市經(jīng)開區(qū)再生水利用發(fā)展路徑

1.1 長沙市經(jīng)開區(qū)給水及污水系統(tǒng)現(xiàn)狀

1.1.1 給水現(xiàn)狀

長沙市經(jīng)開區(qū)已在其規(guī)劃用地區(qū)域內(nèi)建設(shè)區(qū)級(jí)自備小水廠一座，即為廖家祠堂水廠，水源位置為瀏陽市的株樹橋水庫，設(shè)計(jì)綜合年供水輸送能力約為60萬m3/d，一期水廠計(jì)劃綜合供水能力規(guī)模約為30萬m3/d以上，二期工程預(yù)計(jì)供水規(guī)模約60萬m3/d，一期建設(shè)計(jì)劃占地面積僅約9.28 hm2，二期項(xiàng)目規(guī)劃用地預(yù)留項(xiàng)目總建筑用地約為15.68 hm2。

1.1.2 污水現(xiàn)狀

長沙市經(jīng)開區(qū)共有 4 座污水處理廠正在投產(chǎn)運(yùn)行中，一座污水廠（城東污水處理廠）正在建設(shè)中，尾水資源總排放量為43.5萬t/d、1.5億t/a。未來的經(jīng)開區(qū)的再生中水水源將主要來自于城西污水處理廠（12萬m3/d）、城北污水處理廠（14萬m3/d）、城南污水處理廠（14萬m3/d）、星沙污水處理廠（25萬m3/d），以及城東（黃花）污水處理廠（10萬m3/d），總的再生水可采利用量約75萬m3/d。

1.2 長沙市經(jīng)開區(qū)再生水利用途徑

再生水最終能否實(shí)現(xiàn)回用主要取決于其水質(zhì)參數(shù)能否達(dá)到我國相應(yīng)用水標(biāo)準(zhǔn)。再生循環(huán)水利用水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)按照具體用途又分為生活農(nóng)林牧漁業(yè)綜合用水、城市五雜用水、工業(yè)用水、環(huán)境用水、補(bǔ)充水源用水。

長沙市經(jīng)開區(qū)城鄉(xiāng)用地為4 197.89 hm3，城市建設(shè)用地為3 969 hm2。農(nóng)林用地112.65 hm2，僅占城鄉(xiāng)用地比例的2.68%，從用水需求方面考慮，長沙市經(jīng)開區(qū)再生水處理回用于農(nóng)田灌溉不具有經(jīng)濟(jì)性。長沙市經(jīng)開區(qū)道路交通設(shè)施用地為771.94 hm2，占城鄉(xiāng)用地比例的18.39%；綠地廣場(chǎng)用地為336.87 hm2，占經(jīng)開區(qū)城鄉(xiāng)用地比例8.02%，長沙市經(jīng)開區(qū)再生水利用在道路廣場(chǎng)澆灑、綠地灌溉與澆灑方面有很大的空間。長沙市經(jīng)開區(qū)工業(yè)用地為1 614.41 hm2，占長沙市經(jīng)開區(qū)城鄉(xiāng)用地比例的38.46%；2020年，園區(qū)完成規(guī)模工業(yè)總產(chǎn)值2 530.5億元。長沙市經(jīng)開區(qū)位于長沙縣行政區(qū)劃內(nèi)，長沙縣大部分規(guī)模上工業(yè)企業(yè)集聚于此，2019年，長沙縣總用水量為5.28億m3，其中工業(yè)用水量為1.60億m3，占比達(dá)30.3%，長沙縣總耗水量為1.75億m3，其中工業(yè)耗水量為0.32億m3，占比為18.3%。以上數(shù)據(jù)表明長沙市經(jīng)開區(qū)除繼續(xù)提高工業(yè)用水重復(fù)利用率外，仍有大量取水需求，污水處理廠再生水可以作為第二水源為工業(yè)提供用水。長沙市經(jīng)開區(qū)城鄉(xiāng)用地為4 197.89 hm2，水域面積為26.73 hm2，占城鄉(xiāng)用地比例的0.64%，污水處理廠再生水可用于河道或水景補(bǔ)水。整個(gè)長沙縣范圍內(nèi)計(jì)算面積1 756 km2，地表水年徑流量為12.39億m3，年徑流深705.2 mm，地下水資源量為2.928億m3，地表水相對(duì)豐富，暫不考慮再生回用水用作地下水回灌。

綜上所述，目前長沙市經(jīng)開區(qū)水質(zhì)凈化工程有限公司共有 5 座大型生活污水處理廠，水處理項(xiàng)目規(guī)模達(dá)到近75萬m3/d，污水資源量還比較豐富。但是5座大型生活污水處理廠里目前卻僅有星沙污水處理廠對(duì)1.5萬m3/d規(guī)模的生活污水資源進(jìn)行了回收再生利用。推薦長沙市經(jīng)開區(qū)將再生水資源化利用推廣至現(xiàn)有城市基礎(chǔ)設(shè)施日雜用水等需求（道路廣場(chǎng)澆灑、綠地灌溉、洗車、建筑沖廁、施工用水）及工業(yè)用水、景觀環(huán)境用水的需求中去。

2 長沙市經(jīng)開區(qū)涉水規(guī)劃數(shù)據(jù)初步評(píng)估

2.1 雜用水量需求初步分析

在長沙市經(jīng)開區(qū)城市日雜用水行業(yè)中，可用再生水替代現(xiàn)有自來水，使用在道路排水澆灑、施工降塵、公共建筑沖廁、洗車等用水過程中。

城市雜用水中再生水潛在回用量的計(jì)算方法是各領(lǐng)域再生水回用數(shù)量總和，見式（1）：

各大城市的雜耗用水領(lǐng)域中的再生循環(huán)水回用量計(jì)算的方法主要是取該行業(yè)領(lǐng)域中的用水產(chǎn)品數(shù)量與行業(yè)相應(yīng)的用水定額數(shù)量相乘計(jì)算后的再累加，見式（2）：

式中：CQ為城市雜用水再生水潛在回用總量（萬m3）；QCi為城市雜用水各再生水回用領(lǐng)域潛在回用總量（萬m3）；iP為城市雜用水各再生水回用領(lǐng)域產(chǎn)品數(shù)量，i=1，2……n；in為城市雜用水各再生水回用領(lǐng)域產(chǎn)品用水定額，i=1，2……n。

經(jīng)計(jì)算，長沙市經(jīng)開區(qū)每年城市雜用領(lǐng)域再生水回用量為698.53萬m3。

2.2 工業(yè)取水需求初步分析

長沙市經(jīng)開區(qū)工業(yè)取水量及可利用再生水量按照式（3）、（4）進(jìn)行計(jì)算：

其中：W取為工業(yè)取水量（萬m3）；W用為工業(yè)總用水量（萬m3）；W耗為工業(yè)耗水量（萬m3）；W再生為再生水需求量（萬m3）；η為工業(yè)用水重復(fù)利用率（%）。

則長沙市經(jīng)開區(qū)工業(yè)取水量W取為3 575萬m3，工業(yè)耗水量W耗為1 430萬m3，再生水需求量為2 145萬m3。

2.3 生態(tài)環(huán)境用水需求初步分析

長沙經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)水質(zhì)凈化工程有限公司管轄的污水處理廠均在長沙縣范圍內(nèi)，因此，污水處理廠再生水可用于長沙縣生態(tài)環(huán)境補(bǔ)水。根據(jù)《2019年長沙市水資源公報(bào)》，2019年長沙縣生態(tài)環(huán)境用水量為360萬m3。

2.4 長沙市經(jīng)開區(qū)再生水回用潛力總量

長沙經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)水質(zhì)凈化工程有限公司及其經(jīng)營所屬的污水處理廠回收的優(yōu)質(zhì)再生水可有效地緩解城市居民日洗雜類用水處理（道路廣場(chǎng)噴灑、綠化澆灌、洗車、建筑沖廁、施工用水）及生活、工業(yè)用水、景觀用水凈化處理等用水緊張情況（表1）。

表1 長沙市經(jīng)開區(qū)再生水回用潛力分析Tab.1 Analysis of reclaimed water reuse in economic development zone

長沙市經(jīng)開區(qū)再生水回用潛力量每年至少為3 203.53萬m3，其中以工業(yè)用水量最多，占67%；次之為城市雜用水，占21.8%；生態(tài)環(huán)境用水量占比相對(duì)較少，占11.2%。

3 長沙市經(jīng)開區(qū)再生水利用綜合效益分析

3.1 直接經(jīng)濟(jì)效益分析

城市再生回水能夠直接產(chǎn)生社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。再生水處理成本費(fèi)用中的折舊費(fèi)支出約占2/3，處理費(fèi)成本約為折舊費(fèi)用的3倍，則再生水的社會(huì)直接經(jīng)濟(jì)效益的計(jì)算公式為：

其中：DEB為直接經(jīng)濟(jì)效益（億元）；S為自來水平均價(jià)格（元/m3），取3.45；P為再生水工程投資指標(biāo)（元/m3?天），取3 000；n為折舊年限（年），取15；Q為再生水日產(chǎn)量（m3/天）。

則長沙市經(jīng)開區(qū)再生水回用可以節(jié)約用水成本0.58億元。

3.2 社會(huì)環(huán)境效益分析

參照相關(guān)案例和經(jīng)驗(yàn)計(jì)算公式，按當(dāng)前我國及世界現(xiàn)行用水的市場(chǎng)價(jià)格，節(jié)約水資源可為政府財(cái)政增加收入約（避免國家因缺水造成的財(cái)政損失）5.84元/m3，避免城市因遭受水體環(huán)境污染造成缺水災(zāi)害導(dǎo)致社會(huì)損失，節(jié)省城市地下排水等設(shè)施每年相應(yīng)的設(shè)施配套管理維護(hù)、建設(shè)管理成本投入費(fèi)用。其社會(huì)環(huán)境效益的綜合實(shí)際投資貢獻(xiàn)水平測(cè)算及計(jì)算的公式如式（6）所示：

其中：SEC為社會(huì)環(huán)境效益（億元）；F為節(jié)約用水帶來的政府財(cái)政收入增加值（元/m3），取5.84；E為減少因嚴(yán)重環(huán)境污染費(fèi)用直接或間接造成的實(shí)際社會(huì)損失（元/m3），取2.3；D為節(jié)省城市公共配套設(shè)計(jì)提供建設(shè)投入和運(yùn)行管理維護(hù)等費(fèi)用（元/m3），取0.63；Q為再生水日產(chǎn)量（m3/天）。

則經(jīng)開區(qū)再生水回用社會(huì)環(huán)境效益2.81億元。

3.3 長沙市經(jīng)開區(qū)再生水回用的綜合效益

綜合效益包括直接經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)環(huán)境效益。根據(jù)上述分析，長沙市經(jīng)開區(qū)再生水回用的綜合效益每年為3.39億元。

4 長沙市經(jīng)開區(qū)再生水利用對(duì)策研究

4.1 存在問題

長沙市經(jīng)開區(qū)再生水回用的主要制約因素包含以下幾個(gè)方面：①污水和再生水輸送管線基礎(chǔ)建設(shè)滯后、再生水市場(chǎng)價(jià)格體系不完善、用水群體資源回用意識(shí)缺乏、再生水水質(zhì)管理機(jī)制匱乏、取水和排水管理不夠規(guī)范；②再生水處理技術(shù)及規(guī)模達(dá)到要求，但再生水輸送管網(wǎng)系統(tǒng)規(guī)劃和建設(shè)比較滯后；③再生水水質(zhì)是否達(dá)到用水單位利用標(biāo)準(zhǔn)、要求，以及再生水水價(jià)是否有吸引力成為用水群體是否選擇再生水的主要影響因素。

4.2 相應(yīng)對(duì)策

①全面規(guī)劃，加快再生水回用的產(chǎn)業(yè)化建設(shè)。

采用“以點(diǎn)帶面”的戰(zhàn)略，逐步推動(dòng)城市再生水回用系統(tǒng)的建設(shè)和完善工作。想要極大地提升再生水利用水平，則必須經(jīng)過前期論證并合理安排，明確近、中、遠(yuǎn)期的規(guī)劃并開展相關(guān)項(xiàng)目建設(shè)。近期計(jì)劃，要選擇可操作性強(qiáng)、回報(bào)率高的項(xiàng)目先行開展實(shí)施；長遠(yuǎn)計(jì)劃，應(yīng)制定和完善城鎮(zhèn)分質(zhì)供水、用水的中長期規(guī)劃，結(jié)合市政污水處理廠的新建和擴(kuò)建規(guī)劃逐年新建或擴(kuò)建一定數(shù)量的配套再生水管網(wǎng)，不斷構(gòu)建再生水輸配網(wǎng)絡(luò)；根據(jù)再生水利用用戶的范圍及需求量明確各階段的實(shí)施計(jì)劃，逐步推進(jìn)城鎮(zhèn)再生水回用系統(tǒng)的搭建，從而提高社會(huì)再生水利用水平。

②完善配套政策法規(guī)，確保市場(chǎng)的規(guī)范化運(yùn)營。

合理制定水價(jià)，價(jià)格是資源配置的核心問題，理順價(jià)格機(jī)制有利于推進(jìn)再生水利用。自來水價(jià)格越高，再生水回用的優(yōu)勢(shì)將越明顯，企事業(yè)單位和家庭對(duì)再生水回用的積極性、自覺性也會(huì)提高。健全法律法規(guī)體系，保障和促進(jìn)城市水資源的開發(fā)利用。應(yīng)加強(qiáng)立法，健全再生水相關(guān)法律體系，依法確保再生水應(yīng)用市場(chǎng)的規(guī)范化運(yùn)營，將再生水這個(gè)非傳統(tǒng)水資源納入國家水資源利用規(guī)劃，統(tǒng)一管理和調(diào)配，鼓勵(lì)全社會(huì)進(jìn)行推廣利用。

5 結(jié) 論

長沙市經(jīng)開區(qū)未來將有5座污水處理廠，均執(zhí)行一級(jí)A排放標(biāo)準(zhǔn)，尾水排放不但是對(duì)水資源的浪費(fèi)，同時(shí)也增加了水體污染負(fù)荷，造成了巨大的環(huán)境壓力。再生水的回用在水質(zhì)要求、水處理技術(shù)和國家宏觀政策上是必要的。推薦經(jīng)開區(qū)范圍內(nèi)再生水用途為城市雜用水（道路廣場(chǎng)澆灑、綠地灌溉、洗車、建筑沖廁、施工用水）、工業(yè)用水、景觀環(huán)境用水等。長沙市經(jīng)開區(qū)推廣再生水回用有一定的必要性，且技術(shù)上可行，宏觀政策指向清晰，綜合效益良好，但是大力推廣仍存在一系列問題需要解決。如缺乏落地性政策支持和法規(guī)約束；價(jià)格體系不完善；水質(zhì)管理機(jī)制不健全；基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)不完善；再生水輸配管網(wǎng)建設(shè)滯后；再生水回用率低、用戶相對(duì)較少且分散、用水規(guī)模小，取水和排水管理不夠規(guī)范等。因此，建議長沙市經(jīng)開區(qū)盡快啟動(dòng)再生水回用先行試點(diǎn)工作，待時(shí)機(jī)成熟后再大力推廣再生水回用。