朱娜 荊勇 苗永剛 所芳

（1. 沈陽環(huán)境科學(xué)研究院，遼寧沈陽 110167；2. 沈陽市環(huán)境技術(shù)評估中心，遼寧沈陽 110167）

1 引言

據(jù)水利部2018 年度《中國水資源公報(bào)》［1］，2018年全國水資源總量為27 462.5 億m3，與多年平均值基本持平，比2017 年減少4.5%；據(jù)遼寧省水利廳2019 年度《遼寧省水資源公報(bào)》［2］，2019 年全省水資源總量255.98 億m3，比多年平均值少25.1%。沈陽市是全國嚴(yán)重缺水的城市之一，多年平均水資源總量為23.56 億m3，按《沈陽市統(tǒng)計(jì)年鑒》中2019 年的人口數(shù)量計(jì)算，人均水資源占有量約為283 m3，與嚴(yán)重缺水的以色列（人均水資源量260 m3）相差無幾。對照聯(lián)合國公布的標(biāo)準(zhǔn)，人均水資源占有量少于700 m3為嚴(yán)重缺水城市［3］，沈陽市人均水資源量遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于這一標(biāo)準(zhǔn)，水資源十分匱乏。

2 沈陽市中水回用現(xiàn)狀及存在的制約因素

2.1 中水的概念

“中水”一詞出自日本，通常人們將自來水稱“上水”，將污水稱“下水”，而水質(zhì)介于上水和下水之間的稱“中水”［4］?！爸兴钡亩x有多種解釋，在污水工程方面稱為“再生水”，工廠方面稱為“回用水”，一般以水質(zhì)作為區(qū)分的標(biāo)志［5］?！渡蜿柺兄兴赜霉芾頃盒修k法》中指出，中水是指城市污水和廢水經(jīng)過凈化處理后，達(dá)到有關(guān)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，可以在一定范圍內(nèi)重復(fù)使用的非飲用水。

2.2 沈陽市中水回用概況

目前沈陽市共有萬噸以上污水處理廠39 座，總設(shè)計(jì)處理能力為298 萬t/d，實(shí)際處理污水量約為230 萬t/d。經(jīng)污水處理廠深度處理的出水，具備提供中水條件，可作為中水利用。目前沈陽市污水處理廠尾水可利用的水資源量約為200 萬t/d，主要分布在沈陽市城區(qū)靠近渾河沈陽城市段下游兩岸和滿堂河、輝山明渠、南小河、蒲河附近。此外，目前沈陽市雖有4 座污水處理廠（永安新城污水處理廠、棋盤山泗水污水處理廠、康平縣孔家污水處理廠、沈陽市近海經(jīng)濟(jì)區(qū)污水處理廠）已完成建設(shè)，但處理水量仍不足，且其均分布于郊區(qū)縣，暫不具備提供中水條件。

沈陽市現(xiàn)階段污水處理廠的中水利用領(lǐng)域主要包括部分熱電企業(yè)和個(gè)別工業(yè)園區(qū)企業(yè)回用。其中，熱電企業(yè)主要通過對污水處理廠中水進(jìn)行深度處理后，用其對生產(chǎn)機(jī)組實(shí)施冷卻，沈陽全市僅康平電廠、金山熱電、沈陽熱電3 家熱電企業(yè)使用污水處理廠中水，中水回用總量約9.5 萬t/d；個(gè)別工業(yè)園區(qū)企業(yè)如法庫陶瓷城，中水全部回用于生產(chǎn)。目前沈陽市中水總用量不足10 萬t/d，中水回用率僅約5%，與國務(wù)院發(fā)布的《水污染防治行動計(jì)劃》及遼寧省人民政府印發(fā)的《遼寧省水污染防治工作方案》的要求存在較大差距。

根據(jù)沈陽市第二次全國污染源普查數(shù)據(jù)，以2017 年為基準(zhǔn)年，沈陽市涉及用排水的工業(yè)企業(yè)（涉密企業(yè)除外）共1 307 家，取水量約為5.1 億m3，在全部1 307 家工業(yè)企業(yè)中有熱電、熱力生產(chǎn)和供應(yīng)企業(yè)202 家，其取水量達(dá)到0.5 億m3。

由上述可見，沈陽市工業(yè)用水重復(fù)利用率較低，中水利用仍有較大的潛力。

2.3 沈陽市中水回用制約因素

沈陽市中水回用量及回用范圍遠(yuǎn)沒有達(dá)到國家及省、市相關(guān)文件要求，綜合分析制約沈陽市中水回用的原因主要有以下幾個(gè)方面。

（1）缺乏有效宣傳，思想認(rèn)識不足。公眾不了解沈陽市乃至全國的水資源和水環(huán)境現(xiàn)狀，未認(rèn)識到水資源匱乏的嚴(yán)重性，日常生活中未養(yǎng)成節(jié)水習(xí)慣，水資源浪費(fèi)情況普遍存在；另一方面，對中水沒有正確的認(rèn)識，部分公眾對中水回用存在抵觸心理。

（2）政策法規(guī)體系不完善，已有政策執(zhí)行不到位，缺乏有效的監(jiān)管措施。原沈陽市環(huán)境保護(hù)局于2003 年發(fā)布《沈陽市中水回用管理暫行辦法》（沈環(huán)保發(fā)〔2003〕13 號），于2007 年發(fā)布《關(guān)于加強(qiáng)建設(shè)項(xiàng)目中水回用設(shè)施管理的通知》（沈環(huán)保發(fā)〔2007〕196 號）。上述文件中均要求“新建、改建、擴(kuò)建建筑面積在5 萬m2以上，或者日排水量在200 t 以上的黨政機(jī)關(guān)、學(xué)校、企業(yè)、事業(yè)單位、科研院所、賓館、飯店、商業(yè)樓、集中住宅區(qū)、綜合性文化場所、園區(qū)等，必須采取中水回用措施。按照需用水量，保證一定中水回用效率”。相關(guān)政策文件出臺后，很多單位及住宅小區(qū)項(xiàng)目為通過審批及驗(yàn)收，中水站只建不用，中水回用相關(guān)政策沒有得到很好的執(zhí)行。

（3）中水價(jià)格無優(yōu)勢，缺乏對中水回用企業(yè)的激勵措施。市場經(jīng)濟(jì)體制下，價(jià)格杠桿是引導(dǎo)消費(fèi)的有效方法，目前中水較新鮮水并無明顯的價(jià)格優(yōu)勢，也沒有相關(guān)激勵措施，導(dǎo)致中水回用沒有市場。

（4）管網(wǎng)等基礎(chǔ)配套設(shè)施不完善。水是特殊商品，必須解決產(chǎn)品的輸送問題才能完善市場。目前沈陽市中水管網(wǎng)尚未規(guī)劃建設(shè)，中水管網(wǎng)是制約中水回用的主要問題［3］。

（5）冬季中水回用范圍受限。北方地區(qū)受氣候條件影響，冬季基本無城市雜用水、環(huán)境用水和農(nóng)田灌溉用水等用水需求，中水回用途徑受限，需開拓冬季中水回用途徑，保證處理完的中水有去向，保證中水設(shè)施正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

3 國內(nèi)外中水回用概況及中水用途分析

3.1 國內(nèi)外中水回用概況

3.1.1 國外中水回用概況

中水回用技術(shù)在國外起步較早，且早已應(yīng)用于實(shí)踐，如綠化及灌溉、水系補(bǔ)水、道路清洗、沖廁、洗車、冷卻設(shè)備補(bǔ)水等工業(yè)用水都大量地使用中水，部分國家再生水已處理達(dá)到飲用標(biāo)準(zhǔn)。

美國是世界上最早采用污水再生利用措施的國家之一。目前，美國已建有2 萬余座污水廠，有350余個(gè)城市實(shí)現(xiàn)了污水處理后再利用，其范圍涉及農(nóng)業(yè)、工業(yè)、地下水回灌和景觀娛樂方面。此外，美國具有十分完善的中水回用法律法規(guī)，其涵蓋中水回用的各個(gè)方面，而其法規(guī)在各州實(shí)施，執(zhí)行度很高［6］。

日本從20 世紀(jì)80 年代起大力提倡使用中水，并專門設(shè)置了中水管道，要求新建的政府機(jī)關(guān)、學(xué)校、企業(yè)辦公樓以及會館、公園、運(yùn)動場等公共建筑物都須設(shè)置中水管道，中水主要用于建筑群的沖廁、消防、綠化、景觀用水和河道補(bǔ)水等。日本政府為了鼓勵中水回用，制定了相應(yīng)的獎懲措施，通過減免稅收、擴(kuò)大融資、提供補(bǔ)助金、加大懲罰力度等多種手段來大力推廣中水的回用［7］。

以色列早在20 世紀(jì)60 年代就根據(jù)國內(nèi)的地區(qū)條件和社會經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)，采取與實(shí)際相符合的各種中水回用工藝，并將水資源循環(huán)使用作為一項(xiàng)基本國策。目前以色列已經(jīng)有70%的廢水經(jīng)過處理并用來灌溉1.9 萬hm2農(nóng)田，全國所需水量的16%由廢水回用來解決，甚至經(jīng)處理后的廢水已達(dá)到飲用水標(biāo)準(zhǔn)，可直接飲用［8］。

新加坡人均水資源占有量居世界倒數(shù)第二位，淡水資源十分匱乏。21 世紀(jì)初，新加坡開發(fā)了“NEWater 工藝”，市政污水通過傳統(tǒng)生物技術(shù)處理后再經(jīng)先進(jìn)的膜技術(shù)和紫外線消毒，實(shí)現(xiàn)了從污水到飲用水的深度回用。目前新加坡已有5 家NEWater水廠，總供水能力達(dá)到約5.55×105m3/d，占新加坡總用水量的40%，預(yù)計(jì)到2060 年將達(dá)55%［9］。

3.1.2 國內(nèi)中水回用概況

我國城市中水回用起步較晚，1988 年發(fā)布的《城市節(jié)約用水管理規(guī)定》（建設(shè)部令第1 號），首次提出節(jié)約用水途徑。北京市是我國開展中水回用較早的城市，先后出臺了《北京市中水設(shè)施建設(shè)管理試行辦法》《關(guān)于加強(qiáng)中水設(shè)施建設(shè)管理的通告》《關(guān)于加強(qiáng)建設(shè)項(xiàng)目節(jié)約用水設(shè)施管理的通知》等一系列再生水利用政策，目前北京市近郊區(qū)已建成600余千米再生水管道系統(tǒng)，城六區(qū)已建成中水設(shè)施近500 個(gè)。自2003 年起，北京把再生（中）水納入全市年度水資源配置計(jì)劃中進(jìn)行統(tǒng)一調(diào)配，2014 年北京市全市再生水利用總量近9 億m3［10-12］。

目前我國實(shí)施中水回用的城市多集中在北方缺水地區(qū)，中水回用具一定規(guī)模也較完善的僅有北京、天津、青島等少數(shù)幾個(gè)城市，其他城市的中水回用多停留在示范階段，實(shí)施集中式中水回用系統(tǒng)的較少，僅在小區(qū)和建筑系統(tǒng)內(nèi)運(yùn)行中水工程，且規(guī)模較小，回用的范圍也是局部的，多集中在工業(yè)冷卻、城市綠化、景觀水體用水。其他水資源相對豐富的上海、深圳等沿海沿江城市均將處理后的出水直接排入江河和海洋，中水并不受重視。

3.2 中水用途分析

根據(jù)國家住建部發(fā)布的《城市污水再生利用分類》（GB/T 18921—2002），中水被劃分為農(nóng)、林、牧、漁業(yè)用水，城市雜用水，工業(yè)用水，環(huán)境用水和補(bǔ)充水源水五大類別，并進(jìn)一步明確了其具體應(yīng)用范圍，見表1。

根據(jù)《城鎮(zhèn)污水再生利用技術(shù)指南》可知，確定再生水利用途徑時(shí)，宜優(yōu)先選擇用水量大、水質(zhì)要求相對不高、技術(shù)可行、綜合成本低、經(jīng)濟(jì)和社會效益顯著的用水途徑。參照各不同用途水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)要求，結(jié)合沈陽市污水處理廠尾水水量及水質(zhì)實(shí)際情況，同時(shí)考慮到沈陽市地下水超采問題已逐步得到緩解以及糧食生產(chǎn)安全問題等，沈陽市污水處理廠中水可優(yōu)先考慮以下三方面：一是補(bǔ)給工業(yè)用水，城鎮(zhèn)污水處理廠尾水再生后，可以作為電廠冷卻用水，同時(shí)可以替換工業(yè)園區(qū)內(nèi)部分工藝用水和冷卻、洗滌用水。二是作為景觀生態(tài)環(huán)境用水，處理后的城市污水作為沈陽市“河湖連通”工程生態(tài)補(bǔ)給水，對建成區(qū)內(nèi)的河湖景觀實(shí)施補(bǔ)水。三是作為城市雜用水，用于沖洗廁所、洗車、噴灑路面、城市綠化等。

4 沈陽市實(shí)施中水回用的必要性及加快中水回用的措施與建議

4.1 沈陽市實(shí)施中水回用的必要性

水資源過度利用，從物質(zhì)守恒角度看，雖然不會降低水資源總量，但過度占用水資源勢必造成污水量增加，從而導(dǎo)致污水處理負(fù)荷增加、地表水甚至地下水污染、局地氣候變化影響降雨均衡等問題，將大幅減少工業(yè)生產(chǎn)、居民生活、生態(tài)景觀用水等必要的優(yōu)質(zhì)水來源。沈陽作為嚴(yán)重缺水城市，為保障經(jīng)濟(jì)發(fā)展必須大幅提高中水利用率。沈陽市打造“水韻沈陽”——沈陽市河湖水系聯(lián)通工程，中水也必將作為重要的補(bǔ)給水源，在城市水環(huán)境建設(shè)中扮演著重要的角色。

（1）水資源利用量與保有量失衡。沈陽市屬于嚴(yán)重缺水城市，多年平均水資源總量及人均水資源占有量偏低。2006 年至2017 年平均用水量已高出多年平均水資源總量，表明沈陽市水資源利用量與水資源保有量已出現(xiàn)失衡情況，如不對水資源開發(fā)利用進(jìn)行提質(zhì)增效，將出現(xiàn)用水安全風(fēng)險(xiǎn)隱患。

（2）水環(huán)境質(zhì)量達(dá)標(biāo)仍存瓶頸。目前沈陽市地表水環(huán)境質(zhì)量達(dá)標(biāo)仍然困難，渾河干流、細(xì)河、蒲河等重點(diǎn)河流水質(zhì)達(dá)標(biāo)已遇瓶頸。綜合分析水質(zhì)達(dá)標(biāo)問題，每日200 余萬噸城市集中排污對河流水質(zhì)造成了很大沖擊，對污水處理廠尾水進(jìn)行廠內(nèi)、廠外深度處理后再生利用，不僅可有效節(jié)約水資源，也可作為生態(tài)補(bǔ)水，對河水進(jìn)行優(yōu)質(zhì)水補(bǔ)給，推動水環(huán)境質(zhì)量達(dá)標(biāo)。

4.2 加快沈陽市中水回用的措施及建議

解決城市缺水問題主要通過“開源”和“節(jié)流”2個(gè)途徑。對“資源型缺水”的沈陽市來說，一味“開源”是不現(xiàn)實(shí)的，只有采取措施提高水的重復(fù)利用率，將處理后的廢水再次利用，即中水回用，才是當(dāng)前最經(jīng)濟(jì)有效的措施。

（1）建立法律保障，完善中水利用相關(guān)政策（包括優(yōu)惠政策和監(jiān)管政策）。完善地方政策法規(guī)，制定相應(yīng)的鼓勵及優(yōu)惠政策，建立價(jià)格杠桿調(diào)節(jié)手段，鼓勵企業(yè)、單位、個(gè)人及市政用水使用中水，并嚴(yán)格控制冷卻水、景觀用水及市政用水取用新水；建立完善的監(jiān)管體制，嚴(yán)格杜絕中水設(shè)施只建不用或超標(biāo)排放；完善萬元國內(nèi)生產(chǎn)總值水耗指標(biāo)等用水效率評估體系，把節(jié)水目標(biāo)任務(wù)完成情況納入地方政府政績考核，將再生水、雨水和微咸水等非常規(guī)水源納入水資源統(tǒng)一配置。

（2）加強(qiáng)技術(shù)保障及人員培訓(xùn)。加大對中水利用的科技投入，支持新技術(shù)、新工藝、新材料和新設(shè)備的研究開發(fā)、工程示范和產(chǎn)業(yè)化，進(jìn)一步完善工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)規(guī)范，為保證中水水質(zhì)和促進(jìn)中水利用提供全面支撐；定期組織中水設(shè)施運(yùn)行維護(hù)人員進(jìn)行培訓(xùn)，以保證中水設(shè)施正常運(yùn)轉(zhuǎn)、中水水質(zhì)滿足回用要求。

（3）完善中水利用設(shè)施。按照國務(wù)院下發(fā)的《水污染防治行動計(jì)劃》和遼寧省政府下發(fā)的《遼寧省水污染防治工作方案》相關(guān)要求，完善中水利用設(shè)施，加快中水管網(wǎng)規(guī)劃建設(shè)，工業(yè)生產(chǎn)、城市綠化、道路清掃、車輛沖洗、建筑施工以及生態(tài)景觀等用水，要優(yōu)先使用再生水。

（4）結(jié)合沈陽市自身特點(diǎn)深度挖掘中水回用途徑并顯著提高利用率。以國家《水污染防治行動計(jì)劃》為依據(jù)，結(jié)合沈陽市實(shí)際情況，構(gòu)建基于熱電企業(yè)、城市水系、市政雜用等領(lǐng)域的全市污水處理廠中水利用系統(tǒng)，熱電企業(yè)冷卻水補(bǔ)給全部實(shí)現(xiàn)污水處理廠中水供給，為蒲河、運(yùn)河水系、滿堂河、細(xì)河等達(dá)標(biāo)困難河流最大限度提供環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求的生態(tài)水補(bǔ)給，不斷提升市政綠化、道路沖洗等市政雜用水的中水覆蓋比例；推進(jìn)礦井水綜合利用，加快洗煤廢水循環(huán)利用，可在沈煤集團(tuán)等重點(diǎn)企業(yè)開展試點(diǎn)。

（5）優(yōu)化中水設(shè)施與主要中水回用產(chǎn)業(yè)之間的布局。目前，沈陽市中水回用的主要行業(yè)為熱電企業(yè)及市政雜用水，在項(xiàng)目布局初期，可考慮將二者就近布局，以便于中水運(yùn)輸回用。

（6）加大宣傳力度。采用建立中水回用示范工程、多種新媒體宣傳方式等提高公眾的水資源意識，使公眾進(jìn)一步認(rèn)識到中水回用的必要性及安全性。

5 結(jié)語

中水回用是將污水資源化的一種有效形式，其不僅能夠減少污水排放、節(jié)約水資源，還使排污單位、中水處理運(yùn)營單位和中水利用單位之間形成了互相依存、互相監(jiān)督的關(guān)系，從而促進(jìn)污水處理和再生利用的市場化、制度化。隨著城市化進(jìn)程的不斷加快，工業(yè)生產(chǎn)和人民生活水平的不斷提高，城市的用水量和污水排放量將日益增加，如不及時(shí)采取相應(yīng)措施，沈陽市缺水形勢將進(jìn)一步加劇，水環(huán)境將面臨巨大的威脅。解決城市缺水問題、提高城市水環(huán)境質(zhì)量，直接關(guān)系到人民生活、社會穩(wěn)定和城市的可持續(xù)發(fā)展。這既是沈陽市當(dāng)前經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的一項(xiàng)緊迫任務(wù)，也是關(guān)系到生態(tài)城市建設(shè)的重大問題。