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绿皮书七:再生水的战略思考与定位

时间:2006-11-04 01:30

来源:欧博娱乐_欧博娱乐网_欧博娱乐平台

作者:傅涛 郑兴灿 陈吉宁

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二零零六年十一月三日

本文是根据2006年10月16日举行第七次水业高级技术沙龙讨论的共识形成的战略报告。水业高级技术沙龙是由欧博娱乐_欧博娱乐网_欧博娱乐平台和清华大学环境系组织的系列交流活动。本文主要观点包括:

中国的再生水战略从早先的污水回用起步,然后发展到污水再生利用的高度,但是发展到现在已经完全不能等同于污水回用,也不应该继续停留在污水再生利用的层面。再生水本质上是一种资源战略,是建立人类需求与水体良性循环的一种新的战略性措施,需要从更宽阔的视角来认识再生水问题。而传统的污水回用或污水再生利用更多表现为一种克服供水量不足或降低用水量的有效方式。

没有流域协调发展与水质安全理念,再生水战略将失去切实有效的实施前提,退化为简单的污水回用成为必然。以流域为主体对象的再生水战略是一项综合考虑水质和水量的水资源综合战略,需要用流域水资源费来支撑。仅仅将再生水规划归并到污水处理规划之中是远远不够的,应该使其成为流域水资源规划中的核心内容之一。

目录

一、再生水战略的提出
    二、不能将再生水等同于污水回用
    三、再生水战略的核心内涵是再“生”
    四、再生水不仅是环境战略更是资源战略
    五、再生水战略的流域特征
    六、再生水战略的经济支撑体系
    七、污水处理排放和水环境的标准困惑
    八、污水回用的经济手段比行政强制更为有效

再生水的战略思考与定位

傅涛 郑兴灿 陈吉宁

  • 一、再生水战略的提出

近年来,中国经济总量的迅速增加使水资源总量日显稀缺。城市化趋势和区域经济的进一步集中,更加加大了水资源的局部负荷。远距离,甚至跨流域调水工程的大量实施,使中国水资源的局部稀缺进一步扩大为全面稀缺。日益严重的水环境污染,使这一稀缺进一步加剧。水资源问题已经成为中国经济和社会可持续发展的瓶颈。对中国而言,水资源继石油之后成为新的战略资源。
   在此背景下,中国政府开始将再生水提升到战略高度,成为解决中国水资源问题的重要出路之一。再生水战略能否担此重任,关键在于再生水的战略能否突破原先的传统理解与约束。目前,国家在制定各种管理政策、产业政策、技术政策和再生水规划战略时,一般把再生水涵盖在污水处理的框架之下。再生水作为污水处理的附属或延伸,基本被理解为污水回用、再生水利用、建筑中水或者工业废水利用。这使再生水的战略地位和应该起到的战略作用不能得以有效发挥。
   再生水利用在中国已经推进多年,出台的政策和标准不可谓不多,但是再生水的发展并没有取得应有的地位,发挥应有的作用。再生水战略所面临的诸多矛盾与尴尬的根源在哪里呢?

  • 二、不能将再生水等同于污水回用

人类取用水资源的有效总量受到两个因素的限制,一是取用的总量,二是取用的频率。一般而言,在水资源富足的背景下,人类取用水资源不用受到水资源总量的制约;在人类取用水资源所造成的水质破坏,小于水体自净能力的情况下,人类也不用为取水付出水质净化的代价。人类工业文明之前几千年的发展沿用了这种模式。
   但是,随着城市规模不断扩大,用水的总量需求逼近甚至超过水资源总量的临界值,水资源会因此出现总量稀缺。解决总量稀缺的方法无外两个:一是人为增加总量,二是降低需求。增加总量的方法包括跨区域调水和再生水,也包括开发非传统水资源,如海水淡化;跨区域调水将增加区域水资源总量,再生水在流域总量不变的情况下将增加局部总量。而降低需求的方法主要有节约用水和水的重复利用。节水可以通过提高水资源费等的经济手段来实现,也可以通过强制性的行政手段来实现;而水的重复利用是另一种降低需求的有效措施。
   将再生水理解为污水回用是一种对再生水的狭义理解,而且具有普遍性,在一系列规划和产业政策中这种认识普遍存在。在目前中国大部分规划中所提及的再生水利用率更加准确的表述应该是污水回用率。在英文表述中再生水为Recycle,污水回用为reuse,而中水为Graywater,是不同层次的概念。
   水资源极其紧张的以色列,以优秀的水管理享誉世界,其经过了几十年的努力和巨大的投资,其再生水利用率只有75%,而北京市刚刚起步几年,我们号称的再生水利用率到2008年就能够达到50%,再生水战略真的变得如此容易?当然不是,我们所说的50%实际是污水回用率而不是指真正达到水质目标或环境功能要求的再生水。
   本文认为,虽然再生水发展起步于污水回用,但是严格地讲污水回用与再生水不是一个层次的概念。再生水是一种增加有效总量的措施,而污水回用(包括中水利用)实际是一种降低需求的措施。进一步理清这一概念需要对再生水的核心内涵进行分析。

  • 三、再生水战略的核心内涵是再“生”

随着城市化程度的提高,城乡一体化的发展和城市间密度的增加,城市所排出的污水负荷已经远远超出自然水体的自净能力。城市污水处理厂的大量修建和运营,一定程度地削减了城市污水的污染负荷,但是在高度密集的地区,经过生化处理的污水处理厂出水,仍然不足以满足水体自然净化的要求。
  现实中的中国,城市在珠三角、长三角和环渤海等地区已经连接成片,一个城市的排污口离下一个城市的取水口已经比邻。即便有一定的城市间距,由于水体流量逐年减小,自净能力低下。环境容量过小,对污水处理的要求越来越高,已达到或者接近原水的标准,这种情况越来越普遍,因此有必要将处理与回用更合理地协调起来。而将其协调起来的战略就是再生水。在没有自然再生的空间和时间的背景下,需要人工对水资源进行“再生”,让下游城市能够得到质、量兼优的水资源。而再生水战略的核心思想,就是通过工程措施和管理措施促进水的充分再生和自然复原。
  城市从自然水体中取水,净化为自来水,是一次水质的净化过程,自来水经过使用转变为污水排放是一次污染过程,污水经过污水处理厂净化向自然水体排放是一次消除污染的过程,污水处理厂排放的高度净化处理水经过自然水体的进一步自净变成原水,则是水的再生过程。再生的核心是让水资源再次具有自然原水的特征。再生水战略是对自然净化能力不足的人工强化,适用于所有区域,特别是资源极度紧缺、城市密度高的特定区域。
  理论上讲,水的“再生”和“复原”过程要由自然界来完成,才会让人放心,按照传统的心理,污水处理的再干净,人们在心理上也难以接受其直接转变为饮用水。而自然再生复原过程需要流量、流速和净化时间等方面的水环境要素要求。

  • 四、再生水不仅是环境战略更是资源战略

将再生水区分于狭义的污水回用概念,其意义在于将再生水从简单的资源节约提到更高的资源战略高度来认识。
  再生水之所以能够成为一种战略,在于它将改变纯粹依靠已经不可能达到目标要求的低水平自然再生过程,实现人工强化与辅助,从而缩短自然再生复原的周期和流量要求,总体上增加水资源多次利用的频率和质量保障。因此,再生水本质上是一种资源战略,是一种建立人类需求与水体良性循环高度协调的战略性措施。
  污水处理是一种环境战略,体现了政府的环境责任和污染者付费的原则。污水回用是一项重要的政策方向,是一种污水净化后直接使用或间接使用的降低用水总量的措施。
  而再生水既是一种环境战略更是一种资源战略,是以城市污水处理为基础的水资源战略。在再生水战略的有效实施下,将有可能使水资源摆脱简单的水资源总量的限制,一个流域的水资源不断地被使用、再生、再使用、再生、……,因为强化了再生复原环节,使得流域各个使用主体的水资源需求总量,不再是各个使用主体需求量的简单加和,因此将极大地提高水资源的有效供给总量。
  从资源战略上理解的再生水是一种水资源社会循环理念的重大变革,理论上讲,只要满足一定的流域水资源总量要求,再生水系统能够有效提高水资源使用的次数。因此,再生水战略实际是新的水资源系统的构建,是涉及流域协调、资源调配的新体系,是一场对传统水资源规划体系的战略性提升和革命。

  • 五、再生水战略的流域特征

再生水战略具有显著的流域性特征。再生水战略的实施,是一种流域的联动,是上下游共同获得水量水质保障的资源保护和修复过程。水资源本身也具有流域性,水资源的使用、再生复原、再使用、再生复原、……,是个基于流域的过程。因此,再生水战略的实施需要以流域为单位,在流域统一规划下系统实施。
  再生水战略的流域性体现在以下几个方面:首先,在自然状态下,水资源自上游流向下游水的总量呈现递减或保持一定平衡,取水、用水、排水所产生的变化主要是水质;其次,上游用户的排水是下游用户取水的基础;第三,污染治理和再生复原环节由上游用户完成,而下游用户受益。在自由经济的当今,下游用户的受益,也必然惠及上游用户。
   因此,流域协调是再生水战略有效实施的重要前提。而流域协调在以下两个方面是不可或缺:一是水量;二是水质。在水量方面,需要建立流域水量协调机制,控制和保障水体的总体流量,既要满足各流域城市的总量要求,也要考虑尽量发挥水体因流量保障而具有的自净复原能力。在水质方面,上游城市需要通过污水处理的实施,消除因为自己对水的使用造成的环境危害,这是上游城市应尽的责任;同时,上游城市在水体自净能力不足的背景下,实施再生水战略,进一步净化水质,满足下游取水的水质需要,这部分责任需要下游对上游进行一定的补偿。
  如果没有强有力的流域协调机制,必然造成地方机构各自为政,盲目拦截水资源,对水质责任敷衍了事。离开流域协调,在单个城市实施的所谓再生水工程规划,必然考虑自身的环境利益和自己的资源利益,难以顾及下游的资源需要。中国的再生水战略在此背景下退化为简单的污水回用也成为必然。
  目前,中国在流域协调层面的管理已经开始重视水质问题,国家开始对区域的污染断面进行逐渐严格的污染控制。但是,忽略水量的水质控制存在严重的风险,这种风险表现为地方政府因为害怕上级的环境处罚,大幅度减少各种水的排放;另一方面,在污水回用政策的强力引导下,已经经过二级处理的污水,基本进入区域内自身回用。造成的结果将是河流径流的进一步减少,虽然一定程度上控制了污染的转移,但可能会使河流完全丧失其生态性能。河流生态性能的丧失,将进一步增加再生复原的成本,也将导致全流域水资源人为紧张。
  因此,对中国目前的水环境和水资源现状而言,以流域为主体的再生水战略是一项综合考虑水质和水量的水资源综合战略,已经成为目前非常必要和急迫的战略要求。

  • 六、再生水战略的经济支撑体系

再生水战略既然是一种资源战略,那么再生水战略的经济支撑体系,必然与水资源的所有制体系密切关联。在中国《水法》规定水资源属于国家,因此,再生水战略的实施主体和经济支撑主体必然是政府。
  再生水的战略应是国家的水资源战略的组成部分,虽然与环境战略密切关联,但不能仅仅是环境战略的核心内容。不能将再生水规划简单归并在污水处理规划之中,而是进一步提升之后归并在流域水资源规划之中。
  一般而言,城市污水二级处理的净化过程是一种环境责任,需要污染者付费;从二级出水“再生、复原”为原水的过程是一种资源责任,受益者是整个流域或更大范围,需要用资源费用来提供经济支撑。因此,实施再生水战略,国家(或流域)是宏观规划和协调的主体,城市是实施和受益的主体,水资源费是核心经费来源。
  水资源费本质上是一种资源水价,而资源水价是流域和国家水资源稀缺程度的体现,是政府用以调节水资源总量供需的手段。资源水价的收取和使用主体至少应该在流域层次之上,甚至国家层次。同一流域根据流域水资源总体稀缺程度,确定资源水价的高低,并且应该以城市为用水单元收取统一标准的资源水价,以体现流域上下游的水资源优化与共享。
  基于资源水价的定位,其收取形式应该是水资源税,使其成为国家在流域水资源再生的主要经济来源。目前,水资源费在水价组成中的比重逐渐加大,但是基本成为地方政府实施水管理的政策手段,有违于资源价格设置的初衷,急需对资源水价的属性、使用方向予以重新讨论和明确。

  • 七、污水处理排放和水环境的标准困惑

标准体系是再生水战略的重要支撑。由于再生水核心内涵的理解问题,也使相应的标准制定出现争议和无所适从。
  欧博娱乐部门发布了两个重要标准:水环境质量标准和污水处理厂的污染物排放标准,这两个标准体系在执行中难以协同。即便城市污水处理厂实现很好的二级生化处理,全部达到污水处理厂排放标准规定中最严格的一级A标准,排入自然水体后也只能达到五类水体的水环境指标。但是,国家期望和要求的重要河流和重要河段需要三类水体的水环境指标,而三类水体同时也是作为合格城市供水水源的基本要求。
  世界银行在其2006年的中国水业战略报告中批评中国欧博娱乐部门要求的污水处理厂排放标准过高,使经济落后地区难以达到,这说明现有的排放标准确实缺乏对不同地域和经济发展水平的考虑;另一方面,北京、深圳、上海等城市的水务管理机构,则要求污水处理厂的出水排放标准进一步提高,以达到水环境质量目标。
  出现这种争议的核心是污水处理环节与再生复原环节的混淆。污水处理的责任是最大可能地削减污染物,以最为经济有效为上;再生水的目标是提供再生复原的原水,水质安全可靠是核心。因此,再生水的水质要求要远远高于一般意义上的污水处理。
  任何污水处理后的排放水,经过一定的自然或人工净化都可能变成原水,不过对时间和水量的要求不同;即便是处理后的水质水平再高,也需要一定的自然区域,一方面进行必要的自然复原,另一方面做心理过渡。因此,必须允许一定区域的排放口水质不能直接满足原水的要求,而区域的大小与水体流量、人工净化和再生处理的程度相关。再生水战略的核心是尽可能地缩短这个过渡带。

  • 八、污水回用的经济手段比行政强制更为有效

中国已经发布了多项针对污水再生利用于不同使用对象的推荐性国家标准,也被统称为再生水标准,涉及市政、景观、工业等多方面。许多专家呼吁尽快出台更多可应用于其它各种领域的标准,以保障用水安全和消除用户顾虑,为强制推进提供基础。目前,更多的针对不同使用对象的标准正在研究制定之中。本文认为,体现水资源战略思维的再生水标准需要区别于仅仅体现节水功能的污水再生利用标准。
  应用于不同领域的污水再生利用标准不一定需要国家来继续制定,各个使用环节有各自完善的水质要求。对各个应用环节而言,如果不能满足其各自的水质标准要求,必然会影响产品的质量或带来负面问题。理论上讲,即使制定数量再多的标准也无法完全满足不同用户差异化的需求,而实际上目前制定出台的几项标准已经让有的治污企业无所适从了。事实上,许多实践和国际经验可以证明,污水回用或再生利用作为减少使用总量的措施,虽然行政手段必不可少,但经济手段比行政强制更为有效。污水回用即或再生利用一般不一定需要以强制的措施来推进,通过水价调节的经济手段就能够调动用户的积极性。从中国多年的实践看,只要用户是一个欧博娱乐网主体,所有能够真正有效使用污水再生利用的行为无一不是以经济合理性为前提的,今后也会延续这种原则。当然,对一些非欧博娱乐网主体的用户,如市政景观用水,行政强制手段也会更加行之有效。因此,国家也只需要针对非欧博娱乐网主体的再生利用制定标准并强制使用。
  污水回用或再生利用,是污水净化后直接或间接使用,而本文的再生水理念已经不同于这样的过程,包含了一个真正达到水质“再生复原”的过程。因此,理论上讲,经过高度再生处理的水再经过自然复原,已经成为进入自然水体的原水,下一步的使用将进入供水取水的管理系列,因此不需要制定专门的针对不同用户的水质标准,而需要的是针对不同再生处理与复原环节的控制标准。在再生水体系中,经过深度处理的水一般有回灌地下和进入生态河流两种方向进入再生复原渠道,所要求的水质也会有区别,但是都会明显高于污水处理的水质要求。再生水的标准体系以污水处理厂的二级出水为基础,引入高度再生与自然复原的概念,体系上要简单得多、也严格得多。
  解决中国快速发展中的水问题,需要一个综合的、国家层面的水资源战略来指导,而基于水资源战略思维的再生水战略是这个资源战略中的核心内容。如果没有这一战略,即便污水处理达到100%,各种调水工程全面实施,理论上也难以真正解决中国的水问题。


编辑:全新丽

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