国外再生水利用之启示
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一、引言
我国水资源严重贫乏，由于长期过度开发，污染和超采正在成为流域内地下水的主要威胁。2016年1月，水利部公开的《地下水动态月报》显示，全国地下水普遍“水质较差”。地下水遭受污染将会对区域内的“水安全”产生严重威胁，不仅降低了水体的使用功能，而且进一步加剧了水资源短缺的矛盾。当前，在水资源形势日趋严峻和水资源面临巨大缺口的背景下，如何确保安全的水环境，缓解水资源的供需矛盾？做好再生水的利用工作成为治水的关键环节。在发达国家，再生水技术的发展和应用已有数十年，积累了相当成熟的经验，形成了减少洁净水使用、减少污水排放、实现水资源循环利用的用水理念。
本文结合美国、新加坡、日本、以色列城市再生水的利用情况，对其再生利用的目标、政策法规，以及规范标准进行分析，以为我国再生水综合利用提供借鉴并提出相关建议。
为解决日趋严重的缺水题，许多国家和地区把再生水列为“城市第二水源”。与之相比，我国对再生水的研究和利用起步较晚，一直到20世纪80年代末，许多北方城市频频出现“水危机”后，污水再生利用的相关研究和技术才开始受到重视。所以，研究国外再生水利用对我国城市污水再生利用发展大有必要。
（一）美国再生水利用概况
1.美国再生水利用现状
再生水已成为美国城市水资源的重要组成部分，其主要用途包括农业灌溉、景观灌溉、工业回用、地下水回灌以及娱乐环境用水。其中，灌溉用水占总回用量的60%，工业用水占总用水量的30%左右，城市生活等其他方面的回用水量大约在10%。再生水的处理流程大致为：污水通过二级和二级强化处理后再经过包括微滤、活性炭吸附、反渗透和消毒等环节的高级处理，水质达到饮用水标准。这类水可以直接注入饮用水含水层，用作地面或地下饮用水水源的补充。
2.美国再生水利用规范与措施
目前，美国还没有直接针对再生水利用的全国性法规，只有一个推荐性的《污水回用指南2012》，各州在推荐指南的基础上，根据本州水资源的实际需求，规定必须在保护环境、有价回用，以及公众健康的前提下，设计、建设和运行再生水工程。除了推荐性的《污水回用指南2012》，许多州也颁布了各自的再生水法规或指南，比如加利福尼亚州，早在1912年就先于各州，开始了再治污水用于农业灌溉方面的实践。
加利福尼亚州关于再生水利用的主要法律规范有：《California Water Code，2011》（加州水法）、《Cafifornia Code of Regulation，2013》（加州管制法）、《Cafifornia Safe DNnking Water Act》（加州安全饮用水法）、《California Health and Safe Code，2011》（加州卫生安全法）等。政府部门严格规定：污水处理设施应当具有24小时处理污水的应急存贮槽及备用动力；处理厂与使用点之间不应迂回绕弯；应当安装多路初级处理及次级处理单元，确保某一单元不能工作时整个处理设施的正常运转。同时还明确要求，新建水厂必须具有良好的污水处理和再生水水质监测技术、工艺和设备；必须增加三级处理工艺流程；在生化处理二沉池后，必须增加过滤和消毒等流程。而对于原有的大型二级污水处理厂，强调必须设计、增加后续处理工艺。
3.美国再生水利用特色
美国再生水利用模式的主要特点是处理回用，很少直接用于城市生活杂用。再生水主要用于农业、工业、地下水回灌和娱乐景观等方面。在没有制定统一的再生水利用标准和法规的前提下，各州自行制定的、符合实际水资源利用情况的地方标准，具有一定的灵活性和适用性。
（二）新加坡再生水利用概况
1.新加坡再生水利用现状
在新加坡，再生水被称为“新生水”。新生水的工艺流程比再生水复杂，水质要求高，要达到饮用水标准。其大致的工艺流程为：城市污水经过完全收集后输送到污水处理厂，经过严格的二级处理后，再通过两个阶段的膜处理和紫外线消毒处理，成为新生水。早在2003年，新生水就已经作为自来水的一部分，成为新加坡的供水来源之一。
新加坡政府制定了新生水利用的2060年长远规划，政府每年投入大量资金，进行新生水的处理工艺研发，同时兴建污水处理厂。在新加坡，污水经过先进工艺处理后，各项技术指标均超过了一般的自来水，高于世界卫生组织规定的国际饮用水一般标准的50倍，得到了国民的一致认可。
2.新加坡再生水利用政策与措施
新加坡的水质监控追求的是水质的绝对安全。新加坡的再生水和饮用水执行同一标准，既包含了世界卫生组织《饮用水水质指引》，又考虑了新加坡的供水安全。该标准共有292项指标，既高于美国环保署（USEPA）制定的97项指标，又高于世界卫生组织制定的116项指标。
近年来，新加坡政府不断加强水质安全工作，通过技术进步，降低水质突发事件风险。比如，PUB在外引水的源头装有一个鱼苗生物传感器，一旦外引水出现异常，可迅速发现并及时采取应对措施，以防污染事件的扩大；定期检测水中的生物体，补充常规水质检测之不足；分析水中污染物变化以及对生物体的影响，既可快速分析水体的毒性，又可预测水体的潜在风险。这些措施的制定和落实，有效保障了国民的用水安全。
在设备维修方面，新加坡政府明确规定，只有获得PUB执照许可的水管工人，才能提供与饮用水有关的相关维修服务；对所采用的给排水管材、配件，必须符合相关规定和标准，以确保“供水链”安全不受损害。
3.新加坡再生水利用特色
新加坡政府立足于缺水的现实，通过制定严格的再生水标准，实现了用水途径的拓展和循环利用，为世界其他缺水城市再生水开发利用提供了经验。比如，在废水污水再利用方面，高度重视水资源的全方位管理；下大力兴建下水管道设施收集系统，有效收集废水污水；建设相对独立的排水系统和下水管道污水处理体系，扩大污水处理和再利用空间（有关新加坡再生水的介绍，下文将结合中新天津生态城项目建设做一简要介绍）。
（三）日本再生水利用概况
1.日本再生水利用现状
在日本，再生水又被称为“中水”，主要用于城市景观、河道、工业用水、融雪和卫生间。从1980年开始，日本将部分城市污水处理后输送到河流上游，作为城市河段景观用水，用处理后的城市污水，改善居民休闲场所的水环境或向没有固定水源的市内河流补充景观用水。通过以上这些措施，先后复活了150多条小河，收到了修复和保护水资源的良好效果。日本还采用单独循环或区域循环模式，通过双管道系统输送再生水，用于冲厕和小便池冲洗水。
2.日本再生水利用政策与措施
再生水作为水循环计划中的重要组成部分，随着水循环体系构筑计划的提出和建立，日本再生水利用行政主管部门、地方政府和行业协会等组织，分别制定了相关的指南、规定、纲要和条例，形成了一套完整的政策标准体系。这些政策标准主要有：《污水处理水循环利用技术方》，《冲厕用水、绿化用水：污水处理水循环利用指南》，《污水处理水中景观、戏水用水水质指南》，《再生水利用事业实施纲要》，《再生水利用下水道事业条例》，《污水处理水的再利用水质标准等相关指南》，《污水处理水循环利用技术指南》，《污水处理水中景观、亲水用水水质指南》等再生水水质标准。
3.日本再生水利用特色
日本普遍采用饮用水系统和再生水系统的双管供水系统，对其他地区的城市生活用水起到了重要的借鉴和引导作用。经过30多年的积累，日本污水再生利用工作在综合管理、技术开发应用等方面取得了重要成果。
（四）以色列再生水利用概况
1.以色列再生水利用现状
作为水资源极度缺乏的国家，以色列在污水净化和回收利用方面做了大量的工作，是世界上再生水利用率最高的国家。再生水主要回用于灌溉、工业企业、家庭冲厕、河流复苏等。以色列再生水约有42%用于灌溉，30%回灌地下，其余回用于工业和城市杂用等方面。
以色列在全国各地建有120多座污水处理厂，其中最大的两个是沙夫丹和吉雄，分别位于中部最大城市特拉维夫市和北部最大城市海法附近。这两家污水处理厂均由以色列国家水务公司兴建和管理。沙夫丹厂每年处理1.3亿吨污水，经过处理后的水全部通过管道输往南部沙漠，用于农业生产灌溉。吉雄厂净化后的水用于北部农业灌溉。各地污水处理厂通过征收污水处理费和出售再生水的收入保持运转。政府每年投资约1.2亿美元，用于修建和维护污水收集和处理设施。目前，以色列城市污水的回收利用率已达80%，位居全球第一。
2.以色列再生水利用政策与措施
以色列将水列为国家的战略资源，属于国家所有，水为公有资源配额制使用。1959年，以色列出台《水法》，对国家水资源的所有权、开采权和管理权等作出了明确规定。根据这一法律，全国水资源为公有财产，由国家统一配发使用，任何单位和个人不得擅自开采。《水法》还特别规定，私人土地上的水资源也属于公有。此后，以色列又颁布了《水井法》、《河溪法》等一系列与水资源有关的法律法规。
根据这些法律法规，挖水井、截留雨水要向政府提出申请并缴纳相应的税费，水井的深度及每年的取水量需要报批。自这些法律法规出台后，在执行层面得到了严格落实，为节水农业的发展提供了法律保障。以色列国家水资源委员会负责对水资源的统一归口管理。水委会除宏观上制定全国水政策外，还负责调节水价、分配水源、保护土壤、防止污染以及废水回收和再利用等工作。除了水委会，政府还相应设立了部际委员会，协助对水资源进行开发、监督、管理和使用等工作。以色列国家水务公司负责全国的供水和三个大城市群的废水回收利用。水委会每年将用水配额分配给全国的集体农庄或村委会，再由集体农庄或村委会分配给农户。实践表明，配额制有利于农户对农业生产进行长期规划，包括选择作物、确定种植面积等。与配额制相配套的是阶梯式水价。以色列将水资源分为天然淡水、淡化海水、地下成水、再生水（废水回收）和拦截雨水等几个类别，不同类别的水价格不同。在用水配额内，水价被分为三级，超额用水将会受到巨额罚款。
3.以色列再生水利用特色
以色列将污水再生利用以法律的形式给予保障，污水资源化给以色列带来了极大的经济效益。明晰的法律体系、严格的用水配额制和阶梯式水价，经过长期实践，以色列人民树立了牢固的节水意识，成为世界上再生水利用程度最高的国家。
三、我国再生水利用实践
近年来，我国城市污水处理能力得到了突飞猛进的增长。2015年4月2日，国务院《水污染防治行动计划》（“水十条”），提出了再生水利用的要求和目标：“促进再生水利用。以缺水及水污染严重地区城市为重点，完善再生水利用设施，工业生产、城市绿化、道路清扫、车辆冲洗、建筑施工以及生态景观等用水要优先使用再生水。”截至2015年9月底，全国城镇累计建成污水处理厂3830座，污水处理能力达到1.62亿立方米/日。
在缺水现实倒逼和国家政策的引导下，利用再生水的地区从北京、天津、大连、青岛等北方城市，扩大到重庆、西安、合肥、昆明等中西部和南方城市。目前，北京、天津等水资源极为紧缺的城市推广利用速度相对较快，北京再生水的利用率已超过60%。但是从全国来看，除北京等少数城市规模化利用再生水外，国内再生水利用率仅占污水处理量的10%左右，远低于发达国家70%的利用率，污水再生利用的工程建设和运行规模与我国水资源短缺及水污染严重的形势极不相称。以下结合中新天津生态城的建设实践，对我国再生水的利用提出相关建议。
2007年11月18日，时任国务院总理的和新加坡总理李显龙共同签署了中新两国政府关于在中国天津建设生态城的框架协议。按照《框架协议》，中新天津生态城要建设成为一个资源节约、环境友好、社会和谐的生态城市，成为中国其他城市可持续发展的样板；努力实现“三和三能”，即：人与人和谐共存、人与经济活动和谐共存、人与自然环境和谐共存；能实行、能复制、能推广。
中新天津生态城作为探索城市可持续发展的前沿阵地，其经验和做法对中国未来再生水的推广应用具有重要作用。中新天津生态城立足于水质性缺水的现实，确立了以节水为基础，最大限度开发利用雨水、污水、中水、淡化海水等非传统水源的利用理念，规划提出到2020年，中新天津生态城污水设施再生水利用率将达到88%。面对如此高的建设标准，中新天津生态城确有必要综合借鉴国际再生水利用的先进经验，通过本地化实践，为解决我国城镇化面临的水资源瓶颈做出卓有成效的探索和实践。
中新天津生态城以节水为核心，形成“污水处理、雨水收集、中水回用、海水淡化”的水资源利用体系。采取一水多用、串联用水、循环用水等方式，加大再生水和非常规水的使用比例。生态城计划在污水处理厂内建设1座再生水厂，近期处理能力为2.1万吨/日，远期处理能力为4.2万吨/日。同时，生态城所有道路的绿化带下均敷设中水管网，形成覆盖住宅小区、公共建筑、产业园区、公园的中水管网系统。再生水厂采用“浸没式负压微滤膜（CMF-S）+反渗透（RO）”工艺。浸没式负压微滤膜作为反渗透的前期处理工艺，使出水达到反渗透的进水要求，一部分水通过反渗透去除盐分形成中水，另一部分水经紫外线消毒后排入清净湖湿地作为景观水。再生水处理厂出水水质达到《城市污水再生利用城市杂用水水质》GB/T189202002车辆冲洗水标准。生态城再生水厂刚刚建成尚未投产，建议在加快建设运营的同时，尽快制定区域再生水利用战略性规划。
以上结合国外再生水利用，我国（包括中新天津生态城项目建设和推广实践）再生水的利用、管理可借鉴以下经验：
第一，健全、完善再生水回用管理政策法，大力鼓励污水再生利用。从再生水的源水管理、再生水水厂质量监督管理、再生水输送管理、再生水终端用户管理等多个层面，形成详细、完备的再生水安全利用管理体系，完善相关法律法规，促进再生水利用。
第二，完善再生水标准，切实消除潜在用户的顾虑。借鉴发达国家再生水利用管理经验，健全城市回用水、景观用水、饮用水回用标准，加强水质监测监管，确保从源头到终端全过程水质达标，提高再生水利用的安全性。
第三，深入、系统研究再生水的潜在健康风险，以及新兴污染物在污水再生处理工艺、水源地和饮用水工艺中的去除与转化机制，开发高效新型控制技术。开展再生水利用的生态影响综合评估与长期风险相关研究，建立科学管理方案，确保再生水安全利用。进一步开展再生水回灌技术研究，探索新的再生水应用途径。
第四，加大对再生水生产企业的优惠力度，探索建立对用户使用再生水的优惠政策，激励再生水的生产和利用。提高公众对再生水的认知程度，结合宏观政策和投资支持，加强价格优势对再生水利用的推动作用，提高再生水利用率。
第五，城镇污水再生利用在处理、管网建设和使用上涉及市政、住建、环保、卫生、园林等多个部门以及污水处理厂、各类用户终端等多个单位，应统一规划，形成合力。做好污水再生设施的能力建设，为污水再生利用创造条件。有效推进再生水管网建设进度，为扩大再生水应用范围创造条件。