调研分析:甘肃省2018年—2022年再生水利用现状

慧聪水工业网 2024-12-25 09:56 来源:净水万事屋

随着社会和经济持续发展,甘肃省水资源的供需矛盾日益突出,已成为制约该省可持续发展的一大瓶颈。再生水资源化利用对缓解水资源供需矛盾、减轻水环境污染、建设节水型社会等具有重要意义。文章立足甘肃省现状,在梳理全省再生水处理利用资料基础上,结合典型地区、规模以上污水处理厂调研,总结了甘肃省各地级行政区再生水利用情况并对制约甘肃省再生水回用的因素进行了分析,并针对性地从因地制宜塑造再生水利用观念、加快再生水处理与输送设施建设以及完善政策规范,加强考核监督3个方面为甘肃省再生水利用的政策制定与实施提供一定的参考。

甘肃省领军人才,甘肃省勘察设计大师,主要从事市政给水处理,污水处理,饮用水供水全流程安全保障,水环境污染治理等研究。主持、审核项目两百余项,获得省部级及以上优秀设计咨询等奖励62项,发表论文18篇、论著1部。主持参与省部级课题7项,企业课题11项。主参编国家手册、图集、标准4项,地标3项,团标4项,企标8项。取得国家专利13项。

再生水指污水经过适当工艺处理后,达到再生水水质标准,能够再次利用的水。与开发地表水、地下水等常规水资源相比,再生水利用既有利于优化供水结构,增加水资源供给,缓解供需矛盾,又可减少水污染,保障水生态安全。作为非常规水源配置利用的一种,再生水具有其他非常规水源所不具备的水量稳定、水质可控、就地可取等优势。因此,再生水利用是解决水资源短缺、提高水资源利用效率等问题的重要方法。

甘肃属水资源短缺型省份,全省70%以上的面积地处干旱、半干旱区。相关资料显示,甘肃全省水资源总量为289亿m3,人均为1100 m3,为全国平均水平的50%,平均每亩耕地用水量为378 m3(1亩≈666.67 m2),不足全国平均水平的25%,水资源短缺、时空分布已严重制约了全省社会、经济和生态高质量发展,亟须研究城乡再生水利用合理模式、优化水资源配置体系,科学有序推进全省再生水利用工作,全面建设节水型社会。

1  甘肃省再生水利用情况调研

本次调研资料收集时间跨度为2018年—2022年,调研范围覆盖甘肃省内陆河、黄河、长江3个流域分区的兰州、武威、陇南等地污水集中处理设施,其中实地走访、调研多地污水处理厂。进出水水量及利用情况等数据来自所调研厂区的运行报表、设计材料及有关部门统计公报、年鉴等。

1.1污水处理能力

1.1.1  污水集中处理设施统计

污水集中处理设施既是污染物减排的重要工程设施,也是再生水处理的主要单位。根据生态环境部《全国污水集中处理设施清单》及《甘肃省水资源公报》(2018年—2022年),统计了甘肃省各地级行政区所属设计运行能力大于500 m3/d全部的污水集中处理设施、各地污水集中处理量与平均污水集中处理率,如表1所示。

表1 甘肃省各地级行政区污水集中处理设施、设计处理能力、集中处理量与集中处理率统计

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注:全省合计污水集中处理设施为126 处,设计处理能力为9.9083 亿m3/年,污水集中处理量为7.057 亿m3/年,平均污水集中处理率为96.62%。

1.1.2  规模以上污水处理厂统计

城市对再生水的利用需求更加迫切,市政污水水量稳定、水质可控,通过污水处理厂进一步处理净化后,可以供给市政绿化、工业用水等领域,作为城市稳定的“第二水源”。据此统计了2018年—2022年甘肃省规模以上(设计处理能力达到万立方米每天以上)的城市、县区污水处理厂,以直观显示甘肃省各建成区的再生水利用潜力。

根据住房城乡建设部《城乡建设统计年鉴》,如表2、图1所示,2018年—2022年全省规模以上污水处理厂、设计处理能力及排放量、处理量均呈稳定增加态势,全省污水处理基础设施建设与运维水平不断提升。

调研分析:甘肃省2018年—2022年再生水利用现状

图1 2018 年—2022 年甘肃省规模以上污水处理厂污水处理量、集中处理率统计

表2 2018 年—2022 年甘肃省规模以上污水处理厂统计

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注:规模以上污水处理厂年均增长率为5.61%,污水排放量年均增长率为3.12%,污水处理量年均增长率为3.52%。

调研发现,随着《甘肃省城市(县城)污水处理提质增效三年行动方案(2019—2021年)》《甘肃省水污染防治工作方案(2015—2050年)》以及《甘肃省城镇污水处理设施补短板强弱项实施方案》等相关政策的落地实施与中央预算内对环境保护投资和债券资金的支持幅度逐年加大,甘肃省污水处理能力呈稳定增长态势。全省126个污水集中处理设施年平均设计处理能力达9.91亿m3,污水集中处理率达97%;2018年—2022年,全省规模以上污水处理厂增加6座,设计处理能力年平均增加0.44亿m3,污水处理量年平均增加0.12亿m3,污水集中处理率稳定在97%左右。

1.1.3  规模以上污水处理厂出水水质情况统计

污水处理厂出水水质是再生水利用的重要因素,决定了其能够应用的领域和范围《城市污水再生利用分类》(GB/T 18919—2002)标准中,按照用途将再生水分为城市杂用水、景观环境用水、工业用水、农田灌溉用水、地下水回灌用水5大类。

当出水水质达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918—2002)中规定的一级及以上时,各项污染物含量较低,经简单处理后即可用于城市杂用水、景观环境用水等可接触用水;当出水水质仅能达到二级标准时,经简单处理的出水仅适用于对水质要求不高的领域如工业生产中的冷却循环用水,再进一步去除重金属、病原体后,可用于农田灌溉。据此统计了2018年—2022年甘肃省规模以上的污水处理厂出水水质情况,以分析甘肃省各建成区内可能的不同再生水利用途径,如表3所示。

统计数据显示,2018年—2022年,全省规模以上污水处理厂出水达到一级标准的总数逐年增加,平均占比达95.07%;出水达到一级标准的处理量同样呈现逐年增加态势,年平均增加为0.13亿m3,充分显示出甘肃省这5年来规模以上污水处理厂的稳定运行和高效的处理能力,能够为再生水广泛应用提供坚实的基础。

研究提出,理想的再生水利用率应为40%~50%,将甘肃全省规模以上污水处理厂污水处理一级B及以上的平均总量4.43亿m3作为基数计算,甘肃省各建成区再生水年可利用量至少达1.77亿m3,再生水利用空间巨大。在黄河流域生态保护和高质量发展、深入打好污染防治攻坚战等战略推进下,探索新的用水治水思路,推动再生水集约利用对甘肃省高质量发展有着重大意义。

表3 2018 年—2022 年规模以上污水处理厂出水水质统计

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1.2再生水利用水平

1.2.1  全省规模以上污水处理厂再生水处理能力与利用量统计

再生水开辟了城市第二水源,缓解了城市供水不足的压力,是破解城市水环境、水安全和水生态治理难题的绿色方案。大量实践证明,城市再生水处理、利用及管网设施早布局、早受益。根据住建部《城乡建设统计年鉴》等数据,统计了2018年—2022年,全省规模以上污水处理厂再生水处理量(污水处理厂出水达到一级B及以上标准的出水)、再生水利用量以及全省新增再生水管道长度,如表4、图2所示。

统计数据、图表显示,2018年—2022年,甘肃省规模以上污水处理厂再生水处理量、利用量与利用率逐年增长,2022年规模以上污水处理厂再生水处理量达2.22亿m3、利用量达0.9299亿m3,年均增长率分别达20.69%、26.71%;再生水管道年均增长率达104.85%,其中2020年、2021年新增达1000 km以上;规模以上污水处理厂处理再生水利用量从2018年的0.3608亿m3增长至2022年的0.9299亿m3,取得明显进步。

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图2 2018 年—2022 年甘肃省出水达到一级B 及以上的规模以上污水处理厂、再生水利用率统计

表4 2018 年—2022 年甘肃省规模以上污水处理厂再生水处理、利用能力统计

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注:再生水处理量年均增长率为20.69%,再生水利用量年均增长率为26.71%,新增再生水管道长度年均增长率为104.85%。

1.2.2  全省再生水总利用量与各类用途占比统计

随着经济的快速发展与社会的持续进步,各行各业对水资源的需求不断增加,再生水在不同领域内的利用也成为了国家关注的重点。通过收集《甘肃水资源公报》(2018 年—2022 年)等有关数据,统计了2018 年—2022 年,甘肃全省再生水总利用量与不同用途分别的用量与对应的占比,如表5、图3所示。

随着甘肃省对再生水利用的重视程度不断提高,甘肃省再生水总利用量与不同用途的用量均呈现出明显的增长态势,其中工业用水和城市杂用作为用水大户,其占比为20%~25%,总体较为平稳;景观环境用水则随着城市化进程的加快和生态环保意识的提升,用量和占比逐年上升;相比之下,农田灌溉占比近乎为0,是下一阶段再生水利用推广潜在的重要用途之一。甘肃省《关于进一步加强再生水利用的实施意见》中明确提出,在2025年之前将农业灌溉再生水配置规模提高到100万m3以上,初步建立工业回用、市政杂用、生态补用和农业灌溉“四水统筹”的再生水利用产业体系。地下水回灌作为一种再生水利用新模式,在保障地下水生态安全、维持地下水环境生态功能方面能够发挥不可或缺的作用,当前再生水用于地下水回灌的技术尚处研究阶段,亟须取得工程化利用进展。

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图3 2018 年—2022 年甘肃省再生水不同用途使用量占比

表5 2018 年—2022 年甘肃省再生水不同用途使用量统计

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注:全省再生水总利用量年均增长率为7.95%,城市杂用年均增长率为7.34%,景观环境年均增长率为10.35%,工业用水年均增长率为8.45%,农业灌溉年均增长率为18.30%,地下水回灌年均增长率为7.98%。

1.2.3  2021 年全省再生水总利用量与利用率统计

近年来,随着水资源的需求不断增加,甘肃省转变用水理念,创新用水方式,开发利用再生水,积极探索水资源“开源节流”,立足省情实际开展再生水利用工作。除城市市政杂用外,还积极探索应用于工业冷却、林地灌溉、生态补水等多个领域。以2021年为例,统计了全省各地级行政区再生水总处理量、总利用量与利用率。

根据《甘肃水资源公报》(2021年),全省再生水总利用量为1.75亿m3,由于区域发展不平衡、基础设施差距等因素,各市(州)再生水利用率存在着较大的差异。全省14个地级行政区再生水总处理量、总利用量及利用率如表6、图4所示。

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图4 2021 年甘肃各地级行政区再生水总处理量、总利用量与利用率统计

表6 2021 年甘肃各地级行政区再生水总处理量、总利用量与利用率统计

调研分析:甘肃省2018年—2022年再生水利用现状

注:全省再生水总处理量为6.7662亿,再生水总利用量为1.7489亿,全省再生水平均利用率为27.63%。

2021 年,甘肃省再生水利用率为27.63%,与当年全国城镇再生水利用率基本持平。其中酒泉、嘉峪关等水资源较为匮乏的5 个城市再生水利用率超过30%;金昌市通过实施污水处理升级改造及再生水利用等项目,鼓励金川集团等重点企业开展再生水利用设施建设使用,开辟工业用水“第一水源”,再生水利用率达90%以上,为该市建设节水型社会发挥了重要作用。

受历史背景、自然本底、发展阶段等因素影响,尽管近年来甘肃省在围绕区域再生水循环利用基础设施建设方面取得了一定的成绩,但各市(州)再生水处理、利用设施发展不平衡、不充分的矛盾依然突出,体现在包括省会兰州市在内的7 个市(州)再生水利用率低于20%;临夏市、陇南市的再生水利用量基本为0 等问题,与甘肃省充分利用再生水资源,实现水资源节约和可持续利用的目标尚有一定差距。

2  甘肃省再生水利用制约因素

2.1区域不同,再生水利用观念存在差异

再生水利用是一个涉及社会、环境、资源、经济等诸多系统的复杂工程。当前甘肃省再生水利用整体上仍处起步阶段,尚存在利用途径单一、认识不够到位等问题。尤其在甘肃省这一地理环境多样、水资源分布不均的省份中,不同地理位置的市(州)水情存在很大差异,如陇东南气候湿润,水源充足,位于此区域的陇南市、甘南州等地再生水回用率极低,当地居民对再生水的重要性也缺乏认知,对再生水利用于生产、生活的接受程度比较低,进而影响当地居民、企业的再生水资源化利用观念塑造。陇东、河西地区则干旱少雨、水源稀缺,面对严峻的用水形势,再生水的利用就显得尤为重要。金昌、武威等地的污水处理厂均建设了完善的再生水处理车间与再生水输送设施,当地居民对再生水在生产、生活中的应用接受程度明显提高。

2.2再生利用设施及管网建设不足

再生水利用设施与配套管网的建设完善是推广利用再生水的必要条件。甘肃省再生水处理设施建设普遍滞后于污水集中处理设施,已建成的污水集中处理设施只有部分实施或规划了再生水利用方案,部分城市再生水平均利用率距甘肃省25%的规划利用率尚存一定的差距;各建制镇和农村新型社区再生水管网配套不完善,利用率长期在低位徘徊,难以发挥再生水经济效益和社会效益。

调研中发现,省内各县域的污水处理厂大部分缺乏标准的再生水处理车间。即使存在,也往往是小规模、仅供厂内自用的小型装置。部分厂区虽然预留了再生水深度处理用地,但建设进度缓慢甚至停滞,实地调研的某县污水处理厂建设时甚至未考虑再生水利用环节,处理出水全部排放,冲洗、灌溉等使用自来水,造成了极大浪费。此外,再生水设施配套管网建设也缺乏统筹思路,由于污水处理厂区选址时主要考虑水力条件,一般布局在城市远郊和流域下游,导致再生水利用一般需要建设大口径长距离管网,不仅加大了再生水利用的投资和难度,同时配套管网覆盖半径小也会影响潜在的再生水用户的使用。调研中得知,某县污水处理厂原本预期的周边再生水用户使用积极性不高,一些有意愿使用再生水的企业却因再生水利用管网覆盖范围仅限于厂区周边2 km 内而望“水”兴叹,导致该厂再生水利用设施长期闲置“晒太阳”,浪费了来之不易的建设资金。

2.3执行法规制度欠缺,管理机制尚待完善

法规制度缺失是制约甘肃省再生水利用的一大障碍。调研中发现,尽管近年来甘肃省出台了一系列鼓励再生水利用的政策和文件,如2024 年发布的《进一步加强再生水利用的实施意见》、2021 年发布的《甘肃省推进污水资源化利用实施方案》等,但这些政策多为鼓励性和宏观性指导,缺乏具体的强制性法规和政策支持。导致在再生水安全监管、公众参与、绩效考核等方面存在制度缺失和执法不足的问题。地方层面仅个别市(州)如兰州、张掖等地制定了再生水利用规划与文件,但这些规划往往与城市总体规划衔接不足,缺乏实质性的支持、配套措施。

近年来,随着国家加大对再生水利用的鼓励支持,各市(州)相继出台再生水利用的政策和条例,但在运营管理、优惠收费机制等细节上仍缺乏细则,未将再生水纳入全区域水资源统一配置体系,对再生水定价缺乏有效监督与指导,再生水水价优惠力度不足,加之对应当使用再生水的企业违规使用其他水源的监管执法不严,导致供需双方对再生水利用的积极性不高。调研中了解到,某市虽出台了鼓励企业使用再生水的政策,但由于缺乏配套的价格补贴和监管措施,再生水价格综合成本经计算甚至与自来水价格相差无异,导致企业对使用再生水积极性不高;此外还了解到,由于衔接机制的不健全,省内相当一部分地区的污水处理厂再生水出水标准和用户利用标准之间存在差异,在一定程度上增加了利用风险,影响了潜在用户的接受度与采用意愿。

3  甘肃省再生水利用对策建议

3.1因地制宜塑造再生水利用观念

针对甘肃省不同地区再生水利用观念的差异,应因地制宜、一城一策采取针对性措施。

水资源较充足、再生水利用意识较薄弱的地区:以天水市为例,作为甘肃省重要的工业城市,天水市集聚大批制造企业,用水需求巨大。应加强宣传教育,采取多元化、广覆盖的传播策略,如定期开展再生水利用培训课程,邀请专家讲解再生水的优势和使用方法;在车间和办公区域设立宣传栏,展示再生水利用案例和经济效益。同时充分利用社区、学校等场所举办再生水利用专题讲座,组织学生和居民实地参观再生水处理设施,增强对再生水的认知和接受度。为提高企业使用动力,当地政府可出台部分激励措施,如对积极采用再生水的企业给予财政补贴,用于建设再生水利用管路、储存设施和净化设施;或推出税收优惠,减免企业在相关设施投资运营维护等方面的税额。通过以上举措逐步增强企业和居民对再生水的利用意识。

干旱少雨、水资源紧缺的地区:以敦煌市为例,作为著名的沙漠绿洲,敦煌水资源极为匮乏。莫高窟、月牙泉等景区游客众多,用水量较大。因此需要增加对再生水处理设施和输送管网的资金投入,确保再生水高效处理、有效供给。当地可出台强制性再生水利用法规,要求辖区内公共设施必须使用一定比例的再生水,并安装计量设备进行监督,定期检查。同时提供技术支持和资金补贴,铺设再生水专用输送管道,以确保顺利输送到景区内各个用水点。通过以上措施,力求提高当地再生水利用率。

省级层面可选择典型市(州)或企业园区作为再生水利用试点,通过成功的示范项目带动周边地区和企业的再生水利用,推广成功经验;建立跨区域的水资源管理协调机制,促进不同地区间经验交流和资源共享;设立公众反馈机制和激励措施,收集居民和企业对再生水利用的意见和建议,不断改进相关政策和措施,通过深入调研和科学规划,探索适合甘肃各区域特点的再生水利用模式。

3.2加快再生水处理与输送设施建设

《甘肃省黄河流域水资源节约集约利用实施方案》提出,到2030 年,缺水城市再生水利用率达到30%,实现水资源节约集约利用。省内各地区应结合本地区再生水基础设施建设实际,抓住中央和省级相关政策、财政机遇,加快再生水处理和输送设施的布局建设。

已建成再生水标准化处理车间的建制区、县要加快建设再生水输送设施,扩大再生水输送管网覆盖范围。例如在武威、张掖等河西走廊农业城市试点沿再生水供水沿线布局建设集中供水点,供周边城镇、乡村农田灌溉使用;未建设集中式污水处理设施的县、建制镇在规划和设计阶段应充分考虑再生水利用需求,优化选址和管网布局,确保再生水管网铺设覆盖范围合理。对财政确有困难且处理设施、输配管网建设条件尚不具备的地区,推动配备分布式污水处理再生水利用一体化设施,鼓励再生水就地就近利用,实现再生水多元、梯级、循环使用。

在工业园区、产业技术开发区等企业聚集区域,试点设计一套完整的再生水企业回用方案,引入先进再生水处理技术和设备、建设再生水专用管道以打造标杆企业,带动全省、全市的企业再生水回用实践。出台政策激励支持,提供财政补贴和税收优惠,降低企业再生水利用成本,同时提供技术指导,推动再生水处理利用技术创新。如白银有色产业园的金属冶炼企业对再生水水质有较高要求,辖区政府可给予园区企业一定财政补贴和政策,鼓励其自行建设再生水处理设施与配套管网;用水终端前设置深度净化装置以进一步提高再生水的水质;配备水质监测设备,实时监控水质变化,确保符合工艺要求;定期安排技术专家答疑、指导,为利用过程中可能出现的问题答疑解惑,实现再生水高效、安全、稳定利用。

3.3完善政策规范,加强考核监督3.3

省内各市(州)可按照结合本区域水资源量、用水结构和再生水需求实际情况,制定并执行强制性再生水利用地方管理条例。内容涵盖安全监管、质量标准和执法要求,明确不同水质、处理工艺、输配、监测和风险管控的具体内容,确定不同用途的再生水深度处理方法及出厂水质指标,增强条例的实际执行力。例如针对工业企业用水,规定其再生水利用的水质标准和处理流程,确保符合利用要求,并对企业内部再生水利用管网和监测系统的设置做出相应的规定。

各地应组建严格的执法队伍,加大对违规用水行为查处力度,为再生水利用政策的有效施行提供保障;还应基于再生水生产、调配和利用各环节构建统一的再生水利用管理体系,加强监管力度,确保出水合格、输送安全、使用放心,发挥再生水利用的综合效益。相关部门可将再生水处理利用情况纳入本地区水资源管理综合考核范畴,实地督导检查以督促属地单位落实监管责任,推动全省再生水利用高质量发展。

4  结语

水资源不足已成为制约我国高质量发展的瓶颈,再生水是缓解我国水资源供需矛盾和解决水污染防治的重要措施,是推进我国水资源循环利用和生态文明建设的必由之策,也是推进“双碳”战略、高质量发展的必然要求。

受特殊的自然地理和气候条件制约,甘肃省水资源短缺形势严峻。随着“双碳”战略目标、黄河流域生态保护和高质量发展国家重大战略深入推进,为甘肃省再生水利用工作带来政策利好,各市(州)应因地制宜推进再生水利用设施建设、合理确定再生水利用方案、提升再生水水质、扩大利用范围。以充分发挥再生水资源优势为目标,坚持处理与利用并重,统筹建设与运营、安全与发展,有效改善水生态环境质量、缓解水资源短缺,为黄河流域生态保护和高质量发展提供坚实水资源保障。

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