摘要：本文探討城市水、城市水資源及污染控制的相互關(guān)聯(lián)。水源與污水并沒(méi)有清晰的界限，指出認(rèn)識(shí)上的一些誤區(qū)

關(guān)鍵詞：城市污水控制 水資源 污染

1 摘要

本文探討城市水、城市水資源及污染控制的相互關(guān)聯(lián)。水源與污水并沒(méi)有清晰的界限，指出認(rèn)識(shí)上的一些誤區(qū)，認(rèn)為用水、雨水、地表水、地下水在城市水資源和污染控制中應(yīng)統(tǒng)籌考慮，解決水資源、水污染 問(wèn)題 ，從量上應(yīng)避免和補(bǔ)償城市化給水循環(huán)帶來(lái)的干擾，從質(zhì)上不要簡(jiǎn)單地把水作為我們廢物的運(yùn)輸工具。 分析 歐洲城市水資源與污水控制中幾個(gè)方面的得與失，指出傳統(tǒng)排水模式的缺陷，思考我國(guó)城市化進(jìn)程中水污染控制途徑。

“君住江之頭，我住江之尾”，“共飲一江水”。足夠的 自然 凈化能力和簡(jiǎn)樸的消費(fèi)模式是如此美好的生態(tài)畫卷的根本依仗�，F(xiàn)實(shí)的情況是：沿江密布的城鎮(zhèn)、有限的環(huán)境容量，君已經(jīng)不使用干廁了，他的廢物流進(jìn)了江河，江水還滿載著其他人的……

大量的數(shù)據(jù)顯示我國(guó)的水污染并沒(méi)有得到有效控制，水資源短缺已成為大多數(shù)城市所面臨的現(xiàn)實(shí)。我們已經(jīng)在先污染后治理的弧線上走了很遠(yuǎn)，應(yīng)當(dāng)“痛心疾首”。深圳治污理念之爭(zhēng)并不在于是否實(shí)現(xiàn)污水的達(dá)標(biāo)排放，圓明園補(bǔ)水的背景遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)事情本身。 中國(guó) 有600多個(gè)城市，無(wú)數(shù)的鄉(xiāng)鎮(zhèn)，我們需要更多的思考。

2 認(rèn)識(shí)上的誤區(qū)與水系統(tǒng)的整體觀

我們習(xí)慣了用上水和下水，給水和排水來(lái)界定水資源和水污染控制，所以解決水資源問(wèn)題我們第一想到的是開(kāi)源，而在防止水污染上把目標(biāo)定在排放達(dá)標(biāo)上。但高密度的人口和有限的水資源早已不允許我們這樣界定了，作為水源的河流常同時(shí)肩負(fù)著納污的重任。水污染控制本身也是開(kāi)發(fā)、保護(hù)水資源。

我們習(xí)慣于把雨水看作“第二水源”，而事實(shí)上雨水是唯一的第一水源。在雨水利用的定義上，我們應(yīng)該從狹義的直接使用走向廣義的水圈循環(huán)。

我們習(xí)慣于把地下水和地表水分開(kāi)考慮，通常當(dāng)?shù)孛骈_(kāi)始下沉?xí)r我們才直覺(jué)到過(guò)量開(kāi)采地下水所造成的 經(jīng)濟(jì) 損失。在城市的規(guī)劃中很少考慮到地下水、地上水的相互聯(lián)系。

我們習(xí)慣于把“是否能直接使用”作為水的價(jià)值的衡量標(biāo)準(zhǔn)，把污水深度處理和中水回用的意義更多地理解成直接再用的節(jié)水效益上。事實(shí)上，污水的處理深度是一個(gè)城市水系統(tǒng)的決策問(wèn)題，不直接使用的水的價(jià)值并不比直接使用的水的價(jià)值低。世界上不只是有污水直接再生再用的成功經(jīng)驗(yàn)，也有通過(guò)維系良好的水圈循環(huán)來(lái)解決水源貧瘠的成功案例。中國(guó)已有案例 研究 顯示水域污染控制(也是水資源保護(hù))本身也要求污水不只是達(dá)標(biāo)排放，而是需要最大限度地節(jié)水和進(jìn)一步的深度處理。

我們 目前 最著急的是普及污水處理，污泥問(wèn)題才剛剛開(kāi)始。“盡管污泥的量只占污水的1%，但它的費(fèi)用占了污水處理的30%，在我們發(fā)愁的事中占了90%”，這是德國(guó)工程師Imhoff幾十年前的一段話。今天德國(guó)污泥處置上的花費(fèi)已達(dá)到和超過(guò)50%，污泥的去處和如何實(shí)現(xiàn)資源回收仍在讓人們發(fā)愁，因?yàn)樵谖勰嗵幹蒙犀F(xiàn)在的常規(guī)做法已根本切斷了“人類廢棄物→土地→食品”的物質(zhì)循環(huán)。

“頭痛醫(yī)頭，腳痛醫(yī)腳”，我們的祖先一直重視系統(tǒng)。水資源、水污染也是一個(gè)系統(tǒng)問(wèn)題。只有把握系統(tǒng)本質(zhì)的 規(guī)律 性，持之以恒，才能真正緩解水資源危機(jī)。

3 規(guī)劃和行動(dòng)中的“正本清源”

水資源、水污染的規(guī)劃與評(píng)價(jià)必須要成為城市 發(fā)展 、經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式中的一個(gè)根本議題才能真正走向完善。

圓明園補(bǔ)水的事，更應(yīng)看到城市生態(tài)水(地上、地下)的貧瘠。滇池的富營(yíng)養(yǎng)化久治不愈(建污水廠、挖泥、截留…)至少說(shuō)明系統(tǒng)的龐大和問(wèn)題的復(fù)雜。深圳污水控制思路，有眾多高級(jí)學(xué)者、院士參謀、會(huì)診，但是我們應(yīng)該清醒地看到中國(guó)有600多個(gè)城市，鄉(xiāng)鎮(zhèn)更是不計(jì)其數(shù)，在規(guī)劃中不可能像深圳請(qǐng)到這么多專家。專家也常術(shù)業(yè)專攻，請(qǐng)哪些方面的專家，請(qǐng)多少，專家能有多少精力，這里邊都有很大的隨機(jī)性。所以有必要將一些典型案例進(jìn)行更廣泛的分析與介紹，作為其它城市的 參考 。

為了規(guī)范管理，設(shè)置統(tǒng)一的指標(biāo)體系是有意義的，如排放標(biāo)準(zhǔn)、節(jié)水率、生態(tài)住宅評(píng)價(jià)體系、節(jié)水型 社會(huì) 指標(biāo)體系等等。由于系統(tǒng)的復(fù)雜性和環(huán)境容量的有限，分門別類的國(guó)家級(jí)指標(biāo)體系在一個(gè)區(qū)域或城市的水資源決策、管理中無(wú)法取代與地域特征和城市發(fā)展緊密結(jié)合的水系統(tǒng)的規(guī)劃和宏觀決策分析。

水環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展以及水圈的良性循環(huán)應(yīng)成為各項(xiàng)指標(biāo)體系的最高宗旨，否則會(huì)出現(xiàn)污水處理率、中水回用率無(wú)法反映一個(gè)地區(qū)的水資源管理是否真正符合可持續(xù)發(fā)展的模式。深圳治水的爭(zhēng)論并不在于污水處理率是多少，更多的是一個(gè)地區(qū)如何建立一個(gè)可持續(xù)發(fā)展的用水排水模式的爭(zhēng)論，由此可見(jiàn)一斑。

水的規(guī)劃和決策中應(yīng)把握的最本質(zhì)的東西是什么?筆者的初步理解，解決水資源問(wèn)題的根本是尊重自然規(guī)律，從量上，我們應(yīng)避免和補(bǔ)償城市化給水循環(huán)帶來(lái)的干擾，從質(zhì)上，不要簡(jiǎn)單地把水作為我們廢物的運(yùn)輸工具。

無(wú)論 科技 如何發(fā)展，現(xiàn)在還無(wú)法看出人類能改變水圈循環(huán)的基本原理。雨水是地下水、地表水的源;地下水的量受地表水量 影響 ;水源與廢水無(wú)清晰界限，地表水、土壤的污染可以引起地下水的污染;水源質(zhì)量受納物量影響;蒸發(fā)、下滲、徑流是地表水的三大走向等等。這些因素的相互聯(lián)系及內(nèi)在規(guī)律是規(guī)劃決策中必須考慮的

城市化對(duì)自然水圈帶來(lái)的量上的明顯改變是地下水減少、又得不到補(bǔ)償;地表水停留時(shí)間縮短，下滲和蒸發(fā)減少，徑流量增加。而在質(zhì)上，則是地表水、地下水的污染——即水源的污染。

4 經(jīng)濟(jì) 發(fā)達(dá)國(guó)家的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)

中國(guó) 城市污水處理廠的興建只是近二十年的事。城市雖然已經(jīng)高樓林立，但在基礎(chǔ)設(shè)施、城市管網(wǎng)建設(shè)等方面仍需走很長(zhǎng)的路才能達(dá)到歐洲一些經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國(guó)家現(xiàn)在或幾十年前的水平。

在重視單項(xiàng)技術(shù)引進(jìn)的同時(shí)，要加強(qiáng)對(duì)他們?cè)谥嗡矫嬉炎哌^(guò)路程的 研究 ， 分析 這條路還有多長(zhǎng)和這條路是否是唯一選擇。在對(duì)策的研究上，我們必須要有充分的緊迫感，因?yàn)槲覀兠磕甓加猩锨f(wàn)的人進(jìn)入城市，因?yàn)槲覀兠繋啄暝诔鞘谢缆飞纤叩穆烦淌乾F(xiàn)在西方用幾十年才走過(guò)的，因?yàn)槲覀兏咚?發(fā)展 進(jìn)程中的任何一個(gè)失誤都有可能帶來(lái) 社會(huì) 財(cái)富的巨大損失。

以下結(jié)合筆者的工作經(jīng)歷列舉幾個(gè)局部，并不全面：

1、傳統(tǒng)污水末端集中處理模式的 問(wèn)題 與局限。

歐洲傳統(tǒng)的排污治污模式存在嚴(yán)重缺陷，主要體現(xiàn)在：

(1)高耗水，從理念上把水作為廢棄物的載體;污染物和營(yíng)養(yǎng)鹽經(jīng)歷混合、稀釋、運(yùn)輸、降解/轉(zhuǎn)移、濃縮分離，進(jìn)入地表水體和產(chǎn)生污泥。歐洲很多案例研究可以證明，即使最 現(xiàn)代 的污水處理廠，其出水水質(zhì)與地表水水質(zhì)要求仍相差很遠(yuǎn)(比如含磷在1mg/L水平，而城市周邊緩慢流動(dòng)的水體為防止富營(yíng)養(yǎng)化需要達(dá)到比這一數(shù)值低近百倍的水平)，也就是說(shuō)，耗資巨大的現(xiàn)代污水處理廠出水仍需要大量的稀釋才有可能對(duì)環(huán)境不造成污染，才有可能作為資源再用。

(2)污水的大水量、長(zhǎng)距離輸送是末端集中處理模式中最主要的費(fèi)用組成，是幾代人不斷積累的結(jié)果。進(jìn)入七十年代以來(lái)，歐洲經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國(guó)家 歷史 上修建的污水管網(wǎng)逐步進(jìn)入翻修、擴(kuò)展期，污水管網(wǎng)對(duì)他們也同樣是一個(gè)巨大的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)，發(fā)展中國(guó)家在城市人口快速發(fā)展的進(jìn)程中很難效仿。

(3)污染物的降解和濃縮分離是污水處理中兩大基本過(guò)程，但傳統(tǒng)的排水模式是將污染物和營(yíng)養(yǎng)鹽先進(jìn)行上百倍的稀釋，然后再消耗大量能量再分離。

(4)在各個(gè)單元操作達(dá)到較高技術(shù)水平后，污泥問(wèn)題仍是污水處理中一大難題。混和的污水成分復(fù)雜，從技術(shù)和管理上難以實(shí)現(xiàn)成分復(fù)雜的污泥的返田。污泥處置的費(fèi)用已經(jīng)達(dá)到和超過(guò)污水處理本身，并呈繼續(xù)上升趨勢(shì)。

(5)違背生態(tài)循環(huán)原則。截?cái)嗔嗽械?ldquo;糧食-人居-廢物-土地”物質(zhì)循環(huán)。過(guò)去的40年中，世界人口增加了一倍，但化肥的產(chǎn)量增加了10倍。磷礦是有限的資源，制造氮肥( 目前 人類從大氣中的氮?dú)庵频实墓痰恳呀?jīng)是地球生物固氮總量的37%，Gijzen(2001))需要消耗大量的能量，污水處理廠脫氮也需要耗能。在污泥消化后，對(duì)液相利用MgNH4PO4沉淀的 方法 回收磷也只占進(jìn)水總量的15-30%(HEinzmannet.al.2002)。污泥焚燒處理的飛灰中，磷的分離回收同樣是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程。用鐵鹽作為化學(xué)混凝除磷所產(chǎn)生的污泥雖然也可以通過(guò)相應(yīng)的工藝技術(shù)回收磷和鐵鹽(Karimnia，1988，Zhang，2000)，但由于經(jīng)濟(jì)性等方面的原因，目前這些方法均未能得到真正意義上的推廣。實(shí)際情況是，現(xiàn)代污水處理廠的這些營(yíng)養(yǎng)鹽在永久地流失。

2、雨水管理關(guān)鍵在于實(shí)現(xiàn)雨水的良性循環(huán)。

城市區(qū)域中把雨水儲(chǔ)存、直接利用是有很大局限的。歐洲有大量實(shí)例說(shuō)明，城市廣泛實(shí)施分散的雨水生態(tài)工程不僅能有效恢復(fù)、補(bǔ)償?shù)叵滤⒏纳瞥鞘行夂�，而且通過(guò)減小雨水對(duì)城市管網(wǎng)的壓力在經(jīng)濟(jì)上同樣有巨大意義。

出于對(duì)市政管網(wǎng)經(jīng)濟(jì)性的考慮，約在一百年前，歐洲國(guó)家就有在城市區(qū)域中修建分散的雨水緩沖池的例子，用于消減暴雨徑流對(duì)排水系統(tǒng)構(gòu)成的短時(shí)間高負(fù)荷。七十年代后，出于經(jīng)濟(jì)和生態(tài)上的考慮開(kāi)始實(shí)施分散的、大規(guī)模的雨水反滲地下水模式，作為城市土地硬化后對(duì)原有的雨水 自然 下滲進(jìn)行補(bǔ)償。

3、污水作為生態(tài)水再利用的意義不一定亞于直接的中水回用

已如上述污水和城市水資源并無(wú)清晰的界限，德國(guó)上世紀(jì)三十年代以來(lái)逐步流行的、不直接去地表水而是河水反滲地下水作為飲用水源的做法與這一認(rèn)識(shí)不無(wú)關(guān)聯(lián)。這里介紹德國(guó)一個(gè)“缺水城市”的實(shí)例。

柏林雖然地表有6%是淺水湖，但缺水：這些湖水幾乎不流動(dòng)，其進(jìn)水主要是雨水和污水處理廠出水;柏林年降雨量?jī)H約500mm，比我國(guó)許多北方城市的降水量還小。

位于西柏林的Tegel水廠負(fù)責(zé)周邊65萬(wàn)人口的供水，始建于1877年。1883年改建成采用地表水，1901/1903年改建成采用地下水。由于污水和雨水地表徑流，到上世紀(jì)八十年代初，進(jìn)水達(dá)到含磷量1-10mg/L。為改善水源和恢復(fù)Tegel湖水質(zhì)，在1985年，在湖的東北部入口(TegelerFliess和Nordgraben)建成深度處理廠，采用混凝-沉淀-過(guò)濾工藝。為防止西南部的水(水質(zhì)也很差)倒流，設(shè)泵站將一部分水打到東北部的進(jìn)口一并處理(總設(shè)計(jì)處理量為6m3/秒)，出水含磷小于0.01mg/L，其它污染物通過(guò)綜合指標(biāo)濁度來(lái)控制。Tegel水廠處理工藝為曝氣，沙濾，不需要加氯消毒，供水水質(zhì)為直飲水。

5 挑戰(zhàn)與機(jī)遇

可持續(xù)發(fā)展和循環(huán)經(jīng)濟(jì)的共識(shí)是近一、二十年才形成的共識(shí)，西方國(guó)家城市化的發(fā)展歷程中有成功的經(jīng)驗(yàn)也有失敗的教訓(xùn)。城市高耗水、直腸式、末端混合處理模式建立和壯大的階段至少在時(shí)間上是與對(duì)自然資源和殖民地的掠奪、 工業(yè) 化高速發(fā)展與自豪、較低的城市密度、較大的環(huán)境容量這樣一個(gè)大背景同步的。特別是上世紀(jì)七十年代以來(lái)，在水生態(tài)保護(hù)上，西方也積累了很多實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。

中國(guó)大規(guī)模、高速的城市化一方面對(duì)水資源造成巨大壓力、對(duì)水的管理提出了挑戰(zhàn)，但另一方面，能在循環(huán)經(jīng)濟(jì)的理念下， 總結(jié) 別人過(guò)程中的得與失，也為我們“一開(kāi)始”就注重水環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展提供了機(jī)遇。

水環(huán)境可持續(xù)發(fā)展是個(gè)大議題，筆者下面僅結(jié)合自己的工作經(jīng)歷談一點(diǎn)思考。

城市污水控制的資金來(lái)源渠道是污水控制中的一大障礙。城市、鄉(xiāng)鎮(zhèn)擴(kuò)展和老城的現(xiàn)代化改造是城市化發(fā)展的兩大模式，把給排水和污水控制與房地產(chǎn)開(kāi)發(fā)有機(jī)地結(jié)合起來(lái)有可能會(huì)有效地解決資金渠道問(wèn)題，因?yàn)檫@些基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)從地的開(kāi)發(fā)開(kāi)始就得到積累，事實(shí)上，它在地價(jià)、房?jī)r(jià)中所占的比例并不高。

在這一背景下，分散的(可能在萬(wàn)人規(guī)模大小)水污染控制具有很多優(yōu)點(diǎn)和可操作性。它可以避免集中污水處理方式在城市區(qū)域發(fā)展進(jìn)程中多年排污量逐步增加，而污水處理設(shè)施建設(shè)在時(shí)續(xù)上或者超前或者落后的問(wèn)題，可以避免污水的遠(yuǎn)距離輸送所帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)和管理上的困難，可以將資金來(lái)源與地產(chǎn)開(kāi)發(fā)更好的結(jié)合起來(lái)，更有利于污水的源頭控制，將污水治理與責(zé)任群體進(jìn)行更好地掛鉤。

雨水、污水控制、地表景觀水的統(tǒng)一規(guī)劃設(shè)計(jì)對(duì)城市區(qū)域水資源、污水控制以及資源化常常會(huì)起到?jīng)Q定性的作用。節(jié)水、污水盡可能的源頭控制不僅有利于水資源的良性循環(huán)，產(chǎn)生更多的地表景觀水，而且可把污水地下遠(yuǎn)距離輸送成本降至最低。

城市污水中絕大部分的氮、磷來(lái)自人糞尿。十一年前筆者主持曼谷市污泥處理、處置系統(tǒng)的規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)，接受和建議將單獨(dú)收集來(lái)的糞尿混入污水處理廠一并處理的方案，因?yàn)檫@樣更符合歐洲成熟的經(jīng)驗(yàn)。多少年后在接觸污泥資源回收工作中，得以反思并為當(dāng)時(shí)的技術(shù)觀點(diǎn)感到不安和內(nèi)疚。中國(guó)在糞尿返田上有著悠久的歷史，化糞池很早就得到普及，糞尿的量?jī)H與污水處理廠污泥的量相當(dāng)，其生化降解速度更快，反應(yīng)工程上更容易控制，即使實(shí)現(xiàn)不了資源化，單獨(dú)處置可有效減少其它廢水的污染負(fù)荷和深度處理的成本。歐洲和中國(guó)的 應(yīng)用 示范研究均表明負(fù)壓和/或壓力管道系統(tǒng)可有效地實(shí)現(xiàn)糞尿的源頭收集與輸送，與節(jié)水器具聯(lián)用可將源頭節(jié)水與源頭污水控制有機(jī)地結(jié)合在一起，除了環(huán)境效益外，與傳統(tǒng)混合排水模式相比在經(jīng)濟(jì)性上同樣具有優(yōu)勢(shì)。

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