水资源对于我国的经济社会可持续发展来说,就像是一道巨大的瓶颈,阻碍着前进的步伐。所以,我们要开展区域再生水循环利用,这可是一项有效的措施,可以帮助我们缓解水资源供需矛盾,而且这也是我们党中央和国务院关于污水资源化决策部署的一项非常重要的举措。
按照生态环境部等四部门联合印发的《区域再生水循环利用试点实施方案》的要求,最近,生态环境部联合发展改革委、住房城乡建设部、水利部,发布了一份通知,标题是《关于公布2022年区域再生水循环利用试点城市名单的通知》,这个通知明确了首批纳入区域再生水循环利用试点范围的19个城市。这个试点工作对于提高缺水地区再生水利用能力、缓解水资源供需矛盾、引领我国各地挖掘污水资源化利用的潜力,具有非常重要的意义。
区域再生水循环利用,简单来说,就是把符合排放标准的废水,经过人工湿地水质净化工程等生态措施进一步改善后,在一定区域内用于生产、生态和生活,这可是一种污水资源化利用的模式。和传统的污水资源化利用方法相比,这个方法可谓是与众不同。
区域再生水循环利用试点更强调区域统筹、生态净化、调蓄利用,综合效益更显著,对于推动缺水地区探索协同推进降碳减污扩绿增长的水生态环境保护新路径,具有极其重要的意义。
一、水资源已成为我国经济社会可持续发展的瓶颈
我们国家的水资源问题真的是相当严重,就像一个大瓶颈,一直制约着我们的经济社会可持续发展。原因很多,首先,人口多,水资源少,而且分布也极不均匀,这和我们的经济要素不太相符合。虽然我们国家的水资源总量算是比较大的,但是每个人能分到的水资源量只有世界平均水平的四分之一,这让我们成为了全球13个人均水资源最匮乏的国家之一。而且,随着人口的不断增加,每个人能分到的水资源还会继续减少。我们国家的水资源问题有一个显著特点,就是不同地区的水资源量差别很大。近20年来,水资源量最多的年份是2010年,比平均水平高了11.5%,而最少的年份是2011年,比平均水平低了16.1%,甚至是1956年以来最低的一年。通常认为,随着气候变暖等因素的影响,水资源年均变化还会进一步加大。另一个特点是南北分布差异严重。
水资源分布在我国是相当不均匀的,而且与土地资源和人口的分布完全不匹配。在全国的十个水资源片区中,北方六个区域(包括松花江、辽河、海河、黄河、淮河五大流域以及西北的各条河流)的水资源量仅占全国的16.7%,但是北方的土地面积和耕地面积却要远高于南方四个区域。
水资源问题已经成为了我国经济社会可持续发展的制约因素。自从”十二五”规划以来,我国实施了“最严格的水资源管理制度”,划定了用水红线,控制用水量的增长。到了2021年,我国的用水量成功控制在5920亿立方米,与2012年的6131亿立方米相比,总用水量实现了零增长。这一成就主要归功于工业领域的节水措施。在这十年间,工业用水从1379亿立方米下降到了1050亿立方米,而农业灌溉的用水量一直维持在3700亿立方米左右,生活用水则从740亿立方米增加到了910亿立方米。特别值得一提的是,每万元工业增加值所需的用水量从65立方米降至了28立方米,而京津冀地区已经接近了每万元工业增加值用水量10立方米的目标,提前了十年达到了《全国水资源综合规划》中2030年的预期目标。但与此同时,我们也必须意识到,2021年全国仍然有着严重的水资源压力。
我国规模以上工业已经在用水方面取得了巨大的节水成就,工业用水的重复利用率已经高达92.9%。我们的节水水平已经远远超过了发达国家,可以说在工业领域,节水潜力已经不大。然而,尽管如此,我们仍然面临着水资源供需矛盾的严重问题,因为工业产值不断增长,城镇化率稳步提升,粮食产量稳中有升,生态环境也在持续改善,这些都导致了各个领域对水的需求持续上升。因此,我们迫切需要找到解决这一矛盾的方法。鉴于此,我国对黄河、淮河、海河等缺水流域提出了“以水定城、以水定地、以水定人、以水定产”的理念,并建立了水资源刚性约束制度。
二、污水再生利用是突破水资源瓶颈的重要途径
如果我们回顾一下国际上解决水资源紧缺问题的经验,就会发现,包括污水再生利用在内的非常规水资源开发利用是根本途径。以色列、新加坡、澳大利亚、南非、纳米比亚等缺水国家都是在开发和利用非常规水资源方面取得了成功的典范。
以色列国土面积的60%都是沙漠,其余部分则属于半干旱地区,年降水量只有435毫米,人均水资源在2017年已降至214立方米,水资源非常匮乏,不足我国的十分之一。然而,以色列政府在2013年10月宣布全国展开了大规模的污水再生项目,计划用于农业灌溉。这个项目是非常成功的,已经成为全球非常规水资源开发利用的典范之一。
用水不再受天气限制,水安全问题已经被彻底解决。这个奇迹的根本途径就是污水再生利用和海水淡化等非常规水资源的开发。从上世纪九十年代开始,以色列开始建设大量污水再生、输配、储存和利用设施。现在,他们的污水再生利用率已经超过了90%,而且下一步计划要全部再生利用。以色列把90%的再生水用于农业灌溉,这支撑了高效的现代农业,他们不仅能够满足自己的需求,还成为了农产品的出口国。
以色列通过开发非常规水资源成功地解决了水安全问题。我国北方的许多地区年降水量和人均水资源量都低于以色列,所以这些地方可以借鉴以色列在污水资源化方面的成功经验,开发非常规水资源,来解决当地的缺水问题。
与此不同,美国的人均水资源量是我国的四倍多,但西部地区却面临着严重的水资源短缺问题,有限的水资源主要用于农业灌溉。2014年,美国国会认为仅仅通过提高用水效率是无法满足粮食安全和经济持续增长的需要的。预计到2025年,将有超过40个州面临缺水状态,因此联邦政府采取了措施来应对这一水危机。2019年,联邦政府宣布实施了国家水回用行动计划,以保障美国的水资源安全。
为了确保我国的水安全,以及实现水资源的可持续性和韧性,我们已经制定了全面的计划,包括市政污水等六大方向的收集、再生与回用。我们设定了200个行动目标,组织了28个独立的责任人和80个合作机构,一共展开了11个战略主题和37个具体行动。同时,我们还成立了跨部门工作组,以统一协调各方合作。
我国的水资源总量和特征与美国有一些相似之处,两国都曾尝试通过大规模的跨流域调水来解决缺水问题,但都没有完全解决水资源紧缺的难题。因此,我们可以借鉴美国的做法,系统地规划和全面开展污水再生利用,从而突破水资源的瓶颈,为经济社会的可持续发展提供支撑。
三、把握好区域再生水循环利用的几个关键
首先,我们要努力扩大再生水综合利用的途径。污水再生利用的方向包括农业灌溉、工业利用、市政用水以及生态环境等多个领域。以色列是目前被公认为污水再生利用最成功的国家之一,他们有90%的再生水用于农业灌溉,占到了农业用水总量的60%以上。为了实现这一高度的再生水利用率,以色列建设了大约2000个污水处理厂,这是值得我们借鉴的。
然后,我们需要加强科技创新,提高污水再生利用技术的水平,降低成本,提高可行性。还需要制定相关政策法规,推动污水再生利用的发展。最后,需要进行社会宣传和教育,提高公众对污水再生利用的认知和接受度,促进这一领域的发展。
在我国,我们已经建设了超过200个再生水水库,总库容超过2亿立方米,并铺设了从水库到灌溉点的再生水输配管道,覆盖了大部分国土。我认为,污水再生利用的第二个重要方向应该是供热电和大型工业企业的冷却水,因为这些地方用水量大,用水点集中,管道敷设相对容易。而如果将再生水用于市政综合用水,由于用水量较小且分散,再生水可能会在城市建成区内逆向扩散,这样会面临储存设施用地和输配管线路的不足问题,利用难度相对较大。此外,再生水也可以用于补充生态环境的水资源,作为接受剩余再生水的备用渠道。对于试点城市来说,可以借鉴以色列的经验,选择需求大、基础好、综合效益显著的用途作为再生水利用的重点方向,并进行系统规划和设施建设。
另外,我们还需要坚守风险评估和管控的关键。首先,要从源头上进行管控,确保再生水的质量。在我国,一些城镇的污水厂接纳了工业废水,这可能会影响再生水的循环利用。因此,试点城市不应将接纳含有毒有害物质的工业废水的污水处理厂纳入区域再生水循环利用体系。其次,要规范运行和维护工作。虽然现有的技术装备可以基本保障污染物的稳定去除,但再生水的水质风险通常来自操作层面的监测偏差、运行操作不当甚至是错误的连接和泄漏。因此,我们需要严格规范运行和维护程序,确保再生水的质量和安全。
我认为,在推进区域再生水循环利用方面,有几个关键问题需要注意。
首先,我们需要解决设施建设、运行和维护等运营问题。试点城市需要建立健全相关设施的长期运营机制,并制定完善的运行管理规范,以确保再生水的水质稳定,满足再用的要求。此外,要加强监督和管理,因为规模化长期使用再生水存在一定的风险。针对新兴污染物对健康和生态的影响,我们需要进行研究,特别是关于病原体、盐度以及内分泌干扰物等方面的研究。以色列在将再生水用于农业灌溉后,发现部分地区的地下水开始出现盐渍化的倾向,因此他们开展了全国性的减盐行动,有效地控制了地下水的盐渍化。试点城市需要强化再生水的全过程水质和水量监测,严格管理各个环节,确保水质的安全和可控。
其次,我们应该充分发挥政府和市场的作用。区域再生水循环利用涉及多个行业和部门,与社会公众的利益密切相关,因此需要有力的政策支持。首先,需要建立健全的组织体系,制定统计和考核体系,以考核促使目标达标。其次,我们需要建立科学合理的再生水价格体系,包括覆盖再生水生产成本的价格,并提供适当的财政支持。最后,要优化融资机制,实施税费优惠政策,以提高市场主体的积极性。美国的做法可以为我们提供有益的借鉴。
我认为,美国政府采取了一些有益的措施来推动污水再生利用项目的发展。例如,联邦政府为西部14个缺水州的污水再生利用项目提供了25%的建设费用补贴,同时40个州也制定了鼓励政策来支持这一领域的发展。这些政策措施为污水再生利用项目的建设和推广提供了财政支持和政策引导。另外,以色列也制定了价格政策,鼓励再生水用于农业灌溉,这为提高再生水在农业领域的利用率提供了经济激励。
这些国际经验可以为我国的试点城市提供有益的借鉴。最终,我想强调这些观点是来自中国人民大学环境学院教授、博士生导师,以及中国人民大学低碳水环境技术研究中心主任王洪臣的观点。