论文部分内容阅读
说到再生水，普通读者对它既陌生又带有几分成见，可是在清河再生水厂，记者仿佛看到了柳宗元笔下的“小石潭”：眼前是一个注满再生水的鱼池，清冽见底的池水中，数百条红色、黄色、白色的金鱼往来嬉戏。谁会想到，这再生水的源头，竟是腥臭、刺鼻、泥汤样泛着白沫的下水道污水。污水到污水处理厂后，经过去除漂浮物、除臭、沉淀刮泥等工序，再到再生水厂进行膜过滤、臭氧脱色、二氧化氯消毒，等等，就变成了眼前清亮亮的再生水。
日前，记者采访了北京市水利科学研究所总工刘洪禄，他介绍，再生水离我们的生活并不遥远，奥运会期间，来自清河再生水厂的再生水开始源源不断地注入奥运公园龙形水系，标志着奥运公园再生水利用正式开始。目前，再生水已经成为北京市的新水源。其中，主要用于道路冲洒、绿化浇灌、洗车、冲厕等。刘洪禄详细介绍了北京市再生水利用的现状，并展望了再生水利用的美好前景。
连续干旱12年首都遭遇水危机
北京，这座千百年前建立在永定河冲积平原上的都城，在飞速发展中蓦然发现，自己的“母亲河”——永定河已经断流30余年了。刘洪禄激动地说：“永定河断流的主要原因是干旱。”从1999年以来，北京市连续干旱12个年头，水资源入不敷出，水资源紧缺问题更加突出。常年干旱使北京市全年可用水资源总量小于实际用水总量，只得靠超采地下水补充。
北京是严重缺水的国际化大都市，人均水资源占有量不足300m3，是全国平均水平的1／8，是世界平均水平的1／30，水资源短缺已经成为制约首都社会经济发展的第一瓶颈。
1999年以来的连续干旱，全市降水仅为多年平均的68％，靠开采地下水满足各业用水需求，平原区地下水埋深已从1999年的11.7m下降到2007年的22.79m；加之上游来水明显减少，官厅、密云两大水库蓄水量由1999年的5.39亿m3、28.4亿m3，下降到2007年的1.31亿m3和9.77亿m3，更加剧了北京市水资源短缺形势。
再生水的循环利用
再生水为“污水经适当处理后，达到一定的水质指标，满足某种使用要求，可以进行有益使用的水”，一般指污水处理厂二级处理出水。
为了缓解水资源的供需矛盾，有关方面正在积极寻求开辟新水源的途径，而作为城市新水源的再生水有哪些优点呢?刘洪禄介绍说，城市再生水具有很多优点，它主要不受气候影响、不与临近地区争水、就地可取、稳定可靠、保证率高等优点，在一定的使用范围内，为我们提供了一个经济可靠的新水源。随着北京市水环境治理力度的加大和市政污水处理基础设施建设的加快，污水处理率越来越高，再生水(污水处理厂处理达标水，一般为Ⅱ级处理)量也越来越大。
据2002年的统计数据，农业作为第一用水大户，用水量占总用水量的40％左右，农业用水中优质地下水水源占86％，显示出北京的用水结构不合理。如果将再生水用于农田灌溉，一方面再生水中含有植物生长所需的氮磷等营养物质，可促进农作物的生长，减少化肥的使用量，另一方面可替代抽取的地下水，减少地下水开采，延缓地下漏斗区的发展，并可将原来用于灌溉的地下水源用于饮用水源，体现水的优质优用，实现水资源质与量两方面的优化配置。
再生水在北京的应用
北京市再生水资源丰富，污水处理能力达到300万m3／d，污水处理率达到92％，北京市已将再生水回用作为替代清洁水源、缓解水危机的重要举措。目前再生水已广泛应用于城市绿地和农业灌溉、市政杂用以及回补河道等，通过再生水的有效回用降低了农业、绿地等高用水领域的清水消耗，减少了对地下水的超采，促进了郊区河道恢复，改善了首都生态环境。北京市自2002年开始大规模实施再生水灌溉，目前已经在北京市大兴、通州区发展再生水灌区60万亩，2009年农业再生水利用量达到3亿m3，占农业总用水的25％，通过再生水灌溉促进了水资源的高效利用及合理配置，实现年直接经济效益达10亿元以上。
打造再生水安全灌溉支撑体系
刘洪禄介绍，该项目通过室内及小区试验、野外监测等手段，综合应用3S技术、数值模拟、以及化学分析和生物测试等方法，主要开展了再生水质量分析与评价、再生水灌溉对农作物、土壤与地下水影响的研究，得出了再生水中主要污染物在“土壤作物系统”和“土壤地下水系统”的迁移、分配与转化规律，建立了再生水安全灌溉技术模式。重点解决了北京市再生水灌区规划、设计、建设、运行中存在的关键技术难题，以实现再生水安全、高效、可持续灌溉利用。该项目在国内首次深入系统研究再生水灌溉技术，取得了以下主要关键技术成果：
一是得出了北京市再生水水量、水质时空分布规律，建立了北京市再生水资源地理信息系统，提出了再生水灌区水源优化配置模式。
二是得出了再生水灌溉对粮食作物、蔬菜、牧草、草坪、棉花等农作物产量与品质的影响规律，创造性地提出适宜再生水灌溉的植物分类标准。
三是得出了再生水灌溉对土壤物理性质、化学性质的影响规律，提出了以生物毒性测试为指导、并结合化学分析鉴定结果的再生水灌溉土壤生物毒性诊断方法，指导灌区土壤质量监测评价。
四是得出了再生水灌溉条件下主要污染物在土壤
地下水系统的迁移转化规律。
五是完成了北京市再生水灌区作物、土壤、地下水质量背景值调查与地理信息系统开发，建立了再生水灌区监测评价技术与评价网络，编制了北京市再生水灌溉监测公报。
六是提出了再生水灌区灌溉系统规划、设计、运行管理关键技术参数，编制了再生水灌溉技术规范，综合建立了再生水安全灌溉技术模式。
该项目在执行过程中，建立了多学科领域科研人员参加的全国性再生水灌溉研究平台，提出了再生水灌溉技术研究思路与技术发展路线，构建了基于农产品安全、土壤安全与地下水安全的再生水安全灌溉技术模式，建立了服务于北京市乃至全国的再生水安全灌溉科技支撑体系。
再生水利用的美好未来
刘洪禄介绍，自2003年全市大规模推广利用再生水以来，8年内，全市利用再生水量累计达33.6亿m3，相当于1680个昆明湖的水量。
2011年年初，北京市水务局发布了再生水利用十二五规划。2015年，全市年再生水利用量将不低于10亿m3，再生水利用率达到70％以上。不断加强再生水的开发利用水平将是解决未来北京水资源供需平衡矛盾，构建“绿色北京”，实现建设世界城市的一项重要举措。
预计到2030年，全国污水排放量将达963亿m3，污水处理率为80％，处理量为767亿m3；到2050年，全国污水排放量将达1370亿m3，污水处理率为95％，处理量为1300亿m3。再生水资源将成为我国重要的替代性水源，估算到2030年和2050年，可利用再生水灌溉量分别为138亿m3和390亿m3，可以实现年综合经济效益为205亿元与580亿元。同时，再生水利用可以节省区域调水、城市引水和开辟新水源而发生的投资费用、节省因缺水造成的国家财政收入的损失等潜在效益。
日前，记者采访了北京市水利科学研究所总工刘洪禄，他介绍，再生水离我们的生活并不遥远，奥运会期间，来自清河再生水厂的再生水开始源源不断地注入奥运公园龙形水系，标志着奥运公园再生水利用正式开始。目前，再生水已经成为北京市的新水源。其中，主要用于道路冲洒、绿化浇灌、洗车、冲厕等。刘洪禄详细介绍了北京市再生水利用的现状，并展望了再生水利用的美好前景。
连续干旱12年首都遭遇水危机
北京，这座千百年前建立在永定河冲积平原上的都城，在飞速发展中蓦然发现，自己的“母亲河”——永定河已经断流30余年了。刘洪禄激动地说：“永定河断流的主要原因是干旱。”从1999年以来，北京市连续干旱12个年头，水资源入不敷出，水资源紧缺问题更加突出。常年干旱使北京市全年可用水资源总量小于实际用水总量，只得靠超采地下水补充。
北京是严重缺水的国际化大都市，人均水资源占有量不足300m3，是全国平均水平的1／8，是世界平均水平的1／30，水资源短缺已经成为制约首都社会经济发展的第一瓶颈。
1999年以来的连续干旱，全市降水仅为多年平均的68％，靠开采地下水满足各业用水需求，平原区地下水埋深已从1999年的11.7m下降到2007年的22.79m；加之上游来水明显减少，官厅、密云两大水库蓄水量由1999年的5.39亿m3、28.4亿m3，下降到2007年的1.31亿m3和9.77亿m3，更加剧了北京市水资源短缺形势。
再生水的循环利用
再生水为“污水经适当处理后，达到一定的水质指标，满足某种使用要求，可以进行有益使用的水”，一般指污水处理厂二级处理出水。
为了缓解水资源的供需矛盾，有关方面正在积极寻求开辟新水源的途径，而作为城市新水源的再生水有哪些优点呢?刘洪禄介绍说，城市再生水具有很多优点，它主要不受气候影响、不与临近地区争水、就地可取、稳定可靠、保证率高等优点，在一定的使用范围内，为我们提供了一个经济可靠的新水源。随着北京市水环境治理力度的加大和市政污水处理基础设施建设的加快，污水处理率越来越高，再生水(污水处理厂处理达标水，一般为Ⅱ级处理)量也越来越大。
据2002年的统计数据，农业作为第一用水大户，用水量占总用水量的40％左右，农业用水中优质地下水水源占86％，显示出北京的用水结构不合理。如果将再生水用于农田灌溉，一方面再生水中含有植物生长所需的氮磷等营养物质，可促进农作物的生长，减少化肥的使用量，另一方面可替代抽取的地下水，减少地下水开采，延缓地下漏斗区的发展，并可将原来用于灌溉的地下水源用于饮用水源，体现水的优质优用，实现水资源质与量两方面的优化配置。
再生水在北京的应用
北京市再生水资源丰富，污水处理能力达到300万m3／d，污水处理率达到92％，北京市已将再生水回用作为替代清洁水源、缓解水危机的重要举措。目前再生水已广泛应用于城市绿地和农业灌溉、市政杂用以及回补河道等，通过再生水的有效回用降低了农业、绿地等高用水领域的清水消耗，减少了对地下水的超采，促进了郊区河道恢复，改善了首都生态环境。北京市自2002年开始大规模实施再生水灌溉，目前已经在北京市大兴、通州区发展再生水灌区60万亩，2009年农业再生水利用量达到3亿m3，占农业总用水的25％，通过再生水灌溉促进了水资源的高效利用及合理配置，实现年直接经济效益达10亿元以上。
打造再生水安全灌溉支撑体系
刘洪禄介绍，该项目通过室内及小区试验、野外监测等手段，综合应用3S技术、数值模拟、以及化学分析和生物测试等方法，主要开展了再生水质量分析与评价、再生水灌溉对农作物、土壤与地下水影响的研究，得出了再生水中主要污染物在“土壤作物系统”和“土壤地下水系统”的迁移、分配与转化规律，建立了再生水安全灌溉技术模式。重点解决了北京市再生水灌区规划、设计、建设、运行中存在的关键技术难题，以实现再生水安全、高效、可持续灌溉利用。该项目在国内首次深入系统研究再生水灌溉技术，取得了以下主要关键技术成果：
一是得出了北京市再生水水量、水质时空分布规律，建立了北京市再生水资源地理信息系统，提出了再生水灌区水源优化配置模式。
二是得出了再生水灌溉对粮食作物、蔬菜、牧草、草坪、棉花等农作物产量与品质的影响规律，创造性地提出适宜再生水灌溉的植物分类标准。
三是得出了再生水灌溉对土壤物理性质、化学性质的影响规律，提出了以生物毒性测试为指导、并结合化学分析鉴定结果的再生水灌溉土壤生物毒性诊断方法，指导灌区土壤质量监测评价。
四是得出了再生水灌溉条件下主要污染物在土壤
地下水系统的迁移转化规律。
五是完成了北京市再生水灌区作物、土壤、地下水质量背景值调查与地理信息系统开发，建立了再生水灌区监测评价技术与评价网络，编制了北京市再生水灌溉监测公报。
六是提出了再生水灌区灌溉系统规划、设计、运行管理关键技术参数，编制了再生水灌溉技术规范，综合建立了再生水安全灌溉技术模式。
该项目在执行过程中，建立了多学科领域科研人员参加的全国性再生水灌溉研究平台，提出了再生水灌溉技术研究思路与技术发展路线，构建了基于农产品安全、土壤安全与地下水安全的再生水安全灌溉技术模式，建立了服务于北京市乃至全国的再生水安全灌溉科技支撑体系。
再生水利用的美好未来
刘洪禄介绍，自2003年全市大规模推广利用再生水以来，8年内，全市利用再生水量累计达33.6亿m3，相当于1680个昆明湖的水量。
2011年年初，北京市水务局发布了再生水利用十二五规划。2015年，全市年再生水利用量将不低于10亿m3，再生水利用率达到70％以上。不断加强再生水的开发利用水平将是解决未来北京水资源供需平衡矛盾，构建“绿色北京”，实现建设世界城市的一项重要举措。
预计到2030年，全国污水排放量将达963亿m3，污水处理率为80％，处理量为767亿m3；到2050年，全国污水排放量将达1370亿m3，污水处理率为95％，处理量为1300亿m3。再生水资源将成为我国重要的替代性水源，估算到2030年和2050年，可利用再生水灌溉量分别为138亿m3和390亿m3，可以实现年综合经济效益为205亿元与580亿元。同时，再生水利用可以节省区域调水、城市引水和开辟新水源而发生的投资费用、节省因缺水造成的国家财政收入的损失等潜在效益。