義烏市水資源可持續利用初探
佚名
摘要:水量的短缺和水質的惡化,已與我市不斷擴大的城區面積和增長的人口形成矛盾沖突。實施水資源可持續利用,開發中水回用,將為之打開新局面。加強法規建設,實行一體化管理;合理制定水價,建立中水回用產業;優化產業結構,調整工業布局,推廣清潔生產;加強宣傳教育,樹立水資源有限概念等,是促進我市向循環型城市發展的重要舉措。
關鍵詞:水資源 可持續利用 義烏 初探
一、前言 隨著義烏加大邁向“現代化商貿名城”的步伐,市區面積和人口急劇擴大和增長。截止2001年3月區域調整后,市區控制面積已達到287.25平方公里,控制人口達到49.89萬人;其中,中心城區建成區面積達到26.7平方公里,人口達到36萬人。為適應我市建成50萬人口以上的大城市的戰略目標,水資源的嚴重缺乏已成為困擾我市經濟和社會的瓶頸問題。八都水庫的建成和東陽橫經水庫引水工程的計劃實施,將在今后一段時間內延緩我市水資源缺乏的壓力。但是,水資源并非可無限制地使用下去,如何在已有的基礎上科學地開發利用好現有的水資源不失為一條重要途徑,應提高到戰略高度上來。我市水資源利用走“高質高用、低質低用、各行其道、互為利惠”之路,是貫徹“可持續發展戰略”創造良好生存空間的長遠之計,任務緊迫,勢在必行。 二、水資源面臨嚴重污染的現狀及原因 1、我國水資源污染現狀 我國是水資源較為短缺的國家,水資源總量約為2.8×1012m3,人均占有水量僅為世界人均占有水量的四分之一。隨著人口的劇增,各種類型經濟的發展,對水體產生不同程度的污染,水的補給正成為十分突出的問題。 據報道,我國600多座城市中,已有200多個城市缺水,40多個城市嚴重缺水,由于缺水造成的經濟損失每年達2000億元以上。根據對國內530多條河流的監測,有430多條河流受到不同程度的污染,占受檢河流的81%以上,七大河流流徑的15個主要城市河段中,有13個河段的水質污染嚴重,占87%。其它由于水體污染所引發的生物鏈毒害,致病致死的案件更是不勝枚舉。水量的短缺和水質的不斷惡化,已經構成制約和引發一個地區或城市經濟發展甚至社會不安定的重要因素。 2、我市水資源污染現狀 義烏市水資源較為貧乏,是一個缺水易旱地區。全市年降水總量15.31億m3,年徑流量7.19億m3,人均1140.5m3/人,低于全國2700m3/人,全省2508m3/人的人均水平。 隨著工業企業的迅速發展,義烏江水質的污染日趨嚴重。東陽市三家污染大戶(化工廠、化肥廠、農藥廠)、沿江幾十家企業及我市義烏江上游十多個電鍍、印染企業及沿江各鄉鎮的生活污水直接威脅著義烏江水質,也威脅著我市城區用水的水質。目前,我市襪子、飾品、拉鏈等優勢行業方興未艾、發展迅猛,更加重了義烏江的壓力。環保局歷年監測結果表明,其水質指標不同程度超過Ⅲ類水質標準。雖然我市環保“一控雙達標”目標初步實現,工業企業污染物排放總量得到一定控制,有所削減,但其主要污染物COD、六價鎘、氰化物、氨氮等削減量只有25%,依然對義烏江水質和居民身體健康存在著嚴重威脅,將會阻礙我市建設50萬人口以上的大城市的進程。
三、水資源可持續利用的主要途徑及方式 解決缺水問題,除采取節水外,只有三條路:一是以外流域調水;二是適度開采地下水;三是城市污水再生回用水(即中水)。污水經過處理被資源化是國際公認的第二水源,也就是水資源可持續利用的主要途徑。 水處理中心污水處理工程屬于國債“三河、三湖”重點扶持項目,位于義烏江畔樓下村“城鄉結合部”地帶,采用三溝式氧化溝法二級處理。目前,中心2萬噸/日處理設施基本滿負荷運轉,每天出水1.6萬噸左右,出水按一級排放標準達標率達95%以上;5萬噸/日處理設施將于今年5月投入試運行。中心在設計之初已考慮中水回用(現已投入使用),建有中水池,采用雙回路供水系統,中水用于帶式壓濾機濾布、氧化溝天橋等沖洗和中心綠化澆灌,每年可節約自來水5萬噸左右,按每噸2元計算,可節約資金10萬元,極大降低了運行成本。隨著科研技術的拓展,經三溝式氧化溝二級處理后的出水或中水針對不同用戶對水質的甄別要求,將為水資源開發利用打開新局面。按用戶對低質水的不同要求,中水回用不論從其經濟投入還是從其水質科學合理使用上,進一步區劃中水各類級別的回用,并賦于其更為細致準確的科學使用與管理內容,勢在必行。正是于此,按中水回用的各級水質不同可劃分為初級、中級、高級回用。筆者依此針對義烏的現狀,作分析如下: 1、中水的初級回用 城市污水經一、二級處理后的出水,即中水的初級,用來農業灌溉,礦區深井和城市地下回灌以及草場、苗圃、公路兩側綠化帶的澆注,建筑施工用水等,是經濟可行的。污水經過二級處理后仍含有較為豐富的氮、磷、有機物,作為灌溉澆注使用,對水質的要求并不像其它用途那樣嚴格。再則,農作物在生長期間,也是需要按各生長階段的肥分營養要求進行人工施肥。因此,適時安排農灌澆灌,對改善地理條件,追加作物養分是很有裨益的。地下回灌水和建筑施工用水對水質沒有更高的要求,甚至低于灌溉用水,更可放心使用。 在近期,中水可在旱季用于部分農業干旱地和苗圃基地等灌溉;在平時,可用于城區外圍公路綠化帶的噴灌。據悉,早在1990年,義烏建城區(現老城區)因機井井距過密、開采過量,在城區形成以8-10號井(林業局宿舍)和8-91號井(原火車站毛豬倉庫)為中心的漏斗區,導致地下水位降深多達15-20米,并有繼續下降的趨勢[1]。因此,中水用于遠期的地下水回灌也是十分必要的。只要回灌點和采水點規劃合理,再生水由于高壓和滲濾,可使地下開采的水質得到進一步凈化,達到更高的標準,甚至達到飲用水的標準。 需要指出的是,初級中水回用于農作物,需嚴格控制進水中的重金屬元素含量避免在生態鏈上長期積累,污染人類。若長期使用中水灌溉農作物,應進行針對性試驗,避免中水中總氮或總磷過高使某些作物降低糖分或淀粉的含量,甚至改變作物的結構、香味、色澤等不良影響。 2、中水的中級回用 中級回用,是指二級處理后的出水經除磷、脫氮(A/O或A2/O)法等再 經過合理的調節、過濾和消毒,出水用于城市污水處理廠附近的冶煉、發電、化工、輕紡、印染廠等的冷卻用水,是行之有效的。有材料表明,平均每發一度電需要消耗水量為1.7升;煉一噸鋼最小的需水量也要5噸水,效益十分可觀。在我國北京、太原、山東、邯鄲等地已有此類作法。 從目前的技術處理水平上看,達到中級回用水平是完全可以做到的,只要有回用目標,還是切實可行的。。中心采用三溝式氧化溝工藝,已有較好的除磷、脫氮,經再一步進行生化處理研究或采取原設計預留的增加厭氧池方案,即可達到中級中水的氮、磷要求,在此基礎上進行調節、過濾、加氯、終沉,即可滿足中級出水要求。據報道,西安市西郊北石橋污水凈化中心為近年西北部興建的最大環保項目,其“污水回用”項目已于2000年經省計委立項,一期工程已基本建成(其工藝類似本中心),每日回用水5萬m3,每年可節省財政用于二級處理的費用近千萬元。 在中級中水回用過程中,需加強管理,控制好影響管道使用率的幾個常見因素:生物繁殖造成堵塞、腐蝕、結垢的有機物、鹽量以及經消毒后由冷卻塔噴淋散發出的細菌總數不應超標。 3、中水的高級回用 中水的高級回用,其水質最低應達到我國制定的雜用水標準,其中衛生的二項指標,與自來水的指標是一致的,即細菌總數為100個/毫升以下,總大腸菌群3個/升以下(當然還有其它項目的指標)。這樣的出水,可用于市政公眾場合中花木噴灌、蔬菜竹產基地、沖廁、路地面沖洗、掃除等。 隨著現代技術的發展,過去認為只有實驗室中可做的如纖維球、活性炭吸附過濾、臭氧、二氧化氯消毒、電滲析、反滲析,離子交換等純水制備工藝及混凝過濾和生物膜過濾工藝等,已經有了規模化的產品,都可有選擇性地用于中水高級回用處理。因此,高級回用不是技術問題,而更多地表現為資金的投入,效益的比算上。這里的高級回用處理,也就是經濟發達國家推廣乃至普及的污水深度處理。1996年日本有162座污水廠有再生水設備,再生水利用量為48x104m3/d。西歐各國遠早于日本就達到了相當高的普及率,見表1。 表1 發達國家的深度處理普及率(%)
類別 日本 英國 德國 加拿大 美國 芬蘭 瑞典 1997 1993 1993 1993 -- 1993 1993 二級處理普及率 55 96 90 75 71 77 95 深度處理普及率 5 12 48 28 30 67 88
就我市實際情況而言,污水深度處理與高級回用中水利用是維系良好水循環的必由之路。本中心污水處理設施在增加部分工藝設施達到中級回用水水平后,可根據生活雜水水質標準(GJ25-1-89),有針對性地增加1至2道凈化工藝即可以符合要求,并可取代占自來水總用量達30%—40%的市政用水。當其穩定地成為城市水源的重要部分,就可以部分承擔遠距離調水的任務,并降低污水處理成本,此乃一舉兩得,事半功倍的智者之舉。
四、我市水資源可持續利用的有利條件 1、外來水資源豐富 我市外來水包括籌建中東陽橫錦水庫和義烏江水。前者計劃建成以后,每天將有5000萬的水納入義烏市飲用水體系。后者年過境流量16.08億m3,但已基本不用做城區飲用水源,若加以適當深度處理,將成為很好的市政水源。水處理中心位于義烏江畔,其有便利的開發利用條件,只需在現有基礎上增加泵站,開發深度處理即可。 2、本市經濟實力強 我市2000年GDP總值為119億元,人均GDP1.78萬元,比1995年分別增長47.3%和47.6%。全國聞名的中國小商品城實現成交額193億元,連續10年位居全國集貿市場榜首,發展勢頭強勁。近年,我市經濟結構日趨合理,三次產業結構從1995年的11.3:46.7:42.0 發展到2000年的5.9:50.6:43.5。小商品城和日益崛起的鄉鎮工業企業,不僅使農村經濟結構發生了重大變化,而且本身也成為我市經濟發展的重要支柱,正從原來小型、分散和技術落后的狀況,向規模化、集團化和外向型經濟發展。強大的經濟力量對現代化建設的資金積累具有舉足輕重的作用,是水資源可持續利用的極有利條件。 3、回用水目標用戶眾多 我市中水的初級回用水可適用于經發大道、03省道、稠佛路等綠化帶的澆注;在旱季,農貿城后宅苗圃基地和部分干旱地,可因此而飲水止渴,挽回因干旱而帶來的農業損失;目前,本市基建工程巨大,建筑施工用水也是重要組成部分。初級中水遠期用于地下水回灌,在面臨地下漏斗區已形成有下沉威脅的今天,也不失為值得考慮的問題,其意義遠勝于簡單的處理中水。 水處理中心地處經濟開發區,其中的化工、輕紡、印染等行業廠家中,存在眾多的用戶,耗水量大,且輸送距離短捷,為中水的中級回用提供了可靠的保證。 高級回用中水適用于廁所便器沖洗、城市綠化、洗車、掃除等生活雜用水,也適用于有同樣水質要求的其它用途的水。我市高級回用水可基本取代市政用水,其占每日自來水用量的30%—40%,總量為6-8m3/d,因此也可提高污水廠運行穩定性。緊鄰水處理中心的錦都豪苑倘若采用雙回路供水,將極大節約居民用水和物業管理費用;同時,也可在香山小區等居民區設立中水站,供應生活雜用水;還可以依此用于小區內車輛沖冼。中心上游的江濱綠化長廊有地利優勢,將可廣泛應用中水,在降低費用的同時,更可美化城市環境。 4、科技實力優勢 全市共有環保專業技術人員77人,其中高級職稱5人,中級職稱17人。水處理中心有環保專業技術人員39人,包含大專13人,本科17人,雙學士1人。其中,中級職稱1人,初級職稱3人。中心職工平均年齡26歲,以青年人為主,且有較高的文化素質和勞動技術素養,其中近10人參加了污水處理工程的籌建工作,經驗豐富,成績斐然,這對于掌握先進技術,促進水資源可持續利用是很有利的。
五、我市水資源可持續利用的制約因素 1、水資源時空分布不均 義烏屬典型的季風氣候,降水的季節變化明顯,導致年內水資源分配不均。義烏江屬山溪性河流,源短流急,調蓄困難,水量季節性變化大,豐水期最大流量可達2770m3/s,而枯水期最少流量則幾乎為零,使城區和沿江兩岸供水量得不到保證。 2、人口眾多,城鎮密布 2000年末,全市人口達91.3萬人(包括外來人口,不包括外出人口),中心城區人口密度高達13483人/km2。今年三月區域調整后,設5個街道辦事處8個鎮,其中:5個街道辦事處中有3個超過2000人/km2,最高為稠城街道辦事處4041/km2;8個鎮中有5個超過500/km2,最高為義亭鎮799人/km2。中心城區的人口高密度和周邊城鎮密布、人口眾多,區域需水量極大,是水資源可持續利用的不利因素。 3、鄉鎮企業布局分散 鄉鎮企業已經成為我市的經濟支柱,但其布局過于分散,遍地開花,且有部分企業有不同程度的污染物產生,難于治理。這不僅增加了土地占有面積,增加基礎設施的投資,而且不利于對“三廢”的集中,使污染治理能力降低。鄉鎮企業的粗放型生產方式和布局的分散性是我市水資源可持續利用的制約因素之一。 4、條塊分割,管理分散 隨著水資源使用的日益貧乏,各鄉鎮、部門從自己的利益出發,勢必產生矛盾和沖突,不利于水資源開發利用的協調管理。此外,水資源的開發利用和保護涉及水利、航運、電力、土地、城建、衛生和環保等部門;在水質保護方面,水利、衛生和環保等部門存在職能交叉;在用水方面,航運、電力、養殖和種植等部門之間存在矛盾;在水土保持方面,需要在水利、土地和林業等部門之間取得協調。這種條塊分割、分散管理的局勢對水資源的可持續利用極為不利。迄今為止,在國家的有關法規中,還沒有就水資源的循環利用,或污水處理后出水、中水回用量(回用率)、行業用戶各級水質標準等法規條例上有指導可操作的文件。而且,少有地方政府部門把處理后的出水、或再進行必要處理后的中水,作為一項法規、一項資源,加以規范管理并利用起來。
六、我市水資源可持續利用的對策和建議 1、加強法規建設,實行一體化管理 目前,國家沒有就水資源開發利用,還有經濟學家胡鞍鋼提出的“水市場”等概念的明確解釋和指導可操作性的文件。我市轟動一時的與東陽“水交易”,引發出東陽嵊州的一場水源爭議,使水權交易成為新熱點,就是一個例證。所以,我市各有關部門加快生成水資源保護開發利用和“水市場”建設所需要的配套政策與法規,是十分必要和迫切的。 處理好水資源保護、開發和利用之間的關系,需要協調好各部門、鄉鎮之間的關系,以達到經濟、生態、社會三效益的統一。為了保證社會經濟發展對水資源的需求,客觀上要求對水資源實行一體化管理。因此,我市建立一個具有權威的綜合管理機構,負責全市水資源的綜合協調管理,從而形成一個有效的水資源管理體系。該機構應從全局出發,統一考慮水資源的開發、利用和保護,促進區域環境的優化和自然生態的平衡,推動我市經濟社會的可持續發展。 2、合理制定水價,建立中水回用產業 在水資源的開發、利用和保護過程中,合理的水價應成為節水的調節杠桿。據分析,水費支出占家庭收入1%時居民心理影響不大,占2%時開始關注用水量,占2.5%時注意節水,占5%時認真節水,占10%時考慮水的重復使用[2]。本市自去年8月因征收污水處理費調整自來水價格以來,對市民心理影響不大,居民還遠未到廣泛注意節水的狀況。本著“走小步,年年進步,逐步到位”的原則,逐步把自來水費調整到合理價位,對于節水和促進我市污水處理及中水回用事業的發展是十分有益的。 水價的合理確定必須從水資源的商品屬性出發,計算水的完全成本價格,包括水資源費、供水成本、排污費和水工業企業平均利潤。中水是可用的資源,資源開發又可作為一種產業來看待。不同質量等級的水資源將給予使用者不同的收益水平,水資源價格應有等級判別,且政府首先要有扶持無利或微利的姿態,給予較低等級水資源使用者適當的優惠,以鼓勵人們開發(或聯合開發)使用這些資源,在水處理中心等地建立中水回用產業,增加水資源總供給量。此外,為鼓勵節約用水,對超量利用水資源的用戶應征收累進稅。 3、優化產業結構,調整工業布局,推廣清潔生產 我市的工業生產正處于關鍵發展階段,應遵循可持續發展的原則,深化改革,完成結構優化和布局,與環境尤其是水環境的保護相協調。新建的工業項目須充分考慮其產業布局對區域經濟和生態環境的影響,盡量少建耗水量大且污染重的工業項目。現有工業企業應對其結構和布局進行調整,首先要推廣清潔生產,它可通過采用專門技術,改進工藝流程或改變企業管理方式等來實現。清潔生產是對生產過程與產品采取整體預防性的環境策略,以減少其對人類及環境可能的危害,是未來工業企業的立足之本。其次,污染嚴重的企業要實行停產或搬遷,可以集中的盡量集中,便于對污染物集中處理,在提高經濟效益的同時,減輕對水資源環境的壓力 4、加強宣傳教育,樹立水資源有限概念 《環境保護法》頒布實行已有20多年了,但人們還未真正樹立資源有限的概念,尤其是水資源有限。通過各種宣傳教育手段,使市民認清我市水資源的現狀,養成良好的節約用水習慣,以減少水資源的浪費。在中水回用這一問題上,必須用科學的事實,通過宣傳教育來消除和改變市民對“污水”的疑慮和認識不清,讓其接受和放心地使用它,為水資源開發、循環再利用掃清道路.