2023-07-16 14:05:02 0
唐雅麗
前不久，好萊塢科幻電影《沙丘》在國內(nèi)上映，給觀眾描繪了發(fā)生在遙遠(yuǎn)的厄拉克斯星球上的兩大家族間的爭斗故事。
厄拉克斯星球是一顆被干旱和沙漠覆蓋的星球，其惡劣的生存條件使得正常人無法在戶外生存超過兩個小時，而本土居民弗雷曼人發(fā)明的蒸餾服就是在此生存的必要裝備。這種蒸餾服是一套高效率的回收過濾系統(tǒng)。它在穿著時會覆蓋全身，其內(nèi)部裝置從腳底開始收集全身所有的代謝廢液，將其過濾成飲用水。如果整個系統(tǒng)運行良好的話，穿著者身體一天都不會損失一勺水。
這個故事告訴我們，即使未來科技再發(fā)達(dá)，也沒有什么能代替水的地位。
別說百分百沙化的厄拉克斯星球了，即便生活在3/4都被水覆蓋的地球上的人類，也一直處在缺水的狀態(tài)下。據(jù)聯(lián)合國糧農(nóng)組織《2020年糧食及農(nóng)業(yè)狀況》報告顯示，全球32億人口面臨水資源短缺問題，約有12億人生活在嚴(yán)重缺水和水資源短缺的農(nóng)業(yè)地區(qū)。
對于中國來說，即便淡水資源總量達(dá)到了28000億立方米排在世界第四，但人均淡水擁有量僅達(dá)到世界人均水平的1/4。2014年數(shù)據(jù)顯示，全國300多個城市屬于聯(lián)合國人居環(huán)境署評價標(biāo)準(zhǔn)中的“缺水”和“嚴(yán)重缺水”城市。
2020年，全國用水總量達(dá)5812.9億立方米。其中，生活用水為863.1億立方米，雖然城市居民生活用水只占我國水資源利用的不到20%，卻覆蓋了超過9億人口。因此，保障城市居民生活用水對我國經(jīng)濟(jì)健康增長、民生改善以及可持續(xù)發(fā)展至關(guān)重要。
在我們還沒有能力給9億城鎮(zhèn)居民穿上弗雷曼人的蒸餾服的情況下，有效利用非常規(guī)水資源就是緩解城市居民用水短缺的重要手段。
近期，國家發(fā)展改革委、水利部等五部門印發(fā)《“十四五”節(jié)水型社會建設(shè)規(guī)劃》（以下簡稱《規(guī)劃》），其中明確指出建設(shè)非常規(guī)水源利用設(shè)施——到2025年，全國非常規(guī)水源利用量要超過170億立方米。
我國非常規(guī)水源資源充足
但應(yīng)用仍滯后
所謂的非常規(guī)水源，涵蓋了常規(guī)水源（地表水、地下水）以外的一切其他水源，主要包括再生水、集蓄雨水、淡化海水、微咸水、礦坑水等。而非常規(guī)水源在常規(guī)條件下不易開發(fā)利用，但隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，可通過新的技術(shù)、工藝、方法和管理措施獲得。它具有特殊的水量、水質(zhì)特性和開發(fā)利用方式，可以在一定程度上替代常規(guī)水源。《沙丘》中的蒸餾服實際上就是一種高效利用非常規(guī)水源的微型裝置。
我國非常規(guī)水源較為豐富。比如，全國年降水資源總量在6萬億立方米左右，2020年降水偏多，甚至接近6.6萬億立方米；我國海水資源也很豐富，有著長達(dá)1.8萬公里的海岸線。近年來，作為“城市第二水源”的再生水利用逐漸受到重視。在污水處理再利用方面，我國先后開展了多項重點科技攻關(guān)計劃，取得了大量的實踐經(jīng)驗和研究成果。
盡管如此，《規(guī)劃》也指出了我國非常規(guī)水源利用所面臨的一系列問題：污水資源化利用設(shè)施建設(shè)滯后，還未形成按需供水、分質(zhì)供水格局；雨水、礦井水、苦咸水利用能力不足；沿海缺水地區(qū)還未將海水淡化水作為主要備用水源，規(guī)?；贸潭炔粔颉?br/>中國水科院水資源所副所長趙勇表示，在技術(shù)層面，技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)不完善、技術(shù)帶動不足、管網(wǎng)建設(shè)滯后等因素都制約了非常規(guī)水源利用率的提高。在管理層面，主要存在政策扶持力度不夠、缺乏統(tǒng)一規(guī)劃、水價與成本倒掛三方面問題。
拿成本問題來說，非常規(guī)水源水價普遍偏離治水成本。再生水成本一般在1.0~4.5元/立方米，海水淡化的成本也較高，但進(jìn)入市政管網(wǎng)的非常規(guī)水一般不高于當(dāng)?shù)刈詠硭畠r格。受市場、成本、價格等因素影響，再加上財政補(bǔ)貼資金有限，使得一些非常規(guī)水處理企業(yè)多處于虧損狀態(tài)。
如今，《規(guī)劃》的出爐解決了趙勇提出的部分難題，特別是解決了“缺乏統(tǒng)一規(guī)劃”“政策扶持力度不夠”等問題，將為我國未來非常規(guī)水源利用提供政策支撐。
污水處理回用
從灌溉農(nóng)田到再生水多元利用
全國節(jié)約用水辦公室提供的數(shù)據(jù)顯示，2018年我國非常規(guī)水源利用量86.4億立方米，其中污水處理回用量75.8億立方米，占87.34%，已成為非常規(guī)水源利用的最主要方式。
不過，處理不代表再利用。有專家指出，中國再生水利用率僅占污水處理量的10%左右，與發(fā)達(dá)國家70%的利用率相比還有相當(dāng)大的差距。
資料顯示，美國亞利桑那州在1920年將城市污水再生利用從試驗研究階段發(fā)展到生產(chǎn)應(yīng)用階段。20世紀(jì)60年代，美國就已大規(guī)模建設(shè)污水處理廠回收利用生活污水。
日本由于人口密度差異導(dǎo)致了水資源分配不均，致使有些地區(qū)出現(xiàn)了水資源短缺狀況。20世紀(jì)70年代，瀨戶內(nèi)海當(dāng)?shù)匚鬯赜昧烤鸵堰_(dá)2/3。2002年，日本建設(shè)了各種中水利用設(shè)施2789處，再生水主要用于城市污水集中處理回用和分散處理回用。
以色列70%的國土為沙漠，水資源極度貧乏，在中水回用方面最具特色。20世紀(jì)60年代的污水回用政策中規(guī)定，在污水沒有用盡的情況下不得采用海淡水，城市的每一滴水都至少回用一次。以色列為水資源管理設(shè)立了相關(guān)機(jī)構(gòu)并制定了健全的制度。早在1987年，以色列就利用已有的210個市政污水回收工程，重復(fù)使用100%的生活污水和72%的市政污水。
我國干旱半干旱地區(qū)廣闊，新中國成立初期，政府就倡導(dǎo)污水再利用，但是很長時間以來僅停留在污水灌溉農(nóng)田這個范圍內(nèi)。在深度凈化方面，受制于技術(shù)和設(shè)備造價高昂等問題，一直滯后于經(jīng)濟(jì)發(fā)展。
目前，我國非常規(guī)水源利用存在發(fā)展不平衡不充分問題。
從區(qū)域來看，2018年，全國整體非常規(guī)水源利用量占總用水量的比例為1.34%，北方地區(qū)這一數(shù)值為2.15%，黃河流域為3.31%，海河流域為6.22%（比例最高的流域）。由此可見，非常規(guī)水源利用量占總用水量的比例與水資源短缺程度存在正相關(guān)關(guān)系。
從城鄉(xiāng)看，國家統(tǒng)計局?jǐn)?shù)據(jù)顯示，2017年，全國建制鎮(zhèn)污水處理率為49.4%，不足50%，分別低于城市、縣城45.1個百分點和40.8個百分點。分區(qū)域看，除東部地區(qū)建制鎮(zhèn)污水處理率較高（50.8%）外，中、西部地區(qū)均不足30%，治理水平較落后。
要提高污水資源化利用，不僅要提高污水處理率，而且要加強(qiáng)處理后的再利用率。
今年6月，國家發(fā)展改革委和住建部發(fā)布了《“十四五”城鎮(zhèn)污水處理及資源化利用發(fā)展規(guī)劃》，提出到2025年，基本消除城市建成區(qū)生活污水直排口和收集處理設(shè)施空白區(qū)，全國城市生活污水集中收集率力爭達(dá)到70%以上；城市和縣城污水處理能力基本滿足經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展需要，縣城污水處理率達(dá)到95%以上；水環(huán)境敏感地區(qū)污水處理基本達(dá)到一級A排放標(biāo)準(zhǔn)；全國地級及以上缺水城市再生水利用率達(dá)到25%以上，京津冀地區(qū)達(dá)到35%以上，黃河流域中下游地級及以上缺水城市力爭達(dá)到30%。
11月發(fā)布的《“十四五”節(jié)水型社會建設(shè)規(guī)劃》提出了更加明確的利用率目標(biāo)——到2025年，全國地級及以上缺水城市再生水利用率超過25%。為此，制定污水資源化利用“1+N”實施方案，缺水地區(qū)堅持以需定供，分質(zhì)、分對象用水，推進(jìn)再生水優(yōu)先用于工業(yè)生產(chǎn)、市政雜用、生態(tài)用水。同時，創(chuàng)新服務(wù)模式，鼓勵第三方機(jī)構(gòu)提供污水資源化利用整體方案。
雨水集蓄
從挖井打窖到建設(shè)海綿城市
雨水是非常規(guī)水源的主要組成部分，也是利用最為便捷的一種?！兑?guī)劃》提出，在干旱半干旱地區(qū)，建設(shè)新型窖池高效集雨工程，加大雨水利用；將海綿城市建設(shè)理念融入城市規(guī)劃建設(shè)管理各環(huán)節(jié)，提升雨水資源涵養(yǎng)能力和綜合利用水平。
雨水收集利用簡單來講，就是通過系統(tǒng)的收集與滲透等方法，使雨水徑流最大程度地收集與下滲，然后再經(jīng)過凈化過濾設(shè)施實現(xiàn)雨水回用。雨水收集利用有直接收集利用、間接收集利用和綜合收集利用三種方式。直接收集利用是集蓄處理后用作生活雜用水，包括景觀補(bǔ)水、噴灑道路等，常見的是蓄水池的建設(shè)；間接收集利用是通過雨水花園或下沉綠地等天然或者人工的滲透設(shè)施來補(bǔ)充地下水；綜合收集利用是調(diào)蓄排放，回用與滲透相結(jié)合利用。
干旱地區(qū)雨水收集利用的歷史悠久，從“坎兒井”發(fā)明到“母親水窖”工程，無不體現(xiàn)中華兒女勤勞智慧、艱苦奮斗的精神。11月12日，住建部就《雨水集蓄利用工程技術(shù)規(guī)范（局部修訂條文征求意見稿）》公開征求意見，在政策、技術(shù)的加持下，雨水收集利用將為節(jié)水型社會建設(shè)貢獻(xiàn)更大力量。
2015年，我國提出建設(shè)海綿城市，希望城市能夠像海綿一樣，在適應(yīng)環(huán)境變化和應(yīng)對自然災(zāi)害等方面具有良好的“彈性”，下雨時吸水、蓄水、滲水、凈水，需要時將蓄存的水“釋放”并加以利用。這一概念旨在指導(dǎo)各地推廣和應(yīng)用低影響開發(fā)建設(shè)模式，充分發(fā)揮城市綠地、道路、水系等對雨水的吸納、蓄滲和緩釋作用，將70%的降雨就地消納和利用，使城市開發(fā)建設(shè)后的水文特征接近開發(fā)前，有效緩解城市內(nèi)澇、削減城市徑流污染負(fù)荷、節(jié)約水資源、保護(hù)和改善城市生態(tài)環(huán)境。
根據(jù)國辦2015年發(fā)布的《關(guān)于推進(jìn)海綿城市建設(shè)的指導(dǎo)意見》要求，海綿城市建設(shè)在全國30個城市試點，目標(biāo)到2020年，城市建成區(qū)20%以上的面積達(dá)到目標(biāo)要求；到2030年，城市建成區(qū)80%以上的面積達(dá)到目標(biāo)要求。
目前，海綿城市建設(shè)正在加快推進(jìn)，通過試點城市創(chuàng)新建設(shè)模式，探索成功經(jīng)驗，并將這些成熟的做法、模式推廣落地。但海綿城市是城市建設(shè)和發(fā)展的新理念和新方式，其全面實現(xiàn)仍需要一個較長的過程。
海水淡化
從技術(shù)創(chuàng)新到推動規(guī)模應(yīng)用
海水淡化是增加淡水供給的開源技術(shù)，海水淡化后不僅可作為市政供水，也可用作冷卻、鍋爐補(bǔ)給等各種工業(yè)用水，且生產(chǎn)不受氣候條件的制約。因此，淡化海水可以成為沿海缺水地區(qū)的重要補(bǔ)充和備用水源。
國內(nèi)海水淡化技術(shù)最早是引進(jìn)關(guān)鍵設(shè)備、集成共性技術(shù)和建設(shè)示范工程，發(fā)展到現(xiàn)在已經(jīng)可以突破多項決定海水淡化能耗的關(guān)鍵技術(shù)、材料和裝備，工程建設(shè)投資和造水成本也基本與國際水平持平。目前，國內(nèi)海水淡化技術(shù)水平已有所提升、產(chǎn)業(yè)發(fā)展已初具規(guī)模，已掌握低溫多效和反滲透海水淡化技術(shù)，具備系統(tǒng)集成和工程成套的能力。截至2019年底，已建海水淡化工程規(guī)模達(dá)157.38萬噸/日，其中2019年新增規(guī)模約39.91萬噸/日，為歷史增長速度最快的年份，主要滿足沿海城市石化、鋼鐵、核電、火電等行業(yè)的用水需求，但市政供水用途只有29%，且因各種因素制約幾乎未真正進(jìn)入管網(wǎng)。
但也要看到，雖然我國自主技術(shù)已取得較大進(jìn)展，并得到了一定規(guī)模的應(yīng)用，但與國際先進(jìn)水平的技術(shù)相比，我國海水淡化技術(shù)的技術(shù)引領(lǐng)性不強(qiáng)、產(chǎn)品穩(wěn)定性不足、裝備質(zhì)量成熟度不夠，約80%左右的萬噸級及以上的大型工程均采用國外的技術(shù)裝備，反滲透膜、能量回收裝置和高壓泵等關(guān)鍵核心裝備材料仍主要依賴進(jìn)口，且缺乏大型工程化驗證與產(chǎn)業(yè)化的應(yīng)用經(jīng)驗，產(chǎn)業(yè)規(guī)模也不及國際水平。
今年5月，國家發(fā)展改革委、自然資源部印發(fā)《海水淡化利用發(fā)展行動計劃（二零二一-2025年）》，提出到2025年，全國海水淡化總規(guī)模達(dá)到290萬噸/日以上，新增海水淡化規(guī)模125萬噸/日以上，其中沿海城市新增海水淡化規(guī)模105萬噸/日以上，海島地區(qū)新增海水淡化規(guī)模20萬噸/日以上，海水淡化關(guān)鍵核心技術(shù)裝備自主可控，產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)鏈現(xiàn)代化水平進(jìn)一步提高。
《規(guī)劃》進(jìn)一步明確，沿海地區(qū)及島嶼根據(jù)工業(yè)利用和生活用水需求，建設(shè)海水直接利用工程和海水淡化工程。沿海缺水城市建設(shè)規(guī)?；Ｋこ?，示范開展海水淡化水摻混加入市政供水管網(wǎng)。在沿海石化化工、鋼鐵等高耗水企業(yè)和園區(qū)，建設(shè)一批海水淡化供水工程。推動建設(shè)海水淡化示范城市、示范工程、示范工業(yè)園區(qū)等。
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