义乌市水资源可持续利用初探

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义乌市水资源可持续利用初探

山东茂隆新材料科技有限公司 2020-11-19 1688 0


 摘要:水量的短缺和水质的恶化,已与我市不断扩大的城区面积和增长的人口形成矛盾冲突。实施水资源可持续利用,开发中水回用,将为之打开新局面。加强法规建设,实行一体化管理;合理制定水价,建立中水回用产业;优化产业结构,调整工业布局,推广清洁生产;加强宣传教育,树立水资源有限概念等,是促进我市向循环型城市发展的重要举措。

  关键词:水资源 可持续利用 义乌 初探

  一、前言

  随着义乌加大迈向“现代化商贸名城”的步伐,市区面积和人口急剧扩大和增长。截止2001年3月区域调整后,市区控制面积已达到287.25平方公里,控制人口达到49.89万人;其中,中心城区建成区面积达到26.7平方公里,人口达到36万人。为适应我市建成50万人口以上的大城市的战略目标,水资源的严重缺乏已成为困扰我市经济和社会的瓶颈问题。八都水库的建成和东阳横经水库引水工程的计划实施,将在今后一段时间内延缓我市水资源缺乏的压力。但是,水资源并非可无限制地使用下去,如何在已有的基础上科学地开发利用好现有的水资源不失为一条重要途径,应提高到战略高度上来。我市水资源利用走“高质高用、低质低用、各行其道、互为利惠”之路,是贯彻“可持续发展战略”创造良好生存空间的长远之计,任务紧迫,势在必行。

  二、水资源面临严重污染的现状及原因

  1、我国水资源污染现状

  我国是水资源较为短缺的国家,水资源总量约为2.8×1012m3,人均占有水量仅为世界人均占有水量的四分之一。随着人口的剧增,各种类型经济的发展,对水体产生不同程度的污染,水的补给正成为十分突出的问题。

  据报道,我国600多座城市中,已有200多个城市缺水,40多个城市严重缺水,由于缺水造成的经济损失每年达2000亿元以上。根据对国内530多条河流的监测,有430多条河流受到不同程度的污染,占受检河流的81%以上,七大河流流径的15个主要城市河段中,有13个河段的水质污染严重,占87%.其它由于水体污染所引发的生物链毒害,致病致死的案件更是不胜枚举。水量的短缺和水质的不断恶化,已经构成制约和引发一个地区或城市经济发展甚至社会不安定的重要因素。

  2、我市水资源污染现状

  义乌市水资源较为贫乏,是一个缺水易旱地区。全市年降水总量15.31亿m3,年径流量7.19亿m3,人均1140.5m3/人,低于全国2700m3/人,全省2508m3/人的人均水平。 随着工业企业及我市义乌江上游十多个电镀、印染企业及沿江各乡镇的生活污水直接威胁着义乌江水质,也威胁着我市城区用水的水质。目前,我市袜子、饰品、拉链等优势行业方兴未艾、发展迅猛,更加重了义乌江的压力。环保局历年监测结果表明,其水质指标不同程度超过Ⅲ类水质标准。虽然我市环保“一控双达标”目标初步实现,工业企业污染物排放总量得到一定控制,有所削减,但其主要污染物COD、六价镉、氰化物、氨氮等削减量只有25%,依然对义乌江水质和居民身体健康存在着严重威胁,将会阻碍我市建设50万人口以上的大城市的进程。

  三、水资源可持续利用的主要途径及方式

  解决缺水问题,除采取节水外,只有三条路:一是以外流域调水;二是适度开采地下水;三是城市污水再生回用水(即中水)。污水经过处理被资源化是国际公认的第二水源,也就是水资源可持续利用的主要途径。

  水处理中心污水处理工程属于国债“三河、三湖”重点扶持项目,位于义乌江畔楼下村“城乡结合部”地带,采用三沟式氧化沟法二级处理。目前,中心2万吨/日处理设施基本满负荷运转,每天出水1.6万吨左右,出水按一级排放标准达标率达95%以上;5万吨/日处理设施将于今年5月投入试运行。中心在设计之初已考虑中水回用(现已投入使用),建有中水池,采用双回路供水系统,中水用于带式压滤机滤布、氧化沟天桥等冲洗和中心绿化浇灌,每年可节约自来水5万吨左右,按每吨2元计算,可节约资金10万元,极大降低了运行成本。随着科研技术的拓展,经三沟式氧化沟二级处理后的出水或中水针对不同用户对水质的甄别要求,将为水资源开发利用打开新局面。按用户对低质水的不同要求,中水回用不论从其经济投入还是从其水质科学合理使用上,进一步区划中水各类级别的回用,并赋于其更为细致准确的科学使用与管理内容,势在必行。正是于此,按中水回用的各级水质不同可划分为初级、中级、高级回用。笔者依此针对义乌的现状,作分析如下:

  1、中水的初级回用

  城市污水经一、二级处理后的出水,即中水的初级,用来农业灌溉,矿区深井和城市地下回灌以及草场、苗圃、公路两侧绿化带的浇注,建筑施工用水等,是经济可行的。污水经过二级处理后仍含有较为丰富的氮、磷、有机物,作为灌溉浇注使用,对水质的要求并不像其它用途那样严格。再则,农作物在生长期间,也是需要按各生长阶段的肥分营养要求进行人工施肥。因此,适时安排农灌浇灌,对改善地理条件,追加作物养分是很有裨益的。地下回灌水和建筑施工用水对水质没有更高的要求,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农业干旱地和苗圃基地等灌溉;在平时,可用于城区外围公路绿化带的喷灌。据悉,早在1990年,义乌建城区(现老城区)因机井井距过密、开采过量,在城区形成以8-10号井(林业局宿舍)和8-91号井(原火车站毛猪仓库)为中心的漏斗区,导致地下水位降深多达15-20米,并有继续下降的趋势[1].因此,中水用于远期的地下水回灌也是十分必要的。只要回灌点和采水点规划合理,再生水由于高压和渗滤,可使地下开采的水质得到进一步净化,达到更高的标准,甚至达到饮用水的标准。

  需要指出的是,初级中水回用于农作物,需严格控制进水中的重金属元素含量避免在生态链上长期积累,污染人类。若长期使用中水灌溉农作物,应进行针对性试验,避免中水中总氮或总磷过高使某些作物降低糖分或淀粉的含量,甚至改变作物的结构、香味、色泽等不良影响。

  2、中水的中级回用

  中级回用,是指二级处理后的出水经除磷、脱氮(A/O或A2/O)法等再

  经过合理的调节、过滤和消毒,出水用于城市污水处理厂附近的冶炼、发电、化工、轻纺、印染厂等的冷却用水,是行之有效的。有材料表明,平均每发一度电需要消耗水量为1.7升;炼一吨钢最小的需水量也要5吨水,效益十分可观。在我国北京、太原、山东、邯郸等地已有此类作法。

  从目前的技术处理水平上看,达到中级回用水平是完全可以做到的,只要有回用目标,还是切实可行的……中心采用三沟式氧化沟工艺,已有较好的除磷、脱氮,经再一步进行生化处理研究或采取原设计预留的增加厌氧池方案,即可达到中级中水的氮、磷要求,在此基础上进行调节、过滤、加氯、终沉,即可满足中级出水要求。据报道,西安市西郊北石桥污水净化中心为近年西北部兴建的最大环保项目,其“污水回用”项目已于2000年经省计委立项,一期工程已基本建成(其工艺类似本中心),每日回用水5万m3,每年可节省财政用于二级处理的费用近千万元。

  在中级中水回用过程中,需加强管理,控制好影响管道使用率的几个常见因素:生物繁殖造成堵塞、腐蚀、结垢的有机物、盐量以及经消毒后由冷却塔喷淋散发出的细菌总数不应超标。

  3、中水的高级回用

  中水的高级回用,其水质最低应达到我国制定的杂用水标准,其中卫生的二项指标,与自来水的指标是一致的,即细菌总数为100个/毫升以下,总大肠菌群3个/升以下(当然还有其它项目的指标)。这样的出水,可用于市政公众场合中花木喷灌、蔬菜竹产基地、冲厕、路地面冲洗、扫除等。

  随着现代技术的发展,过去认为只有实验室中可做的如纤维球、活性炭吸附过滤、臭氧、二氧化氯消毒、电渗析、反渗析,离子交换等纯水制备工艺及混凝过滤和生物膜过滤工艺等,已经有了规模化的产品,都可有选择性地用于中水高级回用处理。因此,高级回用不是技术问题,而更多地表现为资金的投入,效益的比算上。这里的高级回用处理,也就是经济发达国家推广乃至普及的污水深度  就我市实际情况而言,污水深度处理与高级回用中水利用是维系良好水循环的必由之路。本中心污水处理设施在增加部分工艺设施达到中级回用水水平后,可根据生活杂水水质标准(GJ25-1-89),有针对性地增加1至2道净化工艺即可以符合要求,并可取代占自来水总用量达30%—40%的市政用水。当其稳定地成为城市水源的重要部分,就可以部分承担远距离调水的任务,并降低污水处理成本,此乃一举两得,事半功倍的智者之举。

  四、我市水资源可持续利用的有利条件

  1、外来水资源丰富

  我市外来水包括筹建中东阳横锦水库和义乌江水。前者计划建成以后,每天将有5000万的水纳入义乌市饮用水体系。后者年过境流量16.08亿m3,但已基本不用做城区饮用水源,若加以适当深度处理,将成为很好的市政水源。水处理中心位于义乌江畔,其有便利的开发利用条件,只需在现有基础上增加泵站,开发深度处理即可。

  2、本市经济实力强

  我市2000年GDP总值为119亿元,人均GDP1.78万元,比1995年分别增长47.3%和47.6%.全国闻名的中国小商品城实现成交额193亿元,连续10年位居全国集贸市场榜首,发展势头强劲。近年,我市经济结构日趋合理,三次产业结构从1995年的11.3:46.7:42.0 发展到2000年的5.9:50.6:43.5.小商品城和日益崛起的乡镇工业处理。1996年日本有162座污水厂有再生水设备,再生水利用量为48x104m3/d.西欧各国远早于日本就达到了相当高的普及率,见表1.

  表1  发达国家的深度处理普及率(%)

类别  日本  英国  德国  加拿大  美国  芬兰  瑞典    1997  1993  1993  1993  --  1993  1993  二级处理普及率  55  96  90  75  71  77  95  深度处理普及率  5  12  48  28  30  67  88 

  就我市实际情况而言,污水深度处理与高级回用中水利用是维系良好水循环的必由之路。本中心污水处理设施在增加部分工艺设施达到中级回用水水平后,可根据生活杂水水质标准(GJ25-1-89),有针对性地增加1至2道净化工艺即可以符合要求,并可取代占自来水总用量达30%—40%的市政用水。当其稳定地成为城市水源的重要部分,就可以部分承担远距离调水的任务,并降低污水处理成本,此乃一举两得,事半功倍的智者之举。

  五、我市水资源可持续利用的制约因素

  1、水资源时空分布不均

防渗膜是以pe膜作为基材,与土工布复合而成的防渗材料,它的防渗性能主要取决于pe膜。东方防渗膜应用的pe膜,主要有聚氯乙烯和聚乙烯、EVA(乙烯/醋酸乙烯共聚物),它们是一种高分子化学柔性材料,比重较小,延伸性较强,适应变形能力高,耐腐蚀,耐低温,抗冻性能好。其主要机理是以塑料薄膜的不透水性隔断土坝漏水通道,以其较大的抗拉强度和延伸率承受水压和适应坝体变形。

  义乌属典型的季风气候,降水的季节变化明显,导致年内水资源分配不均。义乌江属山溪性河流,源短流急,调蓄困难,水量季节性变化大,丰水期最大流量可达2770m3/s,而枯水期最少流量则几乎为零,使城区和沿江两岸供水量得不到保证。

  2、人口众多,城镇密布

  2000年末,全市人口达91.3万人(包括外来人口,不包括外出人口),中心城区人口密度高达13483人/km2.今年三月区域调整后,设5个街道办事处8个镇,其中:5个街道办事处中有3个超过2000人/km2,最高为稠城街道办事处4041/km2;8个镇中有5个超过500/km2,最高为义亭镇799人/km2.中心城区的人口高密度和周边城镇密布、人口众多,区域需水量极大,是水资源可持续利用的不利因素。

  3、乡镇企业布局分散

  乡镇企业已经成为我市的经济支柱,但其布局过于分散,遍地开花,且有部分企业有不同程度的污染物产生,难于治理。这不仅增加了土地占有面积,增加基础设施的投资,而且不利于对“三废”的集中,使污染治理能力降低。乡镇企业的粗放型生产方式和布局的分散性是我市水资源可持续利用的制约因素之一。

  4、条块分割,管理分散

  随着水资源使用的日益贫乏,各乡镇、部门从自己的利益出发,势必产生矛盾和冲突,不利于水资源开发利用的协调管理。此外,水资源的开发利用和保护涉及水利、航运、电力、土地、城建、卫生和环保等部门;在水质保护方面,水利、卫生和环保等部门存在职能交叉;在用水方面,航运、电力、养殖和种植等部门之间存在矛盾;在水土保持方面,需要在水利、土地和林业等部门之间取得协调。这种条块分割、分散管理的局势对水资源的可持续利用极为不利。迄今为止,在国家的有关法规中,还没有就水资源的循环利用,或污水处理后出水、中水回用量(回用率)、行业用户各级水质标准等法规条例上有指导可操作的文件。而且,少有地方政府部门把处理后的出水、或再进行必要处理后的中水,作为一项法规、一项资源,加以规范管理并利用起来。

  六、我市水资源可持续利用的对策和建议

  1、加强法规建设,实行一体化管理

  目前,国家没有就水资源开发利用,还有经济学家胡鞍钢提出的“水市场”等概念的明确解释和指导可操作性的文件。我市轰动一时的与东阳“水交易”,引发出东阳嵊州的一场水源争议,使水权交易成为新热点,就是一个例证。所以,我市各有关部门加快生成水资源保护开发利用和“水市场”建设所需要的配套政策与法规,是十分必要和迫切的。

  处理好水资源保护、开发和利用之间的关系,需要协调好各部门、乡镇之间的关系,以达到经济、生态、社会三效益的统一。为了保证社会经济发展对水资源的需求,客观上要求对水资源实行一体化管理。因此,我市建立一个具有权威的综合管理机构,负责全市水资源的综合协调管理,从而形成一个有效的水资源管理体系。该机构应从全局出发,统一考虑水资源的开发、利用和保护,促进区域环境的优化和自然生态的平衡,推动我市经济社会的可持续发展。

  2、合理制定水价,建立中水回用产业

  在水资源的开发、利用和保护过程中,合理的水价应成为节水的调节杠杆。据分析,水费支出占家庭收入1%时居民心理影响不大,占2%时开始关注用水量,占2.5%时注意节水,占5%时认真节水,占10%时考虑水的重复使用[2].本市自去年8月因征收污水处理费调整自来水价格以来,对市民心理影响不大,居民还远未到广泛注意节水的状况。本着“走小步,年年进步,逐步到位”的原则,逐步把自来水费调整到合理价位,对于节水和促进我市污水处理及中水回用事业的发展是十分有益的。

  水价的合理确定必须从水资源的商品属性出发,计算水的完全成本价格,包括水资源费、供水成本、排污费和水工业企业平均利润。中水是可用的资源,资源开发又可作为一种产业来看待。不同质量等级的水资源将给予使用者不同的收益水平,水资源价格应有等级判别,且政府首先要有扶持无利或微利的姿态,给予较低等级水资源使用者适当的优惠,以鼓励人们开发(或联合开发)使用这些资源,在水处理中心等地建立中水回用产业,增加水资源总供给量。此外,为鼓励节约用水,对超量利用水资源的用户应征收累进税。

  3、优化产业结构,调整工业布局,推广清洁生产

  我市的工业生产正处于关键发展阶段,应遵循可持续发展的原则,深化改革,完成结构优化和布局,与环境尤其是水环境的保护相协调。新建的工业项目须充分考虑其产业布局对区域经济和生态环境的影响,尽量少建耗水量大且污染重的工业项目。现有工业企业应对其结构和布局进行调整,首先要推广清洁生产,它可通过采用专门技术,改进工艺流程或改变企业管理方式等来实现。清洁生产是对生产过程与产品采取整体预防性的环境策略,以减少其对人类及环境可能的危害,是未来工业企业的立足之本。其次,污染严重的企业要实行停产或搬迁,可以集中的尽量集中,便于对污染物集中处理,在提高经济效益的同时,减轻对水资源环境的压力


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