城市水资源开发与水环境改善有效途径探讨
1、前言
北京奥运会促进了北京市水环境的加速治理与改善。为了改善北京市区主要河流的水质，使其变清，北京市清河、小北河等污水处理厂出水进入其再生水厂采用MBR（膜生物反应池）和UF-RO（超滤-反渗透）等深度净化设施使最后产水（再生水）达到地表水环境质量标准（GB3838-2002）III-IV类标准，补给奥林匹克湖, 使湖水保持清澈美观。这一成功经验促使北京将市区现有的9座城市污水处理厂全部建造再生水厂，并将再生水主要用作市区主要河流的补给水源。北京市区污水再生回用工程实施后, 市区污水处理率达到90%, 污水再生回用率达到50%, 可以替代大量清水资源，主要用于：生态景观用水，每年可为此提供6亿m3再生水源。不仅使市区清河、坝河、凉水河、湖城河等22条全长约245km河道维持充盈的水面，而且还为圆明园、奥运公园、朝阳公园等14 处公园水面补充了新的水源, 大大改善城市河湖水环境。根据“北京再生水利用计划”，准备在2014年南水北调的水进京之前，对全部污水厂进行升级改造，实现再生水利用。据中国水网的调查报告，2008年北京市总用水量为35.3亿立方米，其中地表水5.7亿立方米，地下水23.4亿立方米，再生水6.2亿立方米；再生水超过了地表水的用量[1]。
深圳市计划在7年内建造7座污水再生水厂，解决7条城市河流的景观用水[2]。深圳市正在对现有的污水处理厂（如罗芳、滨河等）进行升级改造，使出水达到GB18918-2002（城镇污水处理厂污染物排放标准）的1A或更高的标准，将其排入附近水体作为生态景观补给水。越来越多的城市都对污水处理厂进行升级改造以使出水达到1A标准用作各该城市河流、湖泊和水库的生态景观补给水。可以说我国的城市污水的再生与资源化利用正在迅速发展和普及中。
但是，对城市雨水径流的收集、处理、净化与利用，无论是从城市水体污染防治还是从城市水资源开发利用来看，至今仍未受到应有的重视，其研究和工程实践都远远落后于国际先进现况。国内外城市排水工程的实践证明，任何城市只普及城市污水处理而不重视和实施雨水径流的处理和利用，是不能根本消除城市水体污染的。国外一些城市的调查统计数据表明，在城市污水普及二级处理后，其河流的BOD污染负荷的40%-80%来自雨水径流[3]。我国一些城市的污水处理率现已达到90%，但是，其一些河流仍然污染较重，属于劣V类水质。其根本原因就在于雨水径流不经任何处理便排入附近河流。
2、污水处理、与资源化利用
纵观我国的城市污水处理厂，就会发现这样不合理的现象：采用的污水处理工艺先进，如AB、改进的A2/O、CAST、IKEAS、UNITANK、其它形式的SBR（如CSBR、MSBR）、MBBR、BAF（Biostyr和Biofor）等，与国外污水处理厂（如美国、德国、日本、韩国等）相比毫不落后，甚至更为先进和美观，而且其出水水质良好，达到GB18918-2002的1B甚至1A排放标准。但是，令人惋惜的是，这样好的出水往往用一条粗长的“尾水排放管道”排到几公里至十几公里以外的大江大河或近海中，而污水处理厂的外面或附近却有乌黑发臭的河道。为什么舍近求远耗费大量投资建造“尾水排放管道”，并且消耗大量的电能远距离排放呢？！如果将这些符合1A或1B排放标准的出水，甚至达到或接近地表水环境质量标准（GB3838-2002）的IV标准的优质出水排入其附近的乌黑发臭的河道，并持之以恒，必将显著改善这些污染河流的水质状况。
污水厂的出水经过深度处理，出水水质达到地表水环境质量标准（GB3838-2002）的4类标准，或景观娱乐用水水质标准（GB 12941-91），即使是GB18918-2002的1A标准，就可以排入附近河道、湖泊或水库作景观和生态补给水，则会使水体的水质得到显著改善。北京市清河再生水厂和北小河再生水厂，前者采用MBR+臭氧氧化+活性碳过滤，后者经过MBR+ RO深度净化获得的优质再生水，以及奥林匹克村雨水径流的地层渗滤、净化与收集，用于对奥林匹克湖的补给，形成水清景美的人工湖景观，是污水再生与雨水资源化利用的成功范例。
北京奥林匹克湖水质多次取样分析结果（见表1）表明，只要湖水中控制磷浓度足够低（TP 0.01-0.02mg/L），即使氨氮（8.8mg/L）和总氮（20mg/L）浓度相当高，水体依然清澈透明，不会发生藻类过度增殖。其它水质指标：BOD5=3.3 mg/L，高锰酸钾指数（CODMn）5.4-5.6，COD 20-26.6 mg/L，浑浊度14.1NTU、悬浮物32 mg/L，pH 8.3-8.7，DO 5.3-8.2 mg/L。可见，即使水体中的TN和NH3-N超出地表水环境质量4类1.5mg/L或景观娱乐用水水质标准0.5mg/L(NH3-N),只要TP保持≤0.02mg/L，湖水就不会发生藻类过渡增值和水华。
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