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王洪臣:總量達1000億噸,污水資源化的重點方向在哪?灌溉!

時(shi)間:2020-04-29 13:36

來源:中國水網

作者:王馨整理

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  “水(shui)(shui)資源短缺是中(zhong)國未來幾十年可(ke)持續發展的瓶頸(jing),由于我國農(nong)業(ye)灌溉用水(shui)(shui)嚴重不足,有效灌溉面積僅(jin)為50%,中(zhong)國的農(nong)業(ye)灌溉現狀就如同(tong)‘等米下(xia)鍋(guo)’。”中(zhong)國人(ren)民大(da)學教(jiao)授、中(zhong)國人(ren)民大(da)學低碳水(shui)(shui)環(huan)境技術研(yan)究中(zhong)心主任王洪(hong)臣在“2021(第十九屆(jie))水(shui)(shui)業(ye)”上(shang)表示。

  論壇上,王洪臣詳盡梳理了(le)我(wo)國(guo)水(shui)資源特(te)征以(yi)及用(yong)水(shui)狀(zhuang)況,列舉分析了(le)以(yi)色(se)列污水(shui)再生利用(yong)的進展(zhan),根據我(wo)國(guo)水(shui)情以(yi)及國(guo)際污水(shui)再生利用(yong)經驗,指出我(wo)國(guo)污水(shui)資源化利用(yong)的重點方向應是農(nong)業灌(guan)溉。

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  王(wang)洪臣(chen)

  什么是污水資源化?  

  污(wu)(wu)水資源化(hua)包(bao)括(kuo)(kuo)污(wu)(wu)水中碳、氮、磷等物質資源的循環利(li)用和其(qi)中蘊含能量(liang)的回收利(li)用,其(qi)中的重(zhong)點是(shi)將(jiang)污(wu)(wu)水再生后(hou)替代傳統水資源,也就是(shi)水資源化(hua)方向(xiang)的利(li)用。“水資源化(hua)”方向(xiang)細分方向(xiang)較(jiao)多,包(bao)括(kuo)(kuo)市政雜用、工業利(li)用、、土地灌(guan)溉(gai)、生活(huo)飲用等。

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  我國污水資(zi)源化利用方向

  中(zhong)國(guo)有多少污(wu)水(shui)可以資(zi)源化?王(wang)洪(hong)臣指出,根據2019年測算的數據顯示,我國(guo)有城鎮污(wu)水(shui)750億噸、250億噸,可以進(jin)行資(zi)源化的污(wu)水(shui)為總(zong)量為1000億噸。

  我國污水資源化重點方向

  王(wang)洪臣梳(shu)理了我國(guo)污水(shui)資(zi)源化的幾(ji)個路徑:

  市政雜用:根據住建部統計(ji),2019年,城市加(jia)縣城園林綠(lv)化(hua)、景觀娛(yu)樂(le)、道(dao)路壓塵、車輛沖洗(xi)、融雪等等公共服(fu)務用(yong)水總量(liang)為100億立方米,存在用(yong)量(liang)小、輸配困(kun)難等問題。

  工業利用:工業用(yong)(yong)水(shui)(shui)方(fang)(fang)面(mian),我(wo)國的工業節(jie)水(shui)(shui)空間非常大,2019年,我(wo)國萬(wan)元(yuan)工業增加值(zhi)用(yong)(yong)水(shui)(shui)量(liang)低(di)于40m3,提(ti)前完成了(le)國家水(shui)(shui)資源(yuan)規(gui)劃(hua)規(gui)定的2030年指標。2019年,城(cheng)市加縣城(cheng)生產(chan)運營用(yong)(yong)水(shui)(shui)190億立(li)方(fang)(fang)米(mi),同樣存(cun)在(zai)用(yong)(yong)量(liang)小、再生水(shui)(shui)輸配困難的問題(ti)。

  生態環境2019年(nian),人工生態環境補水250億(yi)立方米。水體(ti)排放具(ju)有生態效用(yong),但(dan)不屬再(zai)生利用(yong)。

  “要將我國污水(shui)高質量(liang)的進行資(zi)源化,上述這三(san)個(ge)方(fang)向(xiang)的空間顯然是不夠的”,王洪(hong)臣指出,我國市(shi)政雜用、工業利(li)(li)用、生態環境(jing)三(san)個(ge)方(fang)向(xiang)全部用再生水(shui)替代,污水(shui)再生利(li)(li)用率(lv)也只(zhi)有55%,如果按照替代50%計算(suan),則污水(shui)再生利(li)(li)用率(lv)只(zhi)有25%。

  從國際經驗看(kan),美(mei)國的污水再(zai)(zai)生利用(yong)歷史(shi)長達(da)40年,然(ran)而(er)目前全國污水再(zai)(zai)生率(lv)僅為(wei)7%-8%。其(qi)中(zhong)由于加(jia)州嚴(yan)重干旱,再(zai)(zai)生水設施比較發達(da),然(ran)而(er)也只有30%-40%。

  其(qi)余國(guo)家沙特再生(sheng)水(shui)利(li)(li)(li)用率(lv)為20%,澳大利(li)(li)(li)亞為25%,新(xin)加(jia)坡也不高(gao)。國(guo)際的經驗也充分證明,市政雜用、工(gong)業利(li)(li)(li)用以及生(sheng)態(tai)環境補水(shui)這三(san)個方向,最高(gao)也只能達(da)到20-30%污水(shui)再生(sheng)利(li)(li)(li)用率(lv)。

  因此王洪(hong)臣(chen)指(zhi)出(chu),要(yao)想提(ti)高再(zai)生(sheng)利用率,充分的利用污水資源(yuan),“灌溉(gai)”是一條更寬(kuan)的路。

  中國水資源狀況  

  中國是一個高度缺水的(de)地區,我國水資源(yuan)總量(liang)為(wei)(wei)2.84萬億立方(fang)米(mi),可利用(yong)量(liang)上限(xian)為(wei)(wei)8140億立方(fang)米(mi),開發利用(yong)率為(wei)(wei)29%,基本(ben)生態流量(liang)為(wei)(wei)8400億立方(fang)米(mi)。

  同時,我國水(shui)(shui)資(zi)源存在(zai)分布(bu)不(bu)(bu)均勻的(de)情(qing)況:北方六區水(shui)(shui)少(shao),約占20%,同時有60%的(de)土地(di)需要灌溉,并(bing)且人(ren)多(duo)、用水(shui)(shui)多(duo);而南(nan)方四區水(shui)(shui)多(duo),耕(geng)地(di)少(shao)、人(ren)少(shao)、用水(shui)(shui)少(shao)。更為現實的(de)趨勢是,南(nan)方水(shui)(shui)資(zi)源在(zai)不(bu)(bu)斷增(zeng)加,而北方水(shui)(shui)資(zi)源在(zai)減少(shao)。

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  全國水土資源分配(pei)情(qing)況

  中國污水資源化的重點方向應是農業灌溉

  王洪臣進一(yi)步分析了(le)中國的農業灌溉情況,他(ta)指出,我國有18億畝耕地(di)的剛性需求,農業灌溉總(zong)量(liang)至少(shao)為3700億,并(bing)在(zai)近十年基本趨(qu)于(yu)穩定。

  其(qi)中(zhong)有效(xiao)灌(guan)溉(gai)面積為(wei)11億(yi)畝(mu),可以進行節水(shui)(shui)灌(guan)溉(gai)的面積為(wei)5.4億(yi)畝(mu),可以進行高效(xiao)節水(shui)(shui)灌(guan)溉(gai)面積為(wei)3.3億(yi)畝(mu),高效(xiao)節水(shui)(shui)灌(guan)溉(gai)噴微(wei)灌(guan)面積為(wei)1.6億(yi)畝(mu)。按此計(ji)算,北方六(liu)區灌(guan)溉(gai)需求為(wei)2000億(yi)立方米,南方四區為(wei)1700億(yi)立方米。

  我國的農業灌(guan)溉區(qu)(qu)域按(an)照(zhao)水(shui)資源的分(fen)布情況,可(ke)分(fen)為常年(nian)灌(guan)溉區(qu)(qu)、補充灌(guan)溉區(qu)(qu)以及(ji)水(shui)稻灌(guan)溉區(qu)(qu):

  常年灌溉(gai)(gai)區(qu)指年降水量(liang)及其(qi)季節分布不能滿足作物需要(yao),沒有(you)灌溉(gai)(gai)就沒有(you)農業的地區(qu),主要(yao)農作物為玉米、小麥等(deng);

  補充(chong)灌溉(gai)(gai)區指受到季風氣候(hou)影(ying)響(xiang),降水(shui)(shui)分布(bu)極不均勻,作物灌溉(gai)(gai)需水(shui)(shui)量(liang)年際變化很(hen)大,此區域灌溉(gai)(gai)和排水(shui)(shui)是實(shi)現穩定高產的必需措(cuo)施,主要農作物為(wei)冬小麥、玉米以及水(shui)(shui)稻(dao);

  水(shui)稻(dao)灌溉區指降水(shui)量高,但仍需對水(shui)稻(dao)進行(xing)灌溉,干(gan)旱季節需對旱作(zuo)物補充灌溉,排(pai)水(shui)是實現(xian)作(zuo)物穩產的基本條件。

  我國的(de)(de)灌(guan)(guan)溉(gai)水(shui)庫10萬(wan)座,庫容約(yue)(yue)為9035億立方(fang)(fang)米,蓄水(shui)量為10萬(wan)立方(fang)(fang)米以(yi)下的(de)(de)塘壩約(yue)(yue)600萬(wan)座,蓄水(shui)量小(xiao)于300立方(fang)(fang)米的(de)(de)水(shui)池或窖約(yue)(yue)500萬(wan)個。萬(wan)畝以(yi)上(shang)大(da)中(zhong)型灌(guan)(guan)區(qu)7292處(chu)(chu),30萬(wan)畝以(yi)上(shang)大(da)型灌(guan)(guan)區(qu)447處(chu)(chu)。

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  我國灌溉地區的(de)分布(bu)情(qing)況

  近些年,我(wo)(wo)國(guo)一(yi)直在大力(li)推進節(jie)水(shui)(shui)灌(guan)(guan)溉(gai)(gai),加(jia)快灌(guan)(guan)區(qu)(qu)現代化改造,分區(qu)(qu)域(yu)規模化推進高(gao)效節(jie)水(shui)(shui)灌(guan)(guan)溉(gai)(gai)。開(kai)展(zhan)農業用水(shui)(shui)精細化管(guan)理(li),科學合理(li)確定灌(guan)(guan)溉(gai)(gai)定額。同時(shi)我(wo)(wo)國(guo)大力(li)推廣噴灌(guan)(guan)、微灌(guan)(guan)、滴(di)灌(guan)(guan)、低壓管(guan)道輸水(shui)(shui)灌(guan)(guan)溉(gai)(gai)、集雨補灌(guan)(guan)、水(shui)(shui)肥一(yi)體化、覆蓋保墑等技(ji)術。加(jia)強(qiang)農田(tian)土壤(rang)墑情監測,實現測墑灌(guan)(guan)溉(gai)(gai),要求在2020年前(qian)每年發展(zhan)高(gao)效節(jie)水(shui)(shui)灌(guan)(guan)溉(gai)(gai)面積(ji)2000 萬畝(mu)、水(shui)(shui)肥一(yi)體化面積(ji) 2000 萬畝(mu)。2022年前(qian)創建 150個(ge)節(jie)水(shui)(shui)型灌(guan)(guan)區(qu)(qu)和100個(ge)節(jie)水(shui)(shui)農業示范區(qu)(qu)。

王洪臣:總量達1000億噸,污水資源化的重點方向在哪?灌溉!

時間(jian):2020-04-29 13:36

來源:中(zhong)國水(shui)網

作者:王(wang)馨整理


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  中(zhong)國(guo)(guo)的(de)(de)(de)三大地帶(dai),五大地區(qu)灌溉(gai)(gai)需求很(hen)大,但由(you)于(yu)我國(guo)(guo)灌溉(gai)(gai)用水(shui)(shui)(shui)嚴(yan)重不足,目前的(de)(de)(de)現狀只能(neng)“以水(shui)(shui)(shui)定灌”,有(you)效灌溉(gai)(gai)面積僅為(wei)50%。王洪臣指出,水(shui)(shui)(shui)資源短(duan)缺是中(zhong)國(guo)(guo)未(wei)來幾(ji)十年(nian)可持(chi)續發(fa)展的(de)(de)(de)瓶頸,中(zhong)國(guo)(guo)的(de)(de)(de)農業(ye)灌溉(gai)(gai)現狀就如同“等米(mi)下鍋”,農業(ye)灌溉(gai)(gai)應該成(cheng)為(wei)中(zhong)國(guo)(guo)污(wu)水(shui)(shui)(shui)資源化(hua)的(de)(de)(de)重點方向。

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  三個灌(guan)溉地帶的灌(guan)溉需求指(zhi)數

  王洪(hong)臣用(yong)四個情景,進一(yi)步對農業灌溉應作為污水資源化(hua)利用(yong)的重點方向(xiang)進行了印證:

  情景(jing)一:2019年(nian),我國有1000億(yi)(yi)噸(dun)污水(shui)可以(yi)利用(yong)(yong)(yong),如果以(yi)50億(yi)(yi)噸(dun)用(yong)(yong)(yong)于(yu)市政雜用(yong)(yong)(yong),80億(yi)(yi)噸(dun)用(yong)(yong)(yong)于(yu)工業利用(yong)(yong)(yong),可以(yi)少取水(shui)130億(yi)(yi)噸(dun),再生水(shui)利用(yong)(yong)(yong)率為13%。

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  情景一

  情景二:同樣是1000億(yi)(yi)(yi)噸(dun)(dun)污(wu)水(shui)(shui),除了用(yong)(yong)50億(yi)(yi)(yi)噸(dun)(dun)用(yong)(yong)于(yu)市(shi)政雜(za)用(yong)(yong),80億(yi)(yi)(yi)噸(dun)(dun)用(yong)(yong)于(yu)工業(ye)利用(yong)(yong),再以100億(yi)(yi)(yi)噸(dun)(dun)作為(wei)(wei)生態用(yong)(yong)水(shui)(shui),可以減少(shao)取水(shui)(shui)230億(yi)(yi)(yi)噸(dun)(dun),此時污(wu)水(shui)(shui)再生利用(yong)(yong)率為(wei)(wei)23%。

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  情景二

  情景(jing)三(san):同(tong)樣的(de)條件,加上(shang)以(yi)200億噸污(wu)水(shui)(shui)用于農業灌溉(gai),可以(yi)減少取水(shui)(shui)430億噸,污(wu)水(shui)(shui)再生利用率躍升到43%。

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  情景(jing)三

  情(qing)景四:如果將(jiang)用于農(nong)業灌溉再生(sheng)水(shui)進一步提升為(wei)800億(yi)(yi)噸(dun),市政(zheng)雜用為(wei)10億(yi)(yi)噸(dun),工業用水(shui)為(wei)20億(yi)(yi)噸(dun),生(sheng)態用水(shui)仍為(wei)100億(yi)(yi)噸(dun),此時可以實(shi)現減少取水(shui)930億(yi)(yi)噸(dun),污水(shui)再生(sheng)利用率為(wei)93%,基(ji)本實(shi)現了污水(shui)的徹底資源化(hua)。

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  情(qing)景四

  國際經驗:以色列再生水只用于農業灌溉  

  縱觀(guan)解決水(shui)資(zi)源緊缺問題的國際經驗,跨(kua)流域調水(shui)可以部(bu)分緩解一定(ding)地區范圍內的緊缺狀(zhuang)況,但根本上還是(shi)依靠非(fei)傳統水(shui)資(zi)源的開(kai)發利用(yong),以色列(lie)、新加坡、澳大利亞、南非(fei)、納(na)米比亞等缺水(shui)國家都(dou)是(shi)開(kai)發利用(yong)非(fei)傳統水(shui)資(zi)源的典范。

  其中(zhong),以色列是(shi)目前公(gong)認污水(shui)再(zai)生利(li)用最成功的(de)(de)國(guo)(guo)家(jia),美國(guo)(guo)將(jiang)以色列作為唯一的(de)(de)國(guo)(guo)際合作伙伴納入了國(guo)(guo)家(jia)水(shui)回用行(xing)動計劃。上世(shi)紀九十年代,隨著(zhu)世(shi)界各地越來越多的(de)(de)猶太(tai)人回國(guo)(guo)定居,以色列決定開始(shi)大規模進行(xing)污水(shui)再(zai)生利(li)用,解決嚴重的(de)(de)缺水(shui)問題。

   為提高再生(sheng)水(shui)利用(yong)(yong)率(lv),自上世紀九十年代開始,以(yi)(yi)色(se)列修建了大量再生(sheng)水(shui)輸配管線(xian)、泵站和儲(chu)存調(diao)蓄水(shui)庫,以(yi)(yi)色(se)列大小調(diao)蓄水(shui)庫270座總庫容超(chao)過(guo)2億立(li)方米。根據最新報道,如今以(yi)(yi)色(se)列的污水(shui)再生(sheng)利用(yong)(yong)率(lv)已超(chao)過(guo)90%,下一步(bu)目標為達(da)到100%,實(shi)現全部污水(shui)的再生(sheng)利用(yong)(yong)。

  以色(se)(se)列(lie)再(zai)生(sheng)水(shui)(shui)(shui)利(li)用(yong)(yong)最(zui)大的特征是90%用(yong)(yong)于農業灌溉,目前,以色(se)(se)列(lie)800萬人,產(chan)生(sheng)5億立方米污水(shui)(shui)(shui),92.3%率,占灌溉用(yong)(yong)水(shui)(shui)(shui)的60%,支撐(cheng)起現代(dai)高效農業,除(chu)了自給自足,還成(cheng)為(wei)農產(chan)品出口國(guo)。美國(guo)作家賽斯西格爾(Seth M. Siegel)在(zai)深入考察以色(se)(se)列(lie)水(shui)(shui)(shui)務后認為(wei),“沒有再(zai)生(sheng)水(shui)(shui)(shui),就沒有以色(se)(se)列(lie)的農業,也就沒有這(zhe)樣一個(ge)中(zhong)東強國(guo)”。

  隨著以色列(lie)人口(kou)的(de)增加,以色列(lie)目前(qian)正(zheng)在(zai)實施面向2050年(nian)的(de)水(shui)資源規(gui)劃,至(zhi)2050年(nian),將(jiang)(jiang)進一步提升污水(shui)再生利用量(liang),再生水(shui)農(nong)業灌溉量(liang)將(jiang)(jiang)會(hui)繼續(xu)增大。

  以色列通過開(kai)發(fa)非(fei)(fei)傳統(tong)水(shui)資源(yuan)成(cheng)功(gong)解決了水(shui)安全問題,王洪臣(chen)指出(chu),實(shi)際上(shang),我(wo)國(guo)北方許多(duo)地區年(nian)降(jiang)水(shui)量、許多(duo)城市的人均(jun)水(shui)資源(yuan)量均(jun)低于以色列,這些(xie)地區或城市應借(jie)鑒(jian)以色列污水(shui)資源(yuan)化成(cheng)功(gong)經驗(yan),開(kai)發(fa)非(fei)(fei)傳統(tong)水(shui)資源(yuan),解決當地缺水(shui)問題。

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  規模化(hua)(hua)長期使用再生水(shui)存在(zai)一(yi)定的(de)風險,關于(yu)病(bing)原(yuan)體(ti)、鹽(yan)度以(yi)(yi)及內(nei)分(fen)泌干擾物等新(xin)興污(wu)染(ran)物對(dui)人體(ti)健(jian)康和(he)生態(tai)影響的(de)研(yan)究(jiu)一(yi)直(zhi)在(zai)進行(xing)(xing),爭(zheng)論也一(yi)直(zhi)在(zai)持續(xu)。以(yi)(yi)色列在(zai)開始大規模農業灌溉以(yi)(yi)后(hou)(hou),發(fa)現部(bu)分(fen)地區有(you)鹽(yan)漬化(hua)(hua)傾(qing)向,在(zai)2010年(nian)開展(zhan)了(le)全國性(xing)源頭減鹽(yan)行(xing)(xing)動,包括工業企(qi)業減少用鹽(yan)或尋找(zhao)替代品、嚴禁高鹽(yan)廢(fei)水(shui)排入下水(shui)道以(yi)(yi)及倡導公(gong)眾避免過度耗鹽(yan)等措施,無(wu)法避免的(de)高鹽(yan)水(shui)則另外(wai)處理后(hou)(hou)排入水(shui)體(ti),沿海地區則直(zhi)接排到(dao)海洋,通過這些對(dui)策,有(you)效(xiao)控(kong)制了(le)地下水(shui)鹽(yan)漬化(hua)(hua)傾(qing)向。

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  發言最后王洪臣總(zong)結:要以農業灌(guan)溉為(wei)重點,輔以市政雜用、工(gong)業利用、景觀補水,以此為(wei)方向展(zhan)開資(zi)源化設(she)施的規劃建(jian)設(she):

  1. 農業(ye)灌(guan)溉用(yong)水需求大(da),理(li)論上(shang)可將全部污水再生后用(yong)于農業(ye)灌(guan)溉,理(li)論上(shang)實現全回用(yong),全部資源化;

  2. 目前的農業灌溉設施足以消納全部(bu)污(wu)水資源(yuan)化,只(zhi)是個(ge)水源(yuan)轉(zhuan)換問題;

  3. 需要實施(shi)(shi)的工程是將再(zai)生(sheng)水(shui)輸(shu)配到就近灌(guan)區的渠首(shou),并建設調(diao)(diao)蓄(xu)(xu)設施(shi)(shi),現有不承擔其他供(gong)水(shui)功能的灌(guan)溉調(diao)(diao)蓄(xu)(xu)庫容可直接用于調(diao)(diao)蓄(xu)(xu)再(zai)生(sheng)水(shui),預測已可調(diao)(diao)蓄(xu)(xu)相當數量的再(zai)生(sheng)水(shui)量。

  4. 農(nong)村污水可(ke)隨同治理設(she)施同步(bu)就地實(shi)現農(nong)業灌溉(關中平原的生態澇(lao)池);

  5. 由于(yu)輸配及儲存設施的(de)(de)施工均不在城市建成區,預(yu)計從經濟技術角度(du)比較,遠優于(yu)其(qi)他方向的(de)(de)資源化利用(yong);

 6. 再生水(shui)(shui)用于農業(ye)灌溉后,相(xiang)應(ying)污(wu)水(shui)(shui)處(chu)理廠可降低脫(tuo)氮(dan)除磷水(shui)(shui)平(ping),將氮(dan)磷作為(wei)肥料進行(xing)水(shui)(shui)肥一體化利用;

  7. 再生水用(yong)于農業灌溉(gai)后,將大量減少從環境取水,不與生態爭(zheng)水,尤其是灌溉(gai)季節的生態需水,發揮(hui)關(guan)鍵作用(yong)。


來(lai)源:中國水網


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