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1、国际回用水的应用实例研究 摘要：世界上的淡水供给是有限的，并且受到污染的威胁。农业、工业和城市供水需求量的不断提高导致了有限的淡水水资源的分配竞争。为了避免水危机，许多国家必须保护水资源，对供水和需水进行管理，减少污染和降低不断增长的人口对环境的影响。 关键词：回用水 水循环 水源管理政策 国际准则 引言自然水循环在自然界，水象能量一样，既不能创造也不能消失，只能从一种形式转化成另一种形式。自然水循环中，降落到地面上的雨水大部分通过植被的蒸发返回到大气中。部分雨水渗透到地下水层，还有一些雨水以径流的形式流到河流进入海洋，最后通过蒸发以降雨的形式返回到地面。少部分的水作为野生动物的饮用水是经自然
2、过程净化的。 世界上的水几乎都是盐水（97%）。剩余的3%的水中，2/3以雪和冰的形式存在于极地和阿尔卑斯山地区。全球仅有大约1%的水是以液体淡水的形式存在。这其中98%以上的淡水是地下水，少于2%的淡水是可以利用的河水和湖水，因此液体淡水是非常有限的资源。（Bouwer 2000）改变了的水循环人类强加了许多新的水循环因素，从而使水的自然循环发生了显著的变化。强加的水循环因素如下：攫取河水和地下水作为城镇和农业用水处理后的和未经处理的污水返回到河流 回收污水作为有益的再循环使用淡水短缺的地方对盐水进行脱盐在世界上的许多地方，地下水是主要的水资源。对地下水的开采速率经常严重超过回灌的速率，所以
3、地下水水位正在不断下降。由于地表引水用于灌溉引起的中亚地区咸海水面的下降可以作为极端的例子说明水面下降带来的问题。这个地方曾经是繁荣的渔业区，而现在咸海已缩小为原有尺寸的一小部分。先前的海边城市现在距海有几千公里远。可见这个问题对经济、社会和环境的影响是严重的。城市的发展对水循环的影响也是严重的。城市供水取水减少了河流流量，同时，携带有大量污染物的雨水和污水的排放导致河水水质下降。在其收水区内城市高度发达的河流水质下降的更加严重。 暴露的水源短缺问题世界范围内的淡水供给是有限的，并且受到污染的威胁。农业、工业和城市供水需求量的不断提高导致了有限的淡水水资源的分配竞争。在许多国家，可利用的淡水资
4、源已经受到重度开发，有些情形下或许是受到过度开发。为了避免水源危机，许多国家必须保护水资源，对供水和需水进行管理，减少污染和降低不断增长的人口对环境的影响（Hinichsen et al 1999）。例如：在阿斯旺水坝下的尼罗河谷，目前的需水量超过了阿斯旺水坝的最大供水量。短缺量通过污水和排放的灌溉排水的回用进行补足（Croce 1998）。缺乏足够的供水是二十一世纪南非社会经济增长的最重要的限制因素。现有的计划表明2020年后需水量将要超过可利用的供水量（Odendaal et al 1998）。水回用满足世界水需求回用水是有价值的水资源。水用完之后不再是抛掉而是对其进行合理的处理得到回用即
5、二次使用，这样就会减少对高质量淡水水源的需求。水的回用提高了供水的可靠性，只用较少的淡水就能满足人类更大的需求，从而减轻了人类生存对世界水环境造成的影响。旧的一次使用然后排放的方法转换成新的可持续的保护、合理使用和再循环使用的节约水的方法将造福于整个世界。Felicia Marcus 是美国干旱的西部地区的前任环保局地方执行官，他说：水的回用是管理我们的水资源的关键因素。通过水的保护和回用，我们可以满足环境的需求，而且可以得到可持续发展及成功的经济。Tom Hannigan 是加利福尼亚水资源部的首席执行官（CEO），他把回用水描述成满足加州未来水需求的最闪亮的明星。可持续的水源管理政策的发展
6、澳大利亚的用水改革计划是一个水源可持续发展管理政策的例子。对河水水质降低的问题的忧虑导致采用可以实现澳大利亚水资源的可持续发展的新的公共政策措施。联邦采取的措施包括政府的财政支持用于减少水中营养物质的排放，如建造墨累河-达里河流域的一套新灌溉系统和满足各州引进环境处理流程的需求。州政府还引进了水改革措施。最新引进的是新南威尔士州的用水改革一揽子计划。此计划包括：在每一水域设置健康河流委员会来管理水质和水量目标。在每一水域制定相应的体现水质目标、河流水量及用水户与环境之间对水的分享的水管理计划。在市区制定体现水资源保护和回用措施的水发展综合计划。合并现有的水资源立法以形成新的NSW水管理条例20
7、00。主要目的“实现新南威尔士的水资源的保护、保存和生态可持续发展”。条例包括：为了环境需求储存水资源根据水源的重要程度和保护价值确认水源保护区，对河流和含水层进行分类管理名确定义按水量分配的准许用水权，旱季时用水量可以相对减少。对于那些通过排放而削弱了水的回用的行为，引进水负荷为基础的罚款制度。在水贸易管理中可能包括的的回用水方面的问题。水回用行动供水的任务是为了提供满足消费者的需求和保护环境的可靠的服务。最近几年来，许多国家已成功的实施了水的回用项目。这样的事实说明大规模地回用水的可行性，以及回用水计划对世界范围内水资源的可持续管理方面有着重要作用。下面的例子是一些小型的已得到应用的回用水
8、实例。 农业回用水加利福尼亚州的蒙特里地区蒙特里地区水污染控制局制定了一项计划，即每年使用高达2000万m3从蒙特里和附近村镇而来的回用水用于灌溉地势较低的盐碱谷的5000公顷种植作物。以往由于过度使用当地地下水用于灌溉使含水层受到海水的入侵。墨西哥城在墨西哥，墨西哥城的90%的废水用于灌溉墨西哥山谷和附近的一个降雨量较少且土壤贫瘠Mezquital 山谷。，流量约为45m3/s的回用废水运送到这里灌溉Mezquital山谷面积为90，000公顷的区域。废水回用于灌溉庄稼极大地提高了庄稼的产量。这种灌溉方式的另一益处是提高了Mezquital 山谷的地下水水位，形成了一个新的浅含水层，当地河流
9、的基础流量也提高了（Jiminez-Cisneros 2000）。以色列的丹地区以色列的可用水资源量为1800百万m3/每年，其总的需水量已超过了这个量。为了满足供水需求，回用水广泛用于进行灌溉。约有60%以上的废水得到回用。从Tel Aviv来的废水经过处理（大约130百万m3/年）渗透到含水层，含水层能够对其进行深度处理。然后水从回复井中抽取，用泵打倒丹地区的管线，来满足丹地区和内盖夫沙漠的灌溉水需求（Shuval 1999）。澳大利亚的维吉尼亚在澳大利亚南部，已经执行了一项重要的计划，即以高达30百万m3/年的回用水作为供水。此回用水从 Adelaide 的Bolivar污水厂而来，运输
10、到Adelaide北部的维吉尼亚区用于灌溉园艺作物。这项计划包括一个120，000 m3/天的再生水厂，水厂中有溶气气浮和过滤处理工艺（Marks 1998）。城镇回用水佛罗里达州的圣彼得堡佛罗里达州的圣彼得堡从1977年以来执行了一项大范围的回用水的计划，现在能够供给10，000个业主使用，其中包括9300个住户业主使用。回用水使用包括城镇和居民景观场地使用，用于工业使用，用于空调的冷却水和消防补给水。这项供水计划平均提供80，000 m3/天的回用水，具体使用的数量由天气情况而定。在1993年，每天有100，000 m3以上的回用水供给消费者，70，000 m3的回用水用于注射深井以防止盐
11、水入侵饮用水含水层。加利福尼亚州的Irvine 大农场Irvine 大农场水区（IRWD）1977年着手建造了一项双网的回用水方案。回用水用于灌溉景观场地，其中包括居民的花园（2000公顷）；用于灌溉食用性作物（400公顷）；用于补给观赏性湖水；用于冲洗汽车；用于包括地毯厂包括在内的工业使用。IRWD授权使用回用水冲洗高层办公楼的卫生间。IRWD双网供水系统供给1750户消费者57，000 m3/天的用水，每年输送的回用水水量超过15百万m3。加利福尼亚州的南海岸在加州的硅谷，圣约瑟和圣克拉拉县政府限定了淡水排放到旧金山海岸的南端的量，要求不要超过450，000 m3/天，以便减轻对敏感的盐碱
12、湿地环境的毁坏。他们不再建造海水排水口，而是实施南海岸回用水计划来给城镇、工业和农业用户输送回用水。第一期的60，000 m3/天的回用水项目已于1998年建成使用。阿拉伯联合酋长国的Abu DhabiAbu Dhabi从二十世纪五十年代的不到5000人口的小城镇快速发展成为如今拥有650，000人口的大城市。Abu Dhabi和临近的卫星城镇消耗350，000 m3/天的脱盐水。从城市来的所有的污废水用泵运送到在Mafraq唯一的处理厂，运送距离离市中心大约有40km。Abu Dhabi市政府的排水工程委员会在近25年中负责设想和实施对本地区的100%的污水进行处理，以达到灌溉公园、道路景观
13、和草料牧场的用水标准的战略。如此这般，Abu Dhabi就不受高温和少雨天气的限制而发展成为一个花园景色城市。回用的水要经过砂滤和氯消毒的补充处理。约有200，000 m3/天的回用水输送到城市用于绿色景观场地的浇灌。绿色景观场地的灌溉用水规模已扩大到这样的程度，在夏季高峰用水时出现了回用水的短缺问题，因而下排水工程计划正在找寻克服缺水的方法，包括采用更加有效的灌溉方法和选用用水量少的植物和草地。（Al Mazroui 2000）沙迦同Abu Dhabi一样，阿拉伯联合酋长国的沙迦也依靠脱盐海水作为主要供水水源。脱盐水厂建在Al-Layyah电站，每天能生产90，000100，000 m3的淡
14、水。沙迦执行了一项雄心勃勃的回用水计划以便能够扩大其满足绿色景观的空间。沙迦市政府已建造了500公顷的绿色用地，其中的150公顷在随后的两年中种上了植物。公园、花园和林荫大道提高了当地的环境条件。沙迦污水处理厂现在已经扩展成为总处理能力超过100，000 m3/天的水厂。水厂中运行的是生物活性污泥处理法。回用水通过双层砂滤料和砾石的重力滤池过滤和氯消毒得到深度处理。回用水用泵运送3km到Sammnan的高地畜水池，来满足绿地景观灌溉水网需求的水压。（Cooper 2001）澳大利亚的罗斯山脉地区在澳大利亚的罗斯山脉地区回用水用于居民用水。此地区是悉尼西北部的新的住宅发展区，计划最终有300，0
15、00人在这里定居，第一期为100，000人建造35，000座房屋。计划建造二级水网系统给冲洗卫生间和浇灌花园提供回用水。计划的第一部分于2001年8月运行能供给10，000座房屋的用水。澳大利亚的Homebush海岸澳大利亚悉尼的Homebush海岸采用了水的回用形式供水。此海岸是悉尼奥运会的比赛所在地。来自雨水和处理后的污水的高达7000 m3/天的回用水，用于冲洗比赛地点的卫生间，用于浇灌露天运动场地，用于浇灌2000个住户的花园和冲洗卫生间。对回用水进行微滤和反渗透膜处理能够获得所需的水质。这项措施将要减少悉尼的淡水供给量约为850，000 m3/年。Adelaide的Mawson湖区Adelaide澳大利亚的Mawson湖区的住宅发展将要给10，000个住户提供3700套住房，还要建造一所大学和一个商业工业区。从住宅来的污水经过处理回用于冲洗卫生间和灌溉景观场地。另外，将房屋的雨水进行收集、处理和回用供给湖水补给水、住宅用水和景观用地的灌溉。含水层的蓄水和恢复功能利于贮存冬季额外的回用水量，并且在夏季高峰灌溉用水时提供水量。 工业回用水亚利桑那州的Palo Verde电站凤凰城的回用水用于Palo Verde电站的冷却水。此电站位于凤凰城西部55km处的Sono
