我國水資源嚴重貧乏，屬世界上13個貧水國之一，人均水資源僅為世界平均水平的1/4(Yi et al., 2011).全國660多個城市中有400多個缺水，其中114個嚴重缺水(李燕群等，2011).由于長期的過度開發(fā)利用，許多河流、湖泊以及地下水資源幾近枯竭，地表水也大多遭受污染，這不僅降低了水體的使用功能，而且進一步加劇了水資源短缺的矛盾.隨著我國工業(yè)化和城市化進程的快速發(fā)展，資源型和水質(zhì)型雙重缺水的特征日益凸顯，已成為制約我國國民經(jīng)濟增長和社會可持續(xù)發(fā)展的瓶頸.

為應對水資源供需日益尖銳的矛盾，傳統(tǒng)的開源節(jié)流方式已難以解決水資源短缺的根本問題.為解決現(xiàn)代城市的缺水問題，世界上許多國家和地區(qū)早已把再生水開辟為新水源，是國際公認的“城市第二水源”，并且再生水回用已成為開源節(jié)流、減輕水體污染、改善生態(tài)環(huán)境、緩解水資源供需矛盾和促進城市經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展的有效途徑.

因此，本文從再生水利用現(xiàn)狀、再生水回用標準、再生水回用的技術(shù)經(jīng)濟分析4個部分進行闡述分析，通過比較我國和美國、歐盟、日本等發(fā)達國家的再生水回用現(xiàn)狀、再生水回用政策與標準以及再生水回用工程的技術(shù)經(jīng)濟性等，分析我國在再生水相關(guān)法規(guī)體系建設(shè)、再生水的標準制定以及分類和再生水的工藝選擇與技術(shù)經(jīng)濟性方面存在的問題和不足，并提出相關(guān)建議，以期對我國再生水回用標準的完善和再生水的推廣應用提供借鑒.

根據(jù)美國環(huán)保局(USEPA)發(fā)布的《污水回用指南2012》(2012 Guidelines for Water Reuse)，再生水(reclaimed water/recycled water)是指經(jīng)過處理達到某些特定的水質(zhì)標準而可用于滿足一系列生產(chǎn)、使用用途的城市污水(United States Environmental Protection Agency，2012).目前再生水回用的分類及其在全球范圍內(nèi)的使用情況見圖 1和圖 2.

圖 1 全球再生水回用量分布和用途分類(US EPA，2012)(部分數(shù)據(jù)源自Jiménez et al., 2008)Fig. 1 The distribution of global water reuse and the classification of its uses

圖 2 2010年日本不同再生水用途所占總回用量的比例(國土交通省土地·水資源局水資源部，2013)Fig. 2 Percentages of water reuse in Japan in 2010

根據(jù)《2005年美國水資源使用評估報告》(Linsey et al., 2009)，美國年均用水量5664.8億m³(其中淡水占85%)，由此產(chǎn)生的大量城市污水是再生水的主要潛在來源.為便于再生水資源的開發(fā)利用，美國在聯(lián)邦水污染控制法(Federal Water Pollution Control Act，F(xiàn)WPCA)、清潔水法(Clean Water Act，CWA)以及相關(guān)后續(xù)修正案的指導下逐步實現(xiàn)了城市地區(qū)污水的集中處理.

然而，目前美國每天產(chǎn)生的1.32億m³城市污水中僅有5%～6%得到了有效回用(NRC，2012).例如，據(jù)Water Reuse Association(WRA)統(tǒng)計(Bryck et al., 2007)，2006年美國再生水回用設(shè)施設(shè)計處理規(guī)模為40.10億m³ · a^-1，實際回用量為14.17億m³ · a^-1，其中用于灌溉、商業(yè)用水、水源補給和工業(yè)用水的比例較大，分別為8.13、1.93、1.84、1.44億m³ · a^-1.據(jù)美國國家研究委員會下屬的水科學與技術(shù)委員會的估算，實際約1/3的城市污水都可得到回用.這些結(jié)果表明，未來美國在再生水利用方面仍有巨大的提升空間.

與全球其他地區(qū)相比，歐洲的水資源較為豐富，然而在過去的數(shù)十年中，由于水資源短缺和水質(zhì)惡化等問題，這一觀點受到了不斷增長的缺水壓力的挑戰(zhàn).2006年AQUAREC項目(Bixio et al., 2006b)的調(diào)查結(jié)果顯示，占歐洲人口約70%的半數(shù)歐洲國家正面臨著水資源緊張帶來的壓力.為應對水危機，自20世紀90年代開始，歐洲陸續(xù)出現(xiàn)了一些基于污水處理廠附近用水點的城市污水回用案例.目前已有超過200個水回用工程正在運行，還有許多處于先期規(guī)劃階段(Bixio et al., 2006a).許多近期開展的再生水項目都集中在處于半干旱狀態(tài)的南部沿海地區(qū)與島嶼和北歐、中歐的高度城市化地區(qū).

在再生水的利用方面，約3/4的再生水被用于農(nóng)業(yè)灌溉，其余部分幾乎被均分在工業(yè)回用、城市利用、地下水補給和生態(tài)改善4個方面.南歐的再生水主要用于農(nóng)業(yè)灌溉(占總工程數(shù)的44%)和城市或環(huán)境用途(占總工程數(shù)的37%)；北歐和中歐主要用于城市或環(huán)境(占總工程數(shù)的51%)和工業(yè)(占總工程數(shù)的33%)(Bixio et al., 2006a).目前歐洲污水再生利用的總量為9.64億m³ · a^-1，占總污水處理量的2.4%.西班牙、以色列和意大利的再生水回用量分別達到3.47、2.80、2.33 億m³ · a^-1，其中以色列的再生水回用量約為其總處理污水量的83%(MED WWR WG，2007)，并基本全部用于農(nóng)業(yè)灌溉(Jiménez et al., 2008).

地處世界最缺水的大陸且降水量不穩(wěn)定的澳大利亞是世界上第三大人均水資源消耗國(1300 m³ ·人^-1· a^-1)，耗水量最大的農(nóng)業(yè)用水和家庭用水分別占總用水量的67%和9%，水資源短缺使得水資源高效利用在澳洲備受關(guān)注( Land & Water Australia et al., 2006).由于澳大利亞的人口密度較低，且多數(shù)農(nóng)業(yè)活動都遠離城市中心地帶，例如，大多數(shù)農(nóng)場都坐落在墨累-達令盆地，距離沿海城市數(shù)百英里，農(nóng)業(yè)回用在全國再生水回用計劃中的比重并不大，而景觀灌溉、工業(yè)回用等非飲用水回用得到了高度重視.

據(jù)統(tǒng)計(National Water Commission，2012;National Water Commission，2007; Land & Water Australia et al., 2006)，目前澳洲有超過580個水回用項目在運行，2011—2012年度澳大利亞再生水總量增長至2.50億m³ · a^-1，主要用于農(nóng)業(yè)、環(huán)境、商業(yè)、城市和工業(yè)等方面.在報告所統(tǒng)計的80個項目中，服務人口大于10萬的再生水回用率為14%，而服務人口在1~2萬的回用率高達36%，此外，不同地區(qū)污水回用情況差異較大，如澳洲南部的水回用率超過15%，但維多利亞、首都地區(qū)和北部地區(qū)的回用量小于10%，而佩斯、墨爾本和堪培拉的污水回用率計劃在10年內(nèi)達到20%.另外，多數(shù)澳洲的水資源管理者起初都認為再生水作為飲用水補給并不可行，但2003—2009年的嚴重干旱和高速增長的城市人口帶來的水危機迫使他們不得不重新考慮這一點.布里斯班、堪培拉、佩斯等高度干旱的城市都已考慮用于飲用的再生水回用計劃，在布里斯班和堪培拉，再生水被直接回用至飲用水水庫，這與美國西南部地區(qū)采用的土壤含水層處理和地下水注入的處理法不同(Jiménez et al., 2008).面對愈益嚴峻的水資源供需形勢，澳大利亞提出了如下目標：為了促進城市污水的處理和回用，2015年全國城市平均污水回用率將提高至30%(Whiteoak et al., 2008).

雖然日本年均降水量為1690 mm，約為世界平均值的2倍，但由于國土面積狹小、人口眾多，全國人均水資源擁有量僅為3400 m³，不足世界平均水平的一半(8000 m³)，尤其是關(guān)東地區(qū)的人均年水資源占有量僅為905 m³(國土交通省，2005;國土交通省土地·水資源局水資源部，2013).同時，近年來日本多雨年與少雨年的降水量差距增大，且少雨年降水量往往小于預期值，加之水資源的有效利用率不高、城市經(jīng)濟快速增長和人口密度不斷增加等因素，許多城市和地區(qū)頻繁爆發(fā)嚴重的缺水問題(張昱等，2011; Ogoshi et al., 2001; 國土交通省，2005).一方面日益增長的水資源需求給城市供水系統(tǒng)造成了巨大壓力，另一方面開發(fā)新的水資源又要承擔巨大的經(jīng)濟和環(huán)境成本.為了緩解這種狀況，日本政府開始大力推行節(jié)水和水循環(huán)利用措施，污水再生利用由此逐步得到了廣泛應用(Ogoshi et al., 2001).

2009年日本公布的《下水道白皮書》明確了污水再生利用的重要性(張昱等，2011).據(jù)統(tǒng)計(國土交通省土地·水資源局水資源部，2013)，2010年日本共有污水處理廠約2100座，年總處理量為147億m³，而再生水廠約有290座，再生水總產(chǎn)量為1.92億m³，約占總處理量的1.31%.目前日本的再生水主要用于沖廁、景觀、戲水、河流補給、融雪、綠化帶/道路/施工灑水、農(nóng)業(yè)灌溉、生產(chǎn)/服務業(yè)以及工業(yè)等(張昱等，2011; 國土交通省土地·水資源局水資源部，2013)，各部分所占比例見圖 2.

我國對再生水回用的研究和實踐整體上起步較晚，直到20世紀80年代末我國許多北方城市頻頻出現(xiàn)水危機，污水再生利用的相關(guān)研究和技術(shù)才真正得到廣泛關(guān)注.但由于經(jīng)濟鼓勵措施的缺乏、中水配套設(shè)施規(guī)劃和建設(shè)的滯后以及監(jiān)督管理的薄弱等種種原因，污水回用在我國很多省市發(fā)展依然緩慢.進入21世紀后，隨著《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》(GB18918—2002)的頒布和實施，城鎮(zhèn)污水處理才開始真正從“達標排放”逐步轉(zhuǎn)向“再生利用”.“十五”、“十一五”期間，我國再生水事業(yè)發(fā)展較快，先后進行了污水資源化利用技術(shù)與示范研究，建設(shè)了集中再生水利用工程，并陸續(xù)將再生水納入城市規(guī)劃(李育宏等，2012; 中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部，2012).以北京為例，自1987年以來北京市先后制定了一系列再生水設(shè)施建設(shè)管理的相關(guān)政策和再生水利用的相關(guān)標準.2003年起，北京開始大規(guī)模利用再生水，2010年再生水利用量達6.8億m³，首次超過了地表水用水量，并已成為北京水資源的重要組成部分.據(jù)預測，2015年北京市再生水用量將達10億m³(李燕群等，2011).

據(jù)統(tǒng)計，截至2012年底我國城鎮(zhèn)污水處理廠的污水日處理能力已達1.42億m³，年處理污水總量422.8億m³(中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部，2013)；2010年全國城鎮(zhèn)污水處理再生水生產(chǎn)能力達1209萬m³ · d^-1，年再生水利用總量33.7億m³，約為總處理量的9.63%(中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部，2012).據(jù)國務院近期頒布的“十二五”規(guī)劃和工作方案(國務院辦公廳， 2011，2012; 國務院，2012;)，“十二五”期間，我國將大力推進節(jié)水型社會建設(shè)，到2015年，全國城鎮(zhèn)污水處理廠再生水利用率將從2010年的不足10%提高到15%以上，新增再生水利用能力2700萬m³ · d^-1；全國規(guī)劃建設(shè)污水再生利用設(shè)施規(guī)模2676萬m³ · d^-1，全部建成后我國城鎮(zhèn)污水再生利用設(shè)施總規(guī)模接近4000萬m³ · d^-1.盡管我國再生水占污水處理總量的比例不低，高于美國、歐洲、日本等國家和地區(qū)，但整體利用水平有待進一步提高，污水再生利用仍處于起步階段，具有巨大的空間和潛力.

圖 3 2010年我國各省(區(qū)、市)城鎮(zhèn)污水處理再生利用量與利用率(中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部，2012)Fig. 3 Percentage and amount of water reuse in China in 2010

根據(jù)《污水回用指南2012》(US EPA，2012)，目前美國還沒有直接針對再生水利用的全國性法規(guī)，只提供一份推薦性的水回用管理指南，各州可在推薦指南的基礎(chǔ)上根據(jù)自己的水資源實際需求情況，在保證保護環(huán)境、有價回用及人類健康的前提下設(shè)計、建設(shè)和運行再生水工程.此外，許多州也頒布了各自的再生水法規(guī)或指南，截至目前已有31個州和地區(qū)頒布了再生水的相關(guān)法律法規(guī)，15個州和地區(qū)頒布了再生水指南或設(shè)計標準，而在其他沒有相關(guān)法律或指南的州和地區(qū)，再生水項目需根據(jù)具體情況單獨審批.

表1 美國污水再生利用相關(guān)政策法規(guī)(US EPA，2012; 胡洪營等，2008)Table.1 Laws and regulations related to water reuse in USA

歐盟一直都高度重視水資源管理，自1973年制定第一個環(huán)境行動計劃開始，歐盟已將水資源作為獨立的環(huán)境要素予以管理和保護，其水資源管理政策經(jīng)歷了從單一化到綜合化的發(fā)展階段(杜群和李丹，2011).1991年歐盟頒布的《城市污水處理指令》(Urban Waste Water Treatment Directive，UWWTD，91/271/EEC)(European Commission，1991)要求成員國在“任何合適的時候”回用處理后的污水，但是合適的條件卻一直沒有明確界定.隨著水質(zhì)不斷惡化和水資源相關(guān)法規(guī)過于零散等問題逐步得到各成員國的普遍關(guān)注，經(jīng)過長期的討論協(xié)商，歐盟于2000年在整合原有水資源管理法規(guī)的基礎(chǔ)上頒布了統(tǒng)一的《水框架指令》(WFD，2000/60/EC)(Directive OJEC，2000)，將其作為歐盟在水政策方面為采取綜合行動而必須遵守的綜合性法律框架.綜合水資源管理方法可以使城市污水回用項目得到更為廣泛的應用，同時在擴大供給水源和減少人為活動對環(huán)境影響兩方面都有促進作用(Bixio et al., 2006b).

表2 歐盟再生水利用相關(guān)政策法規(guī)(European Commission，1991; Directive OJEC，2000; RWTH Aachen University et al., 2006)Table.2 Laws and regulations related to water reuse in European Union

但WFD只是一個軟性的法律文件，它只為達到可持續(xù)水資源管理提供了原則，并沒有指明方法.由于仍缺乏統(tǒng)一認識，污水回用的可行性研究與實際應用之間存在明顯的時滯，尤其是在水資源和公共衛(wèi)生服務分屬不同機構(gòu)管理的地區(qū).為解決各國在污水回用中存在的分歧，歐盟在第五次框架計劃中實施了一項為期3年的AQUAREC項目(2003.3.1—2006.2.28)，該項目旨在通過建立“處理污水回用的集成概念”，評估具體情況下污水回用的標準條件以及污水回用在歐洲水資源管理框架下的潛在作用，從策略、管理和技術(shù)3方面為終端用戶和各級公共機構(gòu)在污水回用方案的設(shè)計、實施和運行維護中的決策提供指導(RWTH Aachen University et al., 2006).

盡管目前歐盟還沒有統(tǒng)一的再生水利用指南和法規(guī)，但毫無疑問再生水利用在歐洲正發(fā)揮著越來越大的作用，而歐盟再生水法規(guī)和再生水利用指南的缺失阻礙了再生水利用的進一步實施(MED WWR WG，2007; Urkiaga et al., 2008; RWTH Aachen University et al., 2006).已有一些國家和聯(lián)邦地區(qū)頒布了他們自己的標準或法規(guī)(表 3).

表3 歐盟內(nèi)國家/地區(qū)現(xiàn)行的再生水回用準則(Bixio et al., 2006b; MED WWR WG，2007)Table.3 Current water reuse criteria within the European Union

從20世紀90年代末至21世紀初，隨著水處理技術(shù)的成熟和經(jīng)濟性的提高，澳大利亞水務部門開始逐漸將再生水視為潛在的水資源以滿足日益增長的需水量.2000年之后多數(shù)州政府開始制定相關(guān)法規(guī)以鼓勵再生水利用，一些州還設(shè)立了相應的水行業(yè)發(fā)展目標.由于再生水是全新而陌生的水源，其并未包含在州的環(huán)境保護、公共健康、水產(chǎn)業(yè)和經(jīng)濟監(jiān)管框架內(nèi)，因此這些目標將促進政府改革現(xiàn)有的監(jiān)管框架以利于再生水利用的實施(Whiteoak et al., 2008).目前的國家再生水回用指南基于國家水質(zhì)管理策略(National Water Quality Management Strategy，NWQMS)制定，不具有強制性，但可為再生水項目的優(yōu)化和可持續(xù)發(fā)展提供權(quán)威性的指導，同時州和地方政府也制定了各自的再生水回用指南.2004年，《澳大利亞的再生水回用》報告促使澳大利亞在《污水處理系統(tǒng)指南：再生水的使用》(Guidelines for Sewerage Systems: Use of Reclaimed Water)的基礎(chǔ)上更新和擴展了新的國家再生水利用指南.

表4 澳大利亞再生水回用指南(Apostolidis et al., 2011)Table.4 Laws and regulations related to water reuse in Australia

日本一直致力于構(gòu)建基于流域的健全水循環(huán)體系，在河川審議會答復(綜合政策小委員會水循環(huán)小委員會，1998年7月)、中央環(huán)境審議會意見匯報(1999年4月)、社會資本整備審議會城市計劃部會下水道小委員會(2007年6月)中均提到這一基本思想.在由中央環(huán)境審議會決定的第二次環(huán)境總體規(guī)劃(2000年12月)、第三次環(huán)境總體規(guī)劃(2006年4月)、第四次環(huán)境總體規(guī)劃(2012年4月)、水環(huán)境管理討論會報告書(2013年3月)(國土交通省土地·水資源局水資源部，2013)均將其放在優(yōu)先重點領(lǐng)域，表明了日本將流域作為建立健全水循環(huán)體系構(gòu)筑計劃單元的必要性.再生水作為水循環(huán)計劃中的重要組成部分，隨著水循環(huán)體系構(gòu)筑計劃的提出和建立，受到了日本政府和民眾的廣泛關(guān)注.

為了推動再生水事業(yè)的發(fā)展，日本再生水利用行政主管部門、地方政府和行業(yè)協(xié)會等分別制定了相關(guān)的指南、規(guī)定、綱要和條例等，形成了一套完整的政策標準體系.例如，日本相繼出臺了《污水處理水循環(huán)利用技術(shù)方針》、《沖廁用水、綠化用水：污水處理水循環(huán)利用指南》、《污水處理水中景觀、戲水用水水質(zhì)指南》、《再生水利用事業(yè)實施綱要》、《再生水利用下水道事業(yè)條例》、《污水處理水的再利用水質(zhì)標準等相關(guān)指南》，制定了《污水處理水循環(huán)利用技術(shù)指南》、《污水處理水中景觀、親水用水水質(zhì)指南》等再生水水質(zhì)標準.

近年來我國陸續(xù)頒布了城市污水再生利用系列水質(zhì)標準，指導、應用全國的城鎮(zhèn)污水處理再生利用，對緩解水資源短缺、促進水資源的循環(huán)利用和可持續(xù)發(fā)展起到了重要作用(劉祥舉等，2011).截至2012年底，我國已頒布了1個行業(yè)標準、1個污水再生利用工程設(shè)計規(guī)范、6個推薦性國家標準和1個強制性國家水質(zhì)標準，具體如表 5所示.2013年10月16日國務院新近發(fā)布的《城鎮(zhèn)排水與污水處理條例》明確提出了“促進污水的再生利用”，該條例將于2014年1月1日正式生效，將大大促進我國污水的再生利用(國務院，2013).

表5 日本再生水回用相關(guān)政策措施(張昱等，2011；NWQMS et al., 2006)Table.5 Laws and regulations related to water reuse in Japan

目前國際上還沒有一致認可的再生水利用指南來指導污水的再生利用(Li et al., 2009a，2009b)，世界各國和地區(qū)通常是在衛(wèi)生安全、感官美感、環(huán)境耐受和技術(shù)經(jīng)濟可行的基礎(chǔ)上(Nolde，2000)，根據(jù)再生水的利用途徑設(shè)定對應的水質(zhì)標準和適宜的處理工藝.不同國家在再生水的回用途徑分類方面也不盡相同，例如，美國EPA的《污水回用指南2012》(US EPA，2012)將污水再生利用分為城市用水、農(nóng)業(yè)用水、蓄水、環(huán)境用水、工業(yè)用水、地下水補給和飲用性利用7大類；歐盟目前還沒有正式的再生水利用指南或條例，本文選取AQUAREC項目報告(Salgot and ertas， 2006)的推薦指標進行比較，報告中將再生水的利用大致分為城市和灌溉用水、環(huán)境和水產(chǎn)養(yǎng)殖用水、間接含水層補給、工業(yè)冷卻用水4類；澳大利亞的《污水處理系統(tǒng)指南：再生水的使用》(National Health And Medical Australia et al., 2000)將再生水用途分為直接飲用水、間接飲用水、城市用水(非飲用)、農(nóng)業(yè)用水、休閑娛樂用水、環(huán)境用水、工業(yè)用水7大類；日本的《污水處理水的再利用水質(zhì)標準等相關(guān)指南》(國土交通省，2005)將再生水的利用分為沖廁用水、綠化用水、景觀用水、戲水用水4類；我國的《城市污水再生利用分類》(國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局，2002)將再生水用途分為城市雜用、景觀環(huán)境、工業(yè)用水、地下水回灌和農(nóng)業(yè)用水5大類.

表6 我國再生水回用的相關(guān)政策措施Table.6 Laws and regulations related to water reuse in China

表7 各國再生水回用標準分類Table.7 Classifications of water reuse st and ards in different countries

為了便于比較，筆者將各國再生水回用標準統(tǒng)一劃分為城市用水、農(nóng)業(yè)用水、工業(yè)用水、景觀環(huán)境用水和飲用性用水6大類.

我國的城市用水分類較細，各主要限值與其他國家差別不大，主要區(qū)別在于濁度指標限值偏低、微生物指標和余氯量的限值均較高，此外還有一個明顯的特點就是控制指標項目偏多，與之相似的情況還出現(xiàn)在歐盟AQUAREC項目的推薦標準中，指標項過多，但其微生物指標的限值偏低(表 8).

表8 各國城市用水回用標準比較(mg · L-1，pH除外)Table.8 Comparison of st and ards for urban water reuse in different countries(mg · L-1，except pH value)

通過比較可以發(fā)現(xiàn)一個明顯的特點，各國對農(nóng)業(yè)用水的分類都十分細致，分類情況也反映了各國制定標準時的因地制宜特點.例如，我國農(nóng)業(yè)用水主要側(cè)重在農(nóng)作物種植用水，而澳大利亞則涉及到了農(nóng)林牧以及水產(chǎn)業(yè)，分類十分詳盡.另外，我國的農(nóng)業(yè)用水分類沒有對農(nóng)作物的食用方式進行區(qū)分，在執(zhí)行過程中缺乏針對性和靈活性，不能很好地結(jié)合實際農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用途選擇合適的再生水水質(zhì)，同時也可能給食品安全留下隱患.從指標限值來看，我國對BOD、微生物指標的限值較高，對SS的限值相對寬松，但仍存在控制指標項目過多的問題，與歐盟類似.基于我國的農(nóng)業(yè)現(xiàn)狀，現(xiàn)行的農(nóng)業(yè)用水回用標準執(zhí)行難度較大，經(jīng)濟適用性和靈活性有待進一步加強(表 9).

表9 國內(nèi)外農(nóng)業(yè)用水回用標準比較(mg · L-1，pH除外)Table.9 The comparison of st and ards for agricultural water reuse in different countries(mg · L-1，except pH value

相對其他國家，我國對工業(yè)用水的分類較為詳細，主要指標限值與其他國家沒有明顯區(qū)別，但其他國家關(guān)于工業(yè)用水的分類主要集中于冷卻用水，我國標準中提到的工藝與產(chǎn)品用水的指標限值是否能夠真正滿足實際的工業(yè)過程需求，仍需結(jié)合具體的工業(yè)過程與工藝以及當?shù)氐膶嶋H條件和情況確定，建議保留適當?shù)撵`活性，以便于標準的順利執(zhí)行.同時，我國標準的控制指標依舊太多，建議適當削減，使之既能滿足實際需求，又能減輕工業(yè)用再生水的處理成本(表 10).

表10 各國工業(yè)用水回用標準比較(mg · L-1，pH除外)Table.10 The comparison of st and ards for industrial water reuse in different countries(mg · L-1，except pH value)

通過比較可以看到，其他國家標準多數(shù)依據(jù)公眾是否接觸或者是否為限制性用水來劃分，而我國對景觀環(huán)境用水的分類存在不足，缺少對人體是否接觸水體的區(qū)分，僅根據(jù)河道、湖泊、水景來區(qū)分水體，難以避免再生水補給水體后可能對人體造成的健康風險，建議對分類做出調(diào)整和進一步細化.同樣由于缺少前述的分類，導致我國景觀環(huán)境用水標準中微生物指標限值的設(shè)置缺少針對性和靈活性，在實際執(zhí)行過程中存在潛在的人體健康風險.另外，我國標準依然存在指標項過多的問題，建議精簡或細化分類(表 11).

表11 國內(nèi)外景觀環(huán)境用水回用標準比較(mg · L-1，pH除外)Table.11 Comparison of st and ards for environmental reuse in different countries(mg · L-1，except pH value)

相對其他國家采用的方式，我國飲用性用水的回用方式對人體可能造成的健康風險更大.各控制指標限值需要綜合考慮實際的水體、土壤以及回用方式，而我國目前的標準并沒有對此很好地區(qū)分，缺少針對性和靈活性，難以在執(zhí)行中很好地保障回灌水體周圍人群的健康安全和生態(tài)環(huán)境質(zhì)量，建議結(jié)合各地實際情況選取合適的控制指標和限值，削減過多指標項，便于實際執(zhí)行(表 12).

表12 國內(nèi)外飲用性用水回用標準比較(mg · L-1，pH除外)Table.12 Comparison of st and ards for potable reuse in different countries(mg · L-1,except pH value)

綜合上述比較和分析，各國再生水利用標準中大多都包含pH值、TSS(SS)、BOD、濁度、色度、微生物、余氯等主要控制指標，我國再生水利用標準則被認為是較為特別一類(Li et al., 2009b)，除了前面提到的指標外還對TDS、氮磷、陰陽離子以及表面活性劑(LAS)等指標設(shè)有限值，這樣可能會提高再生水利用過程中的投資費用與運行成本、水質(zhì)監(jiān)測難度，同時一些控制指標和限值缺乏針對性和靈活性，需在實際情況下做出一些有針對性的調(diào)整和優(yōu)化.另外，建議加強對再生水回用過程中可能產(chǎn)生的人體健康風險和生態(tài)環(huán)境風險進行研究和評估，以便進一步細化和完善再生水利用的水質(zhì)標準.

污水處理通常劃分為預處理、初級處理、二級處理和深度處理，而污水再生利用往往都需要經(jīng)過深度處理才能達到回用標準.深度處理也可稱為三級處理，通常定義為二級處理后的進一步處理，其處理工藝主要包括：①過濾；②紫外線處理去除亞硝基二甲胺(NDMA)；③硝化；④反硝化；⑤除磷；⑥混凝-沉淀；⑦活性炭吸附；⑧膜技術(shù).

再生水回用的原水通常選擇城市污水處理廠的二級生化出水.由表 13可知，國內(nèi)外采用不同處理工藝的城市污水處理廠的二級出水，其各項指標總體上來說沒有明顯的規(guī)律性差異，均處在一個合理的波動范圍.因此，在原水水質(zhì)基本一致的前提下，影響再生水回用工藝的選取和經(jīng)濟性的主要因素就是再生水用途及其相應的水質(zhì)目標.針對不同水質(zhì)目標下的再生水回用應選取適宜的處理工藝，而隨著再生水水質(zhì)目標的提高，處理程度和成本費用也隨之增大(表 14).

表13 各國城市污水處理廠二級出水水質(zhì)比較(朱洪濤等，2008; 劉學紅等，2008; 苑宏英等，2011; 王正法，2011; 王昊等，2012; 姚奇等，2010; 管策等，2012; Hatt et al., 2013; Natural Resource Management Ministerial Council et al., 2006; Jin et al., 2013; Chien et al., 2012)Table.13 Comparison of the secondary effluent from municipal sewage treatment plants in different countries

表14 各種再生水回用方式及其處理工藝(US EPA，2012)Table.14 Different ways for wastewater reuse and treatment technologies

由于不同再生水用途所能承受的用水成本并不相同，因此在再生水回用處理工藝的實際選取過程中，不僅要考慮水質(zhì)達標，同時還要考慮其技術(shù)經(jīng)濟適用性.例如，美國加州的一項研究顯示(Urkiaga et al., 2008)，再生水除去運行維護費用外的平攤成本約為0.575美元 · m^-3，這個價格高于傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)灌溉的承受能力，因而只能用于景觀灌溉或其他城市用水.下面我們通過幾組典型案例對不同用途的再生水處理工藝的經(jīng)濟性進行比較分析.

由表 15可知，從工藝上看，國外的再生水處理工藝通常選用較為嚴格的深度處理工藝，流程較復雜、投資費用和運行成本也較高，出水水質(zhì)能夠充分滿足指定的用途和需求.在計算再生水的成本和經(jīng)濟效益時，其他國家通常會將再生水的社會效益和環(huán)境效益與再生水的售價一并納入經(jīng)濟分析(Molinos-Senante et al., 2011; Alcon et al., 2013; Hernández et al., 2006)，從一個全面綜合的角度評估再生水回用的價值.而在我國，再生水處理工藝的選擇缺乏引導，生產(chǎn)者往往基于達標排放和一些基本的回用標準來選擇工藝，因而其處理成本較低，并且部分再生水處理后沒有明確的用途而直接排放，所以在評估其經(jīng)濟性時通常從節(jié)水和減排的角度計算其價值.綜上所述，雖然從用途上看，國內(nèi)外的再生水沒有明顯區(qū)別，但由于針對不同再生水用途的國內(nèi)外再生水水質(zhì)標準不同，并不能由此來判定我國和其他國家再生水處理工藝上的優(yōu)劣.

表15 各國再生水回用案例經(jīng)濟性比較(1 US $ =0.751 EURC = =6.17 RMB元)Table.15 Comparison of costs in water reuse projects in different countries

由于目前國際上對再生水回用還沒有一致認同的水質(zhì)標準，各國通常都是基于本國現(xiàn)有的水資源管理政策，結(jié)合實際的水資源需求和使用途徑對再生水回用進行分類，并設(shè)定相應的水質(zhì)標準.相比發(fā)達國家較為成熟的再生水回用政策法規(guī)和標準體系，我國再生水回用仍處于起步階段，不僅潛力巨大，而且存在許多缺點和不足.主要如下.

(1)政策與法規(guī)：我國在再生水利用方面主要依靠執(zhí)行國家標準和行業(yè)標準，缺少系統(tǒng)的政策法規(guī)支撐.而其他發(fā)達國家和地區(qū)，如美國有水權(quán)法、供水和用水法規(guī)、污水法規(guī)及相關(guān)環(huán)境法規(guī)、飲用水水源保護、土地利用、污水回用法規(guī)和指南等，分別由EPA、聯(lián)邦、各州政府部門等發(fā)布，各州可在全國性法規(guī)框架下根據(jù)實際情況頒布自己的再生水法規(guī)或指南；在歐洲，由歐洲理事會、歐洲議會頒布了一系列的地表水、地下水、飲用水、城市污水和水框架指令，各成員國可根據(jù)自身需求制定再生水回用準則.

(2)標準和分類：我國的再生水利用分為城市雜用、景觀環(huán)境、工業(yè)用水、地下回灌、農(nóng)田灌溉、綠地灌溉六大類，與美國、澳大利亞相比缺少對飲用性利用的歸類，反映了我國在再生水利用上的差異.我國的再生水標準控制項目普遍多于美、歐、澳、日等國家和地區(qū)，部分指標的限值設(shè)定缺乏靈活性，在再生水項目的建設(shè)和實施過程中執(zhí)行難度較大；同時，我國缺少針對不同用途再生水回用的推薦工藝.

(3)技術(shù)與應用：目前國內(nèi)外再生水回用工藝均以“城市污水廠出水+深度處理”工藝為主.與發(fā)達國家相比，我國的再生水回用工藝更為多樣化，針對不同原水水質(zhì)和再生水用途的處理工藝各不相同，在實際工程中較國外再生水處理工藝成本更低，可能原因是目標用途的水質(zhì)要求以及相關(guān)水質(zhì)標準不同所致，也與缺少推薦工藝的引導有關(guān).

針對上述問題，我國在大力推行污水再生利用的同時，應當積極借鑒其他發(fā)達國家的經(jīng)驗教訓，構(gòu)建一套合理的再生水回用標準和相關(guān)政策體系.主要建議如下：

(1)健全、完善我國的水資源管理法規(guī)，大力鼓勵污水再生利用.

(2)修訂、完善現(xiàn)有的再生水回用標準，適當精簡控制指標項目，鼓勵省市和地方政府建立和完善自己的再生水回用標準.

(3)深入研究再生水回用需求，按照分級分類的原則，調(diào)研、篩選可滿足不同需求的再生水處理工藝，提高再生水處理工藝的技術(shù)可行性和經(jīng)濟適用性，促進再生水的推廣應用.