什么是再生水？
再生水是指廢水或雨水經(jīng)適當(dāng)處理后，達(dá)到一定的水質(zhì)指標(biāo)，滿足某種使用要求，可以進(jìn)行有益使用的水。和海水淡化、跨流域調(diào)水相比，再生水具有明顯的優(yōu)勢(shì)。從經(jīng)濟(jì)的角度看，再生水的成本最低，從環(huán)保的角度看，污水再生利用有助于改善生態(tài)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)水生態(tài)的良性循環(huán)。
歷史由來
“再生水”起名于日本，早在1955年日本就開始了再生水利用。“再生水”的定義有多種解釋，在污水工程方面稱為“再生水”，工廠方面稱為“回用水”，一般以水質(zhì)作為區(qū)分的標(biāo)志。其主要是指城市污水或生活污水經(jīng)處理后達(dá)到一定的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，可在一定范圍內(nèi)重復(fù)使用的非飲用水。城市污水經(jīng)處理設(shè)施深度凈化處理后的水（包括污水處理廠經(jīng)二級(jí)處理再進(jìn)行深化處理后的水和大型建筑物、生活社區(qū)的洗浴水、洗菜水等集中經(jīng)處理后的水）統(tǒng)稱“中水”。其水質(zhì)介于自來水（上水）與排入管道內(nèi)污水（下水）之間，亦故名為“中水”。中水利用也稱作污水回用。在美國(guó)、日本、以色列等國(guó)，廁所沖洗、園林和農(nóng)田灌溉、道路保潔、洗車、城市噴泉、冷卻設(shè)備補(bǔ)充用水等，都大量的使用中水。
使用途徑
再生水的用途很多，可以用于農(nóng)田灌溉、園林綠化（公園、校園、高速公路綠帶、高爾夫球場(chǎng)、公墓、綠帶和住宅區(qū)等）、工業(yè)（冷卻水、鍋爐水工藝用水）、大型建筑沖洗以及游樂與環(huán)境（改善湖泊、池塘、沼澤地，增大河水流量和魚類養(yǎng)殖等），還有消防、空調(diào)和水沖廁等市政雜用。
為什么要發(fā)展再生水？
推動(dòng)再生水行業(yè)不斷前進(jìn)的原因主要體現(xiàn)在以下幾點(diǎn)。
1、水量需求不斷增加。人口不斷增長(zhǎng)使世界性的水荒在不斷蔓延，這點(diǎn)在發(fā)展中國(guó)家最為突出。即使發(fā)達(dá)國(guó)家人口增長(zhǎng)出現(xiàn)負(fù)值，城市化的進(jìn)程也會(huì)帶來水資源的緊張。在這種形勢(shì)下，必須開發(fā)新的水源，而污水再生利用因?yàn)槠渲T多優(yōu)點(diǎn)，越來越被認(rèn)作是一種重要的水資源。目前在很多地區(qū)都采納了更為綜合性的水資源規(guī)劃和管理方式。新加坡采納的“國(guó)家四大水喉”戰(zhàn)略便是頗具代表性的范例，該戰(zhàn)略整合了集水區(qū)水、進(jìn)口水、再生水和淡化水四種水源，以滿足國(guó)家的用水需求。
2、水資源逐漸減少。近些年來干旱頻發(fā)，以澳大利亞為例，截至2009年，已出現(xiàn)了長(zhǎng)達(dá)10年的干旱，致使國(guó)內(nèi)水資源急劇下降。污水再生利用現(xiàn)在已經(jīng)被認(rèn)為是解決氣候變化導(dǎo)致的水資源嚴(yán)重短缺問題的一種可能的解決方案，尤其是2000年至2003年的大旱肆虐之后，澳大利亞500多座城市污水處理廠開始進(jìn)行污水再生處理，以減緩政府施行的限水政策的影響。以色列也實(shí)施了含水層蓄水回采計(jì)劃，提供多年再生水儲(chǔ)存，可供干旱年份作為農(nóng)業(yè)灌溉用水。
3、環(huán)境政策日趨嚴(yán)格。以美國(guó)南灣水資源循環(huán)利用項(xiàng)目為例，環(huán)境保護(hù)署限制圣何塞/圣克拉拉污水處理廠在夏季將出水排入舊金山灣，以便保護(hù)幾種瀕危物種賴以生存的鹽堿灘棲息地。對(duì)此，該廠不得不進(jìn)行污水再生處理，將再生水配送給附近的衛(wèi)生區(qū)回用，保證夏季實(shí)現(xiàn)“零排放”。 此時(shí)污水再生利用是應(yīng)對(duì)嚴(yán)格環(huán)境政策的備選方案。在某些情形下，由于實(shí)行了嚴(yán)格的出水排放標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)于將出水排入當(dāng)?shù)厮w的傳統(tǒng)方式，污水再生利用成為一種經(jīng)濟(jì)的替代方案。例如，地表水排放為了避免水體惡化，現(xiàn)在常常要求進(jìn)行營(yíng)養(yǎng)物去除。北京已經(jīng)全面實(shí)施將中心城污水廠升級(jí)改造為高品質(zhì)再生水廠工程。升級(jí)改造后，出水主要指標(biāo)將達(dá)到地表水IV類標(biāo)準(zhǔn)，向城市河湖環(huán)境、工業(yè)、綠化等領(lǐng)域提供高品質(zhì)再生水。為污水處理廠排放尋找一種經(jīng)濟(jì)的解決方案并滿足環(huán)保約束條件，已經(jīng)成為世界多國(guó)實(shí)施污水回用項(xiàng)目的主要驅(qū)動(dòng)力之一。
4、經(jīng)濟(jì)所需。對(duì)于工業(yè)用戶來說，現(xiàn)在生產(chǎn)用水消耗成本已經(jīng)很高，使用再生水進(jìn)行生產(chǎn)會(huì)獲得更大的收益，尤其像北京這樣的缺水城市，已經(jīng)從政策上禁止使用自來水進(jìn)行生產(chǎn)。即使南水北調(diào)來水后，再生水的利用還是會(huì)節(jié)省大部分資金。
再生水利用的可行性
一、城市污水水量穩(wěn)定、可以利用潛力大
城市污水中雜質(zhì)只占0.1%(海水中雜質(zhì)約為3%)，絕大部分是可再用的清水。城市污水的基本組成如圖1.3所示。城市供水量的80%變?yōu)槲鬯湃胂滤溃且环N很大的資源浪費(fèi)，至少有70%的污水(相當(dāng)于城市供水量一半以上)經(jīng)過再生處理后可以利用。污水經(jīng)過收集、適當(dāng)處理后重復(fù)使用，可以構(gòu)筑良好的水社會(huì)循環(huán)體系，以保障水的自然循環(huán)。
城市污水就近可得，數(shù)量穩(wěn)定可靠，基本不受季節(jié)、雨旱季、洪水枯水等氣候影響，不受制于天，是重要的城市第二水源。2008年我國(guó)城市生活污水年排放量約為330億噸，城市生活污水處理率達(dá)70%。如果處理后城市生活污水的回用率平均達(dá)到20%，則污水回用量可達(dá)到40億m3/年以上，可見污水再生利用的潛力巨大。
據(jù)統(tǒng)計(jì)，在城市自來水消耗中，僅有2%左右被飲用，其他絕大部分都是工業(yè)(占60-80%)和生活用水，這些水完全可以用再生水代替，做到“優(yōu)質(zhì)水優(yōu)用，低質(zhì)水低用”，這也是國(guó)外普遍采用的對(duì)策(USEPA,1992,Office of Water Research and Technology,Department of the Interior,1979,Donald et al.,1995)。
二、污水再生處理技術(shù)發(fā)展迅速，能滿足再生水水質(zhì)要求
城市污水水量穩(wěn)定、水質(zhì)變化幅度小，其再生處理技術(shù)和工藝日趨成熟。城市污水經(jīng)二級(jí)處理，再加上適當(dāng)?shù)纳疃忍幚泶胧ㄟ^科學(xué)的工藝設(shè)計(jì)和系統(tǒng)運(yùn)行管理，能滿足不同再生水用途的水質(zhì)要求。
國(guó)內(nèi)外大量的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)證明，城市污水再生利用在技術(shù)上可行，隨著水質(zhì)凈化技術(shù)的不斷完善和進(jìn)步，必將使城市污水再生利用的安全性得到進(jìn)一步保證。事實(shí)上，污水再生利用已成為國(guó)外許多地區(qū)緩解水危機(jī)的重要途徑，被廣泛回用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、市政雜用等用途。新加坡、納米比亞等個(gè)別缺水國(guó)家和城市甚至回用于生活飲用水。
三、污水再生利用的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益顯著
城市污水處理廠大多建在城市附近，與外環(huán)境調(diào)水、遠(yuǎn)距離輸水相比，大大減少了輸水管線的基建投資和運(yùn)行費(fèi)用。據(jù)估算，污水再生形成40億m3水源的投資大約在100億元左右，而形成同樣規(guī)模的長(zhǎng)距離引水(以大連引英為例)則需600億元左右，海水淡化則需1000億元，可見，污水回用在經(jīng)濟(jì)上具有明顯優(yōu)勢(shì)(周彤，2002，金兆豐等，2001)。研究及實(shí)踐證明，城市污水再生利用不僅可減少排污，而且可節(jié)省新鮮水資源及水資源開發(fā)費(fèi)，節(jié)約的水資源又可用于擴(kuò)大再生產(chǎn)，由此產(chǎn)生的直接和間接經(jīng)濟(jì)效益十分明顯。
城市污水再生利用可節(jié)省大量新鮮水，用于保障城市生活用水，這對(duì)于促進(jìn)社會(huì)穩(wěn)定，不斷提高生活水平，具有重大的社會(huì)效益。
四、污水再生利用的環(huán)境效益深遠(yuǎn)
城市污水再生利用開辟了第二水源，減少新鮮水資源的開采量，減輕城市供水不足的壓力，緩解了供需矛盾，有利于水資源的保護(hù)及合理利用。城市污水再生利用一方面可減少污水排放量，減輕了對(duì)水體的污染，并能使部分被污染的水逐漸更新復(fù)活，有利于水環(huán)境狀況的改善；另一方面減少了治理環(huán)境污染的投資，節(jié)水效益明顯。干旱地區(qū)城市污水生態(tài)回用，還有利于生態(tài)恢復(fù)。因此，城市污水回用，符合可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略(金兆豐等,2001)?。
來源：《再生水水質(zhì)安全評(píng)價(jià)與保障原理》，胡洪營(yíng)、吳乾元、黃晶晶、趙欣等 著，科學(xué)出版社，2011年4月
各國(guó)發(fā)展情況
美國(guó)
在佛羅里達(dá)州，根據(jù)其城市用水集中的特點(diǎn)，提出的基本模式是非飲用水回用，大規(guī)模地施行雙管供水系統(tǒng)，以自來水40%左右的價(jià)格將城市污水處理水供給高爾夫球場(chǎng)、城市綠化和建筑物、住宅區(qū)的中水道用水；而在德克薩斯州，則根據(jù)自己用水的傳統(tǒng)和水文地質(zhì)特點(diǎn)，采取“間接回用”的模式，大規(guī)模進(jìn)行污水處理水的地下回灌。
日本
再生水一詞最早來源于日本，早在1955年日本就開始了再生水利用。日本大城市雙管供水系統(tǒng)比較普遍，一個(gè)是飲用水系統(tǒng)，另一個(gè)是再生水系統(tǒng)，即“再生水道”系統(tǒng)。“再生水道”以輸送再生水供生活雜用著稱，約占再生水回用量的40%。日本再生水主要用于城市雜用、工業(yè)、農(nóng)業(yè)灌溉等，管理制度非常嚴(yán)格。日本的再生水回灌主要通過河道補(bǔ)給地下水等進(jìn)行，近年來又開發(fā)出一種地下毛細(xì)管滲濾系統(tǒng)，滲漏回灌補(bǔ)充地下水。大部分地區(qū)利用污水處理水進(jìn)行“清流復(fù)活”，而水環(huán)境的修復(fù)和保護(hù)是回用的重點(diǎn)。
以色列
以色列是最早使用再生水進(jìn)行農(nóng)作物灌溉的國(guó)家之一，其工業(yè)農(nóng)業(yè)及國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展之所以能取得驚人的成就，除了大力發(fā)展高科技外，推行污水回用政策為國(guó)家的生存和發(fā)展提供了可靠保證。
以色列是世界上最高比例（大約是污水總量的三分之二）使用再生水進(jìn)行灌溉的國(guó)家。污水排放量在2010年約達(dá)到了5億立方米/年，再生水利用量達(dá)到大約3.5億立方米/年。目前，以色列全國(guó)1/3的農(nóng)業(yè)灌溉使用再生水。
中國(guó)
雖然中國(guó)早在20世紀(jì)50年代就開始采用污水灌溉的方式回用污水。但真正將污水深度處理后回用于城市生活和工業(yè)生產(chǎn)則是近幾十年才發(fā)展起來的，建設(shè)部在“六五”專項(xiàng)科技計(jì)劃中最先列入了城市污水回用課題分別在大連、青島兩地作試驗(yàn)探索。從1986年開始，城市污水回用相繼列入國(guó)家“七五”、“八五”、“九五”重點(diǎn)科技攻關(guān)計(jì)劃，開始污水回用技術(shù)的探索和示范工程的試驗(yàn)。“七五”攻關(guān)項(xiàng)目“水污染防治及城市污水資源化技術(shù)”，就污水再生工藝、不同回用對(duì)象的回用技術(shù)、回用的技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策等進(jìn)行了系統(tǒng)研究。其中研究包括青島延安三路污水廠等14個(gè)污水不同程度或不同對(duì)象地開展污水回用工程，為“八五”期間污水回用項(xiàng)目的攻關(guān)提供了大量可行的依托工程。“八五”攻關(guān)項(xiàng)目“污水凈化與資源化技術(shù)”，分別以大連、太原、天津、泰安、燕山石化為依托工程，開展工程性試驗(yàn)。通過系列的生產(chǎn)性和實(shí)用性工程研究，“八五”提供了城市污水回用于工業(yè)工藝、冷卻、化工、石化、鋼鐵工業(yè)和市政景觀等不同用途的技術(shù)規(guī)范和相關(guān)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。“八五”提供的成果較“七五”提高到了實(shí)用水平，研究?jī)?nèi)容經(jīng)過了生產(chǎn)性檢驗(yàn)，涵蓋了污水回用的大部分領(lǐng)域。“九五”攻關(guān)項(xiàng)目“城市污水處理技術(shù)集成化與決策支持系統(tǒng)建設(shè)”，具體攻關(guān)兩部分內(nèi)容：一是回用技術(shù)集成化研究，二是城市污水地下回灌深度處理技術(shù)研究。這些攻關(guān)研究，完成了大量生產(chǎn)性試驗(yàn)，取得了豐富數(shù)據(jù)，經(jīng)國(guó)家專家級(jí)的鑒定驗(yàn)收，許多成果被評(píng)為國(guó)際先進(jìn)或國(guó)際領(lǐng)先水平。
2021年1月，國(guó)家發(fā)展改革委聯(lián)合科技部、工業(yè)和信息化部等九部門印發(fā)《關(guān)于推進(jìn)污水資源化利用的指導(dǎo)意見》（以下簡(jiǎn)稱《指導(dǎo)意見》），旨在全面推進(jìn)污水資源化利用，促進(jìn)解決水資源短缺、水環(huán)境污染、水生態(tài)損害問題。《指導(dǎo)意見》明確，到2025年，全國(guó)污水收集效能顯著提升，縣城及城市污水處理能力基本滿足當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需要，水環(huán)境敏感地區(qū)污水處理基本實(shí)現(xiàn)提標(biāo)升級(jí)；全國(guó)地級(jí)及以上缺水城市再生水利用率達(dá)到25%以上，京津冀地區(qū)達(dá)到35%以上；工業(yè)用水重復(fù)利用、畜禽糞污和漁業(yè)養(yǎng)殖尾水資源化利用水平顯著提升；污水資源化利用政策體系和市場(chǎng)機(jī)制基本建立。
