1 水资源短缺已成为制约经济发展的重要因素

水资源是人类生产、生活最重要的资源。 然而，随着城市建设规模的扩大、人口的增加和经济的发展，水体受到了严重的污染。 水污染造成的水资源短缺已成为现代社会最关心的问题。 据统计，地球上可利用的水资源约占地球总水量的0.6%，且分布不均匀。 加之经济和人口增长以及水污染，近年来全球许多国家都出现了水资源短缺的情况。 我国淡水资源总量达到2.8万亿立方米，占世界水资源的6%，居世界第六位。 但人均水资源占有量仅为2400立方米，仅为世界人均水资源占有量的四分之一，居世界第三位。 排名第121位，是世界13个缺水国家之一。 20世纪末，我国80%的城市缺水，尤其是北部和西部地区。 目前，由于人口急剧增加和城市快速发展，淡水资源短缺问题更加严重。 由于水资源是人类生活和经济活动的基础资源之一，水资源短缺将直接导致人们生活质量下降、经济不稳定和产值损失。 据统计，全国每年缺水总量约1200亿立方米，每年影响工农业产值2000亿元以上，严重影响人民生活，限制工农业生产和城市发展。 水资源短缺已成为制约经济发展、提高人民生活质量的重要因素。 上海位于黄浦江与长江交汇处，水资源丰富。 但黄浦江源头水质较差。 近年来，长江水源地水质也不断下降。 附近优质水资源的缺乏成为制约因素。 上海经济社会可持续发展的因素之一。

2 废水循环利用是解决缺水问题的主要策略

在水资源短缺日益严重的严峻形势下，如何解决水资源短缺问题，更好地保护环境，成为世界各国现阶段亟待解决的问题。 应对水资源严重短缺，主要解决方案包括：节约用水、加强水资源保护和防止污染、开辟除天然水资源（地下水、地表水）以外的新水源。 开辟新水源的方式包括流域调水、海水淡化、雨水储存、极地冰拖运、人工降雨和污水回收利用等。 其中，污水的回收利用不仅可以缓解水资源短缺的问题，还可以减少污水排放对水环境的污染。 具有可观的社会、环境和经济效益，已成为世界各国解决水危机的主要战略。

2.1 国外废水回收利用现状

关于废水回收利用，国外发达国家早在上世纪中叶就已经开展了相关研究和应用。 美国是最早开展污水回用的国家之一。 早在1950年就利用模型进行了污水深度处理的实验研究，并应用于发电厂、钢厂、核电站、生活杂水、地下水回灌等领域。 据统计，美国城市污水循环利用62%用于农业灌溉，30%用于工业，其余8%用于城市设施和地下水回灌。 日本从1962年开始污水回收利用技术的开发和应用，到1990年，日本已建成“再生水”工程1369个。 濑户内海地区的污水回收量已达到该地区淡水消耗量的2/3，大大缓解了这一问题。 该地区水资源严重短缺。 新加坡是一个严重缺水的国家，因此也非常重视污水回用。 裕廊岛工业园于2000年投产了一套城市污水深度处理装置，产水能力为3万立方米/天，其再生水主要用于化学供水和消防系统。 以色列是节水尤其是污水回用方面最具特色的国家。 全国生活污水100%、城市污水72%回用，最大规模达到20万立方米/日。 再生后的废水主要用于农业灌溉（42%）、地下水回灌（30%）、工业和市政。 为了进一步解决水资源短缺问题，更好地利用回用水，欧盟国家还成立了国际协会，提供污水回用和处理服务。 该协会致力于环境保护和确保公民能够享受充足的水资源，在全球范围内产生了巨大反响。

2.2 生活废水资源化利用现状

目前，我国城市污水循环利用取得了一定进展，但总体进展缓慢，仍处于起步阶段。 据中国水网统计，截至2010年底，全国城市污水处理再生水平均利用率（污水再生量/污水处理量）仅为8.5%，还有很大的发展空间。 20世纪60年代，我国废水回收利用主要集中在废水灌溉。 20世纪70年代中期，城市污水资源化深度处理实验开始。 1980年以来，北京、大连、青岛、太原等缺水城市开始了污水资源化的研究和实践。 目前，不少城市已进入污水循环利用推广应用阶段。 从全国范围来看，水量紧缺的北方地区废水循环利用绩效比水质紧缺的南方更为显着。

上海城市污水除供应市政绿化浇水外，主要用于污泥脱水、设备冲洗、过滤器反冲洗、工厂绿化、景观、道路冲洗等，其消耗量超过污水处理厂总用水量的50%。 有的污水处理厂使用再生水用于消防系统、污泥干化系统冷却水、污泥焚烧飞灰脱硫制浆、厂外居民区景观用水等。 这些污水回收利用方向对再生水水质提出了更高的要求。 要求。 此外，有研究提出了污水处理并回用防治地面沉降的新思路。 处理后的污水回灌地下，补充地下水，减少地下水抽取量，控制地面沉降。 据统计，上海城市污水处理厂再生水使用量约56.9万立方米/天，其中厂内使用量约1.1万立方米/天，厂外稀释或补充使用量水量约为558,000立方米/天。 复用率约为11%。 为满足“十二五”城市再生水利用率达到20%的要求，上海仍需进一步加大再生水使用量。

丰富的水资源是现代社会经济稳定可持续发展的重要基础之一。 随着工业化、城镇化的快速发展，水环境污染日益严重。 近年来，由水污染引起的与水质相关的水资源短缺问题已成为人们关注的焦点。 环境热点。 上海作为我国重要的经济科技中心，优质水资源极度短缺，面临着水质性缺水的严峻挑战。 据统计，我国污水排放量大致相当于城市缺水量。 因此，城市污水的合理回用对于维持上海经济健康发展、缓解水资源短缺、促进生态环境逐步恢复和平衡具有重要的社会、环境和经济意义。 。

1 水资源短缺已成为制约经济发展的重要因素

水资源是人类生产、生活最重要的资源。 然而，随着城市建设规模的扩大、人口的增加和经济的发展，水体受到了严重的污染。 水污染造成的水资源短缺已成为现代社会最关心的问题。 据统计，地球上可利用的水资源约占地球总水量的0.6%，且分布不均匀。 加之经济和人口增长以及水污染，近年来全球许多国家都出现了水资源短缺的情况。 我国淡水资源总量达到2.8万亿立方米，占世界水资源的6%，居世界第六位。 但人均水资源占有量仅为2400立方米，仅为世界人均水资源占有量的四分之一，居世界第三位。 排名第121位，是世界13个缺水国家之一。 20世纪末，我国80%的城市缺水，尤其是北部和西部地区。 目前，由于人口急剧增加和城市快速发展，淡水资源短缺问题更加严重。 由于水资源是人类生活和经济活动的基础资源之一，水资源短缺将直接导致人们生活质量下降、经济不稳定和产值损失。 据统计，全国每年缺水总量约1200亿立方米，每年影响工农业产值2000亿元以上，严重影响人民生活，限制工农业生产和城市发展。 水资源短缺已成为制约经济发展、提高人民生活质量的重要因素。 上海位于黄浦江与长江交汇处，水资源丰富。 但黄浦江源头水质较差。 近年来，长江水源地水质也不断下降。 附近优质水资源的缺乏成为制约因素。 上海经济社会可持续发展的因素之一。

2 废水循环利用是解决缺水问题的主要策略

在水资源短缺日益严重的严峻形势下，如何解决水资源短缺问题，更好地保护环境，成为世界各国现阶段亟待解决的问题。 应对水资源严重短缺，主要解决方案包括：节约用水、加强水资源保护和防止污染、开辟除天然水资源（地下水、地表水）以外的新水源。 开辟新水源的方式包括流域调水、海水淡化、雨水储存、极地冰拖运、人工降雨和污水回收利用等。 其中，污水的回收利用不仅可以缓解水资源短缺的问题，还可以减少污水排放对水环境的污染。 具有可观的社会、环境和经济效益，已成为世界各国解决水危机的主要战略。

2.1 国外废水回收利用现状

关于废水资源化，国外发达国家早在上世纪中叶就已经开展了相关研究和应用。 美国是最早开展污水回用的国家之一。 早在1950年就利用模型进行了污水深度处理的实验研究，并应用于发电厂、钢厂、核电站、生活杂水、地下水回灌等领域。 据统计，美国城市污水循环利用62%用于农业灌溉，30%用于工业，其余8%用于城市设施和地下水回灌。 日本从1962年开始污水回收利用技术的开发和应用，到1990年，日本已建成“再生水”工程1369个。 濑户内海地区的污水回收量已达到该地区淡水消耗量的2/3，大大缓解了这一问题。 这导致该地区严重缺水。 新加坡是一个严重缺水的国家，因此也非常重视污水回用。 裕廊岛工业园于2000年投产了一套城市污水深度处理装置，产水能力为3万立方米/天，其再生水主要用于化学供水和消防系统。 以色列是节水尤其是污水回用方面最具特色的国家。 全国生活污水100%、城市污水72%回用，最大规模达到20万立方米/日。 再生后的废水主要用于农业灌溉（42%）、地下水回灌（30%）、工业和市政。 为了进一步解决水资源短缺问题，更好地利用回用水，欧盟国家还成立了国际协会，提供污水回用和处理服务。 该协会致力于环境保护和确保公民能够享受充足的水资源，在全球范围内产生了巨大反响。

2.2 生活废水资源化利用现状

目前，我国城市污水循环利用取得了一定进展，但总体进展缓慢，仍处于起步阶段。 据中国水网统计，截至2010年底，全国城市污水处理再生水平均利用率（污水再生量/污水处理量）仅为8.5%，还有很大的发展空间。 20世纪60年代，我国废水回收利用主要集中在废水灌溉。 20世纪70年代中期，城市污水资源化深度处理实验开始。 1980年以来，北京、大连、青岛、太原等缺水城市开始了污水资源化的研究和实践。 目前，不少城市已进入污水循环利用推广应用阶段。 从全国范围来看，水量紧缺的北方地区废水资源化取得的成绩比水质紧缺的南方更为显着。

上海城市污水除供应市政绿化浇水外，主要用于污泥脱水、设备冲洗、过滤器反冲洗、工厂绿化、景观、道路冲洗等，其消耗量超过污水处理厂总用水量的50%。 有的污水处理厂使用再生水用于消防系统、污泥干化系统冷却水、污泥焚烧飞灰脱硫制浆、厂外居民区景观用水等。 这些污水回收利用方向对再生水水质提出了更高的要求。 要求。 此外，有研究提出了污水处理并回用防治地面沉降的新思路。 处理后的污水回灌地下，补充地下水，减少地下水抽取量，控制地面沉降。 据统计，上海城市污水处理厂再生水使用量约56.9万立方米/天，其中厂内使用量约1.1万立方米/天，厂外稀释或补充使用量水量约为558,000立方米/天。 复用率约为11%。 为满足“十二五”城市再生水利用率达到20%的要求，上海仍需进一步加大再生水使用量。

3 开展废水资源化利用，满足“十二五”重大需求

为加快全国城镇污水处理及再生利用设施建设，提高基本环境公共服务水平，促进主要污染物减排，改善水环境质量，国家发展改革委、生态环境部住建部、环境保护部编制的《“十二五”规划》《全国城镇污水处理和再生利用设施建设规划》明确提出“到2015年，城镇再生水利用率污水处理设施建设率将达到15%以上。” 2013年发布的国发36号文也明确提出，到2015年，城镇污水处理设施再生水利用率达到20%以上，比2010年底提高10%以上。重大需求，迫切需要开展废水再生利用研究，为废水再生与资源化利用提供坚实的技术基础，促进废水处理与资源化利用协调发展。 上海属缺水地区，水质状况良好。 由于水资源相对充足，现阶段再生水利用的工程应用较少，相应的技术储备也不足。 在上海地区开展污水再生利用，不仅符合上海市出台的涉及本地区再生水利用的“十二五”规划，而且提高了水资源的重复利用率，减少了新鲜水和水的消耗。污染物排放总量。 对实现上海“十二五”规划节能减排要求、改善上海水环境质量、建设生态城市具有重要意义。

4 确保再生水水质是污水再生处理需要解决的重要科学问题

随着国家环保要求日益严格，城市污水处理厂尾水水质逐步改善，但其中有机物、氨氮、BOD5、SS、浊度、色度、有毒有害物质、微生物等含量仍存在较大问题。尾水仍不能满足回用要求。 当直接回用于绿化、生活和工业用水时，会导致管道内微生物大量繁殖，造成管网系统的堵塞、腐蚀、结垢，以及管道的颜色、气味等感官指标。城市污水处理厂尾水水质较差。 直接再利用对居住环境影响较大，不易被公众接受。 因此，城市污水处理厂的尾水仍需经过深度处理后才能回用于工业生产和日常生活。 确保再生水水质是污水再生利用需要解决的重要问题。 污水再生处理过程中的水质保障技术主要以SS、COD、色度等常规污染指标为控制目标，以及有毒有害物质、氮磷、病原微生物等关键风险因素。 主要包括中等处理技术和高级处理技术。 城市生活污水二级处理后水质良好，主要采用混凝、沉淀、过滤、消毒等技术处理后回用于循环水等水质要求不高的系统； 而对于水质相对复杂的工业污水，主要采用先进处理技术进行再生处理，包括膜分离、膜生物反应器、活性炭吸附、臭氧氧化、曝气生物滤池等[18]。

上海污水处理厂进水大多为城市生活污水和工业污水的混合体，常存在以下问题：一是水质成分复杂、色度高、出水感官指标差。 其次，城市污水处理厂的尾水普遍含有高浓度的氮、磷等营养盐，直接回用到城市水环境和景观水体中，存在藻类大量繁殖的风险，影响生态安全。 第三，城市污水处理厂尾水中含有的微生物，回用时会影响水的卫生和安全。 因此，对于污水处理厂尾水的回用，在保证再生水水质的基础上，还需要对有害有机污染物、病原微生物、氮磷等关键风险因素进行控制。 需要对再生水进行臭氧、膜处理、生物处理等深度处理工艺以及再生水水质安全稳定的研究。 臭氧具有强氧化性，具有杀菌、降低COD、污水脱色、除臭等作用。 美国于20世纪70年代初首先采用臭氧处理生活污水，并于20世纪80年代初用于循环冷却水处理。 目前，臭氧氧化技术已广泛应用于污水杀菌、除臭、脱色和有机物控制等领域。 膜分离技术主要利用水分子与污染物的渗透性不同，在外力作用下将其分离。 具有能耗低、分离效率高、装置紧凑、操作简单等优点。 广泛应用于饮用水处理。 、污水处理、化工等行业。 膜分离技术对有机物具有良好的去除效果。 作为终端工艺时，可防止生物活性炭过滤器、膜生物反应器等上层工艺的微生物泄漏。 生物处理是最常用、最经济的污水处理方法。 具有良好的脱氮、除磷效果。 如今，分离效率高的膜分离技术和废水生物处理技术在污水回用领域得到广泛应用。 结合衍生的膜生物反应器，全球已有100多套膜生物反应器装置用于城市污水回用处理。 由于污水处理厂生物处理后的尾水可生化性较低，如何提高出水可生化性已成为污水处理厂尾水生物处理中需要解决的关键问题。 氯消毒因其效果可靠、操作简便，是目前常用的中水消毒方法。 但污水中的溶解性有机物易被含氯消毒剂氧化，产生有毒有害的消毒副产物，从而增加再生水水质的安全风险。 因此，如何处理病原微生物灭活与水质安全之间的矛盾，对再生水消毒的安全性和水质稳定性进行深入研究，是目前再生水处理领域面临的重要问题之一。 。

5 结论

目前，上海污水处理厂尾水回用率较低，实际工程案例较少，相应的尾水回用技术储备不足。 针对水污染造成的水质缺水问题和提高城市污水处理设施再生水利用率的重大社会需求，如何根据污水处理厂尾水水质进行资源处理和利用已成为亟待解决的科学问题。 发展污水处理厂尾水回用技术对上海生态城市建设和经济社会发展、提高上海城市污水重复利用率、减少污染物排放总量具有重要意义。