阿基撒 巴里
國家農業工程、水和森林研究院
B.P. 10, Ariana 2080, Tunisia

摘　要

　　地中海南部和中東地區的大部分國家都屬于干燥和半干燥地區，面臨越來越嚴重的水資源短缺的問題。為解決這些問題，污水得到不同程度的再利用。然而地中海南部和中東地區的國家對水再利用政策的看法有重要的區別。由于社會經濟、制度和技術的條件不同，會發現許多種情況。
　　這些國家的環境和公眾健康的政策不同。同時在現有的污水收集、處理和清理設施以及人力資源、設備、材料資源和財力等方面都有不同。可以把這些國家分為五個組。第一組的國家將原始污水排入環境中直接使用，因此會發生嚴重的身體危害和環境污染。在第二組，為研究水再利用對環境和健康的影響，農民們及為研究和開發項目之用而毫無節制地再利用水。在這種情況下，盡管制定了與排污和再利用有關的條例及標準，但卻沒有得到落實。第三組的國家是間接地利用回收水。在第四組的國家中，水的再利用已經成為控制整體環境污染和計劃中污水處理和再利用項目中水管理策略的一個必要組成部分。直接利用處理過的污水可用于有限的灌溉。第五組的國家僅僅采用第三級污水處理的方法，回收后的水用于作物生產和地表灌溉。此種方法只有資金到位方可進行。后三組的國家中已制定了農業上水再利用的制度和法律，從而來管理回收水的處理和灌溉的分配。
　　本文試圖介紹不同的情況，以三個國家的案例分析為基礎，來解釋物理、技術和環境條件的多樣性，制度的制定、執行方法和管理辦法。

序　言

　　大部分地中海南部和中東地區的國家都是干燥和半干燥地區，面臨越來越嚴重的水資源短缺的問題。在一些國家，實際水消費已經超過可再生的傳統水資源，人們預測將不會有其它為人所知的水資源得到開發。中東和海灣地區的一些國家幾乎沒有天然的淡水資源，它們主要依賴地下水和脫鹽后的海水。
　　人口的增長、生活水平的提高、城市化速度的加快將威脅到總體上水的供應，特別是在農業方面，會導致水消費的增長和水資源的污染，因此水匱乏的問題將日趨嚴重。城市對水的需求的不斷增加一方面導致家庭對淡水的用量將大量增加，另一方面將生產出更多的污水。由于傳統水資源的有限和未來對水的需求的增加，產生農業與其它行的競爭，因此農業將面臨繼續嚴重的水質和水量的問題及農業用淡水量的減少。在這些地區的城市中，與其它行業的競爭使水成為限制農業發展的主要因素。決策者被迫開發其它的水資源，并且保存現有的資源。回收水成為鼓勵綜合和有效地使用和管理水資源的辦法之一，因此應該成為國家資源政策的一個重要組成部分。
　　當把水的回收利用綜合到水資源管理中時，水的再利用將被視為是控制環境污染和水管理策略的必不可少的一部分，它將給公眾健康、環境、經濟發展帶來益處。回收后的水可提供重要而額外的水，為淡水資源的保護作出貢獻，而且它也可能被視為是一種農業用的珍貴的水資源和養料。它也對控制沙化和沙漠改良起到一定的作用。隨之而來也會帶來一些社會和經濟的利益，如創造就業機會和面向出口市場的產品。然而由于污水中礦物和有機物質的含量和病原體對人體健康構成危險，回收再利用污水必須防止對環境和公眾健康的負面影響。因此必須恰當處理預期再利用的污水。
　　本文試圖根據約旦、突尼斯和科威特三國的案例分析，介紹不同的情況來解釋物理、技術和環境條件、制度的制定、執行方法和管理辦法的多樣性。

再利用的條件

　　根據不同的社會經濟、制度和技術條件，水資源再利用的政策所采納的方法有所不同。不同的國家有不同的環境和公眾健康的政策。同時在現有水的收集、處理和排水設施、人力資源、設備和材料資源也存在不同。地中海南部和中東地區的許多城市仍然沒有下水系統。即使有下水道，他們通常把污水未經處理就排入環境中。當水的使用限制達到極限，并且污染可能對水資源和公眾健康構成威脅時，回收利用污水可能會是一種解決辦法。開發多余的水資源將變得非常重要，因此必須修建收集系統和污水處理廠。
　　然而在某些情況下，這些污水處理廠通常卻沒有發揮作用或負載過重，因此排出的污水不適合將其再回收利用。在其它一些情況下，再利用的前提已經滿足，回收政策已經制定完畢，處理后的污水就可以用作多種用途。
　　此地區回收后的水主要用于農業灌溉、地表灌溉和地下水蓄積，極少再用于工業用途。 本地區已經開展了幾項研究和實驗調查。針對本地區的特殊情況，研究中獲得的信息已用于處理和回收方案的開發。大規模回收計劃的實施已經帶來非常重要的有關回收水得到再利用的技術和操作的經驗。
　　由于必須考慮回收后水的市場的特殊性及各種問題，水的再利用工程仍然是一項艱巨的挑戰。農業再利用工程的規劃和管理蘊涵了制度、組織、法律、管理、社會經濟、金融、環境和技術的局限性。再回收項目同時也是復雜和昂貴的，具有經濟和金融的不確定性，費用和收益可能很難量化（公眾健康的保障、經濟發展等），而這些都是非常關鍵的問題。該地區眾多國家的規劃方案具有多樣性，根據代理類型包括水代理、污水代理、協調代理及其它，建立了不同的管理結構。
　　各個國家處理和再利用標準的級別都不同。大多數國家都采用傳統技術來處理污水，與再利用的類型無關。目前采用的一般方法是依據水質排放要求來處理污水。關于國家條例，一般采用WHO準則（1989）或加州污水回收標準第22條。那些開發合理并在有組織的機構安排之內對污水進行回收的國家都是詳細寫明并實施它們自己的管理條例和精確的標準。其它國家僅僅考慮健康的標準。

案例分析

　　無計劃的回收水的再利用-- 約旦

　　八十年代約旦政府的政策旨在做到有提高污水收集、輸送、處理、排放和再利用的系統。因此其城市衛生地區包括管道排污的發展速度非常快。到2000年下衛生面積已覆蓋城市面積的66%，占到全部人口的51%（表1）。約旦的大多數城市已裝備了污水處理廠，達到WHO回收水用于灌溉的規定（Tuffaha，1996）。不同的處理過程包括穩定池（處理后污水的83%），活性污泥，滴濾池或延時曝氣熟化池。也采用工業廢物的預處理法，自1991年頒布條例以來，有機物和礦物成分的排放已得到減少。
　　2000年估計現有的18家污水處理廠排放的污水總量達每年7200萬立方米。此量相當于約旦總人口的51%。回收水早已被視為是一種有價值的可供灌溉的資源（聯合國開發計劃署等，1992），同時也被認為是約旦水策略中一項重要的水資源。到2005年預計用于灌溉的污水達到每年1億立方米。計劃將從大部分處理系統改為活性污泥過程。
　　回收后的水大部分都排放到旱谷中，進入用于灌溉和地下水蓄積的水庫中。As-Samra, Baq‘a, Jerash, Abu-Nuseir, Salt, 和Wadi Isir 工廠排放的污水流入King Talal, Wa di Shueib, 和Kafrein 水庫，經合流存蓄后可供回收之用（5880萬立方米）。多數水再利用都是間接的。有計劃地將處理后的污水進行直接使用是有限的（2%），但自1985年以來已經逐漸增加。為鼓勵再利用，政府規定所有新的污水處理項目必須包括有關全面規劃及可行的再利用的內容。
　　處理后的污水主要再利用到農業生產中。灌溉面積達到近10700公頃，其中667公頃用于污水處理廠實地的受限制的作物，900公頃用于污水處理廠之外的受限制的作物（155公頃在Aqaba, 63 公頃在 Madaba, 52 公頃在 Ramtha等等），9100公頃位于約旦谷，將回收后的水與地表水混合后，用于無限制作物。除了約旦谷，處理后的污水用于灌溉谷物（小麥、大麥等）、飼料作物（蘇丹草、苜蓿、玉蜀蔾等）、森林（阿拉伯橡膠樹, 木麻黃屬的各種常綠喬木, 桉樹等）及水果樹（橄欖樹、柑橘類的植物、香蕉等）。
　　自從1968年第一個活性污泥處理廠（Ain Ghezal）建成以來，阿曼的回收水已用于約旦河谷（JRV）的灌溉。作為填補的水源，Zarqa河已經為阿曼提供用水需要，部分阿曼的污水可以補充該河的基本流量缺失的部分。從Al Samra處理廠的穩定池流出的污水（181公頃，5460萬立方米，170750 m3/d）與King Talal 水庫 (KTR)的水相匯合，用于JRV下游的無限制灌溉。處理后的污水為KTR每年提供15%至80%的給水量。KTR流出的污水經過再利用使得JRV冬天水流可以種植一種冬季作物，為四季作物的灌溉做出了貢獻。KTR中部分水或全部水灌溉的面積目前近9100公頃（實際灌溉面積的18%），其中64%種植蔬菜，7%種植谷物和飼料，27.5%種植果樹。其余的土地栽了樹木。未來如果全部污水用于灌溉，可能將有43100公頃面積用污水進行灌溉。在約旦谷的中部，56%的農場用滴灌法（平均效率達到70%），其余用于地表灌溉法（平均效率達到76%）。水費較低（約旦谷達到15菲爾斯/立方米 ($US 0.02/立方米)其它地方為免費，這與水質無關。約旦谷政府在冬季進行脫鹽，向農民免費提供灌溉用水。農民不得將其水權出售或出租。

　　約旦標準893/1995詳細說明了各種污水之用，如用于灌溉食用蔬菜、水果、森林樹木、飼料作物、草坪和公園、地下水的蓄積、水產養殖及排入河流、旱谷和水庫所要求的水質標準。這些標準的大致條件已經規定好。
　　一些機構如水資源和灌溉部（約旦管理水資源的機構及約旦河流域管理機構）、皇家科學協會、農業部（國家農業研究和技術轉讓中心）、公眾健康部、環境部、規劃部、各城市及潛在的用戶都對污水的處理及再利用非常關心。

　　有計劃再利用二級處理后的水資源-突尼斯

　　污水處理：突尼斯大多數城市中心的居民都可以用上適當的衛生系統，其污水處理設施通常都遵循傳統的設計。有下水系統的城市的衛生面積達到約78%，與整個城市人口（580萬）相聯系，比率將達61%（表1）。工業上要求污水排入下水系統必須遵照突尼斯標準(INNORPI, 1989a) 。因此，為達到規定上的排放要求，必須建立初步處理廠，將給予其經濟補助，作為工業單位前期處理過程之用。
　　每年排放的2.4億立方米的污水，1.4億經過61家處理廠（WWTP）的處理，其中41家工廠日處理量少于3500立方米，10家高于10000立方米。Choutrana是最大的一家，日處理量可達120000立方米。5家處理廠位于突尼斯地區，每年產生6200萬立方米污水，占全國處理污水總量的54%。其它幾個廠位于沿海，以保護海濱度假村和防止海洋污染。城市污水主要是民用水（大約88%），經過生物處理可達到二級處理水平。工業污水排入下水系統須遵照突尼斯標準(INNORPI, 1989a)。因此，為達到排放規定上的要求，必須建立初步處理廠，給予其經濟補助以為工業單位前期處理過程之用。處理過程根據污水的來源和當地的條件，各廠不同。61家處理廠中的44家是采用活性污泥式（中型或低檔次的），3家采用滴濾式，14家采用兼性或曝氣池。已經為幾個城市制定好最佳衛生方案。年回收水量希望在2020年達到2.9億立方米。這一期望值大致相當于現有地下水資源的18%，可代替目前地下水，灌溉由于過度地開采地下水導致沿海蓄水層鹽水侵蝕的地區。
　　污水處理的費用：飲用水收費單上已包括了衛生費用。依據消費的不同(家庭消費者可分5塊：0-20; 21-40; 41-70; 71-150; >150 m3/季度)、使用（家用< 工業 < 旅游業）及水污染的程度（根據BOD，COD和SS的含量，將工業部門分為三級），費用逐級遞增。同供水相似，資費結構也根據社會公平的原則，不向小型或中型民用消費者(<70 m3/季度)收費，而收大戶的費用。衛生費用于操作及維持。
　　下面將估算生產能力從256至43000立方米的回收工廠處理污水的費用。資本費用包括設備建設（設計壽命達到45年，回收率達到7%）及設備購買（設計壽命達到15年，回收率達到7%）。平均資本費用為0.08 $US/m3 (0.003 to 0.49 $/m3, N = 37) (1 DT " 0.67 $US)。兼性池的資本費用最低，然后是曝氣池和延時曝氣池、傳統的活化污水池及氧化渠。每年操作和管理（O&M）費用包括處理廠人員工資、操作費用（主要是電費）及維修費（設備修護和替換）。1995年處理過的每一立方米O&M費用大約為0.07 $US (0.01-0.20 $US/m3, N = 37)。O&M回收的最小費用是用于兼性池，然后是延時曝氣池，傳統的活化污水池和曝氣池。能源費用占O&M費的60%，工資占O&M費的30%，維護費占O&M費的10%。平均污水處理費大約為0.15 $US/m3 ，不包括污水的收集費，但是包括舊的低資本費的污水處理廠。回收工廠的全部處理費用于兼性池及延時曝氣池的費用最低。實際上，邊際處理費大約為0.30 $/m3 ，投資額占全部邊際費用的80%。
　　污水再利用實施方法：水的再利用已經成為控制整體環境污染及水管理策略的必要組成部分。水的再利用現在是突尼斯整體水資源平衡的一部分。實際上它不僅被視為是一種額外的水資源，而且是一種潛在的可增值的資源（聯合國開發計劃署，1987），同時也是一種保護沿海地區、水資源及敏感接受體的方式。
　　自60年代中以來，已經采用了逐步擴大再利用的方法（聯合國開發計劃署等 1992）。策略包括1）將污水處理延伸至所有城市地區；2）進行灌溉農業及綠地的實驗及演示的操作；3）建立大規模的灌溉計劃；4）實施增加將處理后的污水再利用的比例的政策。這樣就可分辨出不同的發展階段。
　　第一階段：回收后的水用于保護柑橘的生產。60年代初突尼斯將部分回收的水用于灌溉位于La Soukra （突尼斯東北8公里）的600公頃柑橘果園。利用污水是因為希望降低由于過度抽取地下水帶來的鹽水侵蝕的影響。此種污水經過再利用，救活了柑橘果園。這樣污水主要在春季和夏季得到利用，成為地下水的輔助或唯一的資源。污水不許用于灌溉蔬菜。
　　第二階段：有計劃回收水的再利用。水資源再利用政策是在80年代初提出的。污水再利用主要應用于農業灌溉及地表灌溉。已實施了一些實驗或正在進行的項目研究地下水的蓄積、森林灌溉及高速公路的沖洗和濕地的開發。現有的處理廠建成后才可進行水的再利用。然而，對于新廠，從規劃階段直至完成研究過程中都需要把處理及再利用結合起來。
　　每年大約有3500萬立方米回收水用于灌溉。處理后的污水（大約占處理污水的20%）每年大約有2800萬立方米得到重新利用。在某些地區，利用污水灌溉，分配的大部分污水得到再使用，而在一些新的灌溉剛開始的地區，回收水的再使用率正在逐漸增加。突尼斯二級處理污水僅限于有限灌溉，但不包括所有的蔬菜作物。利用回收水灌溉的主要作物是飼料（苜蓿、高梁及車軸草）（45.3%），果樹（柑橘、葡萄、橄欖、梨、桃、蘋果等）（28.5%）、谷物（22.4%）及工業作物（甘蔗）(3.8%)。57%的地區是用噴式灌溉，48%的地區用地表灌溉。一些農民利用當地的灌溉系統。不到回收水灌溉的草原上放牧家蓄（奶牛、小牛犢、山羊及綿羊），吃的是灌溉區域上種的飼料作物。已經設立了水再回收項目，并就此主題進行了實驗研究。目前這樣的區域達到6500公頃，80%位于突尼斯。主要地區包括Cebala (3200 公頃), La Soukra (600 公頃), Mornag (1047 公頃), Nabeul (350 公頃), Hammamet, Sousse, Monastir, Sfax, 和Kairouan。其它項目也正在實施中，將把此區域延伸到9000公頃。利用回收水灌溉的區域計劃擴展到20000公頃，占全部灌溉區域的7%，其中14500公頃位于大突尼斯地區附近。下面介紹計劃好或正在實施中的大型作物的灌溉項目。
　　已經制定了農業上水再利用的制度及法律框架，來管理用于灌溉的回收水的處理和分配，監督水資源法和其它法令的落實并對衛生方面進行控制。1975年水法及1989年法令(Decree No. 89-1047)對農業上水的再利用進行管理。單獨文件中如回收再利用水質的標準(INNORPI, NT 106.03, 1989b)、污水處理標準(INNORPI, NT 106.002, 1989a)，詳細說明了可以灌溉的作物及決定回收水再利用的條件。農業上再利用的回收水質的標準依據聯合國糧農組織準則(Ayers and Westcot, 1985), 世界衛生組織關于限制灌溉的準則(1989) (每升< 1 個蠕蟲卵)及其它與灌溉或水供應有關的突尼斯標準。從水的收集到農業上的使用，責任由各種部門分擔，包括環境及土地使用規劃部（國家排水及衛生機構）、農業部（農業工程管理局，地區農業發展委員會）、衛生部、旅游及手工藝品部。用戶協會也介入到水再利用的工作中。
　　恰當地估計水價對于收回投資和節約用水是很重要的。因此設計一種合適的用水定價政策是再利用工作中重要的一個步驟。隨著新方案的出臺，為鼓勵農民用水，剛開始時供水都是免費的。然后采取每公頃定價收費的政策，最后逐漸變為按照所使用的每立方米的水收取費用。賣給農民使用的回收水的價格依方案不同而不同。收取的費用將用于補償O&M費用（操作、維護、工資和能源）。對于利用傳統水灌溉的方案，價格將逐步向實際費用靠攏，仍然比傳統水價要低。大多數方案對用水都以表計價，然而由于仍有大量未經計算的水，導致較高的O&M費用，比如在Mornag灌溉方案中，1996年O&M費用高達0.13 $US/m3 （抽水所需能源費為O&M費的68%，工資占O&M費的18%，其它費用占O&M費的10%），售價為0.04 $/m3 ，生產費用包括資本費用（對于灌溉方案）大約為0.20 $/m3 。Medjerda-Cap Bon運河的水（同一地區使用的傳統水），其中O&M費用為0.07 $/m3 ， 售價為0.06 $/m3 。為推動水的再利用，1997年決定將每立方米水價定為0.01 $。然而水的再利用率并沒有像預期的那樣增加，出現了赤字。應該采用新的基數，根據對水的實際需要，以給定的價格向農民提供給定質量的水。
　　由于一年中大約以一定的速度排放城市污水，排放污水的量將隨著城市旅游業和工業發展而增加，污水將再利用到農業上--- 利用回收水灌溉的區域計劃將增加到20-30 000公頃，相當于全部灌溉區域的7-10%，14500公頃位于大突尼斯地區。突尼斯市計劃在2026年建一座新的污水處理廠，設計日處理能力達224 200 立方米 (每年82 00萬立方米)。位于山腳大壩上BOT季節間蓄水池(300萬立方米)是處理廠的一部分，用于水資源的保護及增加水量。第一階段計劃覆蓋1000公頃的灌溉區域。整個灌溉區域將覆蓋6000公頃。將考慮農民是否愿意再利用回收后的水。水用戶協會將負責管理灌溉系統。在實驗階段水的分配系統將得到優化，鼓勵采用節約灌溉的方法。
　　第三階段：回收水再利用的開發。當水質與污水的最終使用相吻合時，可以有其它再利用水的機會(Asano and Levine, 1996)。通過多樣化地發展非農業的用途，如現在正在采用的城市、工業及環境的用途。根據正在進行的再利用項目，1997年開展了旨在開發推動水資源再利用的戰略的研究(Bechtel and Scet, 1998)。本研究表明根據戰略的項目，對于高級用水的活動或為創造一種新型的需要，這個戰略應該逐步用回收水代替傳統的水。推動再利用回收水應該根據：1）實際的對水的需要，2）針對不同用途，制定恰當的水質標準的定義，3）相關的管理，4）各方明確而清晰的責任， 5）對所有用途的一種有效的控制。應該加強法律和制度建設。通過提高水質，利用廣泛的信息，人們將更廣泛地接受未來回收水的再利用。現已有人提議開發水再利用的項目，如在突尼斯區實施水再利用戰略、一些沿海含水層的地下水的蓄積和回收后的水再利用到工業上。

　　有計劃地再利用三級處理水-科威特

　　在科威特，95%的飲用水來自去鹽后的海水（多級蒸發蒸餾廠）(Al-Attar et al., 1997)。污水在三個主要的城市處理廠(Ardhiya, Reqqa和Jahra) 經過二級和三級處理過程（活性污泥、滲透和氯消毒）（表2），占飲用水的65-80%。產生的污水量1994年達1.19億立方米，其中1.03億立方米已得到處理。1994年回收水灌溉的全部面積達整個灌溉面積（4770公頃）的25%(Sarraf, 1997)。實際上，不到10%的回收水量得到再利用。一部分工業污水經過處理也得到循環使用。然而，國家環境資源保護政策是要再利用所有的污水。因此，科威特科學研究學院已經建立了一個"污水處理及使用的項目"來開發并加速水的再利用。該項目的一些內容包括開發農業生產、苗圃及水產養殖實驗基地，通過反滲透回收水法實驗人工蓄積含水層，開發一種利用處理過的工業污水的原形以及污水處理的綜合蓄水系統（兼性蓄水池和高級藻類蓄水池）。
　　起初從Ardiyah廠流出的經氯化的二級污水用于灌溉實驗農場的限制地區和地表。目前三級處理過的污水再利用，灌溉多種樹木和綠化帶。綠化帶的灌溉可以減少流動沙子的移動。回收后的水的使用滴灌和噴灑方法對作物進行灌溉。處理過的污水提供給私人農場，向農民收取$US 0.07/m3 。用三級污水灌溉的面積達1680公頃。有人建議將灌溉面積擴展到3300公頃，大小相當于科威特科學研究學院的實驗農場。有一種復雜的系統可存儲和抽取氯化污水用于灌溉。在某些方案中，回收水經過二次氯化過程才能再利用。通常用封閉的貯水池來存儲。已經開展了評估在人工湖里儲存回收水的可行性研究。
　　公眾服務部已建立了污水再利用于灌溉的質量標準。回收水僅僅容許灌溉可以烹煮的蔬菜（土豆和菜花）、工業作物、飼料作物（苜蓿，大麥和冬季飼料作物）以及綠化高速公路。
　　然而水資源的再利用提出一些問題，如病原體、污染物和含鹽量，建立第三個污水運輸的管道系統、存儲設施以及相關費用等問題。
　　與排水及再利用有關的部門是公共服務部、農業事務及魚類資源的公共部門、環境政策制定和環境保護理事會、衛生部及科威特科學研究學院。

結　論

　　水資源再利用已被包括在地中海南部及中東地區大多數國家的水資源規劃中。一些國家已制定了要求再利用所有污水的官方政策。然而由于實施這些政策能力的不同，會出現很多種情況。關于污水處理和再使用仍然要克服幾個難題。對收集、處理和再利用城市污水方面的技術、科技、制度或法律規定的掌握還不夠，要求對此特別注意。在那些無限制的直接或間接再利用原始污水的地區，必須要提高水質以防止對健康產生危害和環境污染。對于有作物限制的地區，應該將污水處理廠升級，從而產生更經濟、少量的污染。對于無限制使用污水的地區，可以用較寬泛的作物輪種法、高限價來收回農業上的投資。
　　關于國家規定，不同的國家有不同的規定和標準，與國家的發展狀況無關。根據實踐中得來的文件資料和評估情況，不同國家獲得的經驗將幫助找到一種共同的污水處理和農業再利用方法。
　　要想更好地規劃和協調不同機構，就必須強化制度。根據實際用水量的需要，未來再利用項目將依賴于對再利用工作進行更好地規劃和管理。這就意味著需要有更好的制度、管理和組織環境。需要對回收水再利用的經濟和金融的可行性進行更好的估算。技術上需要更深入的研究，同時也要對具體用途進行應用研究。教育、信息、對農民的培訓及延伸服務也對這些實踐起到推動的作用，從而取得更高的農業產量，而對環境沒有負面影響。

參考文獻

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