北京的這片沃土承載著2000多萬人口，支撐著每年10%的經濟發展速度。然而，北京是個資源性缺水的城市，境內沒有能夠提供水源的大江大河，水源主要靠天然降水。人均水資源占有量不足300立方米，比嚴重缺水的以色列少1/2以上。特別是1999年以來，北京遇到了連續11年的干旱，加劇了水資源緊缺的矛盾。面對嚴峻的考驗，北京一方面大力推進節水型社會建設，實行計劃用水，定額管理，另一方面將開源的目光投向了全市每年產生的近13億立方米污水上。在加快污水處理設施建設的同時，大力推廣污水再生利用。使污水處理從單純削減污染物走上了循環利用的道路。如今，再生水已成為北京穩定的新水源，2000年至2010年累計利用再生水近33.6億立方米，相當于1680個昆明湖的水量，也接近于2010年全市全年的總用水量。
建成污水處理廠40座、再生水廠17座
為推廣使用再生水奠定基礎
北京從污水處理到再生水回用經歷了近20年的發展歷程，大體經過起步、開發利用、循環利用三個階段。建設了一批污水處理和再生利用的硬件設施，為再生水的推廣使用奠定了堅實的基礎。
從1990年至2003年是北京市污水處理和再生水利用的起步階段，再生水利用從無到有。
1990年本市當年產生污水量近11億立方米，其中市區污水7.8億立方米。近80%的污水直接排入市政管道，絕大部分最終進入河道。經過污水處理廠處理的污水只有0.57億立方米。處理率7.2%。從1990年至2000年，為了改善城市水環境，還清河湖水質，城區加快了污水處理廠建設，先后建成了北小河、高碑店、方莊3座污水處理廠，日處理污水能力達108萬立方米，城區污水處理率達到40％。污水處理廠的出水仍然直接排到下游河道。
1999年至2003年北京連續5年干旱，降水量只有平均年份的70%，水資源供需矛盾凸顯。從2001年開始，北京市以籌辦奧運會為契機，著手開發再生水利用工程，建成了北京第一座再生水廠——北京市第六水廠，并投入使用。水源來自高碑店污水處理廠的出水，每天輸送2萬立方米，經深度處理后，開始向市區提供市政用水，代替自來水，用于工業冷卻、園林綠化、河道景觀、道路沖刷降塵、洗車、沖廁等用途。2003年全市利用再生水2.1億立方米。
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2004年至2008年是北京市污水處理和再生水利用的開發利用階段，將再生水納入了水資源配置計劃，在全市較大規模地推廣使用再生水。
2004年在連續干旱年的情況下，為加強水資源的統一管理，北京市水務局應運而生。水務局的成立實現了全市水資源保護、管理、利用的城鄉統籌和統一調度，對污水資源化進一步形成共識，有力地促進了全市污水處理和再生水利用工程建設的快速發展。
至“十一五”末，全市建成大型城鎮污水廠40座，小型污水處理設施43處，村級污水處理設施650座。全市污水處理能力達到378萬噸/日，年處理污水達11億立方米以上。污水處理率82%，中心城區達到95%。全市建成高品質再生水廠17座，其中城區7座、郊區10座，日生產能力77萬立方米/日。再生水管線705萬公里，年再生水利用量6.8億立方米以上，再生水利用率達到60%，占全市用水量的18%。北京成功地實現污水資源化。同時,從2001年至2010年城區和郊區城鎮共處理污水78億立方米，累計消減污染物（按COD計算）275萬噸，每年消減人均排放污染物（按COD計算）17公斤。
從2009年開始，北京進入污水處理和再生水利用的循環利用階段，實現“一水多用”的水資源利用目標。
“一水多用”就是新水主要滿足生活用水需求，排放的污水經污水處理廠深度凈化處理后，作為二次利用水源，用于工業、河湖環境、園林綠化和市政雜用等；河湖環境用水通過河道流到下游郊區水網，用于農業灌溉和濕地水生態建設，同時涵養地下水源。
最明顯的標志是在北運河的支流溫榆河上建設引水工程，將溫榆河的水經過處理后引入潮白河，實現北運河——潮白河跨流域調水。每年可從北運河向潮白河調水7000萬立方米。不僅改善了潮白河的生態環境，而且有效回補地下水。
永定河生態環境用水主要是再生水。市區的污水處理廠升級改造后，出水水質可以達到地表水Ⅳ類標準, 每年可為永定河提供環境用水1.2億立方米。其中除本區域五里坨、門頭溝再生水以外，還要通過調水工程將清河的再生水、小紅門和盧溝橋的再生水調到永定河。形成溪流——湖泊——濕地連通的健康河流生態系統，為兩岸五區創造優美的生態水環境，同時補充地下水。
取得科研數據100多萬個，出臺政策及政府規章
年利用再生水從0到6.8億立方米
為推進再生水的廣泛使用，10多年來北京市不斷加大對工業、農業、園林綠化、水環境使用再生水的科研力度，通過再生水安全性的基礎研究和跟蹤研究,提出了再生水的生物學檢測指標和標準。
北京水利科學研究所與各科研單位通力合作，對《再生水作物灌溉技術研究與示范》、《北京市再生水農業灌溉利用示范研究》以及《再生水用于城市園林的安全性和可行性綜合評價》等課題進行深入探討，得出科研數據100多萬個，為農業灌溉、園林綠化、工業冷卻用水、河湖景觀使用再生水提供了科學依據。
為引導擴大再生水使用，北京市出臺了鼓勵政策和政府規章。
2006年出臺了《北京市促進再生水利用發展意見》，明確再生水利用要依照資源節約、安全可靠、環境友好的原則，優水優用、一水多用、重復利用的原則，堅持重點發展工業、擴大農業灌溉、增加景觀用水、推動市政雜用的發展原則。
《意見》明確提出進一步完善水價格體系，利用價格機制調動用戶使用再生水的積極性，從整體上提高再生水的利用量。通過制定與再生水價格體系相匹配的運營補償政策，調動企業的生產積極性，扶植再生水產業發展。明確再生水管網能夠覆蓋的用水單位，凡具備再生水使用條件的，必須按規定建設再生水管道及其附屬設施，并積極使用再生水。
為提高再生水的質量，2008年北京市水務局編制了《北京市區再生水循環利用方案》，提出了污水處理廠全面升級改造意見。為進一步改善首都水環境，減少污染物排放，明確了市區現有再生水出水水質均要達到地表水Ⅳ類水體標準。
《方案》中規定，本著“先近后遠、先易后難”原則，優先發展大用戶，兼顧發展中小用戶，發揮已建管網的能力效益，逐步擴大用戶范圍和用水量。中心城區重點建設以現有污水處理廠為基礎形成較成熟的再生水供水系統。重點發展工業、擴大農業灌溉、增加景觀用水、推動市政雜用的發展原則，將再生水納入全市水資源統一調配管理系統，形成地表水、地下水、再生水、雨洪水、外調水“五水”聯調的供水格局。《北京市排水和再生水管理辦法》從2010年1月1日起施行。《辦法》明確了排水和再生水設施運營與養護的責任，確立了污水處理和再生水利用管理制度，首次提出了村鎮污水處理設施和再生水回用運行養護指導性意見。
為加強污水處理和再生水的管理，保證污水處理設施的正常運行和再生水達標排放，各污水處理廠已安裝了在線監測設備，隨時將在線監測數據傳到水務部門，為確保出水水質使用安全創造條件。
從2001年至2010年年利用再生水從0到6.8億立方米，再生水已成為北京穩定的新水源。再生水按照重點發展工業、擴大農業灌溉、增加景觀用水、推動市政雜用的發展原則加以利用。從2003年開始再生水作為工業冷卻用水。第一熱電廠和華能熱電廠相繼使用高碑店污水處理廠再生水作為工業冷卻水，經過幾年的努力，建設和完善管網和其他輸送設施，對現有工業企業設備進行改造，工業年使用再生水1.4億立方米，全市9座熱電廠的冷卻用水全部使用再生水，逐步替代了新水源。
擴大農業灌溉使用再生水。通州、大興等區疏通溝渠，清除河道垃圾，整治河道43條238公里, 建成骨干配水設施74座，使一條條溝渠連通起來。對原有的新河灌區、涼鳳灌區、北野廠灌區進行改造，形成了北京東南郊水網。再生水灌區達到58萬畝。農業年利用再生水已超過3億立方米。增加水面200萬平方米，改善了地區生態環境。不但替代了大量清水，還減少了農民用電抽取地下水灌溉的成本，同時使地下水得到有效回補。
再生水作為新水源加入到城區環境用水補充水源當中。在北京新一輪河湖治理中,六環路以內總長520公里的52條河道已全部還清，其中70%以上用的是再生水。通過優化配置地表水、再生水和雨洪水，努力增加城市河湖環境用水。紫禁城外，筒子河流水潺潺，護城河水清岸綠；城市周邊，涼水河污濁不再、北運河重現碧波。再生水使活起來的京城水系川流不息，流淌出蓬勃的生機和活力。
為改善昌平崔村、興壽2個鎮5個村的水環境，解決昌平東部地區農業灌溉和環境用水，本市將116萬立方米再生水向南莊水庫補水，年引水量1000萬立方米，有效地改善了當地水環境，同時也為北運河流域水系綜合治理中其他水網的建設和管理提供了經驗。
濕地具備凈化水質、滯蓄雨洪、涵養水源、回補地下水的獨特功能，北運河經過綜合治理,沿主干河道建設濕地12處，總面積可達到600萬平方米，水源主要來自再生水、雨洪水。現已建成海淀翠湖、西玉河、昌平沙河、白各莊、朝陽馬泉營、通州運河6處生態濕地，新增220萬平方米水面，完善了河道生態系統，提高了水體自凈能力。
位于大興區的三海子郊野公園，面積1.2萬畝，一期工程實施面積2286畝，以濕地景觀建設為主，規劃建設550畝水景觀，全部建成后，將成為北京南城具規模、重特色、富內涵、成景觀、多功能、可持續的郊野公園。主要水源為小紅門污水處理廠的再生水。處理后的再生水排入涼鳳灌渠，通過河道過濾、潛流濕地二次凈化進入公園，形成公園濕地及水景觀后，循環流回涼鳳灌渠，可繼續為下游提供灌溉用水。
大興的新城濱河森林公園，總面積8074畝，公園景觀用水水源主要是再生水，由黃村再生水廠為新城河湖景觀每天輸水10萬立方米。
通州新城濱河森林公園是以京杭大運河為主線的帶狀城市森林公園，總面積10700畝。利用再生水和雨水作為景觀用水，結合生態治河、營造優美水環境，建成后將具備濱河文化、水岸風情、度假、濕地展示、游憩、趣味運動六大功能，將成為市民休閑、娛樂、納涼的場所。
建成4個熱電廠回用系統、6個河湖環境補水工程
2015年再生水利用將達到10億立方米
“十二五”是水務發展大有作為的戰略機遇期，也是北京再生水事業發展難得的歷史機遇期。北京要進一步采取有效措施，加大再生水的科研力度，加強基礎設施建設，提高再生水利用率。
北京水務繼續堅持以科學發展觀為指導，以水源安全保障為主線，以流域綜合治理和供排水設施建設為重點，堅持“向觀念要水、向機制要水、向科技要水”，以循環水務的理念，加快推進“民生水務、科技水務、生態水務”建設，建立最嚴格的水資源管理制度，全面推進節水型社會建設，為首都經濟社會和“人文北京、科技北京、綠色北京”的可持續發展及世界城市建設提供支撐和保障。
按照北京水務“十二五”規劃，要繼續實行最嚴格的水資源管理制度，按照用水總量控制、生活用水適當增長、工業用水零增長、農業用新水負增長、生態環境擴大再生水使用的原則，確定用水量。進一步開發利用本地的水資源，在堅持節約用水的同時，大力推廣使用再生水，提高再生水利用率。
計劃2015年再生水利用量達到10億立方米，約占全市總用水量的近1/3。其中工業利用再生水1.6億立方米，河湖環境利用再生水4.2億立方米，市政雜用利用再生水0.7億立方米，農業利用再生水3.5億立方米；城六區18座污水處理廠全面完成升級改造，新建污水處理廠全部建為再生水廠，出水水質達到地表水Ⅳ類標準，形成再生水利用新格局。
隨著污水處理廠的升級改造、再生水廠建設和再生水用戶的擴大，北京將逐步形成“城六區利用24座再生水廠，再生水生產能力達到412萬立方米/日；新城規劃新建、擴建再生水廠34座，新增再生水生產能力143萬立方米/日。42個重點鎮均建有再生水廠，水源區村村有再生水生產設施。計劃建成4個熱電廠回用系統、6個河湖環境補水工程，實現30條河流、27個湖泊、100處郊野公園全部使用再生水；新城利用34座再生水廠向郊區10個水網、10個萬畝濱河森林公園、50萬畝農田灌溉供水。”的污水資源化利用格局。
計劃建設再生水調水工程，確保各區域河湖景觀用水。北京市區污水處理廠升級改造后，再生水從水質和水量除能滿足工業用戶、擴大綠地再生水灌溉的要求以外，還能滿足市區河湖水體水質、水量的要求。規劃配合盧溝橋、清河、高碑店、小紅門、酒仙橋等污水處理廠升級改造工程，配套建設再生水輸配水系統，向永定河提供優質、穩定的再生水水源，改善當地環境質量，服務永定河綠色經濟走廊建設；為朝陽區CBD東擴提供環境用水；為通州建設國際化新城提供水資源和水環境的雙重保障。
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