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　　美國《科學引文索引》（Science Citation Index, 簡稱 SCI ）于1957 年由美國科學信息研究所（Institute for Scientific Information, 簡稱 ISI）在美國費城創辦，是由美國科學信息研究所（ISI）1961 年創辦出版的引文數據庫。SCI（科學引文索引）與EI（工程索引）、ISTP（科技會議錄索引）被并稱為世界著名的三大科技文獻檢索系統。
　　水的再利用在全世界范圍內都是一種有效的選擇，可以節約水資源，減少排放處理過的廢水對環境的影響，降低水資源管理的成本和能耗。由于這些優勢，飲用水和非飲用水的再利用已在世界各地得到實施。
　　日本氣候濕潤溫和，年平均降水量為1，718毫米，約為世界平均水平(810毫米)的兩倍,然而，由于降雨量的季節性變化和陸地面積小，河流迅速流向海洋，日本的人均水資源量(約3300立方米/年)不到世界平均水平(約7800立方米/年)的一半。淡水供應不足給水資源管理帶來了困難的挑戰，此外，日本還面臨嚴重的干旱。為了克服這些情況，開始在主要城市地區實施水的回收和再利用。除了水資源短缺，環境保護和應對自然災害也是日本水資源再利用的主要驅動力。
　　歷 史
　　日本的水再利用歷史始于20世紀80年代，以應對快速城市化和經濟增長導致的嚴重干旱和水需求增加。自那時以來，非飲用水再利用，特別是城市水再利用，已在日本逐步實施。水資源再利用的歷史分為三個階段。
　　第一階段:廁所沖洗和景觀灌溉
　　第一個區域水再利用計劃在1978年經歷嚴重干旱的福岡市實施。干旱期間，供水被限制了287天。為了解決這個問題，福岡市政府開始通過促進安裝水循環設施來處理沖廁所和景觀灌溉的廢水，與市民一起建立一個“節水城市”。
　　市政府有效加強了水資源回收設施，以滿足再生水用戶的需求：隨著對再生水需求的增加，容量逐漸擴大，并通過整合混凝、砂濾、預過濾、臭氧化和氯化工藝，逐步提高再生水的質量。1989年，再生水供應擴展到市中心的大型建筑，1995年擴展到商業區。為了應對1994年的另一次嚴重干旱，2003年在托布污水處理廠新建了第二個水回收設施。市政府在2003年頒布了一項法令，要求建筑業主安裝水回收設施。水再利用項目由國家補貼和再生水用戶的再生水費率管理。東京還在20世紀80年代在新宿西區啟動了一個水資源再利用項目，在那里啟動了一個巨大的城市再開發項目。

　為了在區域范圍內促進水的再利用，福岡市政府和東京都政府要求在建筑面積超過5000平方米(福岡)或10000平方米(東京)的建筑中使用再生水或雨水進行廁所沖洗和綠化帶灌溉。因此，在東京新宿、新川和東京灣地區實施了區域規模的水再利用。然而，區域范圍內的水再利用僅限于這三個領域。由于東京其他地區的業主無法利用區域水再利用計劃，他們需要安裝利用灰水和/或雨水的獨立回收系統或雨水收集系統。


　第2階段: 溪流流量增加和娛樂應用
　　20世紀80年代中期，城市地區的河流流量增加開始引起關注。由于城市化和水攝入量的增加，東京城市溪流的水流量急劇減少。為了滿足市民對恢復溪流的需求，東京都政府開始使用再生水作為干涸溪流的替代水源。1984年至1989年期間，在東京的三條灌溉渠道中實施了增加溪流流量的措施，方法是從WWTP的田川縣排放再生水，通過砂濾和臭氧化處理二級出水。1995年，奧恰伊WWTP經砂濾處理的再生水也開始排入三條城市河流。這些水資源再利用項目成功地恢復了干涸溪流中的水流。
　　第3階段: 多用途應用
　　在第3階段，水的再利用被用于城鎮的多用途和應急水資源。由于污水溫度比大氣溫度更穩定，當再生水用作熱源/散熱器時，熱泵系統的效率得到提高。在干旱事件中，再生水在大多數情況下用于道路清潔和綠化帶灌溉。在日本，除了城市應用之外，再生水還用于各種目的，如工業用水和農業用水。
　　日本水資源再利用的挑戰
　　雖然日本從20世紀80年代開始發展中水回用，但中水的利用仍然有限。2016年污水處理廠外的再生水消耗量為2.1億立方米/年，僅占產生廢水總量的1.3%。此外，只有176個污水處理廠有水回收設施，僅占日本總污水處理廠的8%。日本再生水利用有限可能有兩個原因。第一個可能的障礙是再生水缺乏足夠全面的質量標準，另一個障礙是與飲用水等常規供水相比，再生水的經濟競爭力較低。雖然一些水回收設施的單位能耗類似于飲用水供應設施，但大多數水回收設施比飲用水供應設施消耗更多的能量。為了促進日本的水再利用，有必要提供安全的再生水，并降低水回收設施的成本/能耗。

　　沖繩島中水回用項目
　　沖繩主島(沖繩島)是日本缺水最嚴重的地區之一，為了解決水資源短缺問題，沖繩中央政府制定了獨特的水資源管理戰略，修建了水壩、地下水壩、海水淡化廠和水資源回收設施。自1980年以來，該島北部已經修建了11座大壩，此外，1997年建造了一座海水淡化廠，以防干旱，大壩和海水淡化廠的供水可以滿足城市用水需求。然而，環境問題阻礙了北部大壩的進一步建設，那里是幾種瀕危物種的棲息地。由于11座水壩無法為該島南部的農業區穩定供水，2000年在最南部地區建造了兩座地下水壩。然而，這些大壩在其他地區不可用，因為地下大壩只能在地質和土壤因素合適的地方建造。
　　中水作為中南部地區的替代水資源開始受到關注，該地區的五個廢水處理廠每天排放27萬立方米的處理廢水。該市啟動了一個大型水資源回收項目，用于城市和農業用水的再利用。再生水也應該作為灌溉水供應給25平方公里的農田。然而，由于高昂的水費和公眾對再生水安全的擔憂，農業用水再利用項目于2005年暫停。2012年，伊藤曼市的一個污水處理廠重新啟動了農業用水再利用項目，該污水處理廠比納哈WWTP更靠近農田，提供了更具成本效益的水再利用。在該項目中，超濾膜被認為是一種更具成本效益的回收工藝，并在中試規模上評估了超濾膜對病毒的去除性能。

　　伊藤曼市除了農業灌溉用水外，高爾夫球場和其他體育設施對工業用水和灌溉用水的需求也在不斷增加。在伊藤曼市利用再生水進行工業活動和其他應用有三個優點:1)它允許再生水的有效利用，2)它滿足了對工業用水日益增長的需求以及3)它減少了需要儲存在大壩中的水量，這些大壩是沖繩島自來水供應的重要水庫。由于夏季灌溉需求最大，對農業灌溉用水的需求季節性波動，如果水質可以接受，剩余的再生水可以用于工業活動和其他應用。此外，利用現有工業用水管道進行中水供應，中水回用業務在經濟上是可行的，并節省了管道建設成本。這個水再利用項目基于一個新概念，可以是一個創新的水再利用商業模式。
　　未來發展
　　為了進一步降低成本和能耗，需要創新的回收技術。日本學術機構和私營公司的研究小組一直在開發有前途的水再利用技術，盡管其中一些仍處于實驗室規模的開發階段。例如，創新的臭氧氣體發生器可以在臭氧產生過程中產生劇烈的變化，其中氧自由基的損失被抑制。臭氧氣體產生效率的提高可以顯著降低臭氧化系統的能耗。光催化陶瓷膜工藝也在開發中，用于水過濾和氧化。光催化材料，特別是二氧化鈦，能夠在紫外線輻射下產生高活性氧化劑，如羥基自由基，從而有效分解水中的有機污染物。研究小組一直在評估涂有二氧化鈦的多孔陶瓷膜在紫外發光二極管輻射下去除廢水中藥物和個人護理產品的性能。與單一紫外或紫外/二氧化鈦系統相比，該工藝已被證明可為某些聚苯硫醚提供更高的去除率。關于反滲透膜，開發高抗氯和抗污染的膜是高能效水回收的優先研究領域。在這方面，通過將納米材料如碳納米管混合到聚酰胺膜中，已經開發出堅固的反滲透膜。實驗室規模的試驗表明，與傳統的聚酰胺膜相比，所開發的堅固的碳膜具有更高的滲透性、耐氯性和耐污染性。最近，已經開始了中試規模的實驗來評估使用螺旋纏繞膜元件的新型膜的操作和去除性能。
　　除了成本和能源問題，新出現的挑戰是水再利用中的抗微生物細菌(ARB)和抗微生物基因(ARGs)問題。控制這些問題的困難來自于ARB和arg的縱向和橫向轉移。再生水的接受程度、再生過程的控制技術和管道是水再利用的下一個重大挑戰。在不久的將來，將評估有希望的工藝的適用性，以控制和盡量減少再生水中ARGs的風險。