浅谈小区中水回用

浅谈小区中水回用周洋2006020208（青岛理工大学）摘要：本文通过分析小区中水来源及水质特点，阐述不同的中水回用的工艺流程，使读者对小区中水回用技术有了初步的认识。并搜集了一些国内外的实例，通过实例，使读者了解现阶段的小区中水回用现状，并对今后的发展情况有所感想。关键词：小区中水回用水是生命之源泉，水是人类生活和社会生产活动中不可或缺的重要资源。然而在我国，水资源利用率低，水资源浪费和污染严重成为了阻碍经济发展的重要因素。因此，发展“污水处理回用”显得日益重要，寻找第二水源是污水回用的一个重要方向，中水便是一种值得利用的第二水源。中水系统大致可分三类：一是城市污水处理厂出水处理回用的城市中水系统；二是若干建筑群生活污水集中处理回用的小区中水系统；三是单栋的建筑物生活污水处理回用的建筑中水系统[1]。建筑小区是城市的基本单元，因此小区中水系统正是一种我国现阶段需要大力推行的基本工艺。1．中水的定义广义上，中水(ReclaimedWater)是指各种排水经处理后，达到规定的水质标准，可在生活、市政、环境等范围内杂用的非饮用水[2]。狭义上，将生活污水作为水源，经过适当处理后作杂用水，其水质指标间于上水和下水之问，称为中水。中水起名于日本。中水的定义有多种解释，在污水工程方面称为再生水，工厂方面称为回用水。一般以水质作为区分的标志[3]。2．城市中水回用的应用概况2．1国外以色列是在中回用方面最具特色的国家。它地处干旱和半干旱地区．人均水资源占有量仅为476m2。其主要对策是农业节水和城市中水回用。占全国污水处理总量46％的出水直接回用于灌溉，其余33．3％和约20％分别回灌于地下或排入河道，其中水回用程度之高堪称世界第一。他们采取的中水回用处理过程为：城市污水的收集→传输到处理中处理→季节性储存→输到用户→使用及安全处置。在回用方式上，包括小型社区的就地回用，中等规模城镇和大城市的区域级回用。美国水资源总量较多．城市中水回用工程主要分布于水资源短缺、地下水严重超采的加利福尼亚，亚利桑那、德克萨斯和佛罗里达等州．其中以南加州成绩最为显著。中水回用以农业灌溉居多．也有少量中水用于工业用水和作高层建筑生活用水。日本以有较多的“中水道”(即中水系统)供生活杂用而著称．约占中水回用量的40％。早在20世纪60年代．日本沿海和西南一些缺水城市，如东京、名古屋、川崎、福冈等地即开始考虑将城市污水处理厂的出水经进一步处理后回用于工业，生活或生活杂用(以冲洗卫生设备为主)。截至1986年，日本直接回用水的城市污水处理厂出水已达3×108m3／a．虽不及总取水量的1％．但已成为城市一种稳定、可靠的水源，并制定了相应的水质标准。其中，以生活杂用水所占的比重最大[4]。2．2国内我国城市污水多数未经处理直接排放，建设部有关部门统计数据表明，我国城市2003年污水处理率达到42％，不足污水排放量的一半。即使经过处理后的污水也极少回用，结果导致一方面水体受到污染，另一方面城市水资源短缺。近年来，城市污水回用已经逐渐提到日程上来，北京、天津、沈阳、鞍山、抚顺、大连、青岛、石家庄、太原、大同、西安、深圳等地已经建成或拟建一批污水处理或回用工程项目，同时将改造旧有的污水灌溉系统。我国城市小区建设中水系统的条件已基本具备，并日趋完善。首先，具有利于中水系统设计和平稳运行的水量大特点（排水量大，杂用水需求也大，水量容易平衡）；其次，城镇居民小区的不断规模化，以及水处理技术的发展，将使中水系统的初始投资和运行费用大幅度降低。再次，住房的商品化，小区管理的兴起和完善，为中水系统的投资回报奠定的基础[4]。3．城市小区中水的来源及水质特点3．1来源城市小区家庭日常污水包括两部分：一部分为粪便水，属于重污染水，在住宅用水占20%-25%，其污染作用占整个污水的80%；另外一部分是洗涤用水，通常包括洗衣、洗菜等用水，其污染作用占整个污水的75%-80%，但污染程度只占污水的20%左右，这部分水适于作中水处理。建设部在《绿色态住宅小区建设要点与技术导则》中明确强调，今后的住宅小区要设置中水系统。有资料显示，一般用过一次的水，污染杂质只有0.1%左右。目前城镇供水的80%转化为污水，经再生处理，其中有70%可安全回用于工业冷却园林绿化、汽车冲洗及居民生活杂用，估算相当于增加城市供水量的50%。城市建筑小区采用中水系统后，居住区用水量将节省30%-40%，同时排放量减少35%-50%。对于商住小区设置中水系统可节水70%，科研事业单位可节水40%左右，对一般居民住宅，可节水30%左右[4]。3．2水质特点优质杂排水，包括洗脸、洗手废水、浴室废水、冷却循环水(空调用水)、锅炉房废水。洗脸洗手废水占全楼废水量的10％-30％，因水质良好，回用时处于优先地位：饭店、旅馆等的浴室废水，其水质也适合于用作回用的原水，且用物理化学处理就可供再利用：空调冷却水基本上未受有机物的污染，只是受冷却蒸发的影响，溶解性盐类浓缩后浓度增加，故只需过滤、消毒后就可简单的再利用。杂排水是除前述几种优质杂排水以外，厨房排水为主要废水的排水。有BOD、COD为代表的有机物质，污染程度较高，且有油垢、表面活性剂等。在一般楼房内，污水和杂排水所占比例大致相同，各为50％左右。在回用作冲洗厕所用水时，多以杂排水为原水。此外，建筑物内排出的综合废水是杂排水与粪便水的混合废水。含有BOD、COD、细菌，污染程度高。但在进行污水处理后，利用其出水再生回用，在经济上还是比较节省的[5]。4．城市小区中水回用处理工艺流程小区中水处理系统一般由三个部分组成，分别为：原水收集、处理设施及回用系统。原水收集：若以全生活污水作为原水水源，其水源稳定充足，为进一步拓展中水的用途创造了有利的条件，其原水污染程度较高，处理难度大，但随水处理技术的发展，人们认识水平的提高，以全生活污水为中水水源开始在实际上得到应用。虽然其处理设施造价较高，但节约了一套水收集管网，还是相当合算的。处理设施：核心工艺的选择必须考虑面对特定的目标对象，因此其处理工艺必须具有较强的耐冲击负荷功能、且易于操作维护、处理稳定、产泥少和节能等特点。生活污水处理工程一般都是以好氧生物处理方法作为核心工艺，好氧生物处理方法分为生物膜法和活性污泥法两大类。传统的方法有接触氧化法、CASS、SBR及氧化沟等活性污泥法工艺。随着中水技术的应用与发展，又开发多种回用新技术，如膜分离(MF、UF、NF、OF)技术、膜生物反应器、曝气生物滤池、土壤生物系统、土壤毛吸处理利用系统(人工土地系统)。这些新技术在国外都已经得到了成功的应用，这为我国中水工程应用技术的推广奠定了基础和依据。回用系统：经上述生物处理加上过滤和消毒工艺后的出水将作为中水在清水池中储存，后由泵通过回用水输配水管线分别送至各用水点，各用水点水量分配应科学合理，尽量避免过量浪费或供水不足的现象[6]。以上三个主要的组成部分分别由相应的处理处理设备组成，此外小区污水不同于城市污水，属于生活污水范畴．其水量较小，但水质水量变化较大[7]。根据小区污水处理回用系统的设计原则，在国内已经有过工程实践的工艺流程主要有：（1）污水→格栅→调节池→接触过滤→炭吸附过滤→消毒→中水；（2）污水→格栅→调节池→沉淀→过滤→臭氧→消毒→中水；（3）污水→格栅→调节池→混凝气浮→过滤(包括膜滤)→消毒→中水；（4）污水→格栅→调节池→接触氧化池→沉淀池(或者混凝过滤)→出水；（5）污水→格栅→调节池→生物转盘→沉淀→过滤→(炭滤)→消毒→中水；（6）污水→格栅→缺氧水解→好氧曝气→混凝沉淀→过滤→消毒→中水；（7）污水→格栅→调节池→初沉池→曝气池→二次沉淀池→消毒→中水。通过以上可以看出，最常用的小区污水处理技术是接触氧化法。该工艺具有去除有机物效果好、生物处理效果稳定、剩余污泥产量低、抗冲击负荷等优点，但须解决曝气噪音问题[8]。中水处理工艺一般分为3种类型：物理处理法：膜滤法，适用于水质变化大的情况。是在外力的作用下，被分离的溶液以一定的流速沿着滤膜表面流动，溶液中溶剂和低分子量物质、无机离子从高压侧透过滤膜进入低压侧，并作为滤液而排出；而溶液中高分子物质、胶体微粒及微生物等被超滤膜截留，溶液被浓缩并以浓缩形式排出。采用这种流程的特点是：装置紧凑，容易操作，以及受负荷变动的影响小。物理化学法：适用于污水水质变化较大的情况。一般采用的方法有：砂滤、活性炭吸附、浮选、混凝沉淀等。这种流程的特点是：采用中空纤维超滤器进行处理，技术先进，结构紧凑，占地少，系统间歇运行，管理简单。生物处理法：适用于有机物含量较高的污水。一般采用活性污泥法、接触氧化法、生物转盘等生物处理方法。或是单独使用，或是几种生物处理方法组合使用，如接触氧化+生物滤池；生物滤池+活性炭吸附；转盘+砂滤等流程。这种流程具有适应水力负荷变动能力强、产生污泥量少、维护管理容易等优点。5．城市小区中水回用的应用实例5．1安徽某小区中水回用工程本设计针对处理场地小、设施布局环境要求高的特点。全部设施采用地埋式，在主体工段采用占地面积小的曝气生物滤池(BAF)工艺，确定处理工艺流程如图1所示。图1此工艺的生物处理单元采用了曝气生物滤池（BAF），曝气生物滤池具有生化反应和机械过滤两种功能。曝气生物滤池中填装改性陶粒滤料，滤料表面上生长着大量的细菌．运行一段时间后形成一定的生物膜。该工程竣工后，经过1年多的连续运行，处理效果稳定，运行结果见表1。反冲洗水消毒剂曝气泵毛发过滤器调节池曝气生物滤池中间水池排泥气泵空气砂滤器回用清水池泵格栅原水泵反冲洗水表1中水回用设施运行效果项目SS(mg/L)BOD5(mg/L)CODcr(mg/L)pHLAS(mg/L)总大肠菌（个/L）原水水质144802126-91．2-中水水质＜55207．3-7．90．2＜3去除率（%）＞96.593．790．5-83．3100回用标准106-6-90．5≤3采用该工艺处理后回用中水水质完全达到了《城市污水再生利用景观环境用水水质》(GB／T18921-2002)中观赏性景观环境用水标准[9]。5.2北京天通苑居民生活小区中水工程该工程采用水解酸化-两级接触氧化-过滤-消毒的工艺流程（见图2）图2此工艺在调节池后部设水解酸化段，利用细菌在厌氧条件下短时间内的水解酸化反应，降解污水中大分子有机物，有利于细菌好氧分解。好氧处理采用两级生物接触氧化。生物接触氧化是处理流程中最重要的部分，大量有机物在这里被细菌好氧降解。采用多级分段式接触氧化，形成逐级负荷递减系统，使接触氧化在去除率、抗冲击负荷、出水水质等方面更具优势和可行性。生物接触氧化出水再经过微絮凝过滤、消毒，即可完成深度处理。格栅水解酸化调节池泵两级生物接触氧化池及沉淀池中间水池石英砂过滤器中水池中水消毒剂混凝剂污泥排放生活污水5．3日本芝山住宅区污水处理系统日本芝山住宅区的污水处理设施是日本典型的住宅区污水处理工程实例。区内污水采用活性污泥法和尘混凝法处理。处理后出水的75％-80％排放，20％-25％经过臭氧氧化、活性炭吸附和消毒后作为污水回用。污水处理四用以芝山西区部分住户(约3220人，为对象，主要用作冲洗厕所、洗涤用水、清扫用水和小池小河补充水，规定每人每天50L，161m3／a力污水处理量。该污水装置设有监测设备，当污水水质达不到要求时，会启动活件炭吸附设备，活性炭罐根据压头损失实行自功反冲洗和手动反冲洗二种方式，反冲洗水返回到调节池，消毒采用加氯，其投加量根据设置在污水池出口的余氯测定仪所发出的信号自动调整。在污水受水池设自来水管，当蓄水深度降至低水位以下时报警器发出报警，这时自动或手动注入自来水。污水受水池加盖板和人孔，并安装通气管和溢流管。芝山住宅区的污水处理回用设施，包括二级处理设施、三级处理设施、污泥处理设施及油水处理设施。二级处理设施处理对象的计划人口为4700人(居民888户，高中一所。小学—所，幼儿园一所及其他)，其污水排放方式为合流制，计划小时最大水量为149m3、用延时曝气法进行处理。其中流量调节池为255m3(计划