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1、新区中水处理系统可行性研究 一、中水简介及国内中水的运用“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。其主要是指城市污水或生活污水经处理后达到一定的水质标准，可在一定范围内重复使用的非饮用水。在美国、日本、以色列等国，厕所冲洗、园林和农田灌溉、道路保洁、洗车、城市喷泉、冷却设备补充用水等，都大量的使用中水。我国是水资源匮乏的国家，但目前还没有中水利用专项工程，也没有专项资金，只是政策上引导，各城市的中水利用量是根据此城市的缺水程度不同而定的。 城市污水经处理设施深度净化处理后的水(包括污水处理厂经二级处理再进行深化
2、处理后的水和大型建筑物、生活社区的洗浴水、洗菜水等集中经处理后的水)统称“中水”。其水质介于自来水(上水)与排入管道内污水(下水)之间，亦故名为“中水”。中水利用也称作污水回用。 中水作为生活杂用水，其水质必须满足下列基本条件：（1）卫生上安全可靠，无有害物质，其主要衡量指标有大肠菌群数、细菌总数、悬浮物量、生化需氧量、化学耗氧量等；（2）外观上无不快的感觉，其主要衡量指标有浊度、色度、臭气、表面活性剂和油脂等；（3）不引起设备、管道等严重腐蚀、结构和不造成维护管理的困难，其主要衡量指标有PH值、硬度、溶解性固体等。我国现行的中水水质标准有：生活杂用水水质标准（CJ25.189）、生活杂用水标
3、准检验法（CJ25.289）。近年来，很多有识之士都在呼吁尽最大的可能利用中水。在刚刚结束的政协会议上，政协委员巩俐也提出这个问题，巩俐走过世界很多城市，对先进国家利用中水的情况感触颇深。 我国是水资源匮乏的国家，人均占有量仅为022-027万方，列世界第88位。中水利用对我国的环境保护、水资源保护、水污染防治、经济可持续发展能起到重要作用。北京市节水办公室水资源处张处长说，在我国中水利用的范围及规模普遍发展缓慢，北京是缺水地区，在这方面提得比较多，也比较早。在工业方面用的比较多，如国华热电厂、北京自来水六厂在中水利用方面做得都很好。目前北京的绿地用水、工农业、种树、道路保洁、洗车、河道等用水
4、问题，我们都已经做了再生水利用规划。规划包括多方面的问题，建设污水处理厂、管网、污水截流等。中水处理的同时要考虑达标排放和处理完的利用问题。现在我们提倡分散处理污水，就是建多个小的污水处理厂，分散在需要处理的河边，也就是合理布局，使上游、中游、下游结合。 北京市节水办公室计划处的李先生介绍，北京的中水规划正在做，但真正实施的不多，工业方面相对用的多一些。按照国务院已经批准的规划，北京将几个污水处理厂建成以后，能处理90%以上的污水。此规划从2001年开始实施，预计2005年完成。将来的中水主要用于工农业和生活用水，预计每年要用6亿方。 李先生认为，奥运会的召开使污水问题很具挑战性，希望所有的工
5、业、企业、居民都有这方面的意识。每一个新建小区、学校、大院都应该建有污水处理设施，特别是用水量较大的工业，如石油化工、农产品加工企业、电力等更应该用中水，甚至是消防这种短期用水，也要使用中水。总之，只要不是饮用水都可以考虑用中水，把污水在本地消化，达到污水零排放，花钱不多，也不是太麻烦，更重要的是把环境污染降到了最小。不污染河道，达到了美化环境的目的。 美国等发达国家污水处理工程高度发达，像美国污水处理达到了10级深度处理标准。1979年美国已有中水利用工程536项，年利用水量为937亿方，其中62%用于农灌，315%用于工业，5%用于地下回水，是城市水源之一。德国和奥地利也不错，它们是自己处
6、理自己使用，处理程度高，污水处理量和回用量也高。而北京的几个大型处理厂也就是2级、3级处理，更深度处理的极少。其实，投资者可以考虑一下，中水利用有利可图。 我国目前还没有中水利用专项工程，也没有专项资金，只是政策上引导，中水利用方面只是有一个粗略的统计。各城市的中水利用量是根据此城市的缺水程度不同而定的。以色列缺水严重，比我国更甚之，在中水利用方面做得是最好的。就国内而言，北京和天津这方面做得相对好一些，北京相对比较大的高碑店污水处理厂，污水回用量是30万方以上，用于电业的比较多。天津东郊污水处理厂污水回用量是7万方以上。中水利用可以直接从污水处理厂取水利用，这主要是一个观念、习惯问题。 中国
7、落后于国外的主要原因是投资渠道和管理体制问题，技术方面和国外相差不是太大。我国污水回用主要是靠政府投资，而单靠政府很难把这件事情做好，应该靠民间集资或多方面、多渠道集资。另一方面，我们污水利用考虑的主要是环境效应和缺水，而不是经济效应，以后应该多考虑经济效应。企业、生活小区、大的旅馆都应该有中水设施，虽然成本增加，但可以缓解缺水问题，石景山区就有家庭这样做。还可以考虑收取公民的污水处理费和污水回用费，探索适合我国的新模式，寻求适合我们的实用技术。二、中水回用工艺流程 为了将污水处理成符合中水水质标准的水，一般要进行三个阶段的处理： （1）预处理 该阶段主要有格栅和调节池两个处理单元，主要作用是
8、去除污水中的固体杂质和均匀水质。 （2）主处理 该阶段是中水回用处理的关键，主要作用是去除污水的溶解性有机物。 （3）后处理 该阶段主要以消毒处理为主，对出水进行深度处理。保证出水达 到中水水标准。 2、主处理的方法 按目前已被采用的方法大致可分为三类： （1）生物处理法 利用水中微生物的吸附、氧化分解污水中的有机物，包括好氧和厌氧微生物处理，一般以好氧处理较多。 （2）物理化学处理法 以混凝沉淀（气浮）技术及活性炭吸附相结合为基本方式，与传统的二级处理相比，提高了水质，但运行费用较高。 （3）膜处理 采用超滤（微滤）或反渗透膜处理，其优点是SS去除率很高，占地面积与传统的二级处理相比，减少了
9、很多。但目前对此工艺在实际应用上还存有一定争议。 3、工艺流程的选择 确定工艺流程时必须掌握中水原水的水量、水质和中水的使用要求，应根据上述条件选择经济合理、运行可靠的处理工艺；在选择工艺流程时，应考虑装置所占的面积和周围环境的限制以及噪声和臭气对周围环境带来的影响；中水水源的主要污染物是有机物，目前大多数以生物处理为主处理方法；在工艺流程中消毒灭菌工艺必不可少，一般采用含氯消毒剂进行消毒。 中水处理的工艺流程主要取决于中水水源和中水的用途，中水水源不仅影响处理工艺的选择，而且影响处理成本，因此，中水水源的选择十分关键；目前，我国主要以小区生活污水作为中水水源，所处理的中水主要用于浇花、冲厕、
10、洗车等。 当以城市污水处理厂二级处理出水为中水水源时，可采用物化消毒工艺，具体如下： 源水 调节池 过滤池 消毒池 储水池 排放 当以小区生活污水作为中水水源时，可采用生化消毒工艺，具体如下： 源水 水力筛 调节池 生化池 过滤池 消毒池 储水池 排放 上述工艺设施可根据现场具体情况，设计成地上式或地埋式结构。 4、一体化中水回用设备 一体化中水回用设备是将中水回用处理的几个单元集中在一台设备内进行，其特点是结构紧凑、占地面积小、自动化程度高，一般的处理量小于1500吨/天，主要适用于某一单体建筑的生活污水处理，一般人口少于3000人。当污水量和水质波动比较大时，需要设置一定容积的调节池，此时
11、调节池一般为构筑物，不包含在中水回用设备中。常用的设备如下： （1）组装式中水回用设备 将不同的处理工艺流程段设计成单体，如预处理器、好氧处理单体、厌氧处理单体、气浮单体等，根据不同的水质和处理深度要求，选择不同的单体进行连接，如同拼积木，组成一个完整的工艺。此设备可根据现场情况设计为地上式或地埋式；材质可采用钢筋混凝土，也可采用钢板(做防腐)或玻璃钢等材料。目前，此类设备已有定型产品销售。 （2）MBR生物反应器 膜生物反应器又称MBR生物反应器，是将膜分离技术与生物处理工艺相结合而开发的新型系统。膜生物反应器从整体构造上来看，是由膜组件及生物反应器两部分组成，应用于膜生物反应器废水处理工艺
12、中的膜是微滤膜或超滤膜，结构型式多采用中空纤维式、平板式等。目前，此类设备已有定型产品销售。 膜生物反应器有以下几个优点：出水水质好、工艺参数易于控制、设备紧凑，占地少、易于自动控制管理。同时，与其它工艺一样，MBR工艺也存在问题，主要是膜污染问题，膜污染主要归结于膜的外部污染，即有机物在膜面的吸附、难溶无机物在膜的沉淀以及微生物细胞在膜面的黏附。膜污染问题也是目前影响该技术推广的主要原因之一。三、小区中水的运用 以绿景苑小区为例，绿景苑小区采用的是ETS生态污水处理系统，是利用人工强化手段，营造一个平衡的生态系统。ETS技术生态降解过程是光合作用和生化作用协同协作的结果，无化学药剂的添加，处
13、理后出水质达到国家生活杂用水质标准回用于景观、绿化等用水。小区中水系统日处理量约为50T，其水源来自于5栋房子的生活废水，水量基本能满足小区中水系统的正常运转。其中工艺流程如下：这5栋房子的污水统一流入化粪池，化奋池里有个泵由每日工作额定量所分配的时间控制。由这个泵抽水进入调节池。再由调节池进入预处理池，预处理池内有2台空气泵一备一用24小时不停的运转。然后进入生物桶，桶内有曝气盘不停运做进行沉淀。最后形成中水进入储水池内，再应用于喷灌。这个小区中水运用也存在几个问题：1、 电费问题 这个问题直接就影响中水的推广，由于小区规模小而国内的泵功率最小的也大大超过了所需，这就直接造成用电量的攀升。
14、2、 水质问题 小区水池小不深，切不能流动，再加上武汉热天气温高细菌运动频繁导致繁殖加速所以水不到几天开始发黄变绿。3、 设备问题 由于泵长期处于污水中难免会有堵塞，导致电机超负荷运转减少泵的寿命或者直接引发短路。其实这些问题都是有解决办法的。电费问题只要规模大就不存在了，水质问题可以改动水池或者添加一些抑藻剂解决，设备问题可以找认定期观察和维护就可以乐了。四、小区中水系统的可行性 1、 小区中水回用系统 中水回用系统分为城市中水系统、小区中水系统和独立中水系统。城市中水系统由于需要市政管网的配套，实施需要大量资金和较长的时间。在上海，随着房地产市场的发展，住宅小区的规模也不断扩大，对小区中水
15、回用的发展提供了有利的条件。小区中水系统具有实施方便，不影响市政道路，回用管道短，投资小等优点，对大型的住宅小区较适合。小区中水系统还有一个最大的优点，是能将优质排水与其他污水分开。优质排水作为中水水源，进入小区的中水处理系统处理后回用，而粪便污水和厨房废水则直接排放。盥洗废水、淋浴废水、洗衣废水等这些废水人们以前也直接用来冲洗厕所，现在作为中水水源，经处理后再回用于厕所的冲洗，人们在感官上、思想观念上都较为容易接受，对中水回用的推广有很大的益处。比较理想的住宅小区中水回用系统如图所示。居住区中水回用系统图示这个系统中有二个给水系统和二个排水系统。一个给水系统与一般的给水系统相同，是建筑中除冲
16、厕外的给水系统；另一个给水系统是中水回用系统，主要用于冲厕和小区中的绿化用水。考虑到中水处理系统的检修和处理出水水质、水量的波动，该系统通过由压力继电器控制的电动三通阀与杂用水给水系统相连。排水系统中，粪便污水和厨房废水直接排入市政污水管道，排至城市污水处理厂进行处理，其他如淋浴、盥洗和洗衣等优质排水则进入中水回用系统经处理后再利用。2、 水量与水质随着人民生活水平的提高，淋浴和盥洗用水量不断增加，一般家庭的洗衣也大多由洗衣机来完成。而淋浴、盥洗和洗衣废水均可回收作为中水的水源。表1是根据现有资料对居民小区中居民用水量的估算：表1居民用水中各种水量所占的比例类别水量L/(人d)比例%厕所40-
17、602321厨房30-401814沐浴50-1003036盥洗35-502018洗衣15-30911合计170-280100由表1可知，厕所用水约占各种用水量的20%以上，而淋浴、盥洗和洗衣等可以作为中水水源的优质排水占总水量的60%左右。我们对住宅小区几种排水水质进行了分析，结果如表2所示。表2 几种排水的水质类别色度(度)CODCr(mg/L)阴离子表面活性剂(mg/L)SS(mg/L)淋浴-1231354.89.4100盥洗-671091.53.6100洗衣106022541610.523.6200混合2011917858.5120*混合废水的水质根据各种废水排放量按不同比例配置而成。五
18、、结论 小区中水系统具有实施方便，不影响市政道路，回用管道短，投资小等优点，对大型的住宅小区较适合。 物化法处理设备紧凑、污染物的分解效率高、污泥发生量少、维护管理容易、处理的水质稳定且品种优良等优点。而超滤工艺由于其能够耐冲击负荷、操作简单方便，处理效率高、出水水质稳定达到回用要求，随着超滤膜生产技术的成熟，成本的下降，超滤膜应用也越来越广泛。 利用优质杂排水经物化法+超滤法处理，所提供的优质中水从用户心理上更易被接受，且能延长中水供水设备、管网和器具的使用寿命。虽然该系统需建二套给水和排放系统，但再生水的环境效益和经济效益也不容忽视。小区中水如果设计和考虑得当，不光在经济效益上可以得以体现。也可以减少污水对市政管网的排放，减少排放压力，对社会也有不小的贡献。
