建筑中水回用及其存在的問題

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摘要：建筑中水回用技術是解決當前某些缺水城市水資源危機的重要途徑。本文在簡要介紹建筑中水水源的基礎上，通過分析前人試驗和已建中水回用系統(tǒng)，從處理工藝的技術可行性和經濟性可行性等方面出發(fā)，對建筑可用中水處理工藝進行了介紹，同時還對建筑中水回用存在的問題和發(fā)展趨勢進行了分析。 

關鍵詞：建筑中水 中水回用 中水處理工藝  概述 　　眾所周知，我國淡水資源并不豐富，并且時空分布極不均勻，隨著我國經濟的迅速發(fā)展，人口的增加及工業(yè)化和城市化步伐的加快，城市用水量和污水排放量急劇增加，這更加劇了水資源的短缺和水環(huán)境的惡化，同時也帶來許多城市環(huán)境問題，并制約了地區(qū)經濟的發(fā)展[1]。 中水回用，是解決城市水資源危機的重要途徑，也是協(xié)調城市水資源與水環(huán)境的根本出路[，所謂中水，主要是指城市污水或生活污水經處理后達到一定的水質標準、可在一定范圍內重復使用的非飲用雜用水，其水質介于上水與下水之間，是水資源有效利用的一種形式。 中水簡介 中水一詞從20世紀80年代初在國內叫起，現(xiàn)已被業(yè)內人士乃至缺水城市、地區(qū)的部分民眾認知。開始時稱“中水道”，來于日本，因其水質及其設施介于上水道和下水道之間。隨著國外中水技術的引進，國內試點工程的實驗研究，中水工程設施建設的推進，中水處理設備的研制，中水應用技術的研究、發(fā)展和有關規(guī)范、規(guī)定的建立、施行，逐漸形成一整套的工程技術，如同“給水”“排水”一樣，稱之為中水 中水是對應給水、排水的內涵而得名,翻譯過來的名詞有再生水、中水道、回用水、雜用水等,我們稱"中水"(RECLAIMEDWATER),是對建筑物、建筑小區(qū)的配套設施而言,又稱為中水設施。      中水（Reclaimed Water）是指各種排水經處理后，達到規(guī)定的水質標準，可在生活、市政、環(huán)境等范圍內雜用的非飲用水。再生水（recycling water）建設部制定了再生水回用分類標準，對再生水的釋義是：“指污、廢水經二級處理和深度處理后作回用的水。當二級處理出水滿足特定回用要求，并已回用時，二級處理出水也可稱為再生水。”顯然，中水就是再生水。 中水系統(tǒng)（Reclaimed Water System）由中水原水的收集、儲存、處理和中水供給等工程設施組成的有機結合體，是建筑物或建筑小區(qū)的功能配套設施之一。建筑中水（Reclaimed Water System for Building）由于中水系統(tǒng)建立的范圍不同又有不同的稱謂，建筑物中水是在一棟或幾棟建筑物內建立的中水系統(tǒng)；小區(qū)中水是在小區(qū)內建立的中水系統(tǒng)。小區(qū)主要指居住小區(qū)，也包括院校、機關大院等集中建筑區(qū)，統(tǒng)稱建筑小區(qū)。建筑中水則是建筑物中水和小區(qū)中水的總稱。 中水設計本著充分利用微生物處理有機廢水的穩(wěn)定性，采用二級氧化處理方式，對洗浴廢水進行處理。實踐證明洗浴廢水在低濃度B0D5下生長的改性輪蟲對低濃度洗浴廢水具有很好的處理功效，同時穩(wěn)定性，及耐沖擊性都得到驗證。采用該工藝同時可以大量節(jié)省洗浴廢水處理的物化過程，例如節(jié)省混凝段和活性炭保護段，從而可以減少混凝劑的投加及減少勞動強度，而活性炭作為中水保護劑，由于水中有機物的大量存在，會使得活性炭快速板結從而失效，需要更換活性炭，而活性炭的造價較高，這就造成經濟的浪費及勞動強度的加大。從以上分析可以看出水中在現(xiàn)階段處理工藝宜采用以生化為主物化為輔的方法，而生化的關鍵就在于填料的有機物的負荷及氧的利用率的提高，較好的氧化物其填料為日本新技術蜂窩填料BOD5達到2.2KG.BOD5/M3填料，整體的體積小1/3，氧化機采用臺灣川源生產的設備，暴氣效率較高，噪聲較低。   　　1 中水水源 　　中水的水源較廣，但對建筑中水而言，其水源一般包括盥洗排水、沐浴排水、洗衣排水、廚房排水和廁所排水等。若考慮到處理費用和處理的難易程度，對其選用的先后順序一般為：沐浴排水→盥洗排水→洗衣排水→廚房排水→廁所排水[4]。 　　在進行建筑中水系統(tǒng)的設計時，應根據(jù)實際情況，集流一種或多種排水作為中水水源，常見組合有以下幾種情況：①空調系統(tǒng)排水、盥洗排水和沐浴排水等，其污染程度較輕，稱為優(yōu)質雜排水，在設計時應優(yōu)先選擇其作為中水水源；②沖廁以外的生活排水組合，其污染程度中等，稱為雜排水；③所有生活排水的總稱，其污染程度最重，稱為生活污水，由于其處理費用較高，且難處理，所以在設計時應盡量不采用其作為中水水源[5]。 　　就目前情況來看，我國現(xiàn)有的建筑中水回用系統(tǒng)采用的水源幾乎都是優(yōu)質雜排水或雜排水。 　　2 中水處理工藝 　　2.1 常用的中水處理工藝及其流程 　　目前應用較多的中水處理工藝主要有混凝、沉淀、過濾、生物處理和活性炭吸附等[6]。 　　處理工藝需根據(jù)原水水質的不同而采用某一工藝或某些工藝的組合[5]，常見的中水處理工藝流程有以下這些： 　　（1）對于優(yōu)質雜排水，其處理工藝流程一般有： 　?、僭?rarr;毛發(fā)聚集器→調節(jié)池→微絮凝→過濾→消毒→中水； 　?、谠?rarr;毛發(fā)聚集器→調節(jié)池→混凝沉淀→消毒→出水； 　?、墼?rarr;毛發(fā)聚集器→調節(jié)池→微絮凝-過濾→微濾-超濾→消毒→出水。 　?。?）對于雜排水，其處理工藝流程一般有： 　?、僭?rarr;篩濾→調節(jié)池→微絮凝-過濾→活性炭吸附→微濾-過濾→消毒→出水； 　　②原水→篩濾→調節(jié)池→生物接觸氧化或生物轉盤→沉淀→過濾→消毒→出水。 　?。?）對于生活污水，其處理工藝流程一般有： 　?、僭?rarr;篩濾→調節(jié)池→水解酸化→生物接觸氧化→沉淀→過濾→消毒→出水； 　　②原水→篩濾→調節(jié)池→生物接觸氧化→沉淀→生物接觸氧化→過濾→消毒→出水； 　　③原水→篩濾→調節(jié)池→生物接觸氧化→沉淀→微絮凝-過濾→活性炭吸附→消毒→出水。 　　2.2 處理工藝的技術可行性 　　中水處理在技術上是可行的，很多人的研究也已經無數(shù)次證明了這一點，特別是隨著近幾年工程技術人員對處理技術和處理設備開發(fā)，使中水處理技術又有了很大的發(fā)展。 　　杜茂安等采用混凝－沉淀－過濾－消毒工藝處理洗浴排水，在水溫為10℃時，主要控制指標濁度、COD、BOD5和ABS的平均去除率分別為98.1%，95.2%，93.3%和68.2%，出水水質完全滿足中水控制指標要求[7]；劉中平等研究序批式活性污泥工藝（SBR）處理學校洗浴廢水的工程實例得出，該工藝對洗浴廢水中的COD、BOD5、SS和LAS有較高的去除率，處理后的出水水質符合《城市污水再生利用 城市雜用水水質標準》（GB/T18920-2002），且該工藝設備簡單，占地少，運行方便[8]；大連香格里拉大飯店中水回用工程采用膜生物反應器（MBR）工藝，其設計規(guī)模為60m3/d，自2001年10月投產運行以來，其平均出水水質為COD＝6.16mg/L，BOD＝0.57 mg/L，SS＝0 mg/L，這完全達到生活雜用水水質標準，實踐證明，MBR是一種簡單、高效的中水處理技術[9]；北京華融大廈總建筑面積4.6萬m2，中水原水為洗浴排水，水量為7.5m3/h，采用接觸氧化-砂濾工藝，2000年9月經北京市環(huán)境保護監(jiān)測中心測定，進水BOD、COD、SS和LAS分別由22mg/L、68 mg/L、14 mg/L和3.29 mg/L降低到2 mg/L、10 mg/L、5 mg/L和0.14 mg/L[10]。 　　2.3 處理工藝的經濟可行性 　　莫慧等對3種居住區(qū)中水回用方案即經二級處理后回用、經三級處理后回用和經MBR處理后回用進行了經濟分析，其運行費用分別為2.82元/m3、2.63元/m3和2.67元/m3[11]；張捍民等采用MBR工藝處理大連香格里拉大飯店的污水并達到生活雜用水水質標準，其運行成本僅為1.665元/m3[9]。 　　通過以上的試驗分析可知，如果中水回用工程運行管理得當，其在經濟上是可行的，并且隨著水資源供需矛盾的進一步激化，自來水價格勢必會升高，而隨著處理技術的發(fā)展，中水處理費用卻會降低，這更增加了中水回用的經濟可行性。 　　2.4 處理工藝的選擇 　　中水處理工藝的選擇依據(jù)主要是根據(jù)進水水質和經濟技術比較，選用在技術上可靠，經濟上可行，且據(jù)有穩(wěn)定出水水質的處理工藝，同時還要考慮其管理和維護及其對周圍環(huán)境的影響等。 　　3 中水回用存在的問題 　　建筑中水回用存在的問題較多，首先，中水系統(tǒng)運行往往不正常，水質水量不穩(wěn)定，用戶難以放心依賴，造成這種現(xiàn)象的主要原因是有些工藝、設備不過關，達不到預想效果，同時對系統(tǒng)的運行管理水平不高，出現(xiàn)問題不能及時解決，使水質水量常常發(fā)生較大的波動，甚至停產[12]。 　　其次，中水回用在實際工程中并不比使用城市給水更經濟。張雅君等對北京22個運行中的中水設施進行調研，通過分析發(fā)現(xiàn)普遍存在設施能力不能充分利用、運行成本過高的現(xiàn)象，其總運行成本有的甚至高達11.37元/m3，且平均總運行成本也為3.24元/m3，這主要是因為中水設施的設計規(guī)模得不到充分發(fā)揮[13]。 　　再次，中水回用水質標準太高。目前我國建筑中水回用執(zhí)行的水質標準是現(xiàn)行的《生活雜用水水質標準》，該標準中總大腸菌群的要求與《生活飲用水衛(wèi)生標準》相同，比發(fā)達國家的回用水水質標準及我國適用于游泳區(qū)的Ⅲ類水質標準還嚴格，這一方面使得許多現(xiàn)有中水工程不達標，另一方面，也限制了建筑中水工程的推廣和普及[14]。 　　很多人對中水的衛(wèi)生性、安全性等存有顧慮，在感情上無法接受中水，從而影響了其普及。當然當前的水價偏低也是造成中水回用成本較高從而難以推廣的重要原因之一[15]。 　　4 展望 　　中水回用具有極高的社會效益和環(huán)境效益，它一方面可以減少環(huán)境排污量，減少環(huán)境污染；另一方面它又能減少對水資源的開采，對我國長遠的國民經濟發(fā)展具有深刻的意義[16]。并且，根據(jù)水利部《21世紀中國水供求》分析，2010年后中等干旱年的缺水量將達318億m3，到2030年我國將缺水400～500億m3，開發(fā)和應用投資省、見效快、運行成本低的中水回用處理技術已經凸現(xiàn)為確保社會經濟可持續(xù)發(fā)展的重大課題，所以我們有理由相信，在政策的正確引導下，合理的調整城市給水和中水的價格關系，中水回用技術將會有越來越廣闊的應用前景，為城市節(jié)水作出貢獻。