建筑中水回用及其存在的问题

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摘要：建筑中水回用技术是解决当前某些缺水城市水资源危机的重要途径。本文在简要介绍建筑中水水源的基础上，通过分析前人试验和已建中水回用系统，从处理工艺的技术可行性和经济性可行性等方面出发，对建筑可用中水处理工艺进行了介绍，同时还对建筑中水回用存在的问题和发展趋势进行了分析。 

关键词：建筑中水 中水回用 中水处理工艺  概述 　　众所周知，我国淡水资源并不丰富，并且时空分布极不均匀，随着我国经济的迅速发展，人口的增加及工业化和城市化步伐的加快，城市用水量和污水排放量急剧增加，这更加剧了水资源的短缺和水环境的恶化，同时也带来许多城市环境问题，并制约了地区经济的发展[1]。 中水回用，是解决城市水资源危机的重要途径，也是协调城市水资源与水环境的根本出路[，所谓中水，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杂用水，其水质介于上水与下水之间，是水资源有效利用的一种形式。 中水简介 中水一词从20世纪80年代初在国内叫起，现已被业内人士乃至缺水城市、地区的部分民众认知。开始时称“中水道”，来于日本，因其水质及其设施介于上水道和下水道之间。随着国外中水技术的引进，国内试点工程的实验研究，中水工程设施建设的推进，中水处理设备的研制，中水应用技术的研究、发展和有关规范、规定的建立、施行，逐渐形成一整套的工程技术，如同“给水”“排水”一样，称之为中水 中水是对应给水、排水的内涵而得名,翻译过来的名词有再生水、中水道、回用水、杂用水等,我们称"中水"(RECLAIMEDWATER),是对建筑物、建筑小区的配套设施而言,又称为中水设施。      中水（Reclaimed Water）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。再生水（recycling water）建设部制定了再生水回用分类标准，对再生水的释义是：“指污、废水经二级处理和深度处理后作回用的水。当二级处理出水满足特定回用要求，并已回用时，二级处理出水也可称为再生水。”显然，中水就是再生水。 中水系统（Reclaimed Water System）由中水原水的收集、储存、处理和中水供给等工程设施组成的有机结合体，是建筑物或建筑小区的功能配套设施之一。建筑中水（Reclaimed Water System for Building）由于中水系统建立的范围不同又有不同的称谓，建筑物中水是在一栋或几栋建筑物内建立的中水系统；小区中水是在小区内建立的中水系统。小区主要指居住小区，也包括院校、机关大院等集中建筑区，统称建筑小区。建筑中水则是建筑物中水和小区中水的总称。 中水设计本着充分利用微生物处理有机废水的稳定性，采用二级氧化处理方式，对洗浴废水进行处理。实践证明洗浴废水在低浓度B0D5下生长的改性轮虫对低浓度洗浴废水具有很好的处理功效，同时稳定性，及耐冲击性都得到验证。采用该工艺同时可以大量节省洗浴废水处理的物化过程，例如节省混凝段和活性炭保护段，从而可以减少混凝剂的投加及减少劳动强度，而活性炭作为中水保护剂，由于水中有机物的大量存在，会使得活性炭快速板结从而失效，需要更换活性炭，而活性炭的造价较高，这就造成经济的浪费及劳动强度的加大。从以上分析可以看出水中在现阶段处理工艺宜采用以生化为主物化为辅的方法，而生化的关键就在于填料的有机物的负荷及氧的利用率的提高，较好的氧化物其填料为日本新技术蜂窝填料BOD5达到2.2KG.BOD5/M3填料，整体的体积小1/3，氧化机采用台湾川源生产的设备，暴气效率较高，噪声较低。   　　1 中水水源 　　中水的水源较广，但对建筑中水而言，其水源一般包括盥洗排水、沐浴排水、洗衣排水、厨房排水和厕所排水等。若考虑到处理费用和处理的难易程度，对其选用的先后顺序一般为：沐浴排水→盥洗排水→洗衣排水→厨房排水→厕所排水[4]。 　　在进行建筑中水系统的设计时，应根据实际情况，集流一种或多种排水作为中水水源，常见组合有以下几种情况：①空调系统排水、盥洗排水和沐浴排水等，其污染程度较轻，称为优质杂排水，在设计时应优先选择其作为中水水源；②冲厕以外的生活排水组合，其污染程度中等，称为杂排水；③所有生活排水的总称，其污染程度最重，称为生活污水，由于其处理费用较高，且难处理，所以在设计时应尽量不采用其作为中水水源[5]。 　　就目前情况来看，我国现有的建筑中水回用系统采用的水源几乎都是优质杂排水或杂排水。 　　2 中水处理工艺 　　2.1 常用的中水处理工艺及其流程 　　目前应用较多的中水处理工艺主要有混凝、沉淀、过滤、生物处理和活性炭吸附等[6]。 　　处理工艺需根据原水水质的不同而采用某一工艺或某些工艺的组合[5]，常见的中水处理工艺流程有以下这些： 　　（1）对于优质杂排水，其处理工艺流程一般有： 　　①原水→毛发聚集器→调节池→微絮凝→过滤→消毒→中水； 　　②原水→毛发聚集器→调节池→混凝沉淀→消毒→出水； 　　③原水→毛发聚集器→调节池→微絮凝-过滤→微滤-超滤→消毒→出水。 　　（2）对于杂排水，其处理工艺流程一般有： 　　①原水→筛滤→调节池→微絮凝-过滤→活性炭吸附→微滤-过滤→消毒→出水； 　　②原水→筛滤→调节池→生物接触氧化或生物转盘→沉淀→过滤→消毒→出水。 　　（3）对于生活污水，其处理工艺流程一般有： 　　①原水→筛滤→调节池→水解酸化→生物接触氧化→沉淀→过滤→消毒→出水； 　　②原水→筛滤→调节池→生物接触氧化→沉淀→生物接触氧化→过滤→消毒→出水； 　　③原水→筛滤→调节池→生物接触氧化→沉淀→微絮凝-过滤→活性炭吸附→消毒→出水。 　　2.2 处理工艺的技术可行性 　　中水处理在技术上是可行的，很多人的研究也已经无数次证明了这一点，特别是随着近几年工程技术人员对处理技术和处理设备开发，使中水处理技术又有了很大的发展。 　　杜茂安等采用混凝－沉淀－过滤－消毒工艺处理洗浴排水，在水温为10℃时，主要控制指标浊度、COD、BOD5和ABS的平均去除率分别为98.1%，95.2%，93.3%和68.2%，出水水质完全满足中水控制指标要求[7]；刘中平等研究序批式活性污泥工艺（SBR）处理学校洗浴废水的工程实例得出，该工艺对洗浴废水中的COD、BOD5、SS和LAS有较高的去除率，处理后的出水水质符合《城市污水再生利用 城市杂用水水质标准》（GB/T18920-2002），且该工艺设备简单，占地少，运行方便[8]；大连香格里拉大饭店中水回用工程采用膜生物反应器（MBR）工艺，其设计规模为60m3/d，自2001年10月投产运行以来，其平均出水水质为COD＝6.16mg/L，BOD＝0.57 mg/L，SS＝0 mg/L，这完全达到生活杂用水水质标准，实践证明，MBR是一种简单、高效的中水处理技术[9]；北京华融大厦总建筑面积4.6万m2，中水原水为洗浴排水，水量为7.5m3/h，采用接触氧化-砂滤工艺，2000年9月经北京市环境保护监测中心测定，进水BOD、COD、SS和LAS分别由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 处理工艺的经济可行性 　　莫慧等对3种居住区中水回用方案即经二级处理后回用、经三级处理后回用和经MBR处理后回用进行了经济分析，其运行费用分别为2.82元/m3、2.63元/m3和2.67元/m3[11]；张捍民等采用MBR工艺处理大连香格里拉大饭店的污水并达到生活杂用水水质标准，其运行成本仅为1.665元/m3[9]。 　　通过以上的试验分析可知，如果中水回用工程运行管理得当，其在经济上是可行的，并且随着水资源供需矛盾的进一步激化，自来水价格势必会升高，而随着处理技术的发展，中水处理费用却会降低，这更增加了中水回用的经济可行性。 　　2.4 处理工艺的选择 　　中水处理工艺的选择依据主要是根据进水水质和经济技术比较，选用在技术上可靠，经济上可行，且据有稳定出水水质的处理工艺，同时还要考虑其管理和维护及其对周围环境的影响等。 　　3 中水回用存在的问题 　　建筑中水回用存在的问题较多，首先，中水系统运行往往不正常，水质水量不稳定，用户难以放心依赖，造成这种现象的主要原因是有些工艺、设备不过关，达不到预想效果，同时对系统的运行管理水平不高，出现问题不能及时解决，使水质水量常常发生较大的波动，甚至停产[12]。 　　其次，中水回用在实际工程中并不比使用城市给水更经济。张雅君等对北京22个运行中的中水设施进行调研，通过分析发现普遍存在设施能力不能充分利用、运行成本过高的现象，其总运行成本有的甚至高达11.37元/m3，且平均总运行成本也为3.24元/m3，这主要是因为中水设施的设计规模得不到充分发挥[13]。 　　再次，中水回用水质标准太高。目前我国建筑中水回用执行的水质标准是现行的《生活杂用水水质标准》，该标准中总大肠菌群的要求与《生活饮用水卫生标准》相同，比发达国家的回用水水质标准及我国适用于游泳区的Ⅲ类水质标准还严格，这一方面使得许多现有中水工程不达标，另一方面，也限制了建筑中水工程的推广和普及[14]。 　　很多人对中水的卫生性、安全性等存有顾虑，在感情上无法接受中水，从而影响了其普及。当然当前的水价偏低也是造成中水回用成本较高从而难以推广的重要原因之一[15]。 　　4 展望 　　中水回用具有极高的社会效益和环境效益，它一方面可以减少环境排污量，减少环境污染；另一方面它又能减少对水资源的开采，对我国长远的国民经济发展具有深刻的意义[16]。并且，根据水利部《21世纪中国水供求》分析，2010年后中等干旱年的缺水量将达318亿m3，到2030年我国将缺水400～500亿m3，开发和应用投资省、见效快、运行成本低的中水回用处理技术已经凸现为确保社会经济可持续发展的重大课题，所以我们有理由相信，在政策的正确引导下，合理的调整城市给水和中水的价格关系，中水回用技术将会有越来越广阔的应用前景，为城市节水作出贡献。