浅谈生活小区的中水回用

摘 要：国内外的生活污水回用实践，证明了回用生活污水既能解决水污染问题，又能实现水资源的回收和物质的回收，是解决城市缺水问题的有效途径之一。我国采取了多种措施来缓解城市居民用水的危机，其中最主要的就是中水回用。中水回用目前主要是以回收城市居民污水为主，目的是最大限度地实现区域内水资源的充分循环。综述了中水回用的国内外现状，论述了生活小区中水回用的含义、介绍了小区中水回用的流程及技术，讨论了现有小区中水回用的存在问题。

    关键词：生活小区；中水回用；回用技术

On the living quarters of the water reuse

    Abstract:Domestic and wastewater reuse practice, proved both the reuse of sewage water pollution problems, but also the recovery of water resources and material recycling, the city is to solve the problem of water shortage is one effective way. China has taken various measures to alleviate the urban water crisis, the most important is water reuse. Water reuse is currently the major urban water recycling main purpose is to maximize the full cycle of water resources within the region. Reviewed the status of water reuse at home and abroad, discusses the living quarters of the meaning of water reuse, introduces residential water reuse processes and technology, discussed the existing residential water reuse problems.

Keywords: living quarters; water reuse; recycling technology

         

我国是一个水资源匮乏的国家。虽然我国水资源总量比较大，居世界第6位，但由于人口众多，人均水资源占有量是世界人均占有量的1／4 。随着经济发展、人口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，并且制约了我国的经济和社会的发展[1-3] 。 

国内外的生活污水回用实践，证明了回用生活污水既能解决水污染问题，又能实现水资源的回收和物质的回收，是解决城市缺水问题的有效途径之一。生活小区的中水回用是消除污染源的一项根本措施，它把污水排放量降到最低程度，实现了水资源最大限度的循环利用，大大减少因环境污染造成的直接或间接的经济损失，有着巨大的环境效益。生活小区中水的回用不仅技术可行，而且经济合理，因此发展小区中水回用系统势在必行。

1 中水回用的国内外现状

当今世界各国解决缺水问题时，城市污水被选为可靠且可以重复利用的第二水源。因此多年来，城市污水回用一直成为国内外研究的重点。在国外，城市污水回用已有很长的历史，规模也很大，并收到了相当可观的经济效益和社会效益。美国污水回用范围很广，有357个城市实行了污水回用，涉及了城市回用、农业回用、娱乐回用、环境回用、工业回用、回灌地下水等各方面。日本早在20世纪60年代就开始污水回用的实践，并于90年代初对污水回用的可行性进行了深入的研究和工程示范。与全球回用水不同的是日本的水回用主要是用于非饮用的市政建设，如冲厕、环境用水、河水流量的补充、工业循环及回用。南非是进行水回用实践最早的国家，1986年建成了世界第一批城市污水“回用水”厂，用于城市自来水的补充水源[4-5]。此外，俄罗斯、印度、荷兰的污水再生利用事业也很普遍。

我国城市污水回用技术起步较晚，1958年才将中水回用列入国家科研课题。20世纪60年代研究污水灌溉并达到了一定水平；70年代中期进行了城市污水以回用为目的的污水深度处理试验；80年代，在青岛、天津、太原等城市开展了污水回用的示范工程，同时在一些省市、地区相续建立了一些中水回用工程。进入21世纪以来，国内很多城市的污水处理厂再生水回用工程相继投入使用，中水回用的范围迅速扩大[6]。但由于国民的节水和利用中水的观念还不强，加之资金缺乏、技术相对落后 ，我国已建成的中水回用系统与国外相比普及率、利用率偏低，还有很大的差距。 

2 小区的中水回用

生活小区是具有一种功能或多种功能的相对独立的区域。当某些小区的生活污水无法进入城市管网时，将其作为水源，就地建设污水处理设施，处理后达标排放或进一步处理可以达到中水回用的目的。它不仅可以节约大量的新鲜水，而且可以降低排污水对环境的污染。 

2.1 中水的概念

“中水”的概念来源于日本，其水质介于上水(自来水) 和下水(污水)之间，故称为中水。“小区中水”指的是办公楼、宾馆、饭店和生活小区等较为集中排放的污水就地净化后经集流、水处理、输配等技术，再回用于对水质要求不高的冲厕、洗车、浇花、消防、景观用水等方面的杂用水。中水是一种介于建筑生活给水系统与排水系统之间的杂用水系统，用于不与人体直接接触的杂用水等方面，可在一定范围内重复使用的非饮用水。

2.2 生活小区中水的水源及特点

生活小区中水的水源主要来 自小区内部的生活污水。其数量、成分和污染物质浓度与居民的生活习惯、小区用途等因素有关。水源按其水质可分为以下几种： 

2.2.1 优质杂排水

通常将冷凝冷却水、洗浴排水、盥洗排水、空调循环冷却系统排水等轻度污染水称为优质杂排水。水源的特点是水质较好、处理难度小、工艺简单、中水处理设施造价低等，因此优质杂排水是中水水源的首选。

2.2.2 杂排水

除冲厕排水以外的生活排水称为杂排水，包括优质杂排水和厨房排水。此类污水的有机物含量较多、 浊度高、油脂含量相对也多， 其污染程度中等。在回用作冲洗厕所冲洗用水时。多以杂排水为原水。

2.2.3 生活污水

小区内的所有生活排水的总称，包括了杂排水与厕所排水(一般为化粪池出水)。其污染程度最重，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。就目前回用情况来看，若考虑生活小区中水处理费用和处理的难易程度，选取中水水源的优先顺序一般为：空调循环冷却水、沐浴排水、盥洗排水、洗衣排水、厨房排水、冲厕排水。 

3 小区的中水回用流程及技术

中水回用的工艺流程确定必须掌握中水水源的水量、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：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。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：预处理、主处理和后处理。预处理包括格栅、调节池；主处理包括沉淀、活性污泥法、生物膜法、膜生物反应器、气浮以及土壤处理等单元：后处理包括过滤、活性炭吸附、消毒。其中主处理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[7-9]。

3.1 中水回用工艺流程

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，而且影响处理成本中水回用的工艺流程一般分为： 

(1)当以优质杂排水作为中水水源时，主要采用以物化处理为主的工艺流程。 

原水→格栅→调节池→混凝沉淀或气浮→过滤或活性炭吸附→消毒→中水

( 2 )当以杂排水作为中水水源时，主要采用生物处理的工艺流程。 

原水→格栅→调节池→生物处理→沉淀→过滤或活性炭吸附→消毒→中水

( 3 )当以生活污水作为中水水源时，可采用二段生物处理或生物与物化处理相结合的处理工艺流程。 

原水→格栅→调节池→一段生物处理→沉淀→二段生物处理→沉淀→混合反应→过滤或活性炭吸附→消毒→中水

3.2 中水回用技术

3.2.1 SBR工艺

SBR法全称为间歇式活性污泥法( Sequencing Batch Reactor ),是一种新型的好氧生物处理技术。它采用可变间歇式反应器，提供了时间程序的污水处理，而不是连续流提供的空间程序的污水处理。SBR法按时间顺序( Sequencing)进行进水、反应(曝气) 、沉淀、出水、待机(闲置)等基本操作。从污水流入开始到待机时间结束为一个周期，这种周期周而复始，从而达到污水净化的目的。SBR具有工艺简单、处理效果稳定、耐冲击负荷力强、出水水质好、操作灵活、占地面积少等优点。SBR工艺的过程是按时间顺序来运行的，一个操作过程分五个阶段：进水期、反应期、沉淀期、排水排泥期和闲置期。 

其主要缺点为：容积利用率不够高，反应池没有得到充分利；曝气设备闲置时间较长；另外进水量受到一定的影响，通常水力停留时间较长；脱氮除磷效果较差等。 

3.2.2  CASS工艺

CASS ( Cyclic  Activated  Sludge  System) 是在SBR的基础上发展起来的，即在池内进水端增加了一个生物选择器，实现了连续进水(沉淀期、排水期仍连续进水)，间歇排水。增加生物选择器的目的是有效地抑制丝状菌的生长和繁殖，克服污泥膨胀，提高系统的运行稳定性。 

 CASS进水是连续的，CASS工艺对污染物质降解是一个时间上的推流过程，集反应、沉淀、排水于一体，是一个好氧．缺氧．厌氧交替运行的过程，因此具有一定脱氨除磷效果。与传统活性污泥工艺相比，CASS工艺具有以下优点：建设费用低，运转费用省；有机物去除率高，出水水质好；管理简单，运行可靠，不易发生污泥膨胀；污泥产量低，性质稳定。采用CASS工艺处理小区污水，出水水质稳定，优于一般传统生物处理工艺，其出水接近 《 生活杂用水水质标准》 (CJ25.1-89)，通过过滤和消毒处理后，就可以作为中水回用[10]。 

3.2.3  膜生物反应器(MBR)

膜生物反应器处理工艺是一种新型污水回用技术，它是在活性污泥法的曝气池中设置微滤膜组件，用微滤膜组件替代二沉池和后续的过滤装置，将生化与物化处理在同一池内完成。同时利用反应器内的硝化细菌转化污水中的氨氮。以除去主要由氨氮而产生的异味，最后通过微滤膜组件进行高效的固液分离出水。其出水经消毒后可直接回用，甚至可回用于饮用水水源[11-12]。 

MBR具有对有机污染物去除效率高、出水水质好、流程简单、结构紧凑占地少、自动化管理程度高等优点。由于对氮磷污染有较高的去除率，所以污泥产量少，降低了对剩余污泥处置的费用[13-14]。发达国家已将MBR很好地应用于污水回用工程中。因膜本身成本较高，在基建投资和日常运行管理及维护费用等方面MBR比传统方法和曝气过滤法要高，阻碍了 MBR在小区生活污水回用处理中的应用。 

3.2.4  湿地生态处理工艺

人工湿地处理废水主要通过物理、化学、生物三种作用进行处理。废水经排水管网进行统一收集后，流入人工湿地系统，利用基质一微生物植物复合生态系统的物理、化学和生物作用，经过沉淀、吸附、过滤、离子交换、植物吸收和微生物的降解对废水进行高效深层净化。处理后达到标准的回用水由中水收集系统集中分配到各个中水需求部门。其中，景观部分的用水还可进行再回用，以充分发挥景观和人工湿地雨水的收集储蓄能力，使部分雨水得到有效利用。据有关研究表明，人工湿地尤其适合于中小规模的污水处理。 

4 存在问题及展望

4.1 存在问题

(1)生活小区中水回用还存在一些问题。首先，中水还没有作为重要的水资源充分开发和利用，中水处理设施和管网系统建设也没有完全纳入城市基础设施的一部分进行严格要求、统一规划和建设，也几乎没有建立完整而系统的管理体系。我国大部分城市的污水处理能力有限，中水回用的应用范围不广泛，仅限于部分缺水严重的城市，且大多数中水工程是由政府强制安装。

    (2)在一些已经开展中水回用的地区，由于工艺、设备不过关，运行管理水平不高等因素造成中水回用工程运营出现问题不能及时解决，令用户难以放心使用。部分已经安装了中水回用系统的居民小区的中水回用工程闲置多年，造成严重的投资浪费：而污水处理厂净化后的污水由于管网限制，也不能得到很好的利用。 

(3)中水回用水质标准太高。目前我国生活小区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。

    (4)从投资情况看，中水回用工程造价高,而且投资回收慢，这是城市中水系统建设的一大困难因素。从水价看，现在中水的水价偏低，且缺乏明确的收费标准。同时，我国居民的节水意识、中水回用意识还不强，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。

4.2 展望

中水利用是一个潜力巨大的广阔领域，具有良好的发展前景。小区生活污水回用将成为未来小区建设的目标，也必将成为一种趋势。而对于发展中国家的中国来说，小区中水的回用不仅可以缓解现有水资源，而且可以对小区的污水进行再利用，这对中水利用建设具有更加重大的现实意义。在实际工作中，需根据原水水源的情况选择合适的处理技术，尤其是以膜分离为中心的中水回用技术，设计经济合理的中水回用处理系统。

5 结语

 中水利用，实现污水资源化，是目前解决水资源紧缺的最有效的途径，是缺水城市势在必行的重大决策，可行性很强，具有重大意义和多重效益。小区污水回用开辟了第二水源，降低了小区新鲜水取用量，经处理后的污水回用于小区，减少了污水的排放量，减轻了受纳水体的污染，也减少了治理环境污染的投资。所以污水回用既节约了水资源，也消除了环境污染，具有多重效益。