浅谈中水回用的处理

随着社会经济的发展和人口的急剧增长，人类对水的需求不断增加，加之人类用水的不科学和水体的严重污染，使可利用的水资源日趋锐减。目前，水资源危机已成为所有国家在政策、经济和技术上所面临的重大资源环境问题，水资源危机发展将更加迅速，前景令人担忧。为了解决城市缺水问题，应在加大节水力度、治理城市水污染的同时，积极开展污水资源化的研究，提高污水回用率，从而有效的实现城市水资源的可持续利用。中水回用即城市污水或生活污水经污水处理厂处理后，作为城市给水，回用于农业、工业、市政工程以及生活杂用等方面。是污水资源化、有效地利用水资源的直接措施。

        一、系统选择

        中水处理及回用需按市政条件分三种情况考虑：

        1、有市政中水管网，有市政排水管网：

        小区内排水采用污废合流（雨水系统单独考虑），排水经化粪池简单处理后排入市政污水管网。中水系统水源为市政中水。

        2、无市政中水管网，有市政排水管网：

        小区内排水采用污废分流。污水经化粪处理后排入市政污水管网；废水经小区废水管网收集至小区中水处理站，处理达到回用标准后回用。中水系统原水为小区回收的杂排水。

        3、无市政管网：

        小区内排水采用污废合流。排水经化粪池处理后经小区污水管网收集至小区污水处理站，处理达到回用标准后回用。中水系统原水为小区内回收的排水。

        二、中水回用范围

        合理设计中水回用系统，需要根据小区内用水情况，结合中水供应量，合理确定中水的回用范围。前面分析的三种情况中第二种最为复杂，现结合工程实例进行说明：

      

 1、某工程概况：总建筑面积22.4万平米，包括商业，人防、地下车库和住宅等。住宅最高日用水量1091.6m³/d，地下车库用水量31.5 m³/d，绿化、道路浇洒用水量37.8 m³/d，配套共建用水量10.5 m³/d.

        2、水量计算：

        1） 住宅中水用水量（仅用于冲厕）：

        1091.6×21.3％＝232.5 m³/d

        2） 中水原水优先采用优质杂排水：盥洗和淋浴用水

        3） 作为中水水源的水量：

        0.9×0.85×1091.6×（29.3＋6.5）％＝299 m³/h

        4） 按规范“用作中水水源的水量宜为中水回用水量110％～115％”确定中水回用范围：

        299＜（232.5+31.5+37.8）

        且299/（232.5+31.5）=1.13

        299/（232.5+37.8）=1.11

        所以中水可回用于：冲厕、车库用水或冲厕、绿化浇洒、道路清扫。在中水原水不够的情况下应优先回用于用水水质要求低的场所。依据《城市杂用水水质标准》，本工程中水回用于冲厕、绿化浇洒、道路清扫。

        三、中水处理工艺

        由于中水原水多采用优质杂排水，多数为卫生间洗浴及洗手盆等洗涤用水，含有较低的有机污染浓度，宜采用以生物接触氧化法为主的快速一段生物处理工艺：原水→格栅→调节池→生物接触氧化→沉淀→过滤→消毒→中水

        当处理杂排水时也可采用上述工艺，但应适当延长生物反应时间，如果杂排水含油应先进行隔油处理。

        当原水为污水时应进行三级处理，可采用活性污泥法和生物接触氧化法。生物接触法的生物膜培养和操作管理简单，应优先采用，但对于处理水量在万吨以上时不适应。

        随着污水处理工艺的不断革新，污水处理设备的不断发展，目前中小型甚至大型污水及中水处理厂（站）在经济条件允许的情况下，开始大规模使用超滤膜配合好氧生物处理工艺进行污水处理工作。超滤膜及其前段的生物处理单元合称为膜生物反应器（MBR）。MBR处理系统（membrane biological reactor）其中文全称为膜生物反应器，顾名思义系统由超滤级别的膜系统和活性污泥生物反应器两部分构成，整个系统的原理是在活性污泥反应区利用好氧、缺氧活性污泥微生物在生物反应器内与基质（废水中的可降解有机物等）充分接触，通过氧化分解作用进行新陈代谢以维持自身生长、繁殖，同时降解有机污染物、吸附无机细小颗粒。接着被去除污染物的水在超滤膜系统中进行过滤和截留，过滤作用即将超大分子的有机不可降解类物质与水分子进行分离，截留作用即将活性污泥微生物截留在生物反应器中，防止活性污泥流失。

        MBR处理系统的主要特点：

        生化处理系统和超滤过滤系统可针对去除的污染物类型进行灵活变化，应用水处理领域范围广阔；

        剩余污泥减量化，由于超滤的截留作用，生化反应区的污泥浓度维持在较高水平，泥龄较长，因此剩余污泥较少。

        污水处理和回用同步，在生物反应阶段污染物降解的同时，超滤截留作用同时进行，产水可进行简单回用；

        生物脱氮效率高，由于污泥浓度的提高，活性污泥的单位BOD负荷降低，有助于硝化反应的顺利进行；

        单位运行费用低廉，由于超滤截留的强大作用，处理单位COD指标的电耗相对较低；

        构筑物投资成本降低，反应器容积被减少的同时超滤膜系统为集成设备，放置于设备间即可，不需要单独的构筑物。

        超滤的过滤精度介于微滤和纳滤之间，最小过滤孔径可达到30nm，可有效的将活性污泥截留在反应区内。根据膜组件的设置类型，膜生物反应器可分为外置式膜生物反应器和内置式膜生物反应器两大类；根据过滤原理的不同又可分为错流式、外压式和抽吸式；根据过滤膜材质的不同又分为PVDF材质、PVC材质、PTFE材质和PE材质。

        在渗滤液处理领域，使用的外置式超滤膜一般为管式超滤膜，过滤模式均为循环错流式，过滤层材质一般均为PVDF，支撑层材质为聚醚砜；使用的内置式超滤膜大部分为中空纤维膜，纤维材质可以是PVC、PE、PTFE等等，过滤模式一般为抽吸式；

        外置式膜过滤系统的特点是：操作简便，膜通量较大，膜通量衰减速度较慢，清洗周期较长；但在一般条件下，为减少污染物在膜表面的沉积，延长膜的使用寿命，需要用循环泵提供较高的膜面错流流速，致使水流循环量增大，单位运行成本费用较高，同时存在的问题是泵的高速旋转产生的剪切力会使某些微生物菌体失活。

        内置式膜过滤系统的特点是：膜通量较小，通量衰减速度较快，清洗需要离线操作，但根据膜材质的不同，亲水性材料清洗周期较长，疏水性材料清洗周期较短；内置式膜过滤系统的组成较为简单且过滤原理与外置式有很大差别，因此其系统能耗较低，单位运行成本较低。膜组件下设置的曝气系统不仅给微生物分解有机物提供了所必需的氧气，而且气泡的冲刷和在膜表面形成的循环流速对污染物在膜表面的沉积起到了积极的阻碍作用。