王 強 陳長浩
摘要通過分析部分高校的試驗和已建中水回用系統,從處理工藝的技術和經濟的可行性等方面,對高??捎弥兴幚砉に囘M行介紹,同時還對高校中水回用存在的問題和發展趨勢進行了分析。
關鍵詞中水回用;工藝;可行性;高校
中圖分類號 X703;G647.5 文獻標識碼A文章編號 1007-5739(2009)02-0273-01
1我國水資源現狀及建設高校中水回用系統的必要性
隨著人口與經濟的增長,世界水資源的需求量不斷增加,水環境不斷惡化,水資源緊缺已成為世人關注的全球性問題。1997年1月,聯合國在對世界淡水資源的全面評價報告中指出:缺水問題將嚴重制約21世紀經濟和社會發展,并可能導致國家之間的沖突。我國水資源狀況不容樂觀,全國城市缺水現象十分嚴重,據統計,全國666個城市中有400多個城市供水不足,其中50多個城市嚴重缺水,平均每年因缺水影響工業產值2 000多億元。
目前,全國高校在校生約為2 300萬人,所產生的廢水以生活污水為主,屬排雜水,以每人每天0.2m3計算,每天中水水源量為460萬立方米。因此,作為保護環境、防治水污染、緩解水資源不足的重要途徑,中水回用已經成為不可逆轉的趨勢。高校采用中水回用技術不僅能給學校帶來社會效益,還能給高校帶來經濟效益。
2高校中水水源
中水的水源較廣,對于高校而言,其水源一般包括盥洗排水、沐浴排水、洗衣排水和廁所排水等。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→廁所排水。在設計高校中水系統時,應根據實際情況,集流1種或多種排水作為中水水源,常見有以下幾種情況:①盥洗排水和沐浴排水等,其污染程度較輕,為優質雜排水,在設計時應優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,為雜排水。③所有生活排水的總稱,其污染程度最重,為生活污水,由于其處理費用較高,且難處理,在設計時應盡量不選其作為中水水源。就目前情況來看,我國現有的高校中水回用系統采用的水源幾乎都是優質雜排水或雜排水。
3中水處理工藝及經濟可行性
3.1常用工藝流程
(1)一級處理(污水的預處理)。污水經機械格柵后進入調節池。機械格柵能連續自動去除污水中的較大懸浮物和漂浮物,防止管道和水泵的堵塞,保證后續處理構筑物和設備的順利運行。污水在曝氣調節池停留一定的時間,對其水量和水質進行調節;池內設穿孔曝氣管進行曝氣攪拌,防止懸浮物沉淀。
(2)二級處理(污水的生物處理)。污水從調節池由泵提升到水解酸化池后經自流入生物接觸氧化池及沉淀池至中間水池。水解酸化池和生物接觸氧化池內均安裝填料,以保證足夠的生物量。生物接觸氧化池采用三葉羅茨鼓風機和半剛玉微孔曝氣器供氧,因好氧池又是氨氮硝化池,為保證池內溶解氧在4mg/L以上,設計氣水比為15∶1;同時將生物接觸氧化池出水混合液回流至水解酸化池進行反硝化脫氨氮。在污水進入沉淀池前加鋁鹽進行除磷。
(3)三級處理(污水的深度處理)。污水由管道離心泵從中間水池提升至高效纖維過濾器,之后進入消毒中水池貯存回用。采用高效纖維過濾器,過濾速度快,占地面積小。需要定期反沖洗,反沖洗采用氣水聯合反沖洗。中水采用二氧化氯進行消毒,在接觸30min后大腸桿菌數≤3個/L。
(4)污泥處理。污水處理系統產生的污泥至污泥濃縮池濃縮后由帶式污泥脫水機進行脫水,脫水后泥餅外運作農肥。
3.2高校中水回用技術經濟可行性
據調查資料顯示,目前大部分高校對中水的了解并不多,在心理上很難接受,覺得中水的水質得不到保證,不衛生;管理設備的費用太高,使用中水系統的投資會很大,收益較低,甚至單位體積的運行成本高于自來水的價格。其實,人類使用過的水,污染雜質只占0.1%左右,比海水3.5%少得多,其余絕大部分是可再生用的清水。污水經過適當再生處理,可以重復利用,實現水在自然界中的良性大循環。對于高校而言,中水水源就近可得,易于收集,易于處理,數量較大,穩定可靠。作為第二水源要比海水、雨水來得實際。開辟這種非傳統水源,實現污水資源化,對建設節約型社會、保障城市安全供水具有重要的戰略意義。
中水處理在技術上是可行的,特別是隨著近幾年工程技術人員對處理技術和處理設備的開發,中水處理技術有了很大的發展。同時,中水處理在經濟上也是可行的。清華大學采用膜生物反應器一體化工藝,原水為沐浴水,產水量為200m3/d,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》,采用中水回用技術后,考慮到水價按每年5%增長率計算,如果將中水全部用于學生宿舍廁所沖洗,中水回用項目的凈效益現值為130.41萬元。中國石油大學中水回用工程設計規模為900m3/d,采用MBR工藝。出水水質COD為3.92~7.84mg/L(平均6.16mg/L),BOD為0.45~0.67 mg/L(平均0.57mg/L),SS=0mg/L,其水質完全達到《生活雜用水水質標準》,經計算采用中水回用技術后每年節省水費146.58萬元,每年運營成本32.70萬元,年均攤成本61.38萬元,直接經濟效益52.50萬元。
4高校發展中水回用的建議
根據目前高校中水回用現狀,結合已采用中水回用技術的高校在工程運行過程中的實際問題,對高校中水回用工程建設提出以下建議。
(1)建立完善的排水管網及泵站,確保高校污水系統的進水量;嚴格控制進水水質。
(2)在確保污水處理系統出水水質的基礎上,完善中水回用管網的配套建設,協調好整個校園的水資源,做到分質供水,各盡其用,使中水回用發揮最大的效益。
(3)合理運用水價這一經濟杠桿推動中水回用項目發展,以實現水資源可持續發展,且隨著水價的不斷上漲,高校中水回用的經濟效益將顯著提高。
(4)加大宣傳力度,消除對中水回用認識上的不足,提高對中水回用意義的理解,充分意識到水資源緊缺的嚴峻性,認識到進行中水回用、開辟第二水源對解決當今城市用水矛盾的重要性。
5參考文獻
[1] 姚楓.論開發項目環境影響經濟損益分析的方法[J].干旱環境監測,2000,14(1):23-29.
[2] 曹型榮.城市水資源的調查利用和預測[M].北京:中國環境科學出版社,1998.
[3] 張捍民,張興文.中水回用工程的MBR系統設計[J].給水排水,2002,28(11):65-67.
[4] 范懋功.建筑中水處理設施設計實踐[J].給水排水,2003,29(11):59-62.