淺析中水回用在天津地區水資源利用中的作用

張慧芬

0 引言

隨著現代社會工業的迅猛發展,世界人口增長和社會經濟的發展,城市用水量劇增,加以水質不斷惡化,水資源情況日趨緊張,這已成為世界各國面臨的重要問題。我國水資源總量可觀,居世界第 4位,但人均僅為世界平均水平的 1/4。同時在時間和地區分布上很不平衡,南方多北方少,污水排放量也逐年增加,河湖污染日趨嚴重,北京、天津、長春、大連、青島、唐山和煙臺等大中城市已受到水資源短缺的嚴重威脅[1],城市工業每年損失達數千億元。我國是一個嚴重缺水的國家,解決水資源短缺的主要辦法有三種:節水、蓄水和調水,而節水是三者中最可行和最經濟的。節水主要有兩種手段:總量控制和再生利用,中水利用則是再生利用的主要形式,是緩解城市水資源緊缺的有效途徑,是開源節流的重要措施,是解決水資源短缺的最有效途徑,是缺水城市勢在必行的重大決策。

目前國內外污水處理市場發展非常迅速,各種處理技術也日趨成熟,在水資源緊缺的現實情況下,將污水進行深度處理后再利用是必然的發展趨勢。所以污水處理并不是最終目的,實現水資源再利用才是當今城市污水治理的出發點,應大力推行污水資源化再利用技術,提高它的環境效益、經濟效益和社會效益。

天津地區水資源的保障主要以跨流域調水(南水北調)、海水淡化、污水資源化等手段為主,三者相比較,跨流域調水工程浩大、工期長、造價高;海水淡化與污水資源化相比較,由于生活污水污染物濃度較低(＜0.1%),可生化性較好,處理難度較小,而且可用深度處理方法加以去除。因此,當生活污水的排水作為中水水源時,主要污染物的濃度指標 COD,BOD5,SS,NH3-N可滿足處理技術要求。海水則含有 3.5%的溶解鹽和大量有機物,其雜質含量為污水二級處理出水的 35倍以上,因此無論基建費或單位成本,海水淡化都超過污水回用。

城市中水回用技術就是提高處理后的水質,回供給工業和城市雜用水的方法,把經過處理的污水作為一種新的水資源,加以再利用,以緩和水危機,有利于提高水資源綜合利用的經濟效益。在美國、日本、以色列等國[2],廁所沖洗、園林和農田灌溉、道路保潔、洗車、城市噴泉、冷卻設備補充用水等,都大量的使用中水。天津市城市排水系統系已形成較為完善的六大排水系統,即紀莊子排水系統、咸陽路排水系統、雙林排水系統、張貴莊排水系統、趙沽里排水系統及北倉排水系統,為污水再利用提供了便利的收集條件。我市是水資源匱乏的地區,城市污水就近可得,易于收集,易于處理,且數量巨大,穩定可靠。凡是污水處理廠都可將污水再次適當處理后回用,足可以緩解城市的供水緊張。但目前我市中水配套設施尚未全面普及,因此從現在開始重視中水回用的建設將給我們帶來極大的經濟、環境、社會效益。

1 中水簡介

1.1 概念

所謂中水是相對于上水(自來水)和下水(污水)而言的,也稱為“再生水”,是指生活污水經處理后,達到規定的水質標準,可在一定范圍內重復使用的非飲用水,如廁所沖洗、綠地澆灌、景觀河湖、環境用水、農業用水、工廠冷卻用水、洗車用水等。

1.2 中水的水源

日常生活污水包括兩部分:一部分是洗滌水和洗澡水,亦稱“灰水”,其排量占污水的 75%～80%;另外一部分為糞便水,亦稱“黑水”,屬于重污染水,在住宅用水中占 20%～25%,所以中水的水源可以是灰水,也可以是全部的污水。

1.3 工藝簡介

1.3.1 工藝類型

按處理方法,中水處理工藝一般分為 3種類型:

1)物理處理法:如膜濾法,適用于水質變化大的情況。它裝置緊湊,容易操作,以及受負荷變動的影響小。2)物理化學法:如砂濾、活性炭吸附、浮選、混凝沉淀等,適用于污水水質變化較大的情況。特點是技術先進,結構緊湊,占地少,管理簡單。3)生物處理法:如活性污泥法、接觸氧化法、生物轉盤等,適用于有機物含量較高的污水。具有適應水力負荷變動能力強、產生污泥量少、維護管理容易等優點。

1.3.2 基本流程

單一的中水處理方法一般很難達到回用水水質的要求。通常回用技術需多種污水處理技術合理組合起來進行深度處理,目前,主要的工藝流程有如下三種[3]:

1)原水→格柵→調節池→接觸氧化池→沉淀池→過濾→消毒→出水。

2)原水→格柵→調節池→絮凝沉淀池→超濾膜→消毒→出水。

3)原水→格柵→調節池→活性污泥池→超濾膜→消毒→出水。

1.3.3 選擇原則

中水回用流程的選擇應根據進水水質以及回用要求來選擇,如果是沐浴、清潔或噴灑等水質較好的雜排水為中水水源時,一般采用物理化學法為主的處理工藝流程。若主要以廚房、廁所沖洗水等含有機物為主的生活污水為水源時,一般采用生化法為主或生化、物化結合的處理工藝[3]。

1.4 分類

1.4.1 按處理系統分類

中水系統大致可分三類:1)城市中水系統,利用城市污水二級處理出水回用,方便高效;2)小區中水系統,主要是對一些遠離城市管網的生活小區內或建筑群的污水實現就近收集和處理,所生產的再生水就地利用;3)建筑中水系統,主要就是一些賓館、學校等,收集單個建筑內生活污水適當處理后回用于建筑物和小區。

1.4.2 按用途分類

中水因用途不同有兩種處理方式:一種是將其處理到飲用水的標準而直接回用到日常生活中,即實現水資源直接循環利用,這種處理方式適用于水資源極度缺乏的地區,但投資高,工藝復雜;另一種是將其處理到非飲用水的標準,主要用于不與人體直接接觸的用水,主要有兩方面用途:1)用于工業,如印染、造紙、鋼鐵、電力、冷卻設備補充用水等;2)用于生活污水,如沖廁、園林和農田灌溉、汽車清洗、消防、道路清潔、綠化澆灑等[4]。

2 天津地區中水發展現狀

天津雖然地處渤海之濱,但水源、水質狀況不容樂觀,是一個水質型缺水城市,城市建設年代較久遠,市區內都沒有中水管道,當我國 2001年以“十五”綱要明確提出污水回用為標志,中水回用進入到全面啟動的階段,天津也力求在中水回用領域處于全國的前列[5]。天津從新建產業基地及生活片區開始全面實施中水配套設施,在華苑新技術產業園區、天津濱海新區高新技術開發區、中新天津生態城、臨港工業區及天津港散貨物流中心等新建產業基地中實現區域性的中水綜合利用,不同于以往單一的中水灌溉或中水進小區,本次中水綜合利用將涉及綠地澆灌、環衛灑水車清潔除塵、企業生產用水、生活用水、景觀河道水循環等區內生活、生產、城市維護各個方面,實現區域中水全覆蓋。老城區隨著城市建設也將實現中水的城區全覆蓋。天津市政府為此專門出臺了關于住宅使用中水的規定,城市規劃面積 5萬m2以上的新建住宅小區,規劃人口在 1萬人以上的住宅小區都要使用中水,配有中水管道。目前天津一些小區都使用中水來替換自來水用于景觀用水,以及澆灌綠地。

天津市高新區城管局負責人給我們算了一筆賬,目前區內100余萬平方米的綠化面積,按每平方米用水量為 0.6 t/年來計算,改用中水后全年將節約 60萬 t水,同時中水每噸 1元多的價錢較之自來水也便宜了不少,僅綠化澆灌一項每年就能省下 300萬元水費。

3 存在的問題

城市建設年代久遠,老城區的中水設施建設難度較大,大多數污水處理廠未配備中水處理設備,污水處理廠的改造以及老城區中水管道的鋪設都是限制天津市中水系統發展的現實問題。

4 結語

目前中水利用中還存在不少問題,我們應該加大宣傳力度,完善相應法規和完整的水價體系,適當調整污水處理布局,建立和完善城市用水的綜合規劃,不斷研究和開發各種新技術和新設備,鼓勵建設節水和中水回用設施,提高人們的中水回用意識,促進天津中水事業的發展。

[1]錢 茜,王玉秋.我國中水回用現狀及對策[J].再生資源研究,2003(1):31-33.

[2]沈光范,徐 強.積極穩妥地開展中水回用工作[J].中國給水排水,2001,17(14):90-92.

[3]李國祥.建筑中水工程應用及若干問題的討論[J].內蒙古石油化工,2005(4):41-42.

[4]馬志毅,米曉軍.城市污水回用的思考[J].太原理工大學學報,1998,29(1):19-21.

[5]魯 豫,王 琳,王寶貞.我國水資源污染治理的技術策略[J].給水排水,2001,27(1):5-7.