居住小區(qū)中水回用探討

孫素銀

水是人類生存的決定性因素之一,人口的增長,生活水平的提高,城市的快速發(fā)展,使城市對水需求量不斷增長。因此,一方面對淡水的用量增加,另一方面產(chǎn)出大量的污水。城市居住小區(qū)是城市組成的基本單元之一。對于新開發(fā)的居住小區(qū),人口多,用水量大,污廢水排放量也大。同時,隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展和人民生活水平的提高,居住小區(qū)具有功能多樣、集中、節(jié)能的特點,對小區(qū)的生活、服務(wù)功能、品質(zhì)提出更高要求:區(qū)內(nèi)要求一定的綠化面積,設(shè)置水景,美化環(huán)境;家用轎車的逐漸普及,小區(qū)需要配備沖洗站臺或車庫配套設(shè)施等等。小區(qū)服務(wù)功能的提升帶來了用水量的增加,對污廢水的回用已成當(dāng)務(wù)之急。中水回用對象多為生活、市政、環(huán)境等范圍內(nèi)非飲用的雜用水,例如:小區(qū)道路澆灑、綠化及景觀消防用水、雜用水,公共建筑、居民住宅沖廁、洗車及施工用水等,這就要求我們必須設(shè)法提高分質(zhì)供水,研究中水回用,促進節(jié)能環(huán)保,尤其在哥本哈根全球氣候會議的大背景下,切實提高水資源利用率。

基于居住小區(qū)的建筑物多、住戶多,用水方式多樣化,用水時變系數(shù)小,污廢水量相對有一定規(guī)律,比較均勻。并且,污水就近處理,減輕了水環(huán)境污染及市政排水管網(wǎng)及污水處理廠的壓力。

1 中水水源

中水水源應(yīng)具有兩個基本特點:1)水質(zhì)較好;2)水量比較穩(wěn)定。另外,有集中空調(diào)的小區(qū),冷凝水是最好的水源,但易受季節(jié)影響,獲得穩(wěn)定的水量以滿足中水的要求比較困難。雨水也是中水較好的水源,同樣,也易受季節(jié)和地域影響。因此,中水水源一般選擇冷卻、盥洗、淋浴及洗衣排水,處理后達到規(guī)定的水之后,即可用于沖廁、綠化、洗車等。

2 小區(qū)污水處理設(shè)計的原則

1)一般,不同小區(qū)對出水水質(zhì)要求差異較大,依據(jù)GB 3838-2002地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)與GB 8978-96污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)的有關(guān)規(guī)定和當(dāng)?shù)丨h(huán)保部門的要求確定處理程度,以保證出水水質(zhì)。2)污水處理設(shè)施的設(shè)計和建設(shè)須與小區(qū)的整體規(guī)劃及建筑相協(xié)調(diào),以求美觀。3)污水處理工藝力求簡單適用,方便管理。4)高程布置應(yīng)盡量采用立體布局,充分利用地下空間。平面布置要求緊湊,節(jié)省用地。5)污水處理廠位置應(yīng)處于小區(qū)的下風(fēng)向,并與其他的建筑物有一定的距離,減少對環(huán)境的影響。6)設(shè)備化、定型化、模塊化,方便安裝,運行簡便,設(shè)備性能穩(wěn)定,適合分期建設(shè)。7)處理構(gòu)筑物對水力負荷和有機負荷的適應(yīng)范圍較大,使系統(tǒng)有較好的經(jīng)受沖擊負荷的能力。8)處理的程度高,污泥產(chǎn)量少,并盡可能使用節(jié)能的處理技術(shù)。9)由于小區(qū)的人口逐漸增加,小區(qū)污水處理廠應(yīng)留有發(fā)展余地。

3 小區(qū)中水處理工藝

以優(yōu)質(zhì)雜排水為原水的中水處理工藝流程有:1)以生物接觸氧化為主的工藝流程:原水→格柵→調(diào)節(jié)池→生物轉(zhuǎn)盤→沉淀池→過濾→消毒→中水。2)以生物轉(zhuǎn)盤為主的工藝流程:原水→格柵→調(diào)節(jié)池→生物轉(zhuǎn)盤→沉淀→過濾→消毒→中水。3)以混凝沉淀為主的工藝流程:原水→格柵→調(diào)節(jié)池→混凝沉淀→過濾→活性炭消毒→中水。4)以混凝氣浮為主的工藝流程:原水→格柵→調(diào)節(jié)池→混凝氣浮→過濾→消毒→中水。5)以微絮凝過濾為主的工藝流程:原水→格柵→調(diào)節(jié)池→過濾→活性炭→消毒→中水。6)以過濾—臭氧為主的工藝流程:原水→格柵→調(diào)節(jié)池→過濾→臭氧→中水。7)以物化處理—膜分離為主的工藝流程:原水→格柵→調(diào)節(jié)池→絮凝沉淀過濾→精密過濾→膜分離消毒→中水。

以綜合生活污水為原水的工藝流程有:1)以生物接觸氧化為主的工藝流程:原水→格柵→調(diào)節(jié)池→兩級生物接觸氧化→沉淀→過濾→消毒→中水。2)以水解—生物接觸氧化為主的工藝流程:原水→格柵→水解酸化調(diào)節(jié)池→兩級生物接觸氧化沉淀→過濾→消毒→中水。3)以厭氧—土壤接觸氧化為主的工藝流程:原水→水解或化糞池→土壤處理→消毒→植物吸收利用。

以糞便水為主的原水的工藝流程有:1)以多級沉淀分離—生物接觸氧化的工藝流程:原水→沉淀1→沉淀2→接觸1→接觸2→沉淀3→接觸3→沉淀4→過濾活性炭→消毒→中水。2)以膜式生物反應(yīng)器為主的工藝流程:原水→化糞池→膜式生物反應(yīng)器→中水。

以城市污水處理廠出水為原水的回用水工藝代表流程為:二級處理出水→混凝→澄清→過濾→消毒→中水。

4 舉例

某住宅小區(qū)占地面積45 000 m2,綠化占地面積約為12 000 m2,有24幢分散建設(shè)的6層磚混結(jié)構(gòu)的住宅樓,共1 400戶,室內(nèi)均有衛(wèi)生設(shè)施及冷熱水供應(yīng)。每戶按3.5人計算,小區(qū)常住人口為5 040人,私人轎車擁有率為15%,小區(qū)汽車共有216輛。小區(qū)設(shè)有沖洗站及水景景觀設(shè)施。

4.1 水量計算

1)總用水量:廚房 30 L/(人?d);淋浴 60 L/(人?d);盥洗20 L/(人?d);洗衣 20 L/(人?d);日均用水量為 130×5 040=655 m3/d。2)采用中水的各項用水:道路澆灑及綠化:1.5 L/m2,計30 m3/d;汽車沖洗:每天 100輛,每輛300 L,計30 m3/d;廁所沖洗計165 m3/d;水景補水:25 m3/d。上述日均用水量為250 m3;小區(qū)總計日用水量為905 m3。3)水量平衡計算:上述的分質(zhì)供水方案,該小區(qū)日用水總量為905 m3,其中約250 m3采用中水供水。取淋浴后的水和衛(wèi)生間盥洗、洗衣作為中水水源,按用水量的85%計排水量,則可作為中水水源的水量為(80×5 040)×85%=342 m3/d。考慮處理中的損耗和處理后的漏損中水可按342×90%=308 m3/d,大于采用中水的用水量,能滿足所需的水源要求。

4.2 處理工藝選擇

依據(jù)國家GB 50336-2002建筑中水設(shè)計規(guī)范的相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)確定:處理后的中水出水水質(zhì)為:濁度:5 NTU,溶解性固體1 000 mg/L、懸浮性固體:5 mg/L,BOD5:1 mg/L,COD:50 mg/L。同時根據(jù)上述的設(shè)計原則,選定CASS處理工藝,CASS工藝集反應(yīng)、沉淀、排水于一體,是一個好氧缺氧厭氧交替額的過程。同時具有建設(shè)運行費用低、有機物去除率高、出水水質(zhì)好、運行可靠、污泥產(chǎn)量低、性能穩(wěn)定等優(yōu)點。設(shè)計參數(shù)為:污泥負荷0.1 kg BOD5/(kgMLSS?D)～0.2 kg BOD5/(kgMLSS?D),污泥齡 15 d～ 30 d。水力停留時間12 h,工作周期4 h,其中曝氣2 h,沉淀0.75 h,排水0.5 h～0.75 h。

設(shè)備安裝后運行穩(wěn)定,能滿足設(shè)計要求。

5 結(jié)語

將處理后的水回用與綠化、洗車沖廁,應(yīng)用前景較廣,同時CASS具有的特點可以在運行中實現(xiàn)中央集中控制和現(xiàn)場手動控制。對于缺水地區(qū)制水成本較高,水價居高不下,規(guī)模較大的小區(qū)采用分質(zhì)供水、中水回用有一定的經(jīng)濟社會效益,同時可以緩解城市用水壓力。

[1] 王小雨.住宅小區(qū)中水回用工程實例[J].江蘇環(huán)境科技,2005,18(2):21-22.

[2] 李秋紅,姜 博.建筑小區(qū)中水回用技術(shù)——CASS工藝[J].中國資源綜合利用,2005(9):78-79.

[3] 司濤濤.建筑小區(qū)雜排水回用技術(shù)的研究進展[J].山西建筑,2009,35(6):203-204.

[4] 車躍龍.住宅小區(qū)中水回用設(shè)計探討[J].鐵道勞動安全衛(wèi)生與環(huán)保,2006,33(1):45.

[5] 王增長.建筑給水排水工程[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社,2007.