六安市中水回用初探

沈冬梅,余才銳

(皖西學院建筑與土木工程學院,安徽六安237012)

六安市中水回用初探

沈冬梅,余才銳

(皖西學院建筑與土木工程學院,安徽六安237012)

根據六安市水資源現狀,從住宅小區、高校校園、景觀水三方面分析了六安市中水回用的前景,并對不同的水質提出了相應的處理方法,為六安市水資源可持續利用提出了一項既經濟又環保的措施。

水資源;中水回用;六安市

在我國,水資源短缺和水污染加劇構成的水危機已經成為21世紀最嚴峻的問題。預計到2030年我國將進入嚴重缺水期,缺水量將達400～500億m3。為此,在國家大力提倡構建資源節約型社會的新形勢下,必須發展中水回用,實現對水資源的循環利用。“中水”的概念源于日本,主要指生活和部分工業用水的排水收集起來經一定工藝處理后,回用于對水質要求不高的農業灌溉、市政園林綠化、車輛沖洗、建筑內部沖廁、景觀用水及工業冷卻水等方面,從而達到節約用水的目的。由于其介于“上水”自來水和“下水”污水之間,故稱為中水[1]。

1 六安市水資源及中水回用狀況

六安市水資源是以大氣降水為主的地表水,地下水資源比較貧乏,降水受氣候影響較大。按2003年統計結果,工業用水、城鎮居民生活用水、農村人畜用水、航運用水等其他部門,年需水量為5.83億m3,其中工業年用水量約為4.0億m3,航道年用水量為0.32億m3,城鎮居民生活用水年用水量為0.25億m3,農村人口年用水量為1.04億m3,大牲口年用水量為0.22億m3[2]。近年來,六安市大力改善城市環境,將老淠河城區段近7公里的堤段,建成一個蓄水1800萬m3的萬畝水面,另建成了水上公園、九墩塘公園、白塔公園、濱河公園,這些景點的建成需要大量的景觀用水。

受傳統統觀念的影響,普遍認為六安市水資源“取之不盡,用之不竭”,六安市中水回用的研究甚少。因此,為使六安市水資源利用持續健康發展,開展水資源回用研究很有必要。

2 六安市中水回用的適用條件

2.1 住宅小區中水回用

隨著房地產業的發展,六安市新建了大量的住宅小區。僅從2001到2006年,六安城區五年來累計完成房地產開發投資264636萬元,年均增長41.3%,建成住宅面積累計達255萬m2,年均增長24%。生活小區的用水量和污水排放量越來越大。由于小區位置分散,如果全部污水依靠城市污水廠處理,收集水傳送難度大;另外,小區綠化、水景等用水量不斷加大,使城市供水顯得不足,造成水資源危機日益嚴重。為了緩解水資源危機,針對居民小區污水狀況及雜用水要求,建立小區污水處理站,將污水處理達標后作為雜用水回用小區,這是解決現有生活污水排放污染及用水不足問題行之有效的辦法。

住宅小區中水工程就是將住宅小區中人們生活或生產活動中排放的生活污水、冷卻水,經集流、水處理、輸配水等技術,再回用于住宅小區。經再生處理后的水可作沖洗便器、澆灑街道、綠化水景、洗車。小區中水系統具有實施方便,不影響市政道路,回用管道短,投資小等優點,對大型的居住小區較適合[3]。

目前,居住區建設中水系統的條件已基本具備,并日趨完善。居住區排水量較大、雜用水需求也大、水量易平衡,對中水系統的設計和平穩運行有利;隨著城鎮居民小區的規模化以及水處理技術的發展,中水系統的初次投資和運行費用將大幅度降低;小區物業管理的興起和完善也為中水系統的投資回報奠定了基礎。采用中水系統后預計居住區用水量可節省30%～40%,排水量可減少35%～50%,可產生良好的經濟效益和環境效益。

2.2 高校校園中水回用

學校是一個用水大戶,校園生活廢水污染程度低,較易進行處理,校園浴室洗浴及宿舍盥洗廢水、食堂廢水及其它生活污水等,它們約占校園廢水的70%～80%。目前,許多大城市高校中相繼建立了一些中水工程,六安市市區內有皖西學院、六安職業技術學院、安徽國防科技職業學院、皖西衛生職業學院等規模不等的四所高校,由于規模較大,學生人數多,洗浴廢水比較充足,選擇洗浴廢水作為中水水源是比較合理的。洗浴廢水是一種污染程度較輕的生活污水,有機污染物主要為人體皮膚的分泌物、汗液、去污劑等,原水中主要污染指標為:CODcr濃度為120～200mg/L,濁度為60～100度,陰離子洗滌劑LAS為2～3mg/L,處理難度相對較小,且水量較大,時間分布集中,易收集,是優先選擇的中水回用原水。

根據其它高校的經驗,可以在教學樓(公用廁所較集中,日用水量大)設中水專用管網用來沖洗廁所;校園內的綠化管網全部同中水管網對接,使校區內綠化的草地、樹木全部用中水澆灌;設專用中水管道到校區內池塘,用來補充日常蒸發失水;設道路澆灑車輛中水專用給水栓,使校區內的道路、運動場澆灑全部用上中水;中水管沿伸到車庫的沖洗場地,讓校區用車能用上中水作日常維護用水。

2.3 雨水回用于景觀水

近年來,六安市大力改善城市環境,改造了老淠河,建成了水上公園、九墩塘公園、白塔公園、濱河公園等,這些景點的建成需要大量的景觀用水。

然而,許多景觀水體面臨著一個尷尬的事實:水體污染嚴重,水質惡化,嚴重降低了它的觀賞性。水質一旦惡化就很難恢復,而頻繁換水不但浪費水資源,而且其成本過高。景觀用水的水源除個別來自天然降水外,其余大多引自城市自來水網和地下水。鑒于用水量的限制及成本因素,定期換水的做法顯然無法解決水景存在的大面積淤泥、青苔、水藻、水體渾濁等問題。因此,不斷補充新鮮水,保持水中溶解氧的含量,避免產生死水區,是景觀用水保持良好水質的必要措施。受一次性投資和運行維護費用的限制,選擇安全的補充水源,適用的循環水處理工藝是解決問題的關鍵。

六安市降水量豐富,全區多年平均降雨量為900～1600mm。每年梅雨季節,是全市降雨集中時期,一般出現在6月下旬至7月上旬,持續20天左右,多年平均降雨量在200mm以上。據統計,2003年全省平均降水量 1460.9mm,六安市平均年降水量1678.9mm,年徑流深983.4mm,居行政區降水量之首。六安市城區綜合徑流系數取0.6,初期棄雨按累計降雨量計算為3mm,年降水量取900mm,集雨面積按照城區面積的40%計算,2030年將至少有1.28×107m3的雨水。因此,用雨水作為景觀用水的水源完全能夠滿足景觀水水景的規模。

3 中水處理技術

污水處理系統是中水回用的關鍵,污水回用的不同,水質量標準和深度處理的工藝也不同。按其機理分物理法、化學法、物理化學法及生物化學法。中水回用需要多種工藝的有機組合,構成了系統的多樣化。

3.1 住宅小區中水處理

建筑小區中水處理采用何種工藝,應根據中水水源的水質水量和用水要求,通過實驗確定工藝流程,同時考慮投資、運行管理和設備情況進行技術經濟分析,優選方案。

3.1.1 以優質雜排水和雜排水為水源時,其工藝流程如下:

(a)物化處理工藝(適應優質雜排水)

(b)生物處理和物化處理相結合工藝(適用于溶解性有機物低和LAS較低的雜排水)

3.1.2 以含有生活污水的排水為水源時,宜用二段生物處理和物化處理相結合的工藝流程如下:

3.2 高校校園中水回用

3.2.1 膜生物反應器(MBR)處理回用技術

膜生物反應器是指將膜分離技術中的膜組件與污水生物處理中的生物反應器相互結合的新型處理系統,它綜合了膜處理技術和生物處理技術的優點,膜組件作為泥水分離單元反應器綜合了膜處理技術和生物處理技術的優點,能產生出質量較高的膜濾后水,并且幾乎不排剩余污泥,這種新型系統具有技術先進,管理簡單,占地面積小等優勢,在國際和國內受到了越來越多的關注。付婉霞等用MBR處理技術處理學生洗浴及宿舍盥洗廢水取得了很好的效果[4]。

3.2.2 優勢菌+SBR法處理生活污水

由于校園食堂排水及廁所生活污水的水質不同于洗浴及盥洗廢水的水質,校園生活污水的NH3-N含量和濁度較高,且有臭味水質較差,因此采用傳統的SBR法處理。楊宗政、龐金釗等采用了優勢菌強化的SBR法處理校園生活污水取得了比較理想的效果[5]。他們在活性污泥處理系統中投加優勢菌,處理后的出水水質達到COD≤53mg/L,COD平均去處率在88%以上,且水質清澈,無異味,取得了較好的去除效果,但時間比傳統SBR和厭氧結合的SBR要少的多,對出水適量加氯消毒可使細菌數達到100個/m L以下,色度<5,濁度<3。

3.3 雨水回用于景觀用水工藝

影響雨水水質的因素非常復雜,包括匯水面類型和材料、雨型、空氣質量、區域位置、季節、降雨輪次、施工工地、裸露地面、汽車排泄物、環境衛生管理水平等。在降雨過程中,雨水中的主要污染物為COD和SS,且主要集中在初期雨水中,SS濃度隨降雨歷時變化與COD相當,初期雨水中SS往往偏高,其他污染物包括TN、TP、色度、石油類、揮發酚、表面活性劑、重金屬等。初期雨水的污染比較嚴重,水質較差,COD值有時高達1000mL以上,一般雨水形成徑流5min以后,徑流中的COD、SS大多維持在50-300mg/L之間[6]。結合六安雨水水質情況,以棄流初期雨水后的徑流和處理后的中水凈化利用為對象,采用物理化學法和生物化學法相結合進行處理,使出水水質達到城市景觀環境用水水質標準(GB/T18921-2002)的要求,處理后的雨水方可用作景觀用水。

結合國外雨水回用技術,優先考慮沉淀、過濾等物化處理技術。雨水處理的工藝為:屋面雨水葉濾網+初期雨水棄流+調節池+初沉池+過濾+消毒+供水調節池。雨水在流入調節池之后,經潛水泵的提升,以一定的流量進入初沉池,以去除大量密度較大的固體顆粒。初沉池按斜板沉淀池設計,斜板間距50mm,采用聚合氯化鋁作為雨水處理的混凝劑,初沉池的污泥用氣提法回流至調節池。然后進入石英砂濾池完成過濾過程,以有壓流狀態將處理后的水送入貯水池,然后用于景觀水回用。循環用水回流可采用雨水處理裝置進行處理,這樣既提高了處理裝置的利用效率,又增加了景觀水的補給水,節省了自來水水量。

4 結語

在我國,中水處理技術已經完全成熟。120多年來,國內外的實踐經驗表明,城市污水的再生利用是開源節流、減輕水體污染、改善生態環境、解決城市缺水的有效途徑之一,不僅技術可行,而且經濟合理。目前,在六安市大型居住區內建設中水回用系統的條件已基本具備,并日趨完善。采用中水系統后預計居住區用水量可節省30%～40%,排水量可減少35%～50%,將產生良好的社會效益、經濟效益、環境效益和生態效益。高校校園生活廢水污染程度低,較易進行處理,可用于在教學樓沖洗廁所,校區內草地、樹木的綠化,道路澆灑。六安市降水豐富,雨水水質較好,應用于景觀水大大提高水資源的再利用。因此,在六安地區開展中水研究將是一項即經濟又環保的措施,對皖西地區水資源保護有著非常重要的意義。

[1]王偉瑜.淺談住宅小區中水回用[J].山西建筑,2008,34(25):195-196.

[2]鐘慶華.實現六安市水資源可持續發展的對策[J].治淮,2005,(7):4-5.

[3]王瑞,王麗萍,吳應玲,等.城市居民小區中水回用初探[J].中國資源綜合利用,2007,25(11):18-20.

[4]付婉霞,李蕾.膜生物反應器處理盥洗廢水運行參數的選擇[J].北京建筑工程學院學報,2002,18(2):22-25.

[5]楊宗政,龐金釗,張濤,等.校園生活污水處理新技術[J].城市環境與城市生態,2002,15(5):14-16.

[6]王金娜,王德春.淺議雨水利用技術在城市景觀用水中的應用[J].能源與環境,2007,(1):75-77.

The Research on Intermediate Water Reuse in Lu’an

SHEN Dong-mei,YU Cai-rui
(School of A rchitecture&Civil Engineering,West Anhui University,Lu’an 237012,China)

According to Lu’an water resources,analyses the future of intermediate water reuse on the residential area,college campus,landscape water,makes the co rresponding different app roach to water quality and gets a sustained and healthy measure on development of Lu’an water resources。

water resources;intermediate water reuse;Lu’an

X143

A

1009-9735(2010)05-0029-03

2010-06-12

六安市定向委托市級項目“皖西地區水資源保護中水回用的研究”(2009LW 016)。

沈冬梅(1980-),女,安徽安慶人,講師,碩士,研究方向:水資源保護。