住宅灰水回用現狀及技術研究

余春華等

摘要：介紹了我國住宅小區灰水回用現狀及灰水處理工藝，分析了各種處理工藝的優缺點，并收集住宅灰水

關鍵詞：灰水；回用；人工濕地；超濾

中圖分類號：TU992.3

文獻標識碼：A 文章編號：16749944（2014）06015703

1 引言

近年來，我國水環境污染問題較為嚴重，水資源日漸匱乏。住宅小區作為人們生活的主要場所，其集中用水主要包括起居、飲食、出行等方面，用水特點可以概括為水量大，用處廣，水質成分復雜。為了提高住宅小區水資源的利用效率，緩解水資源緊缺的問題，減輕城市污水處理的壓力，本文對住宅灰水回用現狀及現有技術進行了探討和研究，以期為住宅小區的灰水利用提供技術參考。

2 住宅灰水回用現狀

2.1 住宅中水及灰水的概念

住宅小區中水是指住宅生活區的污染生活水經過處理獲得的在一定范圍內可重復使用的水。住宅小區灰水是指住宅室內排水中未被糞便污染的部分，包括廚房、洗衣、淋浴和盥洗廢水。

2.2 灰水回用用途及灰水水量水質

住宅小區灰水回用依照處理后的水質可以分為兩大類，可直接與人體接觸的水和不與人體直接接觸的水。直接與人體接觸的水包括飲用水、洗浴水和洗滌水，不與人體直接接觸的水包括道路清掃水、家庭沖廁水、小區綠化用水等。雖然國際上早有先例，例如納米比亞首都溫得和克將城市污水經深度處理后直接作飲用水水源，而且國內有關將污水直接凈化成飲用水的報道屢見不鮮，但考慮到污水的處理難度和公眾難接受的心理，住宅小區的灰水回用集中在第二類水的應用上。

灰水作為住宅中水水源的一部分，其實際水量可以參考建筑住宅生活用水水量及各部分組成百分比而定，住宅灰水主要包括住宅生活用水中的淋浴、盥洗、洗衣廢水，其占住宅生活水的比例如表1所示[1]。將住宅生活廢水分類進行收集處理，雖然會增加住宅管道建設的技術難度和費用，但由于灰水水質良好（表1）、水量較大，在保證回用水水量的前提下，可以降低回用處理工藝的難度和運行費用，使回用系統長期運行成為可能。

2.3 國內外住宅灰水回用現狀

最近十年，歐盟、日本、美國、澳大利亞等國家和地區對灰水的綜合利用已經相當普遍，有些國家還制定了生活污水就地處理及回用標準、灰水處理及安全使用章程，適合不同規模的灰水收集、處理及利用設備已經形成了模塊化和產業化發展[2]。國內住宅中水回用經過多年發展，已有相關的中水回用設計規范和技術，但是還沒有開發專門針對灰水分質收集的配套設備和集水系統[3～5]。由此可見，我國住宅小區灰水回用工程，還只處在起步和發展階段，并且發展速度不容樂觀。

3 住宅灰水處理系統

由于灰水水質好，水源水量充足，是中水回用可利用的優質水源水，其單獨處理具有工藝簡單、投資省、運行費用低的特點，可持續的衛生系統倡導黑、灰水分離[5]，在未來實現住宅分質排水系統以后，灰水將會是住宅中水回用首選水源水。

灰水處理工藝可以分成三大類，包括物化處理工藝、生物處理工藝和生態處理工藝。

3.1 物化處理工藝

灰水的物化處理技術主要包括化學混凝、膜處理。通過化學混凝和膜處理可以有效去除灰水中污染物質，降低灰水的濁度，但是存在膜污染、化學污泥污染和不能有效去除灰水中病原微生物的缺點。

隨著超濾膜生產技術的日益成熟，膜價格的持續下降，物化工藝中的超濾膜工藝已然成為熱點。許多學者研究了基于超濾膜工藝的組合工藝，例如PAC/超濾組合工藝[6]、超濾/臭氧氧化工藝[7]；也有許多學者在新的膜制備工藝及技術上進行研究，例如磺化聚芳醚礬超濾膜的制備[8]、對PVDF共混改性膜的研究等[9]。不過這些研究當中部分還只處于實驗室研究階段，工程階段研究還有待開發。

3.2 生物處理工藝

灰水的生物處理工藝是利用反應器中的微生物對灰水中的有機物和營養物質進行降解和去除，主要包括SBR、生物轉盤、接觸氧化、MBR等。國內這些生物處理工藝應用于污水廠尾水、微污染水、城市灰水，并進行了相關研究和探討。例如同濟大學IMMBBR和BAF工藝處理市政污水和合成灰水的研究[10]，從處理效果和經濟效益上論證了這2種工藝處理灰水的可行性；國外Jefferson[11]等人分別進行了MBR和BAF工藝對灰、黑水以及混合污水的處理效能比較研究，研究結果表明，兩種工藝在去除有機物及SS方面都具有較高的去除效能，但是MBR工藝在保證出水微生物學指標方面更具優勢。

在國內，污水的生物處理技術研究時間長、研究范圍廣，運行模式清晰。將其運用于灰水回用工藝主要的優點是，出水效果好，投資運行低，占地面積較小；其缺點是，工藝處理水源水量要求充足，處理工藝會造成惡臭、異味，在住宅小區會產生不良影響，引起公眾反感。

3.3 生態處理工藝

灰水的生態處理技術主要包括氧化塘、人工濕地等自然凈化系統，利用自然自身和人工填料對灰水進行就地處理。近些年來，生態處理技術中的濕地處理研究發展較快。郭小瑜等研究了城市居住區人工濕地景觀設計，就居住區濕地特征與居住區人工濕地景觀的設計發展現狀進行總結、分析，指出居住區人工濕地景觀應以模擬自然生態空間為出發點進行建設，并提出一般性居住區人工濕地景觀設計的一些基本原則和方法[12]。另外，許多學者做過關于不同入流方式人工濕地處理農村或者市政污水效果方面的研究，深入研究其植物凈化機理，土壤、填料作用，探討了濕地運行各類參數，建立人工濕地水質預測模型等[13，14]。

人工濕地的優點在于一旦施工完成運行穩定之后，管理方便，運行費用低，出水效果好，而且可以充當住宅小區的花園景觀。不過，作為自然處理系統，人工濕地需要一定的占地面積，處理效果慢，污水需要的停留時間較長，植物生長迅速，并且易滋生蚊蠅等飛蟲和其他生物，容易受到天氣及環境等因素的影響。endprint

4 工藝技術研究

4.1 工藝技術選取

膜處理技術是“21世紀的水處理技術”，將超濾膜技術應用于住宅灰水可以充分去除水中濁度及懸浮物質；住宅小區建設人工濕地可以選取宅住小區綠化及景觀用地。考慮到處理技術的現實意義和發展前景，本文選取超濾膜工藝和人工濕地兩種工藝技術作為研究對象。

4.2 工藝進水

工藝進水，就近取自東南大學文昌宿舍區的生活用水。淋浴污水取自東南大學校東公共浴室，盥洗污水取自住宅區宿舍盥洗污水，洗衣污水取自住宅區自動洗衣機出水。

4.3 工藝裝置

4.5 工藝對比及其可行性

根據實地取水，測試灰水水樣，可知灰水水中COD、NH3-N、TP含量較低，濁度較高，屬于住宅回用水優質水源。

實驗出水水質顯示，超濾裝置對灰水水中濁度去除效果顯著，平均去除效率可以達到97.1%，而濕地裝置對灰水中COD去除效果明顯，平均去除效率可達88.6%。兩種裝置對TP的去除效率都比較低，但由于灰水中TP含量已經很低，不影響裝置出水的回用。

超濾出水COD含量略高于《生活水雜用水質標準》規定的50mg/L，實驗將增加混凝工藝以期提高COD去除效率；濕地出水濁度略高于《生活水雜用水質標準》規定的5～10NTU，實驗將在原有工藝上增加二沉池，以期提高濕地的濁度去除率。

根據實際取水和實驗分析，超濾工藝和濕地工藝處理住宅小區灰水，用于生活雜用水，在工藝選取上是可行的。

5 結論

（1）我國住宅小區灰水回用還處在起步和發展階段。

（2）灰水處理工藝多樣，本文研究了PP棉+顆?；钚蕴?中空纖維超濾膜三級處理工藝及人工濕地處理工藝處理實際灰水，超濾膜處理工藝能高效去除灰水濁度，人工濕地處理工藝能有效處理灰水COD。兩種工藝處理實際灰水是可行的。

（3）超濾處理工藝出水COD值偏高，人工濕地出水濁度偏高，后期實驗將繼續改進兩種工藝，以期提高超濾對COD的去除和人工濕地對濁度的去除。

參考文獻：

[1] 中華人民共和國建設部. GB 50336-2002 建筑中水設計規范[S]. 北京： 中國計劃出版社， 2003.

[2]Ghunmi L.A.， Zeeman G.， Fayyad M.，et al. Grey water treatment systems： A review[J]. Crit. Rev. Environ. Sci. Technol，2011， 41 （7）， 657～698.

[3]李 巍，王尚文，劉禮祥，等.廣東住宅小區中水回用探析[J].供水技術，2009， 3（2）：40～43.

[4]連小鷹，何品晶，張期鑾， 等. 居民住宅區灰水回用的可行性分析[J]. 給水排水，2001， 27（111）：67～69.

[5]劉智曉，崔福義，秦姝蘭. 灰水分離回用的若干關鍵問題[J]. 給水排水，2007， 33（9）：119～123.

[6]陳 彬，劉文杰，馬金保，等. PAC/超濾組合工藝對長江南京段原水的處理效能[J].中國給水排水，2012， 28（23）：72～75.

[7]趙 欣，蔣 豐，李明堂，等.超濾/臭氧氧化工藝對再生水中AOC的去除效果[J].中國給水排水，2012， 28（23）：18～21.

[8]畢慧平，王佳力，陳守文，等.磺化聚芳醚砜/磺化聚酰亞胺復合質子交換膜的制備與性能研究[J].高分子學報，2010（8）：966～972.

[9]蘆 艷，于水利，孫先達，等.有機膜的無機改性及其性能研究[J].環境科學，2007，28（2）：372～376.

[10] 王榮昌，童 浩， 郅玉聲.MBR和BAF用于城市污水深度處理的工藝特性比較[J].水處理技術，2010， 36（4）：82～85.

[11]Jefferson B.， Laine A.L.， Stephenson T.， et al. Advanced biological unit processes for domestic water recycling[J]. Wat. Sci. Technol， 2001，43（10）：211-218.

[12]羅曉琴，代曉芳.居住區人工濕地景觀設計研究[J].綠色科技，2010（9）：59～61.

[13]劉春常，夏漢平，簡曙光，等.多層次多物種配置人工濕地處理生活污水研究[J].生態環境，2006， 15（2）：229～233.

[14]吳建強. 潛流、垂直流人工濕地污染物凈化效果及耐污染負荷沖擊能力研究[J].環境污染與防治，2012， 32（7）：39～43.

Reuse Status and Technology Research of Residential Grey Water

Yu Chunhua1， Liu Shoucheng1， Ni Shumei1， Yan Xiuqing2， Qin Qingdong2

（1. China MCC17 Group Co.， Ltd.， Ma'anshan 243000， China； 2. Southeast University， Nanjing 210096， China

）

Abstract： This article introduces the current situation of residential grey water treatment and reuse in China， and also discusses the advantages and disadvantages of grey water treatment. And then it determines COD， NH3-N， TN， TP and turbidity by collecting the college dormitory district and constructs the artificial wetland and ultrafiltration to treat the grey water. The results show that the concentrations of COD， NH3-N， TN， TP and turbidity are low， belong to high quality reuse water source； the ultrafiltration appliance has a high removal efficiency of turbidity with 2.0 NTU of the average turbidity of treated water and 97.1% of the removal efficiency， and can partly remove COD， TN， TP； the constructed wetland can effectively remove the pollutants in the grey water， and the average removal efficiency of COD is 88.6%. Therefore， it is feasible to use these two processes to treat residential grey water after technical comparison.

Key words： grey water； reuse； constructed wetland； ultrafiltrationendprint

4 工藝技術研究

4.1 工藝技術選取

膜處理技術是“21世紀的水處理技術”，將超濾膜技術應用于住宅灰水可以充分去除水中濁度及懸浮物質；住宅小區建設人工濕地可以選取宅住小區綠化及景觀用地。考慮到處理技術的現實意義和發展前景，本文選取超濾膜工藝和人工濕地兩種工藝技術作為研究對象。

4.2 工藝進水

工藝進水，就近取自東南大學文昌宿舍區的生活用水。淋浴污水取自東南大學校東公共浴室，盥洗污水取自住宅區宿舍盥洗污水，洗衣污水取自住宅區自動洗衣機出水。

4.3 工藝裝置

4.5 工藝對比及其可行性

根據實地取水，測試灰水水樣，可知灰水水中COD、NH3-N、TP含量較低，濁度較高，屬于住宅回用水優質水源。

實驗出水水質顯示，超濾裝置對灰水水中濁度去除效果顯著，平均去除效率可以達到97.1%，而濕地裝置對灰水中COD去除效果明顯，平均去除效率可達88.6%。兩種裝置對TP的去除效率都比較低，但由于灰水中TP含量已經很低，不影響裝置出水的回用。

超濾出水COD含量略高于《生活水雜用水質標準》規定的50mg/L，實驗將增加混凝工藝以期提高COD去除效率；濕地出水濁度略高于《生活水雜用水質標準》規定的5～10NTU，實驗將在原有工藝上增加二沉池，以期提高濕地的濁度去除率。

根據實際取水和實驗分析，超濾工藝和濕地工藝處理住宅小區灰水，用于生活雜用水，在工藝選取上是可行的。

5 結論

（1）我國住宅小區灰水回用還處在起步和發展階段。

（2）灰水處理工藝多樣，本文研究了PP棉+顆?；钚蕴?中空纖維超濾膜三級處理工藝及人工濕地處理工藝處理實際灰水，超濾膜處理工藝能高效去除灰水濁度，人工濕地處理工藝能有效處理灰水COD。兩種工藝處理實際灰水是可行的。

（3）超濾處理工藝出水COD值偏高，人工濕地出水濁度偏高，后期實驗將繼續改進兩種工藝，以期提高超濾對COD的去除和人工濕地對濁度的去除。

參考文獻：

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[3]李 巍，王尚文，劉禮祥，等.廣東住宅小區中水回用探析[J].供水技術，2009， 3（2）：40～43.

[4]連小鷹，何品晶，張期鑾， 等. 居民住宅區灰水回用的可行性分析[J]. 給水排水，2001， 27（111）：67～69.

[5]劉智曉，崔福義，秦姝蘭. 灰水分離回用的若干關鍵問題[J]. 給水排水，2007， 33（9）：119～123.

[6]陳 彬，劉文杰，馬金保，等. PAC/超濾組合工藝對長江南京段原水的處理效能[J].中國給水排水，2012， 28（23）：72～75.

[7]趙 欣，蔣 豐，李明堂，等.超濾/臭氧氧化工藝對再生水中AOC的去除效果[J].中國給水排水，2012， 28（23）：18～21.

[8]畢慧平，王佳力，陳守文，等.磺化聚芳醚砜/磺化聚酰亞胺復合質子交換膜的制備與性能研究[J].高分子學報，2010（8）：966～972.

[9]蘆 艷，于水利，孫先達，等.有機膜的無機改性及其性能研究[J].環境科學，2007，28（2）：372～376.

[10] 王榮昌，童 浩， 郅玉聲.MBR和BAF用于城市污水深度處理的工藝特性比較[J].水處理技術，2010， 36（4）：82～85.

[11]Jefferson B.， Laine A.L.， Stephenson T.， et al. Advanced biological unit processes for domestic water recycling[J]. Wat. Sci. Technol， 2001，43（10）：211-218.

[12]羅曉琴，代曉芳.居住區人工濕地景觀設計研究[J].綠色科技，2010（9）：59～61.

[13]劉春常，夏漢平，簡曙光，等.多層次多物種配置人工濕地處理生活污水研究[J].生態環境，2006， 15（2）：229～233.

[14]吳建強. 潛流、垂直流人工濕地污染物凈化效果及耐污染負荷沖擊能力研究[J].環境污染與防治，2012， 32（7）：39～43.

Reuse Status and Technology Research of Residential Grey Water

Yu Chunhua1， Liu Shoucheng1， Ni Shumei1， Yan Xiuqing2， Qin Qingdong2

（1. China MCC17 Group Co.， Ltd.， Ma'anshan 243000， China； 2. Southeast University， Nanjing 210096， China

）

Abstract： This article introduces the current situation of residential grey water treatment and reuse in China， and also discusses the advantages and disadvantages of grey water treatment. And then it determines COD， NH3-N， TN， TP and turbidity by collecting the college dormitory district and constructs the artificial wetland and ultrafiltration to treat the grey water. The results show that the concentrations of COD， NH3-N， TN， TP and turbidity are low， belong to high quality reuse water source； the ultrafiltration appliance has a high removal efficiency of turbidity with 2.0 NTU of the average turbidity of treated water and 97.1% of the removal efficiency， and can partly remove COD， TN， TP； the constructed wetland can effectively remove the pollutants in the grey water， and the average removal efficiency of COD is 88.6%. Therefore， it is feasible to use these two processes to treat residential grey water after technical comparison.

Key words： grey water； reuse； constructed wetland； ultrafiltrationendprint

4 工藝技術研究

4.1 工藝技術選取

膜處理技術是“21世紀的水處理技術”，將超濾膜技術應用于住宅灰水可以充分去除水中濁度及懸浮物質；住宅小區建設人工濕地可以選取宅住小區綠化及景觀用地?？紤]到處理技術的現實意義和發展前景，本文選取超濾膜工藝和人工濕地兩種工藝技術作為研究對象。

4.2 工藝進水

工藝進水，就近取自東南大學文昌宿舍區的生活用水。淋浴污水取自東南大學校東公共浴室，盥洗污水取自住宅區宿舍盥洗污水，洗衣污水取自住宅區自動洗衣機出水。

4.3 工藝裝置

4.5 工藝對比及其可行性

根據實地取水，測試灰水水樣，可知灰水水中COD、NH3-N、TP含量較低，濁度較高，屬于住宅回用水優質水源。

實驗出水水質顯示，超濾裝置對灰水水中濁度去除效果顯著，平均去除效率可以達到97.1%，而濕地裝置對灰水中COD去除效果明顯，平均去除效率可達88.6%。兩種裝置對TP的去除效率都比較低，但由于灰水中TP含量已經很低，不影響裝置出水的回用。

超濾出水COD含量略高于《生活水雜用水質標準》規定的50mg/L，實驗將增加混凝工藝以期提高COD去除效率；濕地出水濁度略高于《生活水雜用水質標準》規定的5～10NTU，實驗將在原有工藝上增加二沉池，以期提高濕地的濁度去除率。

根據實際取水和實驗分析，超濾工藝和濕地工藝處理住宅小區灰水，用于生活雜用水，在工藝選取上是可行的。

5 結論

（1）我國住宅小區灰水回用還處在起步和發展階段。

（2）灰水處理工藝多樣，本文研究了PP棉+顆?；钚蕴?中空纖維超濾膜三級處理工藝及人工濕地處理工藝處理實際灰水，超濾膜處理工藝能高效去除灰水濁度，人工濕地處理工藝能有效處理灰水COD。兩種工藝處理實際灰水是可行的。

（3）超濾處理工藝出水COD值偏高，人工濕地出水濁度偏高，后期實驗將繼續改進兩種工藝，以期提高超濾對COD的去除和人工濕地對濁度的去除。

參考文獻：

[1] 中華人民共和國建設部. GB 50336-2002 建筑中水設計規范[S]. 北京： 中國計劃出版社， 2003.

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[3]李 巍，王尚文，劉禮祥，等.廣東住宅小區中水回用探析[J].供水技術，2009， 3（2）：40～43.

[4]連小鷹，何品晶，張期鑾， 等. 居民住宅區灰水回用的可行性分析[J]. 給水排水，2001， 27（111）：67～69.

[5]劉智曉，崔福義，秦姝蘭. 灰水分離回用的若干關鍵問題[J]. 給水排水，2007， 33（9）：119～123.

[6]陳 彬，劉文杰，馬金保，等. PAC/超濾組合工藝對長江南京段原水的處理效能[J].中國給水排水，2012， 28（23）：72～75.

[7]趙 欣，蔣 豐，李明堂，等.超濾/臭氧氧化工藝對再生水中AOC的去除效果[J].中國給水排水，2012， 28（23）：18～21.

[8]畢慧平，王佳力，陳守文，等.磺化聚芳醚砜/磺化聚酰亞胺復合質子交換膜的制備與性能研究[J].高分子學報，2010（8）：966～972.

[9]蘆 艷，于水利，孫先達，等.有機膜的無機改性及其性能研究[J].環境科學，2007，28（2）：372～376.

[10] 王榮昌，童 浩， 郅玉聲.MBR和BAF用于城市污水深度處理的工藝特性比較[J].水處理技術，2010， 36（4）：82～85.

[11]Jefferson B.， Laine A.L.， Stephenson T.， et al. Advanced biological unit processes for domestic water recycling[J]. Wat. Sci. Technol， 2001，43（10）：211-218.

[12]羅曉琴，代曉芳.居住區人工濕地景觀設計研究[J].綠色科技，2010（9）：59～61.

[13]劉春常，夏漢平，簡曙光，等.多層次多物種配置人工濕地處理生活污水研究[J].生態環境，2006， 15（2）：229～233.

[14]吳建強. 潛流、垂直流人工濕地污染物凈化效果及耐污染負荷沖擊能力研究[J].環境污染與防治，2012， 32（7）：39～43.

Reuse Status and Technology Research of Residential Grey Water

Yu Chunhua1， Liu Shoucheng1， Ni Shumei1， Yan Xiuqing2， Qin Qingdong2

（1. China MCC17 Group Co.， Ltd.， Ma'anshan 243000， China； 2. Southeast University， Nanjing 210096， China

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Abstract： This article introduces the current situation of residential grey water treatment and reuse in China， and also discusses the advantages and disadvantages of grey water treatment. And then it determines COD， NH3-N， TN， TP and turbidity by collecting the college dormitory district and constructs the artificial wetland and ultrafiltration to treat the grey water. The results show that the concentrations of COD， NH3-N， TN， TP and turbidity are low， belong to high quality reuse water source； the ultrafiltration appliance has a high removal efficiency of turbidity with 2.0 NTU of the average turbidity of treated water and 97.1% of the removal efficiency， and can partly remove COD， TN， TP； the constructed wetland can effectively remove the pollutants in the grey water， and the average removal efficiency of COD is 88.6%. Therefore， it is feasible to use these two processes to treat residential grey water after technical comparison.

Key words： grey water； reuse； constructed wetland； ultrafiltrationendprint