建筑小區中水回用技術組合的選擇與應用

彭 麗， 胡林龍，吳 燕

(四川建筑職業技術學院， 四川 德陽 618000)

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建筑小區中水回用技術組合的選擇與應用

彭 麗， 胡林龍，吳 燕

(四川建筑職業技術學院， 四川 德陽 618000)

摘要：指出了建筑與小區中水處理工藝的核心工藝主要有膜生物反應器、接觸氧化和生物濾池，其中接觸氧化具有占地小、運行管理簡單、運行成本低等優點，適合作為建筑小區中水處理的核心工藝。在次氯酸鈉、臭氧和紫外光輻照3種消毒技術中，臭氧易于實現自動控制，占地面積小，即開即用，是優異的建筑小區中水消毒技術。在工程中，大部分中水處理系統采用了接觸氧化，原水來自小區生活污水，回用水質標準也多采用城市污水再生利用城市雜用水水質標準。中水處理系統的運行、管理、維護和商業模式還并不完善，民間資本和市場化機制具有進入的可能性和條件。

關鍵詞：建筑與小區，中水，回用技術，應用

1建筑小區中水

中水是一種介于污水和自來水之間，能夠在一定領域內使用的非飲用水，城市中的中水經常用作綠化用水、道路清掃以及建筑沖廁，也被越來越多的大中城市當作城市第二水源。中水的主要水源包括：城市污水、冷卻排水、盥洗排水、廚房排水、廁所排水等。

中水處理回用[1]是一種污水的分散處理方法，對于集中式污水處理設施及管道無法實施或成本高昂時，分散處理是保護水環境、節約水資源的一種選擇，比如景區、鄉村、小鎮等。建筑小區是設置污水處理裝置的最小單位，有穩定的污水來源，也是具有大量非飲用水，如綠化、道路沖洗、水景等用水需求。隨著國家和地方對水資源和水環境的保護，相比于城市污水集中管網和集中處理，小區就地處理回用污水具有更大的經濟效益和社會效益，也得到許多城市的政策支持，如大連市就規定2014年后市內新建住宅小區必須建設中水設施[2]。

與城市污水集中處理相比，建筑小區中水回用技術需要具備3個條件，一是技術效果的穩定性，變化的進水水質和既定回用途徑要求回用技術需要穩定的出水水質；二是設備和技術的可操作簡易性，通常由物業部門維護運行回用設施設備，過于復雜的系統和技術組合不利于設施的正常運行，能夠實現自動化、無人化處理回用是一個方向；三是設備和運行的經濟性，小區中水回用的經濟性應優于直接利用自來水，以保證業主和物業管理公司的經濟利益。

2技術組合的選擇

2.1核心技術

水處理核心技術直接決定了出水的水質及其穩定性、經濟性。分散式水處理技術中，膜生物反應器、生物濾池、接觸氧化是常用的核心技術[3]。

膜生物反應器是膜分離技術與生物處理技術有機結合的廢水處理系統，以膜組件取代傳統生物處理技術末端二沉池，在生物反應器中保持高活性污泥濃度，提高生物處理有機負荷，從而減少污水處理設施占地面積，并通過保持低污泥負荷減少剩余污泥量。膜生物反應器占地面積小、出水水質好、無須設置二沉池，且運行、維護簡單。其中的平板膜MBR 工藝[3]又因其污泥濃度高達 15000～20000 mg/L、占地面積更小、并可實現在線清洗、污泥產生量更少等特點比中空MBR 工藝更受青睞。但是膜易污染的特點[6]使膜生物反應器的使用受到一定限制，大量曝氣和頻繁地清洗并使其運行成本較高。大部分應用于城市污水處理的處理能力范圍為小于387.5 m3/d，曝氣分別占分體式和一體式MBR總能耗的20 %～50 % 和80 %～100 %[7]。

生物濾池是由碎石或塑料制品填料構成的生物處理構筑物，以土壤自凈原理為依據，使污水與填料表面上生長的微生物膜間隙接觸，使污水得到凈化的人工生物處理技術[8]。生物濾池的處理效果好，不產生二次污染，且微生物能夠依靠填料中的有機質生長，無須另外投加營養劑，生物濾池緩沖容量大，能自動調節濃度高峰使微生物始終正常工作，耐沖擊負荷的能力強。可以采用全自動控制，非常穩定，可以實現無人操作。生物濾池的池體采用組裝式，便于運輸和安裝；同時能耗非常低，在增加處理容量時只需添加組件，易于實施，也便于氣源分散條件下的分別處理。但是生物濾池的污水流動速度較慢，水處理量較小，設備占地較大，是它的一個明顯缺陷。另外，生物濾池由于很難創造好氧厭氧交替的環境，除磷效果較差[9]。

接觸氧化法是一種介于活性污泥法與生物濾池之間的生物膜法工藝，其特點是在池內設置填料(分散式或懸掛式)，池底曝氣對污水進行充氧，并使池體內污水處于流動狀態，以保證污水與填料充分接觸.生物接觸氧化法能去除生活污水中的污染物，首先填料和生物膜對有機物具有吸附阻留作用，然后在微生物作用下對有機物進行好氧分解。生物接觸氧化法具有剩余污泥量少、耐沖擊負荷強、運行管理簡便等優點[4]。研究表明[5]：生物接觸氧化法處理生活污水，在處理效果、動力消耗、經濟效益和維護管理方面都明顯優于活性污泥法，在處理有機廢水和小區生活污水方面都取得了令人滿意的效果。

以上3種核心技術各有優缺點，在建筑與小區中水處理工程實踐中也都有應用?？筛鶕^中水規模、可用地塊的大小、物業管理的專業性等因素進行選擇。

2.2消毒技術

消毒步驟是污水處理的必要步驟，在小區中水處理利用過程中，消毒也是重要的后處理步驟。消毒方式通常由化學藥劑(固體、液體、氣體)、紫外線等，污水再生過程廣泛使用的主要有次氯酸鈉、紫外、臭氧3種消毒技術。不同的工藝適用的消毒技術有所不同。砂濾出水的消毒宜選用臭氧與次氯酸鈉組合消毒工藝，且可以大大降低了出水使用的生態安全風險。MBR出水的消毒采用次氯酸鈉、紫外、臭氧單獨消毒對微生物都有很好的去除效果[10]。

消毒技術或消毒劑的選用除了效果，也要考慮到建筑與小區的特殊性。次氯酸鈉是一種強堿，形態可以是液體或固體粉末，其使用和保存要避免光照和熱源，在使用過程中，也要避開人群。該消毒劑使用廣泛，消毒能力較強，在建筑小區中使用較多。紫外燈具有良好的殺菌消毒效果，而且通過設備設計和遮擋，可以最小化對環境和人的影響，但需要有較大的消毒區域，滿足其透射深度和輻照時間的要求。臭氧消毒具有良好的操作性[11]，易于實現自動控制，占地面積小、反應速度快，是優異的建筑小區中水消毒技術。

3小區中水回用技術的應用

建筑小區的中水回用已經在各地有了大量的工程應用，并取得了較好的效果。小區中水回用技術的工程應用情況見表1，包括核心技術和消毒技術、運行成本、出水水質標準、水量等。

由表1可以看出，接觸氧化和MBR技術是工程上主要應用的核心技術，而消毒技術則以臭氧消毒為主。兩級串聯的接觸氧化增強了系統的抗沖擊負荷能力，保證了出水水質。據報道[20],2000年北京市對在一年間建設的項中水工程進行調查和評估發現,有項工程采用了生物接觸氧化法,占比例達85 %。

小區中水的水源多是小區的生活污水，經化糞池處理后的出水作為中水原水，而洗浴、盥洗、洗衣、雨水等污染較輕的廢水，在收集系統許可的條件下也是一種很好的中水原水。而中水的用途大多為景觀、綠化用水或沖廁等生活雜用，回用水質標準也多采用城市污水再生利用城市雜用水水質標準( GB/T 18920-2002)，也會根據需要采用農業灌溉生產用水等相關標準。

現在，中水處理系統的運行、管理、維護和商業模式還并不完善。很多中水系統跟建筑小區一起進行設計、施工，但系統的運行主體為物業公司、開發商或政府部門，涉及的成本、收益和產權并不清晰，由此可導致運行管理問題。民間資本可以通過獨立供給和BOT、TOT等方式進一步利用市場機制進行優化，確保設施的市場化運行，減輕政府部門的經濟壓力[21]。

表1　小區中水回用技術的工程應用情況

4結論

建筑小區中水處理工藝的核心工藝主要有膜生物反應器、接觸氧化和生物濾池。膜生物反應器的出水水質好、占地小、操作方便，但膜容易被污染，運行成本較高；接觸氧化具有占地小、運行管理簡單、運行成本低等優點，適合作為建筑小區中水處理的核心工藝。臭氧消毒易于實現自動控制，占地面積小，即開即用，是優異的建筑小區中水消毒技術。

建筑小區的中水回用已經在各地有了大量的工程應用，并取得了較好的效果。在工程中，大部分采用了接觸氧化，原水來自小區生活污水，回用水質標準也多采用城市污水再生利用城市雜用水水質標準。中水處理系統的運行、管理、維護和商業模式還并不完善，民間資本和市場化機制具有進入的可能性和條件。

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收稿日期：2016-05-05

作者簡介：彭麗(1984-)，女，博士，主要從事污水、污泥處理技術及工業應用相關的科研工作。

中圖分類號：X703

文獻標識碼：A

文章編號：1674-9944(2016)12-0117-02