灰水回用的可行性分析

尹 波，潘 晨，茅晨昊

(上海海事大學 海洋科學與工程學院，上海 201306)

隨著經濟的發展和人口的增長，工業、農業、家庭及其他用途的用水也相應的增加；同時由于環境污染的不斷加劇，全球實際可用水資源變得越來越稀缺，這兩個原因導致了逐漸普遍的全球性用水缺乏。在這種情況下，廢水回用顯得格外必要，而在所有廢水中，家庭產生的廢水占絕大部分。以節水方面做的較好的澳大利亞為例，如圖1，該國的家庭用水占總用水量的62%，所占比例遠遠高于其他用途的用水。在家庭廢水,中，灰水回用顯示出巨大的潛力。

圖1 澳大利亞城市水消費結構

1 灰水的特點

1.1 灰水的來源

灰水這一說法在國內使用的比較少，在國外也沒有較為統一的定義，一般而言，廢水是指除去沖廁用水以外的家庭其他用水，這包括：淋浴、洗手、源自WSAA(Water Services Association of Australia)洗衣和廚房廢水。

相對其他廢水，灰水回用具有不可比擬的優勢，在水量方面，灰水大約占家庭廢水總量的75%[1]，由于生活習慣以及家庭具體情況的不同，其所占比例會有一定的差異，例如：英國所占比例較少，約為65%(圖2)，而澳大利亞則達到80%(圖3)。由于灰水水量大，且水量穩定，因此可以作為可靠的供水水源。

圖2 英國家庭用水消費結構(源自Anglian water-survey of domestic consumpation(SODCON))

圖3 澳大利亞家庭用水消費結構(源自WSAA (Water Services Association of Australia))

1.2 灰水水質

在水質方面，相比較于尿液和糞便，灰水所含的營養物質極少，如表1所示，其中含N不超過家庭廢水的3%，含P不超過10%。灰水的COD還是比較低的，一般不超過30mg/L，但由于水量大，故總量還是比較大，約占41%，僅次于糞便，是灰水中主要的污染物。總的說來，由于灰水的污染成分較少，且污染程度低，故處理工藝簡單，如果不算上污水收集系統，其處理成本是比較低廉的[2]。

表1 家庭不同廢物所含營養物質結構

注：源自TUHH(Technical University of Hamburg-Harbug)。

2 灰水回用處理工藝

圖4 灰水處理系統概念圖

灰水回用的處理工藝取決于回用目的和污水本身的污染情況，例如：灰水可不經處理直接回用于澆灌，但對于一些污染負荷大，回用水質要求較高的情況，可能需要采用包括生物處理，膜處理以及消毒等一系列的復雜工藝流程。用于灰水處理的工藝主要有過濾，生物處理，膜處理以及消毒處理等，這些工藝或者單獨應用，或者和其他工藝聯合使用。圖4為一個目前較為主流的灰水回用處理系統工藝流程，處理水回用于高程建筑沖廁，該系統已經有效運行了10多年[3]。工藝流程大致如下：不同來源的灰水匯集入沉淀池進行沉淀，出水進入生物反應器內進行生物處理，生物反應器的出水經UV消毒后，蓄存于地下水池中，用時由地下泵提升，經專門管網回用。對于進水水質較好的灰水，亦可用備選方案進行處理，即灰水經沉淀，砂濾，UV消毒后回用。

3 灰水回用的風險

由于對灰水回用的水質要求不是太高，相應的處理工藝亦較為簡單，回用灰水中必然存在一些未被處理掉的污染物，故灰水回用存在一定的風險(圖5)。這種風險的大小主要取決于兩點：灰水中污染物的成分和回用的用途[4]。大體上，灰水來源決定灰水中污染物成分，當然，家中若有小孩，行動不便者以及寵物，亦會影響灰水中的污染物成分。在回用時，處理水和人不接觸或接觸較少的時候，污染的風險要小，而當回用的灰水和人有直接接觸時，污染的風險將大大增加。另外，人和回用灰水的間接接觸亦會增加回用風險。

圖5 灰水回用的風險示意圖

4 公眾的接受程度

對于灰水回用，公眾總會存在或多或少的抵觸心理。產生這種心理的一個重要原因是，公眾經常直接接觸到這些灰水，并這些污濁的灰水會造成視覺，味覺和觸覺上的刺激，從而造成對回用污水的抵觸。但是，隨著公眾素養的提高，環境保護意識的提高，加上良好的宣傳，大多數是能接受灰水回用。來自澳大利亞CSIRO的調查表明：在受調查的人群中，大多數都能接受灰水回用。而在其他的發展中國家，公眾對灰水回用的接受程度相對較低，相信在未來的發展中會逐漸提高。

5 結語

面對越來越嚴峻的水資源問題，灰水回用能有效改善這一尷尬局面，提高水資源的利用率，一定程度上緩解城市污水處理的壓力。同時隨著供水價格的不斷提高，灰水回用的市場前景也是無限美好，然而在世界范圍內灰水回用的應用和推廣還有待提升。在未來的發展中，應試圖從思想上讓公眾更加接受灰水回用，從技術上讓灰水的處理效果更經濟高效！

參考文獻

[1]Eva E,Karina A,Mogens H,et al.Characteristics of grey wastewater[J].Urban Water,2002,4: 85-104.

[2]Diana C B,Robert E E,Scott M.An investigation into greywater reuse for urban residential properties[J].Desalination,1996,106:391-397.

[3]Erwin N.Greywater reuse systems for toilet flushing in multi-storey buildings: over ten years experience in Berlin[J].Urban Water 1 1999,1: 275-284.

[4]王少勇,陳洪斌.灰水處理與回用進展[J]. 中國沼氣,2007(6):5-9.