中水回用技術發展現狀及存在問題探討

李勇 劉靜 王文鵬

摘要：指出了中水回用是解決水資澡短缺的重要手段，是污水資源化的有效方法?？偨Y了國內外中水回用發展的現狀，分析了中水回用處理技術和模式。在前人研究成果的基礎上，探討了當前中水回用存在的問題，以提高水資源重復利用率，實現水資源的持續利用。

關鍵詞：中水回用;技術;模式

中圖分類號：X703.1

文獻標識碼：A

文章編號：1674-9944（2018）2-0049-02

1 引言

隨著社會經濟的發展，水資源短缺的問題日益嚴重，因此，采取合適的技術來實現水資源的重復利用是實現可持續發展的必經之路。中水回用便是其中一種高效便捷的措施。它不僅可以減少污水排放量，降低污水對天然水體的污染程度，而且可以提高水資源重復利用率，具有明顯的經濟效益、環境效益和社會效益。筆者通過查閱中水回用的相關文獻資料，分析了中水回用現狀，總結了現有的技術及模式，探討了當前存在的問題，旨在為中水回用的研究提供參考，促進中水回用技術的進一步應用與發展。

2 中水回用現狀

在發達國家，中水回用已作為一項較為成熟的技術得到了廣泛應用。美國作為世界上中水回用技術應用最早的國家之一，已有8個地區開設了專門的中水回用工廠，大大提高了水資源的利用率[1]。日本也是中水回用實施較早的國家之一，由于其國土面積狹小、四面環海、淡水資源短缺，故20世紀60年代就開始實行中水回用技術，到70年代已小有規模。日本政府大力支持中水回用工作，制定了一系列獎勵措施來推進中水回用的發展[2]。此外，在以色列、新加坡、俄羅斯、印度、澳洲及西歐、西亞、南非的一些國家，中水回用技術也得到了大力的推廣，以緩解水資源短缺的問題。

自20世紀80年代開始，中水回用技術在中國得以逐步發展。1985年北京環境保護科學研究所建成了中國首項中水回用工程[3]，隨后，青島、天津、西安等其他水資源緊缺的地區也相繼進行了中水回用在工業和民用方面的實驗研究，建成了一系列的中水回用設施。但相對而言，中水回用在國內尚未形成有效的管理和推廣應用機制。為推動再生水的利用，國家“十三五”規劃目標為：由“污水處理”向“再生利用”轉變，到2020年，實現再生水利用率進一步提高，京津冀地區不低于30%，缺水城市不低于20%，其他城市和縣城力爭達到15%?？傮w而言，中水回用技術在國內起步較晚，污水再生和回用水平整體不高，但由于污水產生量大，國家相關部門重視程度較高，故有著巨大的發展空間。

3 典型中水回用技術分析

3.1 活性炭吸附技術

活性炭以其極大的比表面積而對微量污染物有良好的吸附作用。污水在重力作用下通過一定厚度的活性炭介質，去除水中臭味、重金屬、溶解性有機物、放射性元素及消毒副產物等。但該技術對進水水質要求較高，且活性炭在吸附一段時間后達到飽和，需進行清洗后才可重復利用。因此，該技術一般只作為微污染污水的預處理工藝或污水二級處理后的深度處理工藝使用[4]。

3.2 物理化學技術

物理化學技術是當前最熱門的中水回用技術之一。與傳統工藝相比，該技術具有流程較短，設備簡單，可間歇運行，無需污泥處理，管理維護方便，出水水質較高等優勢;但也有對進水水質要求較高，運行成本偏高等缺點。

3.3 生物處理技術

在實際中水回用過程中，常規生物處理技術的應用并不多，因為其出水水質不易達到回用標準，所以現在多采用生物處理法與其他技術聯用的方式，主要包括好氧生物法、厭氧生物法及氧化溝、氧化塘等工藝。改良后的生物處理技術適用于有機物相對含量較高的雜排水和集約化程度較高的中水回用工程，具有耐受擊負荷、出水水質高、運行成本小、運行較為穩定、剩余污泥量少、操作維護簡單等優點。但因微生物生長對pH值、溫度等的要求較高，應用該工藝時需注意將進水控制在微生物群落能夠接受的環境條件下。

3.4 膜分離技術

常見的膜分離技術有納濾、超濾、微濾、反滲透和電滲析等[5]。該技術具有設備簡單、能耗較低、無需添加任何藥劑、SS去除效率高、無二次污染等優勢，被視為21世紀最具應用前景的水處理技術之一。且相較于傳統分離工藝，該技術能夠在常溫下操作且無相變，出水水質高且穩定。但其缺點在于膜的生產技術要求較高，膜易被污染，不易清理，故工藝建設使用成本較高。因此，為推進膜分離技術的廣泛應用，在未來的研究中應致力于解決膜生產及膜污染問題。

3.5 膜生物反應器

膜生物反應器（MBR）是將膜處理單元與生物處理單元相結合的新型膜處理工藝，它不僅可以利用膜自身的選擇透過性將大分子物質過濾，而且可以利用依附在膜上的菌群使水中的小分子物質得以分解。MBR處理工藝兼具膜分離技術和生物處理技術的優點，集膜分離、生物反應、好氧過程、曝氣于一體，具有體積緊湊、結構合理、節省占地面積、運行管理簡便、出水水質較高、受水力負荷變動影響小、可實現自動化控制等優勢。因此，該工藝在景區、公園、小區及工業園區的中水回用項目中得到了廣泛地應用。

3.6 人工濕地處理法

相較于傳統方法，人工濕地處理法具有工作效率高、運行管理方便、技術要求低、投資成本小、可行性高等優點。且因人工濕地本身存在一定的景觀價值和社會價值[6]，故采用人工濕地處理法進行中水回用不僅可以有效地提高水資源的利用效率，改善水環境，而且極其符合國家生態文明建設的要求和現代社會的發展需求。

但根據近年來國家開展中水回用的具體工作情況來看，人工濕地處理法也具有一定的局限性，如濕地占地面積較大、池底滲漏可能造成地下水污染、出水水質受多種因素影響等。另外，受氣候條件和地域條件限制，植被生長存在一定的問題，不能保證中水回用能夠長期穩定進行。

4 典型區域中水回用模式

中水回用模式的正確選擇不僅有利于提高污水回用率，而且具有明顯的經濟效益。下面以部分區域中水回用工程為例介紹幾種中水回用模式。

4.1 集中居住區一以高校為例

高校人口集中，污水排放量大且水質較高，是首選的中水原水;且高校建筑布局分區明顯，排水自然形成水質分流，可實現分類回收處理。因此研究高校小區的中水回用模式對節約水資源、提高污水重復利用率具有重大意義。

高校小區污水水源單一、水質較高，可回用于需非飲用水的各個區域。且因學校結構規劃較為合理，污水管網相對完善，一般無需另建新的管道進行中水輸送，節省了建設成本和收集管網費用。高校小區中水回用一般采用的方法除膜生物反應器處理系統外，還有周期循環式活性污泥法、人工濕地處理工藝等。具體處理時需結合具體情況，因地制宜，綜合考慮。

4.2 農村地區

一些近郊的農村地區種植業、畜牧業發達，需水量大，可采用“灌溉回用”模式，將生活污水等經深度處理后輸送到農田進行滴灌和噴灌。由于土壤和植物具有凈化和過濾功能，再生水灌溉不僅可以有效減少重金屬和生化需氧量等污染物的排放，防止水體二次污染;而且可以提高土壤肥力，促進植株生長，一舉多得。

但是，污水中的重金屬可能會破壞土壤和微生物的活性，且在進入食物鏈后，會形成對人體健康有害的累積毒藥。此外，氮磷等營養元素及致病細菌等也是需被監控的關鍵因子。因此，再生水灌溉應選取合適的水源，制定合理的監測調控手段，防止其對農田及附近水體的二次污染，避免污染物積累對人體造成毒害。

5 存在問題

5.1 公民意識薄弱

由于知識宣傳和政策推廣力度不夠，公眾對中水供應的質量和可靠性存在質疑，缺乏自覺使用中水的積極性。

5.2 投入資金不足

中國中水回用資金多為國家、政府補貼，很少有私營企業投資。

5.3 城市建設結構不合理

中國城市的建設很少考慮到中水分配問題。公用事業走廊留下的空間不足以容納再生水分配管網，且改裝費用昂貴，不利于中水回用工程的實施。

5.4 政策法規缺乏一致性

政府未對再生水的水質標準和價格、處理和生產能力、輸水和配送方式作出統一規定，也未對用于監測和管理中水應用的現場操作手冊等提出詳盡要求。

6 結論

本文總結了國內外中水利用發展現狀，通過對當前中水回用技術及模式的探討發現，中國的污水處理技術和回用模式已經相對成熟，但中水回用的規模和范圍并不理想。因此，在進一步增強回用技術研發的基礎上，大力推行中水回用政策，完善相應的標準和體系，可早日實現中水回用技術的廣泛應用。

參考文獻：

[1]楊承鴻.中水回用技術及其存在問題探討[J].山西建筑，2010，36（23）：203～204.

[2]邱頡.中水回用現狀及發展前景淺析[J].山東工業技術，2015（3）：80.

[3]繆丹，陳吉.我國城市中水回用現狀及發展趨勢[J].企業技術開發旬刊，2015， 34（12）：91～93.

[4]李臘梅，談中水回用技術[J].山西建筑，2013，39（9）：118—120.

[5]石岐林.中水回用技術淺析[J].新材料新裝飾，2014（4）.

[6]韋瑋，陸夏銘，楊青，高校校園實施中水回用的可行性探析[J].大眾科技，2015（3）：62～63.