小區中水回用系統優化研究

李 雷

(大同市二院建筑設計研究有限責任公司,山西 大同 037006)

1 概述

水是人類賴以生存的基礎，同時也是人類社會發展過程中無法被替代的一種資源。在社會經濟不斷發展的過程中，我們對于水資源會產生更大的依賴。由于地球上的水資源數量有限，而隨著人口不斷增長以及經濟的持續發展，人們對于水資源需求數量逐漸增多。在社會工業化發展過程中，水資源也受到了嚴重的污染，導致水資源短缺問題日益嚴重，一些地區甚至出現了非常嚴重的水資源危機問題。對于社會和諧、可持續發展極為不利。

中水回用能夠進一步改善水資源利用效率，可以達到節約水資源的目標，能夠在一定程度上解決水資源短缺的問題。從學者李向陽的研究結果來看，依照居民區所述的類別差異加以分析與歸類，設計合理的中水回用系統，能夠得到非常顯著的節水效果，其中針對事業單位所設計的中水回用系統，能夠節約40%左右的水資源。而針對居民小區所設計的中水回用系統，能夠節約30%左右的水資源?？梢姡ㄟ^設置中水回用系統，能夠達到有效節約水資源的目標。

另外，小區中的中水回用系統，能夠更加充分的利用建筑排水以及小區生活污水等，確保中水回用系統水源的穩定性，不僅能夠有效的節省中水回用系統基建投資，同時還能顯著的減少供水成本。在小區之中建設中水回用系統，能夠有效減少小區污水對水環境帶來的污染，確保水系統循環更加健康，具有顯著的經濟效益以及環境效益。

2 中水回用處理工藝分析

在中水回用系統設計過程中，中水回用處理工藝的選用是否恰當，將會直接的影響到中水回用系統處理效果以及系統運行狀況。在選擇中水回用處理工藝的過程中，應當按照不同原水數量、水質情況等，明確中水處理的使用對象，在此基礎上依照不同處理工藝自身特點，選用適宜的中水處理工藝。

2.1 以生物接觸為主的中水處理工藝

生物接觸氧化處理方法在20世紀70年代初期開始在日本使用，并逐步得以推廣。針對優質雜排水進行處理的過程中，此方法的應用非常廣泛，同時國內生物接觸氧化處理方法的應用也是最廣泛的。例如，我國新世紀飯店以及北方交大所設計的中水回用系統之中，均是采用生物接觸氧化處理工藝對中水進行處理。因為生物接觸氧化處理方法屬于活性污泥處理方法以及生物濾池綜合應用的一種方法，因此，其擁有更大的處理優勢。生物接觸氧化方法擁有不同的中水處理功能，不僅可以對中水中包含的有機物質加以有效去除，同時也能夠用在一些中水深度處理系統之中，可以有效的去除中水中氮、磷等物質。不過，采用生物接觸氧化處理方法時，氧化池容易發生曝氣問題，加上布水有時不均勻，極易導致一些死角出現，較難清理，填料的過程中易發生堵塞問題。

2.2 以物化—膜分離為主的中水處理工藝

當應用膜分離技術進行中水處理過程中，需要設置預處理流程，這樣能夠確保中水回用系統的進水水質達到要求。另外，也需要制定便于實際操作的具體技術方案，從而確保膜組件在清理的過程中更加便捷。目前，我國膜技術得到了快速發展，在膜分離技術的應用中，以膜生物反應器為主的中水回用系統逐漸得到推廣應用，相應的處理設備也得以革新與發展，未來的應用前景非常廣闊。

除了以上中水處理工藝之外，還有非常多的中水處理工藝，例如CASS處理工藝、曝氣生物濾池處理工藝等等，這些中水處理工藝在中水回用系統之中同樣得以應用，同時也收到了較為良好的效果。未來中水回用系統也必定向著多元化方向發展，各種新技術以及新材料的應用，也不斷的改善中水回用系統處理效果。所以，就現實的應用情況來看，進行中水處理系統設計過程中，應當制定不同的方案，通過全面的技術經濟比對，選擇出最優方案。

3 小區中水回用系統優化方案

3.1 基本參數

此次設計中水回收系統以建筑小區作為實例，小區中一共包含有約300戶居民，總人口數量約為1 000人，小區的建筑面積為26 000 m2，其中綠化面積為6 500 m2。小區中建筑排水數量依據最高給水數量的90%進行計算，將小區中的生活污水當成是水源，該小區單日最多能夠獲得原水數量約為QY=120 m3/d。設計的中水回用系統全天候不停運轉，系統日處理原水數量約為134 m3/d。中水回用系統之中調節池以及中水池的有效容積分別是53 m3,33 m3。此次設計中水回用系統的回用水用于小區綠化灌溉以及沖廁用水等。

3.2 中水回用系統工藝方案對比分析

1)方案1。采用生物接觸氧化處理工藝，具體流程如圖1所示。

該中水處理工藝為傳統的處理工藝，其應用范圍相對廣泛，而且技術較為成熟。在該系統的運行環節，會產生大量污泥，這些污染物應當進行脫水處理以及干燥處理，然后將處理后的污染物送至垃圾場進行填埋。

2)方案2。采用膜生物反應器處理工藝，具體流程如圖2所示。

該中水處理工藝為全新的處理工藝，在該系統之中更加有利于進行中水處理的控制工作，而且系統的維護工作相對簡單，處理得到的水質相對優良。不過，由于該中水回用系統之中會使用膜材料，因此將會導致系統的投資成本有所增加。

3.3 不同方案技術經濟對比

1)不同方案投資估算。

依照《給排水概預算與經濟評價手冊》，同時參考以往建設完成的工程具體統計數據，對上述兩種方案的投資估算加以分析。

方案1的投資估算情況如表1所示。

表1 方案1投資估算表

方案2的投資估算情況如表2所示。

表2 方案2投資估算表

2)不同方案運行成本估算。

在所設計的中水回用系統之中，運行成本包含有電力成本、藥劑成本、設備維修成本、設備折舊成本以及人工成本等等。其中設備的維修成本依照設備總價的5%進行計算，設備的折舊成本依照15年進行計算，管道網絡以及基礎建設設施的折舊年限依照30年進行計算。

方案1的運行成本如表3所示。

表3 方案1運行成本

方案2的運行成本如表4所示。

表4 方案2運行成本

3.4 結果分析

為了便于分析，將上述各個計算數據整理到表5之中。

表5 不同方案的技術經濟對比數據

從上述分析結果能夠看出，相對于方案2來說，方案1更加的合理。方案1中總的投資費用要較方案2少，而且方案1所設計的中水回用系統的運行成本也較方案2低。正是由于接觸氧化處理方法所需的成本相對較低，才使得該處理方式得以廣泛的應用。

另外，有中水回用系統處理之后的水主要是用于小區綠化灌溉以及沖廁使用，因此，即使采用方案1處理之后的原水水質一般，同樣能夠達到使用要求。

未來膜技術定會不斷革新與發展，而生物接觸氧化處理工藝所擁有的成本優勢也會隨之減小。同時，采用膜生物反應器進行原水的處理，能夠確保處理之后水體的水質更加優良，可以更好的滿足用戶需求。在膜技術發展的過程中，處理設備的成本也定會逐漸減少，這樣便能夠確保系統建設資金有效減少，而且系統運行成本也會隨之降低，到那時，膜生物反應處理系統將會擁有更大的優勢。

4 結語

在小區中水回用系統的建設過程中，依照不同的原水數量、水質情況以及用水對象，所采用的處理工藝也存在差異。在設計中水回用系統的過程中，應當首先考慮中水回用系統總投資成本以及系統運行成本，然后再結合不同的用水對象，考慮處理后水體的水質情況，經過不同方案對比分析，選擇經濟合理的中水回用系統設計方案。