□劉 藝

中水回用系統(tǒng)建設(shè)應(yīng)用的經(jīng)濟可行性研究

□劉 藝

以山東農(nóng)業(yè)大學(xué) （北校區(qū)）為例,通過分析其給排水現(xiàn)狀,提出了中水系統(tǒng)工程建設(shè)思路,并對中水處理系統(tǒng)工程的造價進行了詳細分析,論證整個改造工程的經(jīng)濟效益。認為在高校校園內(nèi)建設(shè)中水回用系統(tǒng),不僅具有社會效益,還有一定的經(jīng)濟效益。

中水回用系統(tǒng);可行性研究;高校;經(jīng)濟

中水是指民用建筑或居住小區(qū)用后排放的各種生活污水、冷卻水,經(jīng)適當(dāng)處理后作為雜用水再回用于民用建筑或居住小區(qū),其水質(zhì)指標(biāo)達到國家規(guī)定的雜用水標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)低于城市給水中的飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn),高于污水允許排放標(biāo)準(zhǔn),介于“上水”與“下水”之間,是可以在一定范圍內(nèi)重復(fù)使用的非飲用水。中水回用技術(shù)是污水資源化的重要措施之一,它將污水處理、凈化作為城市低水質(zhì)用水的第二水源,具有開源節(jié)流與環(huán)境保護的綜合效益。

一、校園建設(shè)中開展中水回用的有利條件

1.高校為中水技術(shù)推廣的重點

按照“泰安市城市節(jié)約用水管理辦法 （政府令【第 127號】）”規(guī)定：具備使用中水條件的,須通過工藝或設(shè)施的改造使用中水。建筑面積 2萬平方米以上的賓館、飯店、商店、公寓、綜合性服務(wù)樓及高層住宅,3萬平方米以上的機關(guān)、科研單位、大專院校和大型綜合性文體設(shè)施,建筑總面積 10萬平方米以上、或日用水量 200立方米以上、或規(guī)劃人口在 3000人以上的住宅小區(qū),應(yīng)配套建設(shè)中水設(shè)施。已建成的中水設(shè)施和其他節(jié)水設(shè)施應(yīng)保持正常運轉(zhuǎn),安全使用。因檢修等原因需停止使用的,應(yīng)提前說明理由。從全國各高校的統(tǒng)計數(shù)據(jù)來看,高校學(xué)生的人均用水量最少為 300-400升 /（人 /天）,最多則為 700-800升 （人 /天）,是居民人均生活用水量的 1-2倍。因此在校園建設(shè)中配建中水設(shè)施,較居住小區(qū)和其它一些公共建筑具有更大的意義：一方面在學(xué)生中樹立節(jié)約用水的意識,另一方面就是能夠更廣泛地推廣中水回用技術(shù)。

2.校區(qū)內(nèi)的雜排水水質(zhì)較優(yōu)

在學(xué)校中,學(xué)生宿舍是主要的用水建筑,其用水量約占學(xué)?？傆盟康?70%-80%。表 1是山東農(nóng)業(yè)大學(xué) （北校區(qū)）主要單位用水情況[1],根據(jù)各種排水水質(zhì)的測試資料：淋浴排水、盥洗排水、洗衣排水比廚房排水和廁所排水污染濃度低,其 BOD5≤100mg/L,COD≤150mg/L,為優(yōu)質(zhì)雜排水,應(yīng)作為首選的中水原水,在經(jīng)過較為簡單的污水處理工藝后,就可作為雜用水使用。雜用水的主要用途是沖洗廁所,另外還可用于消防用水和噴灑道路、花草等。

表 1 山東農(nóng)業(yè)大學(xué) （北校區(qū)）主要單位用水情況

學(xué)校類建筑如教學(xué)樓、學(xué)生宿舍、實驗樓等,其衛(wèi)生間的排水立管自然形成了水質(zhì)分流,因此只要在校區(qū)建設(shè)中事先把排放洗浴、洗滌廢水的立管集中起來,形成分流管系,就可獲得優(yōu)質(zhì)的雜排水。

二、山東農(nóng)業(yè)大學(xué) （北校區(qū)）中水處理工藝的參考方案—膜生物反應(yīng)器 （MBR）法

1.MBR處理工藝流程

MBR法采用膜生物反應(yīng)器對廢水進行深度處理,是一項新興的水處理工藝 （圖 1）,尤其是對中水回用工程,因其處理效果好、操作簡單、占地省等優(yōu)點非常受到歡迎。該工藝主要優(yōu)勢特征有：

（1）MBR利用先進的中空纖維膜作為過濾手段,能高效地進行固液分離,出水水質(zhì)好,另一方面使微生物完全截留在生物反應(yīng)器內(nèi),實現(xiàn)反應(yīng)器水力停留時間 （HRT）和污泥停留時間 （SRT）完全分離,運行控制較靈活。

圖 1 MBR污水處理工藝流程

（2）MBR中活性污泥濃度高負荷低,所以剩余污泥排放量少,排泥周期長。膜生物池進行消化,從而實現(xiàn)對反應(yīng)器污泥濃度的調(diào)節(jié)和剩余污泥的處理,較大程度地減少了污泥處理設(shè)備投資及處理費用。

（3）MBR膜截留作用使廢水中的膠體、大分子被截留下來,微生物的大分子代謝物也被截留在反應(yīng)器內(nèi),有助于對微生物的馴化,這樣水力停留時間短,但污泥停留時間大大延長,從而使微生物對有機物的去除進一步提高。同時由于泥齡的增加而使得硝化細菌等特殊菌種的數(shù)量增殖。

（4）MBR處理可省去二沉池、砂濾池,節(jié)省了占地面積和土建投資。另外,該處理裝置可單獨建在地下 （即地埋式中水處理裝置,地面上可以綠化或做運動場）,也可安排在樓房的地下室內(nèi) （通常采用一體化中水處理裝置）。以一個建筑面積為 2-3萬平方米、處理水量為每小時 10 m3的公建為例,占地面積可控制在為40-60m2。

2.預(yù)期處理效果 （詳見表 2）

表 2 預(yù)期處理效果

三、技術(shù)經(jīng)濟分析

1.中水設(shè)施的建設(shè)費

MBR法主要設(shè)備投資估算見表 3,其建設(shè)費包括中水處理站的建設(shè)和中水管道的建設(shè),費用大小會因情況不同有較大的變化。根據(jù)中水處理設(shè)備生產(chǎn)廠家提供的數(shù)據(jù),及已建中水處理設(shè)備的建筑物情況看：中水設(shè)施的建設(shè)費一般不會超過 2000元/立方米。在校園中建設(shè)中水設(shè)施,由于其得天獨厚的條件,各方面的費用可能會更少。

表 3 設(shè)備投資估算表 （處理量 80m3/d）

2.中水的處理費

中水回用技術(shù)的推廣與中水處理費用的大小密切相關(guān),MBR法的運行費用估算如下：

（1）1噸水運行費用：運行費用主要為電費與消毒藥劑費用。

電費計算：2.0 kWh/m3×0.75×0.5469元 /kW·h=0.82035元 /m3。

藥劑費用估算：0.05元 /m3。

合計運行費用：0.87035元 /m3年運行費用（按 350天計）：0.87035元 /m3×80 m3/d ×350d/a=24369.8元。

（2）節(jié)水效益：

每年處理出水回用 350×80 m3/d=28000 m3。

按每噸水 3元計,則每年節(jié)約 28000×3=84000元。

據(jù)有關(guān)資料顯示,中水運行成本與處理規(guī)模成反比,中水處理規(guī)模控制在 150m3/d以上,可以將污水的運行單位成本降到 0.75元以下 （不包括設(shè)備折舊）,包括設(shè)備折舊的水的單位成本降到 1.30元以下[2]。根據(jù)泰安市節(jié)水辦 1997年的調(diào)查顯示,中水處理的運行費用每噸約為 0.5-0.7元,這與當(dāng)時每噸自來水 0.4元相比,價格是比較高的,推廣采用有一定難度。而當(dāng)前民用自來水的價格已經(jīng)提高為每噸3元 （包括 0.7元污水處理費）,因此,采用中水回用顯然是經(jīng)濟的、適用的。

四、結(jié)語

從目前國內(nèi)外使用中水的情況看,只要從實用性出發(fā),設(shè)計合理,都具有明顯的經(jīng)濟效益,所帶來的節(jié)水效益和在環(huán)境保護方面所創(chuàng)造的價值更是不言而喻的,一所 10000人規(guī)模的校區(qū),建設(shè)處理能力為 600-800m3/d的中水處理站就可以滿足雜用水的要求,需投資 60-70萬元,每年可節(jié)水十幾萬噸,其經(jīng)濟效益和社會效益相當(dāng)可觀。

從以上幾個方面來看,在北校區(qū)推廣采用中水回用技術(shù),工程上是可行的,技術(shù)上是成熟的,價格上是經(jīng)濟的。同時,由于其投資少,見效快,又能節(jié)省有限的自然資源,建議我校有關(guān)部門對中水回用技術(shù)予以重視,并可通過必要的行政措施,先選個別建筑物進行試點,然后全面推廣。

[1]李永華.學(xué)校類建筑利用中水的可行性分析 [J].MI&P化工礦物與加工,2000,（6）：24-25.

[2]徐韓.住宅小區(qū)中水回用系統(tǒng)的經(jīng)濟效益 [J].住宅科技,2002,（4）：39-41.

[3]王利平等.校區(qū)中水回用技術(shù)應(yīng)用研究 [J].包鋼科技 ,2002,28（1）：81-83.

[4]高明遠.建筑中水工程 [M].北京：北京中國建筑工業(yè)出版社,1992.CECS 3091建筑中水設(shè)計規(guī)范[S].

[5]唐受印.水處理工程師手冊 [M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社,2000.

[6]汪大琿,雷樂成.廢水處理新技術(shù)和工藝 [M].北京：化工出版社,2001.

F124.5

A

1008-8091（2010）02-0065-03

2010-01-16

山東農(nóng)業(yè)大學(xué)經(jīng)濟管理學(xué)院,山東泰安,271018

劉 藝 （1981-）,女,山東農(nóng)業(yè)大學(xué)經(jīng)濟管理學(xué)院碩士研究生,研究方向：資源與環(huán)境經(jīng)濟。

鄧秀麗）