沈冬梅,余才銳

(皖西學院建筑與土木工程學院,安徽六安237012)

六安市中水回用初探

沈冬梅,余才銳

(皖西學院建筑與土木工程學院,安徽六安237012)

根據(jù)六安市水資源現(xiàn)狀,從住宅小區(qū)、高校校園、景觀水三方面分析了六安市中水回用的前景,并對不同的水質提出了相應的處理方法,為六安市水資源可持續(xù)利用提出了一項既經(jīng)濟又環(huán)保的措施。

水資源;中水回用;六安市

在我國,水資源短缺和水污染加劇構成的水危機已經(jīng)成為21世紀最嚴峻的問題。預計到2030年我國將進入嚴重缺水期,缺水量將達400～500億m3。為此,在國家大力提倡構建資源節(jié)約型社會的新形勢下,必須發(fā)展中水回用,實現(xiàn)對水資源的循環(huán)利用?！爸兴钡母拍钤从谌毡?主要指生活和部分工業(yè)用水的排水收集起來經(jīng)一定工藝處理后,回用于對水質要求不高的農(nóng)業(yè)灌溉、市政園林綠化、車輛沖洗、建筑內(nèi)部沖廁、景觀用水及工業(yè)冷卻水等方面,從而達到節(jié)約用水的目的。由于其介于“上水”自來水和“下水”污水之間,故稱為中水[1]。

1 六安市水資源及中水回用狀況

六安市水資源是以大氣降水為主的地表水,地下水資源比較貧乏,降水受氣候影響較大。按2003年統(tǒng)計結果,工業(yè)用水、城鎮(zhèn)居民生活用水、農(nóng)村人畜用水、航運用水等其他部門,年需水量為5.83億m3,其中工業(yè)年用水量約為4.0億m3,航道年用水量為0.32億m3,城鎮(zhèn)居民生活用水年用水量為0.25億m3,農(nóng)村人口年用水量為1.04億m3,大牲口年用水量為0.22億m3[2]。近年來,六安市大力改善城市環(huán)境,將老淠河城區(qū)段近7公里的堤段,建成一個蓄水1800萬m3的萬畝水面,另建成了水上公園、九墩塘公園、白塔公園、濱河公園,這些景點的建成需要大量的景觀用水。

受傳統(tǒng)統(tǒng)觀念的影響,普遍認為六安市水資源“取之不盡,用之不竭”,六安市中水回用的研究甚少。因此,為使六安市水資源利用持續(xù)健康發(fā)展,開展水資源回用研究很有必要。

2 六安市中水回用的適用條件

2.1 住宅小區(qū)中水回用

隨著房地產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,六安市新建了大量的住宅小區(qū)。僅從2001到2006年,六安城區(qū)五年來累計完成房地產(chǎn)開發(fā)投資264636萬元,年均增長41.3%,建成住宅面積累計達255萬m2,年均增長24%。生活小區(qū)的用水量和污水排放量越來越大。由于小區(qū)位置分散,如果全部污水依靠城市污水廠處理,收集水傳送難度大;另外,小區(qū)綠化、水景等用水量不斷加大,使城市供水顯得不足,造成水資源危機日益嚴重。為了緩解水資源危機,針對居民小區(qū)污水狀況及雜用水要求,建立小區(qū)污水處理站,將污水處理達標后作為雜用水回用小區(qū),這是解決現(xiàn)有生活污水排放污染及用水不足問題行之有效的辦法。

住宅小區(qū)中水工程就是將住宅小區(qū)中人們生活或生產(chǎn)活動中排放的生活污水、冷卻水,經(jīng)集流、水處理、輸配水等技術,再回用于住宅小區(qū)。經(jīng)再生處理后的水可作沖洗便器、澆灑街道、綠化水景、洗車。小區(qū)中水系統(tǒng)具有實施方便,不影響市政道路,回用管道短,投資小等優(yōu)點,對大型的居住小區(qū)較適合[3]。

目前,居住區(qū)建設中水系統(tǒng)的條件已基本具備,并日趨完善。居住區(qū)排水量較大、雜用水需求也大、水量易平衡,對中水系統(tǒng)的設計和平穩(wěn)運行有利;隨著城鎮(zhèn)居民小區(qū)的規(guī)?；约八幚砑夹g的發(fā)展,中水系統(tǒng)的初次投資和運行費用將大幅度降低;小區(qū)物業(yè)管理的興起和完善也為中水系統(tǒng)的投資回報奠定了基礎。采用中水系統(tǒng)后預計居住區(qū)用水量可節(jié)省30%～40%,排水量可減少35%～50%,可產(chǎn)生良好的經(jīng)濟效益和環(huán)境效益。

2.2 高校校園中水回用

學校是一個用水大戶,校園生活廢水污染程度低,較易進行處理,校園浴室洗浴及宿舍盥洗廢水、食堂廢水及其它生活污水等,它們約占校園廢水的70%～80%。目前,許多大城市高校中相繼建立了一些中水工程,六安市市區(qū)內(nèi)有皖西學院、六安職業(yè)技術學院、安徽國防科技職業(yè)學院、皖西衛(wèi)生職業(yè)學院等規(guī)模不等的四所高校,由于規(guī)模較大,學生人數(shù)多,洗浴廢水比較充足,選擇洗浴廢水作為中水水源是比較合理的。洗浴廢水是一種污染程度較輕的生活污水,有機污染物主要為人體皮膚的分泌物、汗液、去污劑等,原水中主要污染指標為:CODcr濃度為120～200mg/L,濁度為60～100度,陰離子洗滌劑LAS為2～3mg/L,處理難度相對較小,且水量較大,時間分布集中,易收集,是優(yōu)先選擇的中水回用原水。

根據(jù)其它高校的經(jīng)驗,可以在教學樓(公用廁所較集中,日用水量大)設中水專用管網(wǎng)用來沖洗廁所;校園內(nèi)的綠化管網(wǎng)全部同中水管網(wǎng)對接,使校區(qū)內(nèi)綠化的草地、樹木全部用中水澆灌;設專用中水管道到校區(qū)內(nèi)池塘,用來補充日常蒸發(fā)失水;設道路澆灑車輛中水專用給水栓,使校區(qū)內(nèi)的道路、運動場澆灑全部用上中水;中水管沿伸到車庫的沖洗場地,讓校區(qū)用車能用上中水作日常維護用水。

2.3 雨水回用于景觀水

近年來,六安市大力改善城市環(huán)境,改造了老淠河,建成了水上公園、九墩塘公園、白塔公園、濱河公園等,這些景點的建成需要大量的景觀用水。

然而,許多景觀水體面臨著一個尷尬的事實:水體污染嚴重,水質惡化,嚴重降低了它的觀賞性。水質一旦惡化就很難恢復,而頻繁換水不但浪費水資源,而且其成本過高。景觀用水的水源除個別來自天然降水外,其余大多引自城市自來水網(wǎng)和地下水。鑒于用水量的限制及成本因素,定期換水的做法顯然無法解決水景存在的大面積淤泥、青苔、水藻、水體渾濁等問題。因此,不斷補充新鮮水,保持水中溶解氧的含量,避免產(chǎn)生死水區(qū),是景觀用水保持良好水質的必要措施。受一次性投資和運行維護費用的限制,選擇安全的補充水源,適用的循環(huán)水處理工藝是解決問題的關鍵。

六安市降水量豐富,全區(qū)多年平均降雨量為900～1600mm。每年梅雨季節(jié),是全市降雨集中時期,一般出現(xiàn)在6月下旬至7月上旬,持續(xù)20天左右,多年平均降雨量在200mm以上。據(jù)統(tǒng)計,2003年全省平均降水量 1460.9mm,六安市平均年降水量1678.9mm,年徑流深983.4mm,居行政區(qū)降水量之首。六安市城區(qū)綜合徑流系數(shù)取0.6,初期棄雨按累計降雨量計算為3mm,年降水量取900mm,集雨面積按照城區(qū)面積的40%計算,2030年將至少有1.28×107m3的雨水。因此,用雨水作為景觀用水的水源完全能夠滿足景觀水水景的規(guī)模。

3 中水處理技術

污水處理系統(tǒng)是中水回用的關鍵,污水回用的不同,水質量標準和深度處理的工藝也不同。按其機理分物理法、化學法、物理化學法及生物化學法。中水回用需要多種工藝的有機組合,構成了系統(tǒng)的多樣化。

3.1 住宅小區(qū)中水處理

建筑小區(qū)中水處理采用何種工藝,應根據(jù)中水水源的水質水量和用水要求,通過實驗確定工藝流程,同時考慮投資、運行管理和設備情況進行技術經(jīng)濟分析,優(yōu)選方案。

3.1.1 以優(yōu)質雜排水和雜排水為水源時,其工藝流程如下:

(a)物化處理工藝(適應優(yōu)質雜排水)

(b)生物處理和物化處理相結合工藝(適用于溶解性有機物低和LAS較低的雜排水)

3.1.2 以含有生活污水的排水為水源時,宜用二段生物處理和物化處理相結合的工藝流程如下:

3.2 高校校園中水回用

3.2.1 膜生物反應器(MBR)處理回用技術

膜生物反應器是指將膜分離技術中的膜組件與污水生物處理中的生物反應器相互結合的新型處理系統(tǒng),它綜合了膜處理技術和生物處理技術的優(yōu)點,膜組件作為泥水分離單元反應器綜合了膜處理技術和生物處理技術的優(yōu)點,能產(chǎn)生出質量較高的膜濾后水,并且?guī)缀醪慌攀Ｓ辔勰?這種新型系統(tǒng)具有技術先進,管理簡單,占地面積小等優(yōu)勢,在國際和國內(nèi)受到了越來越多的關注。付婉霞等用MBR處理技術處理學生洗浴及宿舍盥洗廢水取得了很好的效果[4]。

3.2.2 優(yōu)勢菌+SBR法處理生活污水

由于校園食堂排水及廁所生活污水的水質不同于洗浴及盥洗廢水的水質,校園生活污水的NH3-N含量和濁度較高,且有臭味水質較差,因此采用傳統(tǒng)的SBR法處理。楊宗政、龐金釗等采用了優(yōu)勢菌強化的SBR法處理校園生活污水取得了比較理想的效果[5]。他們在活性污泥處理系統(tǒng)中投加優(yōu)勢菌,處理后的出水水質達到COD≤53mg/L,COD平均去處率在88%以上,且水質清澈,無異味,取得了較好的去除效果,但時間比傳統(tǒng)SBR和厭氧結合的SBR要少的多,對出水適量加氯消毒可使細菌數(shù)達到100個/m L以下,色度<5,濁度<3。

3.3 雨水回用于景觀用水工藝

影響雨水水質的因素非常復雜,包括匯水面類型和材料、雨型、空氣質量、區(qū)域位置、季節(jié)、降雨輪次、施工工地、裸露地面、汽車排泄物、環(huán)境衛(wèi)生管理水平等。在降雨過程中,雨水中的主要污染物為COD和SS,且主要集中在初期雨水中,SS濃度隨降雨歷時變化與COD相當,初期雨水中SS往往偏高,其他污染物包括TN、TP、色度、石油類、揮發(fā)酚、表面活性劑、重金屬等。初期雨水的污染比較嚴重,水質較差,COD值有時高達1000mL以上,一般雨水形成徑流5min以后,徑流中的COD、SS大多維持在50-300mg/L之間[6]。結合六安雨水水質情況,以棄流初期雨水后的徑流和處理后的中水凈化利用為對象,采用物理化學法和生物化學法相結合進行處理,使出水水質達到城市景觀環(huán)境用水水質標準(GB/T18921-2002)的要求,處理后的雨水方可用作景觀用水。

結合國外雨水回用技術,優(yōu)先考慮沉淀、過濾等物化處理技術。雨水處理的工藝為:屋面雨水葉濾網(wǎng)+初期雨水棄流+調(diào)節(jié)池+初沉池+過濾+消毒+供水調(diào)節(jié)池。雨水在流入調(diào)節(jié)池之后,經(jīng)潛水泵的提升,以一定的流量進入初沉池,以去除大量密度較大的固體顆粒。初沉池按斜板沉淀池設計,斜板間距50mm,采用聚合氯化鋁作為雨水處理的混凝劑,初沉池的污泥用氣提法回流至調(diào)節(jié)池。然后進入石英砂濾池完成過濾過程,以有壓流狀態(tài)將處理后的水送入貯水池,然后用于景觀水回用。循環(huán)用水回流可采用雨水處理裝置進行處理,這樣既提高了處理裝置的利用效率,又增加了景觀水的補給水,節(jié)省了自來水水量。

4 結語

在我國,中水處理技術已經(jīng)完全成熟。120多年來,國內(nèi)外的實踐經(jīng)驗表明,城市污水的再生利用是開源節(jié)流、減輕水體污染、改善生態(tài)環(huán)境、解決城市缺水的有效途徑之一,不僅技術可行,而且經(jīng)濟合理。目前,在六安市大型居住區(qū)內(nèi)建設中水回用系統(tǒng)的條件已基本具備,并日趨完善。采用中水系統(tǒng)后預計居住區(qū)用水量可節(jié)省30%～40%,排水量可減少35%～50%,將產(chǎn)生良好的社會效益、經(jīng)濟效益、環(huán)境效益和生態(tài)效益。高校校園生活廢水污染程度低,較易進行處理,可用于在教學樓沖洗廁所,校區(qū)內(nèi)草地、樹木的綠化,道路澆灑。六安市降水豐富,雨水水質較好,應用于景觀水大大提高水資源的再利用。因此,在六安地區(qū)開展中水研究將是一項即經(jīng)濟又環(huán)保的措施,對皖西地區(qū)水資源保護有著非常重要的意義。

[1]王偉瑜.淺談住宅小區(qū)中水回用[J].山西建筑,2008,34(25):195-196.

[2]鐘慶華.實現(xiàn)六安市水資源可持續(xù)發(fā)展的對策[J].治淮,2005,(7):4-5.

[3]王瑞,王麗萍,吳應玲,等.城市居民小區(qū)中水回用初探[J].中國資源綜合利用,2007,25(11):18-20.

[4]付婉霞,李蕾.膜生物反應器處理盥洗廢水運行參數(shù)的選擇[J].北京建筑工程學院學報,2002,18(2):22-25.

[5]楊宗政,龐金釗,張濤,等.校園生活污水處理新技術[J].城市環(huán)境與城市生態(tài),2002,15(5):14-16.

[6]王金娜,王德春.淺議雨水利用技術在城市景觀用水中的應用[J].能源與環(huán)境,2007,(1):75-77.

The Research on Intermediate Water Reuse in Lu’an

SHEN Dong-mei,YU Cai-rui
(School of A rchitecture&Civil Engineering,West Anhui University,Lu’an 237012,China)

According to Lu’an water resources,analyses the future of intermediate water reuse on the residential area,college campus,landscape water,makes the co rresponding different app roach to water quality and gets a sustained and healthy measure on development of Lu’an water resources。

water resources;intermediate water reuse;Lu’an

X143

A

1009-9735(2010)05-0029-03

2010-06-12

六安市定向委托市級項目“皖西地區(qū)水資源保護中水回用的研究”(2009LW 016)。

沈冬梅(1980-),女,安徽安慶人,講師,碩士,研究方向:水資源保護。