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(jié)了國(guó)內(nèi)外中水回用發(fā)展的現(xiàn)狀，分析了中水回用處理技術(shù)和模式。在前人研究成果的基礎(chǔ)上，探討了當(dāng)前中水回用存在的問(wèn)題，以提高水資源重復(fù)利用率，實(shí)現(xiàn)水資源的持續(xù)利用。

關(guān)鍵詞：中水回用;技術(shù);模式

中圖分類(lèi)號(hào)：X703.1

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1674-9944（2018）2-0049-02

1 引言

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，水資源短缺的問(wèn)題日益嚴(yán)重，因此，采取合適的技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)水資源的重復(fù)利用是實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的必經(jīng)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(duì)天然水體的污染程度，而且可以提高水資源重復(fù)利用率，具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境效益和社會(huì)效益。筆者通過(guò)查閱中水回用的相關(guān)文獻(xiàn)資料，分析了中水回用現(xiàn)狀，總結(jié)了現(xiàn)有的技術(shù)及模式，探討了當(dāng)前存在的問(wèn)題，旨在為中水回用的研究提供參考，促進(jìn)中水回用技術(shù)的進(jìn)一步應(yīng)用與發(fā)展。

2 中水回用現(xiàn)狀

在發(fā)達(dá)國(guó)家，中水回用已作為一項(xiàng)較為成熟的技術(shù)得到了廣泛應(yīng)用。美國(guó)作為世界上中水回用技術(shù)應(yīng)用最早的國(guó)家之一，已有8個(gè)地區(qū)開(kāi)設(shè)了專(zhuān)門(mén)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(shí)施較早的國(guó)家之一，由于其國(guó)土面積狹小、四面環(huán)海、淡水資源短缺，故20世紀(jì)60年代就開(kāi)始實(shí)行中水回用技術(shù)，到70年代已小有規(guī)模。日本政府大力支持中水回用工作，制定了一系列獎(jiǎng)勵(lì)措施來(lái)推進(jìn)中水回用的發(fā)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(guó)家，中水回用技術(shù)也得到了大力的推廣，以緩解水資源短缺的問(wèn)題。

自20世紀(jì)80年代開(kāi)始，中水回用技術(shù)在中國(guó)得以逐步發(fā)展。1985年北京環(huán)境保護(hù)科學(xué)研究所建成了中國(guó)首項(xiàng)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(qū)也相繼進(jìn)行了中水回用在工業(yè)和民用方面的實(shí)驗(yàn)研究，建成了一系列的中水回用設(shè)施。但相對(duì)而言，中水回用在國(guó)內(nèi)尚未形成有效的管理和推廣應(yīng)用機(jī)制。為推動(dòng)再生水的利用，國(guó)家“十三五”規(guī)劃目標(biāo)為：由“污水處理”向“再生利用”轉(zhuǎn)變，到2020年，實(shí)現(xiàn)再生水利用率進(jìn)一步提高，京津冀地區(qū)不低于30%，缺水城市不低于20%，其他城市和縣城力爭(zhēng)達(dá)到15%?？傮w而言，中水回用技術(shù)在國(guó)內(nèi)起步較晚，污水再生和回用水平整體不高，但由于污水產(chǎn)生量大，國(guó)家相關(guān)部門(mén)重視程度較高，故有著巨大的發(fā)展空間。

3 典型中水回用技術(shù)分析

3.1 活性炭吸附技術(shù)

活性炭以其極大的比表面積而對(duì)微量污染物有良好的吸附作用。污水在重力作用下通過(guò)一定厚度的活性炭介質(zhì)，去除水中臭味、重金屬、溶解性有機(jī)物、放射性元素及消毒副產(chǎn)物等。但該技術(shù)對(duì)進(jìn)水水質(zhì)要求較高，且活性炭在吸附一段時(shí)間后達(dá)到飽和，需進(jìn)行清洗后才可重復(fù)利用。因此，該技術(shù)一般只作為微污染污水的預(yù)處理工藝或污水二級(jí)處理后的深度處理工藝使用[4]。

3.2 物理化學(xué)技術(shù)

物理化學(xué)技術(shù)是當(dāng)前最熱門(mén)的中水回用技術(shù)之一。與傳統(tǒng)工藝相比，該技術(shù)具有流程較短，設(shè)備簡(jiǎn)單，可間歇運(yùn)行，無(wú)需污泥處理，管理維護(hù)方便，出水水質(zhì)較高等優(yōu)勢(shì);但也有對(duì)進(jìn)水水質(zhì)要求較高，運(yùn)行成本偏高等缺點(diǎn)。

3.3 生物處理技術(shù)

在實(shí)際中水回用過(guò)程中，常規(guī)生物處理技術(shù)的應(yīng)用并不多，因?yàn)槠涑鏊|(zhì)不易達(dá)到回用標(biāo)準(zhǔn)，所以現(xiàn)在多采用生物處理法與其他技術(shù)聯(lián)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(shù)適用于有機(jī)物相對(duì)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(fù)荷、出水水質(zhì)高、運(yùn)行成本小、運(yùn)行較為穩(wěn)定、剩余污泥量少、操作維護(hù)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。但因微生物生長(zhǎng)對(duì)pH值、溫度等的要求較高，應(yīng)用該工藝時(shí)需注意將進(jìn)水控制在微生物群落能夠接受的環(huán)境條件下。

3.4 膜分離技術(shù)

常見(jiàn)的膜分離技術(shù)有納濾、超濾、微濾、反滲透和電滲析等[5]。該技術(shù)具有設(shè)備簡(jiǎn)單、能耗較低、無(wú)需添加任何藥劑、SS去除效率高、無(wú)二次污染等優(yōu)勢(shì)，被視為21世紀(jì)最具應(yīng)用前景的水處理技術(shù)之一。且相較于傳統(tǒng)分離工藝，該技術(shù)能夠在常溫下操作且無(wú)相變，出水水質(zhì)高且穩(wěn)定。但其缺點(diǎn)在于膜的生產(chǎn)技術(shù)要求較高，膜易被污染，不易清理，故工藝建設(shè)使用成本較高。因此，為推進(jìn)膜分離技術(shù)的廣泛應(yīng)用，在未來(lái)的研究中應(yīng)致力于解決膜生產(chǎn)及膜污染問(wèn)題。

3.5 膜生物反應(yīng)器

膜生物反應(yīng)器（MBR）是將膜處理單元與生物處理單元相結(jié)合的新型膜處理工藝，它不僅可以利用膜自身的選擇透過(guò)性將大分子物質(zhì)過(guò)濾，而且可以利用依附在膜上的菌群使水中的小分子物質(zhì)得以分解。MBR處理工藝兼具膜分離技術(shù)和生物處理技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，集膜分離、生物反應(yīng)、好氧過(guò)程、曝氣于一體，具有體積緊湊、結(jié)構(gòu)合理、節(jié)省占地面積、運(yùn)行管理簡(jiǎn)便、出水水質(zhì)較高、受水力負(fù)荷變動(dòng)影響小、可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制等優(yōu)勢(shì)。因此，該工藝在景區(qū)、公園、小區(qū)及工業(yè)園區(qū)的中水回用項(xiàng)目中得到了廣泛地應(yīng)用。

3.6 人工濕地處理法

相較于傳統(tǒng)方法，人工濕地處理法具有工作效率高、運(yùn)行管理方便、技術(shù)要求低、投資成本小、可行性高等優(yōu)點(diǎn)。且因人工濕地本身存在一定的景觀價(jià)值和社會(huì)價(jià)值[6]，故采用人工濕地處理法進(jìn)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(huán)境，而且極其符合國(guó)家生態(tài)文明建設(shè)的要求和現(xiàn)代社會(huì)的發(fā)展需求。

但根據(jù)近年來(lái)國(guó)家開(kāi)展中水回用的具體工作情況來(lái)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(zhì)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(zhǎng)存在一定的問(wèn)題，不能保證中水回用能夠長(zhǎng)期穩(wěn)定進(jìn)行。

4 典型區(qū)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(jīng)濟(jì)效益。下面以部分區(qū)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(qū)一以高校為例

高校人口集中，污水排放量大且水質(zhì)較高，是首選的中水原水;且高校建筑布局分區(qū)明顯，排水自然形成水質(zhì)分流，可實(shí)現(xiàn)分類(lèi)回收處理。因此研究高校小區(qū)的中水回用模式對(duì)節(jié)約水資源、提高污水重復(fù)利用率具有重大意義。

高校小區(qū)污水水源單一、水質(zhì)較高，可回用于需非飲用水的各個(gè)區(qū)域。且因?qū)W校結(jié)構(gòu)規(guī)劃較為合理，污水管網(wǎng)相對(duì)完善，一般無(wú)需另建新的管道進(jìn)行中水輸送，節(jié)省了建設(shè)成本和收集管網(wǎng)費(fèi)用。高校小區(qū)中水回用一般采用的方法除膜生物反應(yīng)器處理系統(tǒng)外，還有周期循環(huán)式活性污泥法、人工濕地處理工藝等。具體處理時(shí)需結(jié)合具體情況，因地制宜，綜合考慮。

4.2 農(nóng)村地區(qū)

一些近郊的農(nóng)村地區(qū)種植業(yè)、畜牧業(yè)發(fā)達(dá)，需水量大，可采用“灌溉回用”模式，將生活污水等經(jīng)深度處理后輸送到農(nóng)田進(jìn)行滴灌和噴灌。由于土壤和植物具有凈化和過(guò)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(jìn)植株生長(zhǎng)，一舉多得。

但是，污水中的重金屬可能會(huì)破壞土壤和微生物的活性，且在進(jìn)入食物鏈后，會(huì)形成對(duì)人體健康有害的累積毒藥。此外，氮磷等營(yíng)養(yǎng)元素及致病細(xì)菌等也是需被監(jiān)控的關(guān)鍵因子。因此，再生水灌溉應(yīng)選取合適的水源，制定合理的監(jiān)測(cè)調(diào)控手段，防止其對(duì)農(nóng)田及附近水體的二次污染，避免污染物積累對(duì)人體造成毒害。

5 存在問(wèn)題

5.1 公民意識(shí)薄弱

由于知識(shí)宣傳和政策推廣力度不夠，公眾對(duì)中水供應(yīng)的質(zhì)量和可靠性存在質(zhì)疑，缺乏自覺(jué)使用中水的積極性。

5.2 投入資金不足

中國(guó)中水回用資金多為國(guó)家、政府補(bǔ)貼，很少有私營(yíng)企業(yè)投資。

5.3 城市建設(shè)結(jié)構(gòu)不合理

中國(guó)城市的建設(shè)很少考慮到中水分配問(wèn)題。公用事業(yè)走廊留下的空間不足以容納再生水分配管網(wǎng)，且改裝費(fèi)用昂貴，不利于中水回用工程的實(shí)施。

5.4 政策法規(guī)缺乏一致性

政府未對(duì)再生水的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)和價(jià)格、處理和生產(chǎn)能力、輸水和配送方式作出統(tǒng)一規(guī)定，也未對(duì)用于監(jiān)測(cè)和管理中水應(yīng)用的現(xiàn)場(chǎng)操作手冊(cè)等提出詳盡要求。

6 結(jié)論

本文總結(jié)了國(guó)內(nèi)外中水利用發(fā)展現(xiàn)狀，通過(guò)對(duì)當(dāng)前中水回用技術(shù)及模式的探討發(fā)現(xiàn)，中國(guó)的污水處理技術(shù)和回用模式已經(jīng)相對(duì)成熟，但中水回用的規(guī)模和范圍并不理想。因此，在進(jìn)一步增強(qiáng)回用技術(shù)研發(fā)的基礎(chǔ)上，大力推行中水回用政策，完善相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)和體系，可早日實(shí)現(xiàn)中水回用技術(shù)的廣泛應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)：

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

[2]邱頡.中水回用現(xiàn)狀及發(fā)展前景淺析[J].山東工業(yè)技術(shù)，2015（3）：80.

[3]繆丹，陳吉.我國(guó)城市中水回用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J].企業(yè)技術(shù)開(kāi)發(fā)旬刊，2015， 34（12）：91～93.

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

[5]石岐林.中水回用技術(shù)淺析[J].新材料新裝飾，2014（4）.

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