王旭朝 吳永強(qiáng) 王錦濤 王書盛 李明凱

(河北建筑工程學(xué)院 河北 張家口 075000)

1 高校中水回用現(xiàn)狀

“中水”一詞來(lái)源于日本，被稱作“中水道”，我國(guó)污水處理后回用的水被稱作“中水”。所謂中水，是指其水質(zhì)介于供給的清潔水(即為上水)和排入管道中的污水(即為下水)之間。中水有別于其他水源的特點(diǎn)是其“產(chǎn)量”在一年內(nèi)相對(duì)穩(wěn)定，其來(lái)源不依賴降雨，而是依賴于人們的生活用水量，故中水可看作能提高供水可靠性的獨(dú)立水源[3]。建立高校中水回用系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)在廢水處理的同時(shí)合理用水、節(jié)約用水，緩解高校水資源短缺的問(wèn)題，對(duì)城市的中水回用也起到積極的推動(dòng)作用。

2 原水來(lái)源和出水用途

H高校污水的主要來(lái)源為宿舍盥洗排水、洗浴排水、食堂排水、實(shí)驗(yàn)排水、沖廁排水等。針對(duì)不同的原水來(lái)源，中水回用系統(tǒng)應(yīng)選擇水質(zhì)相對(duì)較好、水量大且排水相對(duì)集中部分，故選擇學(xué)生宿舍的盥洗排水、洗浴排水等水質(zhì)較好的雜排水。廢水經(jīng)過(guò)處理出水達(dá)到用水水質(zhì)要求后，將用于校園沖廁、綠化及景觀用水等。

3 中水回用處理分析

3.1 工藝選擇

根據(jù)中水來(lái)源水質(zhì)情況，常用的中水處理工藝有物化法、活性污泥法、膜處理法等。物化法是傳統(tǒng)的處理工藝流程，發(fā)展較為成熟，污泥產(chǎn)量少，但占地面積大，出水水質(zhì)較差，故不適于校園中水回用處理?；钚晕勰喾ㄖ蠸BR法、CASS法、MSBR法都是間歇反應(yīng)，具有處理效率高，耐負(fù)荷沖擊能力強(qiáng)，設(shè)備投資少、污泥產(chǎn)量少、占地面積小等特點(diǎn)，其中MSBR法處理效果好、出水水質(zhì)相對(duì)穩(wěn)定、運(yùn)行管理方便，但造價(jià)相對(duì)較高，故也不適合高校校園。膜處理法中生物接觸氧化法操作比較簡(jiǎn)單，處理效果好，出水水質(zhì)穩(wěn)定，管理方便，產(chǎn)泥量較少，適應(yīng)于中水水源水質(zhì)較好的情況，結(jié)合該校中水水源情況，選擇此工藝流程比較適合。3.2工藝流程

中水處理站位于校區(qū)東南角，其處理規(guī)模為1400m3/d，進(jìn)水水質(zhì)為：COD300mg/L，BOD5180mg/L，SS160mg/L，氨氮15mg/L，TP(總磷)3mg/L，pH值6～9，工藝流程為：

圖1 中水站工藝流程圖

3.3 處理效果

經(jīng)上述生物接觸氧化法處理后，出水水質(zhì)為：COD100mg/L，BOD510mg/L，SS10mg/L，氨氮5mg/L，TP(總磷)1mg/L，pH值為6～9。處理后的水質(zhì)可達(dá)到《城市污水再生利用，城市雜用水水質(zhì)》及《城市污水再生利用，景觀環(huán)境用水水質(zhì)(河道類)》要求，可用于綠化、校園景觀、沖廁等。

4 效益分析

高校中水回用工程在經(jīng)濟(jì)效益方面，回用1m3中水意味著節(jié)約了1m3清潔水資源，與此同時(shí)減少了近1m3廢水的排出，這2m3的上下水維護(hù)的費(fèi)用就是產(chǎn)生的效益[4]。在環(huán)境效益和社會(huì)效益方面提高了水源的使用效益，這對(duì)于如何解決城市水資源短缺的問(wèn)題提供了一種相對(duì)簡(jiǎn)單有效地解決途徑，同時(shí)也減少了高校的污水排放總量，減輕了污水處理廠和市政排水的壓力，降低了環(huán)境污染。

4.1 經(jīng)濟(jì)效益分析

該高校中水站設(shè)計(jì)處理能力為1400m3/d，總投資824.23萬(wàn)元，其中建筑安裝工程費(fèi)用508.91萬(wàn)元，設(shè)備購(gòu)置費(fèi)234.85萬(wàn)元，其他費(fèi)用(勘察設(shè)計(jì)等)80.47萬(wàn)元。

(1)日常運(yùn)行成本：指的是項(xiàng)目在設(shè)備設(shè)施正常的情況下，維持中水回用工程正常運(yùn)行需要的日常開銷?？捎霉?-1來(lái)計(jì)算:

式中：OCrc—中水回用工程全壽命周期日常運(yùn)行成本；

Crn、Cdn、Cyn—第n年的人力成本、電力成本、藥劑成本；

PV、i、n— 一次性折現(xiàn)系數(shù)、折現(xiàn)率、第n年

經(jīng)上式計(jì)算在壽命期20年內(nèi)電力成本為559.6萬(wàn)元，人力成本為249.4萬(wàn)元，運(yùn)維成本為809萬(wàn)元，折合每年的運(yùn)維成本為40.45萬(wàn)元。

(2)節(jié)約水費(fèi)：H高校中水處理站于2014年開始正式運(yùn)行，依據(jù)高校實(shí)際情況中水站每年運(yùn)行約10個(gè)月，按照當(dāng)?shù)?014年自來(lái)水價(jià)格4.1元/m3計(jì)算，按照水價(jià)年增長(zhǎng)率為8%，20年后自來(lái)水價(jià)格應(yīng)為19.11元/m3，自來(lái)水平均價(jià)格為9.38元/m3，則日節(jié)約水費(fèi)9.38×1400=13132元，則每年(按10個(gè)月計(jì))節(jié)約水費(fèi)393.96萬(wàn)元，20年節(jié)約水費(fèi)7879.2萬(wàn)元。

(3)折舊費(fèi)：項(xiàng)目土建設(shè)備投資費(fèi)用總和為743.76萬(wàn)元，設(shè)備折舊按照20年計(jì)算，則每年工程折舊費(fèi)743.76/20=37.19(萬(wàn)元)。

則每年可節(jié)約費(fèi)用為：393.96-37.19-40.45=316.32(萬(wàn)元)。成本收回的時(shí)間為：824.23/316.32≈2.61(a)，由此可以得出，中水系統(tǒng)回用的經(jīng)濟(jì)效益是很顯著的。

4.2 環(huán)境效益和社會(huì)效益分析

該高校實(shí)施中水回用工程一方面可節(jié)約用水，另一方面可減少對(duì)周圍環(huán)境造成污染。該工程投入運(yùn)行后，一天可產(chǎn)中水1400m3/d，每天可節(jié)省13132元，每年節(jié)約393.96萬(wàn)元；同時(shí)可減少37.8萬(wàn)m3/a污水的外排量，節(jié)約了淡水資源，提高了水資源的利用率，從而減輕了城市排水系統(tǒng)的負(fù)荷及對(duì)受納水體的壓力。同時(shí)，高校利用中水還體現(xiàn)了節(jié)水意識(shí)，緩解了水資源短缺的矛盾，是貫徹可持續(xù)發(fā)展的重要舉措[5]。

5 結(jié)語(yǔ)

針對(duì)H高校的中水回用項(xiàng)目進(jìn)行研究，結(jié)果表明在高校建設(shè)中水回用系統(tǒng)，既能減少污水對(duì)環(huán)境的污染，又可以一定程度上緩解水資源緊缺的矛盾。經(jīng)過(guò)再生處理后的出水水質(zhì)符合雜用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，可用于沖廁、 綠化、澆灑道路、景觀用水等，具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境效益和社會(huì)效益。這為中水技術(shù)在校園的推廣應(yīng)用提供了可靠依據(jù)。同時(shí)，增強(qiáng)了師生節(jié)約用水的意識(shí)，為實(shí)現(xiàn)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會(huì)，更好地促進(jìn)人與自然和諧發(fā)展而做出努力。