浅析中水回用在天津地区水资源利用中的作用

张慧芬

0 引言

随着现代社会工业的迅猛发展,世界人口增长和社会经济的发展,城市用水量剧增,加以水质不断恶化,水资源情况日趋紧张,这已成为世界各国面临的重要问题。我国水资源总量可观,居世界第 4位,但人均仅为世界平均水平的 1/4。同时在时间和地区分布上很不平衡,南方多北方少,污水排放量也逐年增加,河湖污染日趋严重,北京、天津、长春、大连、青岛、唐山和烟台等大中城市已受到水资源短缺的严重威胁[1],城市工业每年损失达数千亿元。我国是一个严重缺水的国家,解决水资源短缺的主要办法有三种:节水、蓄水和调水,而节水是三者中最可行和最经济的。节水主要有两种手段:总量控制和再生利用,中水利用则是再生利用的主要形式,是缓解城市水资源紧缺的有效途径,是开源节流的重要措施,是解决水资源短缺的最有效途径,是缺水城市势在必行的重大决策。

目前国内外污水处理市场发展非常迅速,各种处理技术也日趋成熟,在水资源紧缺的现实情况下,将污水进行深度处理后再利用是必然的发展趋势。所以污水处理并不是最终目的,实现水资源再利用才是当今城市污水治理的出发点,应大力推行污水资源化再利用技术,提高它的环境效益、经济效益和社会效益。

天津地区水资源的保障主要以跨流域调水(南水北调)、海水淡化、污水资源化等手段为主,三者相比较,跨流域调水工程浩大、工期长、造价高;海水淡化与污水资源化相比较,由于生活污水污染物浓度较低(＜0.1%),可生化性较好,处理难度较小,而且可用深度处理方法加以去除。因此,当生活污水的排水作为中水水源时,主要污染物的浓度指标 COD,BOD5,SS,NH3-N可满足处理技术要求。海水则含有 3.5%的溶解盐和大量有机物,其杂质含量为污水二级处理出水的 35倍以上,因此无论基建费或单位成本,海水淡化都超过污水回用。

城市中水回用技术就是提高处理后的水质,回供给工业和城市杂用水的方法,把经过处理的污水作为一种新的水资源,加以再利用,以缓和水危机,有利于提高水资源综合利用的经济效益。在美国、日本、以色列等国[2],厕所冲洗、园林和农田灌溉、道路保洁、洗车、城市喷泉、冷却设备补充用水等,都大量的使用中水。天津市城市排水系统系已形成较为完善的六大排水系统,即纪庄子排水系统、咸阳路排水系统、双林排水系统、张贵庄排水系统、赵沽里排水系统及北仓排水系统,为污水再利用提供了便利的收集条件。我市是水资源匮乏的地区,城市污水就近可得,易于收集,易于处理,且数量巨大,稳定可靠。凡是污水处理厂都可将污水再次适当处理后回用,足可以缓解城市的供水紧张。但目前我市中水配套设施尚未全面普及,因此从现在开始重视中水回用的建设将给我们带来极大的经济、环境、社会效益。

1 中水简介

1.1 概念

所谓中水是相对于上水(自来水)和下水(污水)而言的,也称为“再生水”,是指生活污水经处理后,达到规定的水质标准,可在一定范围内重复使用的非饮用水,如厕所冲洗、绿地浇灌、景观河湖、环境用水、农业用水、工厂冷却用水、洗车用水等。

1.2 中水的水源

日常生活污水包括两部分:一部分是洗涤水和洗澡水,亦称“灰水”,其排量占污水的 75%～80%;另外一部分为粪便水,亦称“黑水”,属于重污染水,在住宅用水中占 20%～25%,所以中水的水源可以是灰水,也可以是全部的污水。

1.3 工艺简介

1.3.1 工艺类型

按处理方法,中水处理工艺一般分为 3种类型:

1)物理处理法:如膜滤法,适用于水质变化大的情况。它装置紧凑,容易操作,以及受负荷变动的影响小。2)物理化学法:如砂滤、活性炭吸附、浮选、混凝沉淀等,适用于污水水质变化较大的情况。特点是技术先进,结构紧凑,占地少,管理简单。3)生物处理法:如活性污泥法、接触氧化法、生物转盘等,适用于有机物含量较高的污水。具有适应水力负荷变动能力强、产生污泥量少、维护管理容易等优点。

1.3.2 基本流程

单一的中水处理方法一般很难达到回用水水质的要求。通常回用技术需多种污水处理技术合理组合起来进行深度处理,目前,主要的工艺流程有如下三种[3]:

1)原水→格栅→调节池→接触氧化池→沉淀池→过滤→消毒→出水。

2)原水→格栅→调节池→絮凝沉淀池→超滤膜→消毒→出水。

3)原水→格栅→调节池→活性污泥池→超滤膜→消毒→出水。

1.3.3 选择原则

中水回用流程的选择应根据进水水质以及回用要求来选择,如果是沐浴、清洁或喷洒等水质较好的杂排水为中水水源时,一般采用物理化学法为主的处理工艺流程。若主要以厨房、厕所冲洗水等含有机物为主的生活污水为水源时,一般采用生化法为主或生化、物化结合的处理工艺[3]。

1.4 分类

1.4.1 按处理系统分类

中水系统大致可分三类:1)城市中水系统,利用城市污水二级处理出水回用,方便高效;2)小区中水系统,主要是对一些远离城市管网的生活小区内或建筑群的污水实现就近收集和处理,所生产的再生水就地利用;3)建筑中水系统,主要就是一些宾馆、学校等,收集单个建筑内生活污水适当处理后回用于建筑物和小区。

1.4.2 按用途分类

中水因用途不同有两种处理方式:一种是将其处理到饮用水的标准而直接回用到日常生活中,即实现水资源直接循环利用,这种处理方式适用于水资源极度缺乏的地区,但投资高,工艺复杂;另一种是将其处理到非饮用水的标准,主要用于不与人体直接接触的用水,主要有两方面用途:1)用于工业,如印染、造纸、钢铁、电力、冷却设备补充用水等;2)用于生活污水,如冲厕、园林和农田灌溉、汽车清洗、消防、道路清洁、绿化浇洒等[4]。

2 天津地区中水发展现状

天津虽然地处渤海之滨,但水源、水质状况不容乐观,是一个水质型缺水城市,城市建设年代较久远,市区内都没有中水管道,当我国 2001年以“十五”纲要明确提出污水回用为标志,中水回用进入到全面启动的阶段,天津也力求在中水回用领域处于全国的前列[5]。天津从新建产业基地及生活片区开始全面实施中水配套设施,在华苑新技术产业园区、天津滨海新区高新技术开发区、中新天津生态城、临港工业区及天津港散货物流中心等新建产业基地中实现区域性的中水综合利用,不同于以往单一的中水灌溉或中水进小区,本次中水综合利用将涉及绿地浇灌、环卫洒水车清洁除尘、企业生产用水、生活用水、景观河道水循环等区内生活、生产、城市维护各个方面,实现区域中水全覆盖。老城区随着城市建设也将实现中水的城区全覆盖。天津市政府为此专门出台了关于住宅使用中水的规定,城市规划面积 5万m2以上的新建住宅小区,规划人口在 1万人以上的住宅小区都要使用中水,配有中水管道。目前天津一些小区都使用中水来替换自来水用于景观用水,以及浇灌绿地。

天津市高新区城管局负责人给我们算了一笔账,目前区内100余万平方米的绿化面积,按每平方米用水量为 0.6 t/年来计算,改用中水后全年将节约 60万 t水,同时中水每吨 1元多的价钱较之自来水也便宜了不少,仅绿化浇灌一项每年就能省下 300万元水费。

3 存在的问题

城市建设年代久远,老城区的中水设施建设难度较大,大多数污水处理厂未配备中水处理设备,污水处理厂的改造以及老城区中水管道的铺设都是限制天津市中水系统发展的现实问题。

4 结语

目前中水利用中还存在不少问题,我们应该加大宣传力度,完善相应法规和完整的水价体系,适当调整污水处理布局,建立和完善城市用水的综合规划,不断研究和开发各种新技术和新设备,鼓励建设节水和中水回用设施,提高人们的中水回用意识,促进天津中水事业的发展。

[1]钱 茜,王玉秋.我国中水回用现状及对策[J].再生资源研究,2003(1):31-33.

[2]沈光范,徐 强.积极稳妥地开展中水回用工作[J].中国给水排水,2001,17(14):90-92.

[3]李国祥.建筑中水工程应用及若干问题的讨论[J].内蒙古石油化工,2005(4):41-42.

[4]马志毅,米晓军.城市污水回用的思考[J].太原理工大学学报,1998,29(1):19-21.

[5]鲁 豫,王 琳,王宝贞.我国水资源污染治理的技术策略[J].给水排水,2001,27(1):5-7.