六安市中水回用初探

沈冬梅,余才锐

(皖西学院建筑与土木工程学院,安徽六安237012)

六安市中水回用初探

沈冬梅,余才锐

(皖西学院建筑与土木工程学院,安徽六安237012)

根据六安市水资源现状,从住宅小区、高校校园、景观水三方面分析了六安市中水回用的前景,并对不同的水质提出了相应的处理方法,为六安市水资源可持续利用提出了一项既经济又环保的措施。

水资源;中水回用;六安市

在我国,水资源短缺和水污染加剧构成的水危机已经成为21世纪最严峻的问题。预计到2030年我国将进入严重缺水期,缺水量将达400～500亿m3。为此,在国家大力提倡构建资源节约型社会的新形势下,必须发展中水回用,实现对水资源的循环利用。“中水”的概念源于日本,主要指生活和部分工业用水的排水收集起来经一定工艺处理后,回用于对水质要求不高的农业灌溉、市政园林绿化、车辆冲洗、建筑内部冲厕、景观用水及工业冷却水等方面,从而达到节约用水的目的。由于其介于“上水”自来水和“下水”污水之间,故称为中水[1]。

1 六安市水资源及中水回用状况

六安市水资源是以大气降水为主的地表水,地下水资源比较贫乏,降水受气候影响较大。按2003年统计结果,工业用水、城镇居民生活用水、农村人畜用水、航运用水等其他部门,年需水量为5.83亿m3,其中工业年用水量约为4.0亿m3,航道年用水量为0.32亿m3,城镇居民生活用水年用水量为0.25亿m3,农村人口年用水量为1.04亿m3,大牲口年用水量为0.22亿m3[2]。近年来,六安市大力改善城市环境,将老淠河城区段近7公里的堤段,建成一个蓄水1800万m3的万亩水面,另建成了水上公园、九墩塘公园、白塔公园、滨河公园,这些景点的建成需要大量的景观用水。

受传统统观念的影响,普遍认为六安市水资源“取之不尽,用之不竭”,六安市中水回用的研究甚少。因此,为使六安市水资源利用持续健康发展,开展水资源回用研究很有必要。

2 六安市中水回用的适用条件

2.1 住宅小区中水回用

随着房地产业的发展,六安市新建了大量的住宅小区。仅从2001到2006年,六安城区五年来累计完成房地产开发投资264636万元,年均增长41.3%,建成住宅面积累计达255万m2,年均增长24%。生活小区的用水量和污水排放量越来越大。由于小区位置分散,如果全部污水依靠城市污水厂处理,收集水传送难度大;另外,小区绿化、水景等用水量不断加大,使城市供水显得不足,造成水资源危机日益严重。为了缓解水资源危机,针对居民小区污水状况及杂用水要求,建立小区污水处理站,将污水处理达标后作为杂用水回用小区,这是解决现有生活污水排放污染及用水不足问题行之有效的办法。

住宅小区中水工程就是将住宅小区中人们生活或生产活动中排放的生活污水、冷却水,经集流、水处理、输配水等技术,再回用于住宅小区。经再生处理后的水可作冲洗便器、浇洒街道、绿化水景、洗车。小区中水系统具有实施方便,不影响市政道路,回用管道短,投资小等优点,对大型的居住小区较适合[3]。

目前,居住区建设中水系统的条件已基本具备,并日趋完善。居住区排水量较大、杂用水需求也大、水量易平衡,对中水系统的设计和平稳运行有利;随着城镇居民小区的规模化以及水处理技术的发展,中水系统的初次投资和运行费用将大幅度降低;小区物业管理的兴起和完善也为中水系统的投资回报奠定了基础。采用中水系统后预计居住区用水量可节省30%～40%,排水量可减少35%～50%,可产生良好的经济效益和环境效益。

2.2 高校校园中水回用

学校是一个用水大户,校园生活废水污染程度低,较易进行处理,校园浴室洗浴及宿舍盥洗废水、食堂废水及其它生活污水等,它们约占校园废水的70%～80%。目前,许多大城市高校中相继建立了一些中水工程,六安市市区内有皖西学院、六安职业技术学院、安徽国防科技职业学院、皖西卫生职业学院等规模不等的四所高校,由于规模较大,学生人数多,洗浴废水比较充足,选择洗浴废水作为中水水源是比较合理的。洗浴废水是一种污染程度较轻的生活污水,有机污染物主要为人体皮肤的分泌物、汗液、去污剂等,原水中主要污染指标为:CODcr浓度为120～200mg/L,浊度为60～100度,阴离子洗涤剂LAS为2～3mg/L,处理难度相对较小,且水量较大,时间分布集中,易收集,是优先选择的中水回用原水。

根据其它高校的经验,可以在教学楼(公用厕所较集中,日用水量大)设中水专用管网用来冲洗厕所;校园内的绿化管网全部同中水管网对接,使校区内绿化的草地、树木全部用中水浇灌;设专用中水管道到校区内池塘,用来补充日常蒸发失水;设道路浇洒车辆中水专用给水栓,使校区内的道路、运动场浇洒全部用上中水;中水管沿伸到车库的冲洗场地,让校区用车能用上中水作日常维护用水。

2.3 雨水回用于景观水

近年来,六安市大力改善城市环境,改造了老淠河,建成了水上公园、九墩塘公园、白塔公园、滨河公园等,这些景点的建成需要大量的景观用水。

然而,许多景观水体面临着一个尴尬的事实:水体污染严重,水质恶化,严重降低了它的观赏性。水质一旦恶化就很难恢复,而频繁换水不但浪费水资源,而且其成本过高。景观用水的水源除个别来自天然降水外,其余大多引自城市自来水网和地下水。鉴于用水量的限制及成本因素,定期换水的做法显然无法解决水景存在的大面积淤泥、青苔、水藻、水体浑浊等问题。因此,不断补充新鲜水,保持水中溶解氧的含量,避免产生死水区,是景观用水保持良好水质的必要措施。受一次性投资和运行维护费用的限制,选择安全的补充水源,适用的循环水处理工艺是解决问题的关键。

六安市降水量丰富,全区多年平均降雨量为900～1600mm。每年梅雨季节,是全市降雨集中时期,一般出现在6月下旬至7月上旬,持续20天左右,多年平均降雨量在200mm以上。据统计,2003年全省平均降水量 1460.9mm,六安市平均年降水量1678.9mm,年径流深983.4mm,居行政区降水量之首。六安市城区综合径流系数取0.6,初期弃雨按累计降雨量计算为3mm,年降水量取900mm,集雨面积按照城区面积的40%计算,2030年将至少有1.28×107m3的雨水。因此,用雨水作为景观用水的水源完全能够满足景观水水景的规模。

3 中水处理技术

污水处理系统是中水回用的关键,污水回用的不同,水质量标准和深度处理的工艺也不同。按其机理分物理法、化学法、物理化学法及生物化学法。中水回用需要多种工艺的有机组合,构成了系统的多样化。

3.1 住宅小区中水处理

建筑小区中水处理采用何种工艺,应根据中水水源的水质水量和用水要求,通过实验确定工艺流程,同时考虑投资、运行管理和设备情况进行技术经济分析,优选方案。

3.1.1 以优质杂排水和杂排水为水源时,其工艺流程如下:

(a)物化处理工艺(适应优质杂排水)

(b)生物处理和物化处理相结合工艺(适用于溶解性有机物低和LAS较低的杂排水)

3.1.2 以含有生活污水的排水为水源时,宜用二段生物处理和物化处理相结合的工艺流程如下:

3.2 高校校园中水回用

3.2.1 膜生物反应器(MBR)处理回用技术

膜生物反应器是指将膜分离技术中的膜组件与污水生物处理中的生物反应器相互结合的新型处理系统,它综合了膜处理技术和生物处理技术的优点,膜组件作为泥水分离单元反应器综合了膜处理技术和生物处理技术的优点,能产生出质量较高的膜滤后水,并且几乎不排剩余污泥,这种新型系统具有技术先进,管理简单,占地面积小等优势,在国际和国内受到了越来越多的关注。付婉霞等用MBR处理技术处理学生洗浴及宿舍盥洗废水取得了很好的效果[4]。

3.2.2 优势菌+SBR法处理生活污水

由于校园食堂排水及厕所生活污水的水质不同于洗浴及盥洗废水的水质,校园生活污水的NH3-N含量和浊度较高,且有臭味水质较差,因此采用传统的SBR法处理。杨宗政、庞金钊等采用了优势菌强化的SBR法处理校园生活污水取得了比较理想的效果[5]。他们在活性污泥处理系统中投加优势菌,处理后的出水水质达到COD≤53mg/L,COD平均去处率在88%以上,且水质清澈,无异味,取得了较好的去除效果,但时间比传统SBR和厌氧结合的SBR要少的多,对出水适量加氯消毒可使细菌数达到100个/m L以下,色度<5,浊度<3。

3.3 雨水回用于景观用水工艺

影响雨水水质的因素非常复杂,包括汇水面类型和材料、雨型、空气质量、区域位置、季节、降雨轮次、施工工地、裸露地面、汽车排泄物、环境卫生管理水平等。在降雨过程中,雨水中的主要污染物为COD和SS,且主要集中在初期雨水中,SS浓度随降雨历时变化与COD相当,初期雨水中SS往往偏高,其他污染物包括TN、TP、色度、石油类、挥发酚、表面活性剂、重金属等。初期雨水的污染比较严重,水质较差,COD值有时高达1000mL以上,一般雨水形成径流5min以后,径流中的COD、SS大多维持在50-300mg/L之间[6]。结合六安雨水水质情况,以弃流初期雨水后的径流和处理后的中水净化利用为对象,采用物理化学法和生物化学法相结合进行处理,使出水水质达到城市景观环境用水水质标准(GB/T18921-2002)的要求,处理后的雨水方可用作景观用水。

结合国外雨水回用技术,优先考虑沉淀、过滤等物化处理技术。雨水处理的工艺为:屋面雨水叶滤网+初期雨水弃流+调节池+初沉池+过滤+消毒+供水调节池。雨水在流入调节池之后,经潜水泵的提升,以一定的流量进入初沉池,以去除大量密度较大的固体颗粒。初沉池按斜板沉淀池设计,斜板间距50mm,采用聚合氯化铝作为雨水处理的混凝剂,初沉池的污泥用气提法回流至调节池。然后进入石英砂滤池完成过滤过程,以有压流状态将处理后的水送入贮水池,然后用于景观水回用。循环用水回流可采用雨水处理装置进行处理,这样既提高了处理装置的利用效率,又增加了景观水的补给水,节省了自来水水量。

4 结语

在我国,中水处理技术已经完全成熟。120多年来,国内外的实践经验表明,城市污水的再生利用是开源节流、减轻水体污染、改善生态环境、解决城市缺水的有效途径之一,不仅技术可行,而且经济合理。目前,在六安市大型居住区内建设中水回用系统的条件已基本具备,并日趋完善。采用中水系统后预计居住区用水量可节省30%～40%,排水量可减少35%～50%,将产生良好的社会效益、经济效益、环境效益和生态效益。高校校园生活废水污染程度低,较易进行处理,可用于在教学楼冲洗厕所,校区内草地、树木的绿化,道路浇洒。六安市降水丰富,雨水水质较好,应用于景观水大大提高水资源的再利用。因此,在六安地区开展中水研究将是一项即经济又环保的措施,对皖西地区水资源保护有着非常重要的意义。

[1]王伟瑜.浅谈住宅小区中水回用[J].山西建筑,2008,34(25):195-196.

[2]钟庆华.实现六安市水资源可持续发展的对策[J].治淮,2005,(7):4-5.

[3]王瑞,王丽萍,吴应玲,等.城市居民小区中水回用初探[J].中国资源综合利用,2007,25(11):18-20.

[4]付婉霞,李蕾.膜生物反应器处理盥洗废水运行参数的选择[J].北京建筑工程学院学报,2002,18(2):22-25.

[5]杨宗政,庞金钊,张涛,等.校园生活污水处理新技术[J].城市环境与城市生态,2002,15(5):14-16.

[6]王金娜,王德春.浅议雨水利用技术在城市景观用水中的应用[J].能源与环境,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

六安市定向委托市级项目“皖西地区水资源保护中水回用的研究”(2009LW 016)。

沈冬梅(1980-),女,安徽安庆人,讲师,硕士,研究方向:水资源保护。