住宅灰水回用现状及技术研究

余春华等

摘要：介绍了我国住宅小区灰水回用现状及灰水处理工艺，分析了各种处理工艺的优缺点，并收集住宅灰水

关键词：灰水；回用；人工湿地；超滤

中图分类号：TU992.3

文献标识码：A 文章编号：16749944（2014）06015703

1 引言

近年来，我国水环境污染问题较为严重，水资源日渐匮乏。住宅小区作为人们生活的主要场所，其集中用水主要包括起居、饮食、出行等方面，用水特点可以概括为水量大，用处广，水质成分复杂。为了提高住宅小区水资源的利用效率，缓解水资源紧缺的问题，减轻城市污水处理的压力，本文对住宅灰水回用现状及现有技术进行了探讨和研究，以期为住宅小区的灰水利用提供技术参考。

2 住宅灰水回用现状

2.1 住宅中水及灰水的概念

住宅小区中水是指住宅生活区的污染生活水经过处理获得的在一定范围内可重复使用的水。住宅小区灰水是指住宅室内排水中未被粪便污染的部分，包括厨房、洗衣、淋浴和盥洗废水。

2.2 灰水回用用途及灰水水量水质

住宅小区灰水回用依照处理后的水质可以分为两大类，可直接与人体接触的水和不与人体直接接触的水。直接与人体接触的水包括饮用水、洗浴水和洗涤水，不与人体直接接触的水包括道路清扫水、家庭冲厕水、小区绿化用水等。虽然国际上早有先例，例如纳米比亚首都温得和克将城市污水经深度处理后直接作饮用水水源，而且国内有关将污水直接净化成饮用水的报道屡见不鲜，但考虑到污水的处理难度和公众难接受的心理，住宅小区的灰水回用集中在第二类水的应用上。

灰水作为住宅中水水源的一部分，其实际水量可以参考建筑住宅生活用水水量及各部分组成百分比而定，住宅灰水主要包括住宅生活用水中的淋浴、盥洗、洗衣废水，其占住宅生活水的比例如表1所示[1]。将住宅生活废水分类进行收集处理，虽然会增加住宅管道建设的技术难度和费用，但由于灰水水质良好（表1）、水量较大，在保证回用水水量的前提下，可以降低回用处理工艺的难度和运行费用，使回用系统长期运行成为可能。

2.3 国内外住宅灰水回用现状

最近十年，欧盟、日本、美国、澳大利亚等国家和地区对灰水的综合利用已经相当普遍，有些国家还制定了生活污水就地处理及回用标准、灰水处理及安全使用章程，适合不同规模的灰水收集、处理及利用设备已经形成了模块化和产业化发展[2]。国内住宅中水回用经过多年发展，已有相关的中水回用设计规范和技术，但是还没有开发专门针对灰水分质收集的配套设备和集水系统[3～5]。由此可见，我国住宅小区灰水回用工程，还只处在起步和发展阶段，并且发展速度不容乐观。

3 住宅灰水处理系统

由于灰水水质好，水源水量充足，是中水回用可利用的优质水源水，其单独处理具有工艺简单、投资省、运行费用低的特点，可持续的卫生系统倡导黑、灰水分离[5]，在未来实现住宅分质排水系统以后，灰水将会是住宅中水回用首选水源水。

灰水处理工艺可以分成三大类，包括物化处理工艺、生物处理工艺和生态处理工艺。

3.1 物化处理工艺

灰水的物化处理技术主要包括化学混凝、膜处理。通过化学混凝和膜处理可以有效去除灰水中污染物质，降低灰水的浊度，但是存在膜污染、化学污泥污染和不能有效去除灰水中病原微生物的缺点。

随着超滤膜生产技术的日益成熟，膜价格的持续下降，物化工艺中的超滤膜工艺已然成为热点。许多学者研究了基于超滤膜工艺的组合工艺，例如PAC/超滤组合工艺[6]、超滤/臭氧氧化工艺[7]；也有许多学者在新的膜制备工艺及技术上进行研究，例如磺化聚芳醚矾超滤膜的制备[8]、对PVDF共混改性膜的研究等[9]。不过这些研究当中部分还只处于实验室研究阶段，工程阶段研究还有待开发。

3.2 生物处理工艺

灰水的生物处理工艺是利用反应器中的微生物对灰水中的有机物和营养物质进行降解和去除，主要包括SBR、生物转盘、接触氧化、MBR等。国内这些生物处理工艺应用于污水厂尾水、微污染水、城市灰水，并进行了相关研究和探讨。例如同济大学IMMBBR和BAF工艺处理市政污水和合成灰水的研究[10]，从处理效果和经济效益上论证了这2种工艺处理灰水的可行性；国外Jefferson[11]等人分别进行了MBR和BAF工艺对灰、黑水以及混合污水的处理效能比较研究，研究结果表明，两种工艺在去除有机物及SS方面都具有较高的去除效能，但是MBR工艺在保证出水微生物学指标方面更具优势。

在国内，污水的生物处理技术研究时间长、研究范围广，运行模式清晰。将其运用于灰水回用工艺主要的优点是，出水效果好，投资运行低，占地面积较小；其缺点是，工艺处理水源水量要求充足，处理工艺会造成恶臭、异味，在住宅小区会产生不良影响，引起公众反感。

3.3 生态处理工艺

灰水的生态处理技术主要包括氧化塘、人工湿地等自然净化系统，利用自然自身和人工填料对灰水进行就地处理。近些年来，生态处理技术中的湿地处理研究发展较快。郭小瑜等研究了城市居住区人工湿地景观设计，就居住区湿地特征与居住区人工湿地景观的设计发展现状进行总结、分析，指出居住区人工湿地景观应以模拟自然生态空间为出发点进行建设，并提出一般性居住区人工湿地景观设计的一些基本原则和方法[12]。另外，许多学者做过关于不同入流方式人工湿地处理农村或者市政污水效果方面的研究，深入研究其植物净化机理，土壤、填料作用，探讨了湿地运行各类参数，建立人工湿地水质预测模型等[13，14]。

人工湿地的优点在于一旦施工完成运行稳定之后，管理方便，运行费用低，出水效果好，而且可以充当住宅小区的花园景观。不过，作为自然处理系统，人工湿地需要一定的占地面积，处理效果慢，污水需要的停留时间较长，植物生长迅速，并且易滋生蚊蝇等飞虫和其他生物，容易受到天气及环境等因素的影响。endprint

4 工艺技术研究

4.1 工艺技术选取

膜处理技术是“21世纪的水处理技术”，将超滤膜技术应用于住宅灰水可以充分去除水中浊度及悬浮物质；住宅小区建设人工湿地可以选取宅住小区绿化及景观用地。考虑到处理技术的现实意义和发展前景，本文选取超滤膜工艺和人工湿地两种工艺技术作为研究对象。

4.2 工艺进水

工艺进水，就近取自东南大学文昌宿舍区的生活用水。淋浴污水取自东南大学校东公共浴室，盥洗污水取自住宅区宿舍盥洗污水，洗衣污水取自住宅区自动洗衣机出水。

4.3 工艺装置

4.5 工艺对比及其可行性

根据实地取水，测试灰水水样，可知灰水水中COD、NH3-N、TP含量较低，浊度较高，属于住宅回用水优质水源。

实验出水水质显示，超滤装置对灰水水中浊度去除效果显著，平均去除效率可以达到97.1%，而湿地装置对灰水中COD去除效果明显，平均去除效率可达88.6%。两种装置对TP的去除效率都比较低，但由于灰水中TP含量已经很低，不影响装置出水的回用。

超滤出水COD含量略高于《生活水杂用水质标准》规定的50mg/L，实验将增加混凝工艺以期提高COD去除效率；湿地出水浊度略高于《生活水杂用水质标准》规定的5～10NTU，实验将在原有工艺上增加二沉池，以期提高湿地的浊度去除率。

根据实际取水和实验分析，超滤工艺和湿地工艺处理住宅小区灰水，用于生活杂用水，在工艺选取上是可行的。

5 结论

（1）我国住宅小区灰水回用还处在起步和发展阶段。

（2）灰水处理工艺多样，本文研究了PP棉+颗粒活性炭+中空纤维超滤膜三级处理工艺及人工湿地处理工艺处理实际灰水，超滤膜处理工艺能高效去除灰水浊度，人工湿地处理工艺能有效处理灰水COD。两种工艺处理实际灰水是可行的。

（3）超滤处理工艺出水COD值偏高，人工湿地出水浊度偏高，后期实验将继续改进两种工艺，以期提高超滤对COD的去除和人工湿地对浊度的去除。

参考文献：

[1] 中华人民共和国建设部. GB 50336-2002 建筑中水设计规范[S]. 北京： 中国计划出版社， 2003.

[2]Ghunmi L.A.， Zeeman G.， Fayyad M.，et al. Grey water treatment systems： A review[J]. Crit. Rev. Environ. Sci. Technol，2011， 41 （7）， 657～698.

[3]李 巍，王尚文，刘礼祥，等.广东住宅小区中水回用探析[J].供水技术，2009， 3（2）：40～43.

[4]连小鹰，何品晶，张期銮， 等. 居民住宅区灰水回用的可行性分析[J]. 给水排水，2001， 27（111）：67～69.

[5]刘智晓，崔福义，秦姝兰. 灰水分离回用的若干关键问题[J]. 给水排水，2007， 33（9）：119～123.

[6]陈 彬，刘文杰，马金保，等. PAC/超滤组合工艺对长江南京段原水的处理效能[J].中国给水排水，2012， 28（23）：72～75.

[7]赵 欣，蒋 丰，李明堂，等.超滤/臭氧氧化工艺对再生水中AOC的去除效果[J].中国给水排水，2012， 28（23）：18～21.

[8]毕慧平，王佳力，陈守文，等.磺化聚芳醚砜/磺化聚酰亚胺复合质子交换膜的制备与性能研究[J].高分子学报，2010（8）：966～972.

[9]芦 艳，于水利，孙先达，等.有机膜的无机改性及其性能研究[J].环境科学，2007，28（2）：372～376.

[10] 王荣昌，童 浩， 郅玉声.MBR和BAF用于城市污水深度处理的工艺特性比较[J].水处理技术，2010， 36（4）：82～85.

[11]Jefferson B.， Laine A.L.， Stephenson T.， et al. Advanced biological unit processes for domestic water recycling[J]. Wat. Sci. Technol， 2001，43（10）：211-218.

[12]罗晓琴，代晓芳.居住区人工湿地景观设计研究[J].绿色科技，2010（9）：59～61.

[13]刘春常，夏汉平，简曙光，等.多层次多物种配置人工湿地处理生活污水研究[J].生态环境，2006， 15（2）：229～233.

[14]吴建强. 潜流、垂直流人工湿地污染物净化效果及耐污染负荷冲击能力研究[J].环境污染与防治，2012， 32（7）：39～43.

Reuse Status and Technology Research of Residential Grey Water

Yu Chunhua1， Liu Shoucheng1， Ni Shumei1， Yan Xiuqing2， Qin Qingdong2

（1. China MCC17 Group Co.， Ltd.， Ma'anshan 243000， China； 2. Southeast University， Nanjing 210096， China

）

Abstract： This article introduces the current situation of residential grey water treatment and reuse in China， and also discusses the advantages and disadvantages of grey water treatment. And then it determines COD， NH3-N， TN， TP and turbidity by collecting the college dormitory district and constructs the artificial wetland and ultrafiltration to treat the grey water. The results show that the concentrations of COD， NH3-N， TN， TP and turbidity are low， belong to high quality reuse water source； the ultrafiltration appliance has a high removal efficiency of turbidity with 2.0 NTU of the average turbidity of treated water and 97.1% of the removal efficiency， and can partly remove COD， TN， TP； the constructed wetland can effectively remove the pollutants in the grey water， and the average removal efficiency of COD is 88.6%. Therefore， it is feasible to use these two processes to treat residential grey water after technical comparison.

Key words： grey water； reuse； constructed wetland； ultrafiltrationendprint

4 工艺技术研究

4.1 工艺技术选取

膜处理技术是“21世纪的水处理技术”，将超滤膜技术应用于住宅灰水可以充分去除水中浊度及悬浮物质；住宅小区建设人工湿地可以选取宅住小区绿化及景观用地。考虑到处理技术的现实意义和发展前景，本文选取超滤膜工艺和人工湿地两种工艺技术作为研究对象。

4.2 工艺进水

工艺进水，就近取自东南大学文昌宿舍区的生活用水。淋浴污水取自东南大学校东公共浴室，盥洗污水取自住宅区宿舍盥洗污水，洗衣污水取自住宅区自动洗衣机出水。

4.3 工艺装置

4.5 工艺对比及其可行性

根据实地取水，测试灰水水样，可知灰水水中COD、NH3-N、TP含量较低，浊度较高，属于住宅回用水优质水源。

实验出水水质显示，超滤装置对灰水水中浊度去除效果显著，平均去除效率可以达到97.1%，而湿地装置对灰水中COD去除效果明显，平均去除效率可达88.6%。两种装置对TP的去除效率都比较低，但由于灰水中TP含量已经很低，不影响装置出水的回用。

超滤出水COD含量略高于《生活水杂用水质标准》规定的50mg/L，实验将增加混凝工艺以期提高COD去除效率；湿地出水浊度略高于《生活水杂用水质标准》规定的5～10NTU，实验将在原有工艺上增加二沉池，以期提高湿地的浊度去除率。

根据实际取水和实验分析，超滤工艺和湿地工艺处理住宅小区灰水，用于生活杂用水，在工艺选取上是可行的。

5 结论

（1）我国住宅小区灰水回用还处在起步和发展阶段。

（2）灰水处理工艺多样，本文研究了PP棉+颗粒活性炭+中空纤维超滤膜三级处理工艺及人工湿地处理工艺处理实际灰水，超滤膜处理工艺能高效去除灰水浊度，人工湿地处理工艺能有效处理灰水COD。两种工艺处理实际灰水是可行的。

（3）超滤处理工艺出水COD值偏高，人工湿地出水浊度偏高，后期实验将继续改进两种工艺，以期提高超滤对COD的去除和人工湿地对浊度的去除。

参考文献：

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[3]李 巍，王尚文，刘礼祥，等.广东住宅小区中水回用探析[J].供水技术，2009， 3（2）：40～43.

[4]连小鹰，何品晶，张期銮， 等. 居民住宅区灰水回用的可行性分析[J]. 给水排水，2001， 27（111）：67～69.

[5]刘智晓，崔福义，秦姝兰. 灰水分离回用的若干关键问题[J]. 给水排水，2007， 33（9）：119～123.

[6]陈 彬，刘文杰，马金保，等. PAC/超滤组合工艺对长江南京段原水的处理效能[J].中国给水排水，2012， 28（23）：72～75.

[7]赵 欣，蒋 丰，李明堂，等.超滤/臭氧氧化工艺对再生水中AOC的去除效果[J].中国给水排水，2012， 28（23）：18～21.

[8]毕慧平，王佳力，陈守文，等.磺化聚芳醚砜/磺化聚酰亚胺复合质子交换膜的制备与性能研究[J].高分子学报，2010（8）：966～972.

[9]芦 艳，于水利，孙先达，等.有机膜的无机改性及其性能研究[J].环境科学，2007，28（2）：372～376.

[10] 王荣昌，童 浩， 郅玉声.MBR和BAF用于城市污水深度处理的工艺特性比较[J].水处理技术，2010， 36（4）：82～85.

[11]Jefferson B.， Laine A.L.， Stephenson T.， et al. Advanced biological unit processes for domestic water recycling[J]. Wat. Sci. Technol， 2001，43（10）：211-218.

[12]罗晓琴，代晓芳.居住区人工湿地景观设计研究[J].绿色科技，2010（9）：59～61.

[13]刘春常，夏汉平，简曙光，等.多层次多物种配置人工湿地处理生活污水研究[J].生态环境，2006， 15（2）：229～233.

[14]吴建强. 潜流、垂直流人工湿地污染物净化效果及耐污染负荷冲击能力研究[J].环境污染与防治，2012， 32（7）：39～43.

Reuse Status and Technology Research of Residential Grey Water

Yu Chunhua1， Liu Shoucheng1， Ni Shumei1， Yan Xiuqing2， Qin Qingdong2

（1. China MCC17 Group Co.， Ltd.， Ma'anshan 243000， China； 2. Southeast University， Nanjing 210096， China

）

Abstract： This article introduces the current situation of residential grey water treatment and reuse in China， and also discusses the advantages and disadvantages of grey water treatment. And then it determines COD， NH3-N， TN， TP and turbidity by collecting the college dormitory district and constructs the artificial wetland and ultrafiltration to treat the grey water. The results show that the concentrations of COD， NH3-N， TN， TP and turbidity are low， belong to high quality reuse water source； the ultrafiltration appliance has a high removal efficiency of turbidity with 2.0 NTU of the average turbidity of treated water and 97.1% of the removal efficiency， and can partly remove COD， TN， TP； the constructed wetland can effectively remove the pollutants in the grey water， and the average removal efficiency of COD is 88.6%. Therefore， it is feasible to use these two processes to treat residential grey water after technical comparison.

Key words： grey water； reuse； constructed wetland； ultrafiltrationendprint

4 工艺技术研究

4.1 工艺技术选取

膜处理技术是“21世纪的水处理技术”，将超滤膜技术应用于住宅灰水可以充分去除水中浊度及悬浮物质；住宅小区建设人工湿地可以选取宅住小区绿化及景观用地。考虑到处理技术的现实意义和发展前景，本文选取超滤膜工艺和人工湿地两种工艺技术作为研究对象。

4.2 工艺进水

工艺进水，就近取自东南大学文昌宿舍区的生活用水。淋浴污水取自东南大学校东公共浴室，盥洗污水取自住宅区宿舍盥洗污水，洗衣污水取自住宅区自动洗衣机出水。

4.3 工艺装置

4.5 工艺对比及其可行性

根据实地取水，测试灰水水样，可知灰水水中COD、NH3-N、TP含量较低，浊度较高，属于住宅回用水优质水源。

实验出水水质显示，超滤装置对灰水水中浊度去除效果显著，平均去除效率可以达到97.1%，而湿地装置对灰水中COD去除效果明显，平均去除效率可达88.6%。两种装置对TP的去除效率都比较低，但由于灰水中TP含量已经很低，不影响装置出水的回用。

超滤出水COD含量略高于《生活水杂用水质标准》规定的50mg/L，实验将增加混凝工艺以期提高COD去除效率；湿地出水浊度略高于《生活水杂用水质标准》规定的5～10NTU，实验将在原有工艺上增加二沉池，以期提高湿地的浊度去除率。

根据实际取水和实验分析，超滤工艺和湿地工艺处理住宅小区灰水，用于生活杂用水，在工艺选取上是可行的。

5 结论

（1）我国住宅小区灰水回用还处在起步和发展阶段。

（2）灰水处理工艺多样，本文研究了PP棉+颗粒活性炭+中空纤维超滤膜三级处理工艺及人工湿地处理工艺处理实际灰水，超滤膜处理工艺能高效去除灰水浊度，人工湿地处理工艺能有效处理灰水COD。两种工艺处理实际灰水是可行的。

（3）超滤处理工艺出水COD值偏高，人工湿地出水浊度偏高，后期实验将继续改进两种工艺，以期提高超滤对COD的去除和人工湿地对浊度的去除。

参考文献：

[1] 中华人民共和国建设部. GB 50336-2002 建筑中水设计规范[S]. 北京： 中国计划出版社， 2003.

[2]Ghunmi L.A.， Zeeman G.， Fayyad M.，et al. Grey water treatment systems： A review[J]. Crit. Rev. Environ. Sci. Technol，2011， 41 （7）， 657～698.

[3]李 巍，王尚文，刘礼祥，等.广东住宅小区中水回用探析[J].供水技术，2009， 3（2）：40～43.

[4]连小鹰，何品晶，张期銮， 等. 居民住宅区灰水回用的可行性分析[J]. 给水排水，2001， 27（111）：67～69.

[5]刘智晓，崔福义，秦姝兰. 灰水分离回用的若干关键问题[J]. 给水排水，2007， 33（9）：119～123.

[6]陈 彬，刘文杰，马金保，等. PAC/超滤组合工艺对长江南京段原水的处理效能[J].中国给水排水，2012， 28（23）：72～75.

[7]赵 欣，蒋 丰，李明堂，等.超滤/臭氧氧化工艺对再生水中AOC的去除效果[J].中国给水排水，2012， 28（23）：18～21.

[8]毕慧平，王佳力，陈守文，等.磺化聚芳醚砜/磺化聚酰亚胺复合质子交换膜的制备与性能研究[J].高分子学报，2010（8）：966～972.

[9]芦 艳，于水利，孙先达，等.有机膜的无机改性及其性能研究[J].环境科学，2007，28（2）：372～376.

[10] 王荣昌，童 浩， 郅玉声.MBR和BAF用于城市污水深度处理的工艺特性比较[J].水处理技术，2010， 36（4）：82～85.

[11]Jefferson B.， Laine A.L.， Stephenson T.， et al. Advanced biological unit processes for domestic water recycling[J]. Wat. Sci. Technol， 2001，43（10）：211-218.

[12]罗晓琴，代晓芳.居住区人工湿地景观设计研究[J].绿色科技，2010（9）：59～61.

[13]刘春常，夏汉平，简曙光，等.多层次多物种配置人工湿地处理生活污水研究[J].生态环境，2006， 15（2）：229～233.

[14]吴建强. 潜流、垂直流人工湿地污染物净化效果及耐污染负荷冲击能力研究[J].环境污染与防治，2012， 32（7）：39～43.

Reuse Status and Technology Research of Residential Grey Water

Yu Chunhua1， Liu Shoucheng1， Ni Shumei1， Yan Xiuqing2， Qin Qingdong2

（1. China MCC17 Group Co.， Ltd.， Ma'anshan 243000， China； 2. Southeast University， Nanjing 210096， China

）

Abstract： This article introduces the current situation of residential grey water treatment and reuse in China， and also discusses the advantages and disadvantages of grey water treatment. And then it determines COD， NH3-N， TN， TP and turbidity by collecting the college dormitory district and constructs the artificial wetland and ultrafiltration to treat the grey water. The results show that the concentrations of COD， NH3-N， TN， TP and turbidity are low， belong to high quality reuse water source； the ultrafiltration appliance has a high removal efficiency of turbidity with 2.0 NTU of the average turbidity of treated water and 97.1% of the removal efficiency， and can partly remove COD， TN， TP； the constructed wetland can effectively remove the pollutants in the grey water， and the average removal efficiency of COD is 88.6%. Therefore， it is feasible to use these two processes to treat residential grey water after technical comparison.

Key words： grey water； reuse； constructed wetland； ultrafiltrationendprint