小区中水回用系统优化研究

李 雷

(大同市二院建筑设计研究有限责任公司,山西 大同 037006)

1 概述

水是人类赖以生存的基础，同时也是人类社会发展过程中无法被替代的一种资源。在社会经济不断发展的过程中，我们对于水资源会产生更大的依赖。由于地球上的水资源数量有限，而随着人口不断增长以及经济的持续发展，人们对于水资源需求数量逐渐增多。在社会工业化发展过程中，水资源也受到了严重的污染，导致水资源短缺问题日益严重，一些地区甚至出现了非常严重的水资源危机问题。对于社会和谐、可持续发展极为不利。

中水回用能够进一步改善水资源利用效率，可以达到节约水资源的目标，能够在一定程度上解决水资源短缺的问题。从学者李向阳的研究结果来看，依照居民区所述的类别差异加以分析与归类，设计合理的中水回用系统，能够得到非常显著的节水效果，其中针对事业单位所设计的中水回用系统，能够节约40%左右的水资源。而针对居民小区所设计的中水回用系统，能够节约30%左右的水资源。可见，通过设置中水回用系统，能够达到有效节约水资源的目标。

另外，小区中的中水回用系统，能够更加充分的利用建筑排水以及小区生活污水等，确保中水回用系统水源的稳定性，不仅能够有效的节省中水回用系统基建投资，同时还能显著的减少供水成本。在小区之中建设中水回用系统，能够有效减少小区污水对水环境带来的污染，确保水系统循环更加健康，具有显著的经济效益以及环境效益。

2 中水回用处理工艺分析

在中水回用系统设计过程中，中水回用处理工艺的选用是否恰当，将会直接的影响到中水回用系统处理效果以及系统运行状况。在选择中水回用处理工艺的过程中，应当按照不同原水数量、水质情况等，明确中水处理的使用对象，在此基础上依照不同处理工艺自身特点，选用适宜的中水处理工艺。

2.1 以生物接触为主的中水处理工艺

生物接触氧化处理方法在20世纪70年代初期开始在日本使用，并逐步得以推广。针对优质杂排水进行处理的过程中，此方法的应用非常广泛，同时国内生物接触氧化处理方法的应用也是最广泛的。例如，我国新世纪饭店以及北方交大所设计的中水回用系统之中，均是采用生物接触氧化处理工艺对中水进行处理。因为生物接触氧化处理方法属于活性污泥处理方法以及生物滤池综合应用的一种方法，因此，其拥有更大的处理优势。生物接触氧化方法拥有不同的中水处理功能，不仅可以对中水中包含的有机物质加以有效去除，同时也能够用在一些中水深度处理系统之中，可以有效的去除中水中氮、磷等物质。不过，采用生物接触氧化处理方法时，氧化池容易发生曝气问题，加上布水有时不均匀，极易导致一些死角出现，较难清理，填料的过程中易发生堵塞问题。

2.2 以物化—膜分离为主的中水处理工艺

当应用膜分离技术进行中水处理过程中，需要设置预处理流程，这样能够确保中水回用系统的进水水质达到要求。另外，也需要制定便于实际操作的具体技术方案，从而确保膜组件在清理的过程中更加便捷。目前，我国膜技术得到了快速发展，在膜分离技术的应用中，以膜生物反应器为主的中水回用系统逐渐得到推广应用，相应的处理设备也得以革新与发展，未来的应用前景非常广阔。

除了以上中水处理工艺之外，还有非常多的中水处理工艺，例如CASS处理工艺、曝气生物滤池处理工艺等等，这些中水处理工艺在中水回用系统之中同样得以应用，同时也收到了较为良好的效果。未来中水回用系统也必定向着多元化方向发展，各种新技术以及新材料的应用，也不断的改善中水回用系统处理效果。所以，就现实的应用情况来看，进行中水处理系统设计过程中，应当制定不同的方案，通过全面的技术经济比对，选择出最优方案。

3 小区中水回用系统优化方案

3.1 基本参数

此次设计中水回收系统以建筑小区作为实例，小区中一共包含有约300户居民，总人口数量约为1 000人，小区的建筑面积为26 000 m2，其中绿化面积为6 500 m2。小区中建筑排水数量依据最高给水数量的90%进行计算，将小区中的生活污水当成是水源，该小区单日最多能够获得原水数量约为QY=120 m3/d。设计的中水回用系统全天候不停运转，系统日处理原水数量约为134 m3/d。中水回用系统之中调节池以及中水池的有效容积分别是53 m3,33 m3。此次设计中水回用系统的回用水用于小区绿化灌溉以及冲厕用水等。

3.2 中水回用系统工艺方案对比分析

1)方案1。采用生物接触氧化处理工艺，具体流程如图1所示。

该中水处理工艺为传统的处理工艺，其应用范围相对广泛，而且技术较为成熟。在该系统的运行环节，会产生大量污泥，这些污染物应当进行脱水处理以及干燥处理，然后将处理后的污染物送至垃圾场进行填埋。

2)方案2。采用膜生物反应器处理工艺，具体流程如图2所示。

该中水处理工艺为全新的处理工艺，在该系统之中更加有利于进行中水处理的控制工作，而且系统的维护工作相对简单，处理得到的水质相对优良。不过，由于该中水回用系统之中会使用膜材料，因此将会导致系统的投资成本有所增加。

3.3 不同方案技术经济对比

1)不同方案投资估算。

依照《给排水概预算与经济评价手册》，同时参考以往建设完成的工程具体统计数据，对上述两种方案的投资估算加以分析。

方案1的投资估算情况如表1所示。

表1 方案1投资估算表

方案2的投资估算情况如表2所示。

表2 方案2投资估算表

2)不同方案运行成本估算。

在所设计的中水回用系统之中，运行成本包含有电力成本、药剂成本、设备维修成本、设备折旧成本以及人工成本等等。其中设备的维修成本依照设备总价的5%进行计算，设备的折旧成本依照15年进行计算，管道网络以及基础建设设施的折旧年限依照30年进行计算。

方案1的运行成本如表3所示。

表3 方案1运行成本

方案2的运行成本如表4所示。

表4 方案2运行成本

3.4 结果分析

为了便于分析，将上述各个计算数据整理到表5之中。

表5 不同方案的技术经济对比数据

从上述分析结果能够看出，相对于方案2来说，方案1更加的合理。方案1中总的投资费用要较方案2少，而且方案1所设计的中水回用系统的运行成本也较方案2低。正是由于接触氧化处理方法所需的成本相对较低，才使得该处理方式得以广泛的应用。

另外，有中水回用系统处理之后的水主要是用于小区绿化灌溉以及冲厕使用，因此，即使采用方案1处理之后的原水水质一般，同样能够达到使用要求。

未来膜技术定会不断革新与发展，而生物接触氧化处理工艺所拥有的成本优势也会随之减小。同时，采用膜生物反应器进行原水的处理，能够确保处理之后水体的水质更加优良，可以更好的满足用户需求。在膜技术发展的过程中，处理设备的成本也定会逐渐减少，这样便能够确保系统建设资金有效减少，而且系统运行成本也会随之降低，到那时，膜生物反应处理系统将会拥有更大的优势。

4 结语

在小区中水回用系统的建设过程中，依照不同的原水数量、水质情况以及用水对象，所采用的处理工艺也存在差异。在设计中水回用系统的过程中，应当首先考虑中水回用系统总投资成本以及系统运行成本，然后再结合不同的用水对象，考虑处理后水体的水质情况，经过不同方案对比分析，选择经济合理的中水回用系统设计方案。