淺析中水回用在天津地區(qū)水資源利用中的作用

張慧芬

0 引言

隨著現(xiàn)代社會工業(yè)的迅猛發(fā)展,世界人口增長和社會經(jīng)濟的發(fā)展,城市用水量劇增,加以水質(zhì)不斷惡化,水資源情況日趨緊張,這已成為世界各國面臨的重要問題。我國水資源總量可觀,居世界第 4位,但人均僅為世界平均水平的 1/4。同時在時間和地區(qū)分布上很不平衡,南方多北方少,污水排放量也逐年增加,河湖污染日趨嚴重,北京、天津、長春、大連、青島、唐山和煙臺等大中城市已受到水資源短缺的嚴重威脅[1],城市工業(yè)每年損失達數(shù)千億元。我國是一個嚴重缺水的國家,解決水資源短缺的主要辦法有三種:節(jié)水、蓄水和調(diào)水,而節(jié)水是三者中最可行和最經(jīng)濟的。節(jié)水主要有兩種手段:總量控制和再生利用,中水利用則是再生利用的主要形式,是緩解城市水資源緊缺的有效途徑,是開源節(jié)流的重要措施,是解決水資源短缺的最有效途徑,是缺水城市勢在必行的重大決策。

目前國內(nèi)外污水處理市場發(fā)展非常迅速,各種處理技術(shù)也日趨成熟,在水資源緊缺的現(xiàn)實情況下,將污水進行深度處理后再利用是必然的發(fā)展趨勢。所以污水處理并不是最終目的,實現(xiàn)水資源再利用才是當今城市污水治理的出發(fā)點,應(yīng)大力推行污水資源化再利用技術(shù),提高它的環(huán)境效益、經(jīng)濟效益和社會效益。

天津地區(qū)水資源的保障主要以跨流域調(diào)水(南水北調(diào))、海水淡化、污水資源化等手段為主,三者相比較,跨流域調(diào)水工程浩大、工期長、造價高;海水淡化與污水資源化相比較,由于生活污水污染物濃度較低(＜0.1%),可生化性較好,處理難度較小,而且可用深度處理方法加以去除。因此,當生活污水的排水作為中水水源時,主要污染物的濃度指標 COD,BOD5,SS,NH3-N可滿足處理技術(shù)要求。海水則含有 3.5%的溶解鹽和大量有機物,其雜質(zhì)含量為污水二級處理出水的 35倍以上,因此無論基建費或單位成本,海水淡化都超過污水回用。

城市中水回用技術(shù)就是提高處理后的水質(zhì),回供給工業(yè)和城市雜用水的方法,把經(jīng)過處理的污水作為一種新的水資源,加以再利用,以緩和水危機,有利于提高水資源綜合利用的經(jīng)濟效益。在美國、日本、以色列等國[2],廁所沖洗、園林和農(nóng)田灌溉、道路保潔、洗車、城市噴泉、冷卻設(shè)備補充用水等,都大量的使用中水。天津市城市排水系統(tǒng)系已形成較為完善的六大排水系統(tǒng),即紀莊子排水系統(tǒng)、咸陽路排水系統(tǒng)、雙林排水系統(tǒng)、張貴莊排水系統(tǒng)、趙沽里排水系統(tǒng)及北倉排水系統(tǒng),為污水再利用提供了便利的收集條件。我市是水資源匱乏的地區(qū),城市污水就近可得,易于收集,易于處理,且數(shù)量巨大,穩(wěn)定可靠。凡是污水處理廠都可將污水再次適當處理后回用,足可以緩解城市的供水緊張。但目前我市中水配套設(shè)施尚未全面普及,因此從現(xiàn)在開始重視中水回用的建設(shè)將給我們帶來極大的經(jīng)濟、環(huán)境、社會效益。

1 中水簡介

1.1 概念

所謂中水是相對于上水(自來水)和下水(污水)而言的,也稱為“再生水”,是指生活污水經(jīng)處理后,達到規(guī)定的水質(zhì)標準,可在一定范圍內(nèi)重復(fù)使用的非飲用水,如廁所沖洗、綠地澆灌、景觀河湖、環(huán)境用水、農(nóng)業(yè)用水、工廠冷卻用水、洗車用水等。

1.2 中水的水源

日常生活污水包括兩部分:一部分是洗滌水和洗澡水,亦稱“灰水”,其排量占污水的 75%～80%;另外一部分為糞便水,亦稱“黑水”,屬于重污染水,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 工藝簡介

1.3.1 工藝類型

按處理方法,中水處理工藝一般分為 3種類型:

1)物理處理法:如膜濾法,適用于水質(zhì)變化大的情況。它裝置緊湊,容易操作,以及受負荷變動的影響小。2)物理化學法:如砂濾、活性炭吸附、浮選、混凝沉淀等,適用于污水水質(zhì)變化較大的情況。特點是技術(shù)先進,結(jié)構(gòu)緊湊,占地少,管理簡單。3)生物處理法:如活性污泥法、接觸氧化法、生物轉(zhuǎn)盤等,適用于有機物含量較高的污水。具有適應(yīng)水力負荷變動能力強、產(chǎn)生污泥量少、維護管理容易等優(yōu)點。

1.3.2 基本流程

單一的中水處理方法一般很難達到回用水水質(zhì)的要求。通?；赜眉夹g(shù)需多種污水處理技術(shù)合理組合起來進行深度處理,目前,主要的工藝流程有如下三種[3]:

1)原水→格柵→調(diào)節(jié)池→接觸氧化池→沉淀池→過濾→消毒→出水。

2)原水→格柵→調(diào)節(jié)池→絮凝沉淀池→超濾膜→消毒→出水。

3)原水→格柵→調(diào)節(jié)池→活性污泥池→超濾膜→消毒→出水。

1.3.3 選擇原則

中水回用流程的選擇應(yīng)根據(jù)進水水質(zhì)以及回用要求來選擇,如果是沐浴、清潔或噴灑等水質(zhì)較好的雜排水為中水水源時,一般采用物理化學法為主的處理工藝流程。若主要以廚房、廁所沖洗水等含有機物為主的生活污水為水源時,一般采用生化法為主或生化、物化結(jié)合的處理工藝[3]。

1.4 分類

1.4.1 按處理系統(tǒng)分類

中水系統(tǒng)大致可分三類:1)城市中水系統(tǒng),利用城市污水二級處理出水回用,方便高效;2)小區(qū)中水系統(tǒng),主要是對一些遠離城市管網(wǎng)的生活小區(qū)內(nèi)或建筑群的污水實現(xiàn)就近收集和處理,所生產(chǎn)的再生水就地利用;3)建筑中水系統(tǒng),主要就是一些賓館、學校等,收集單個建筑內(nèi)生活污水適當處理后回用于建筑物和小區(qū)。

1.4.2 按用途分類

中水因用途不同有兩種處理方式:一種是將其處理到飲用水的標準而直接回用到日常生活中,即實現(xiàn)水資源直接循環(huán)利用,這種處理方式適用于水資源極度缺乏的地區(qū),但投資高,工藝復(fù)雜;另一種是將其處理到非飲用水的標準,主要用于不與人體直接接觸的用水,主要有兩方面用途:1)用于工業(yè),如印染、造紙、鋼鐵、電力、冷卻設(shè)備補充用水等;2)用于生活污水,如沖廁、園林和農(nóng)田灌溉、汽車清洗、消防、道路清潔、綠化澆灑等[4]。

2 天津地區(qū)中水發(fā)展現(xiàn)狀

天津雖然地處渤海之濱,但水源、水質(zhì)狀況不容樂觀,是一個水質(zhì)型缺水城市,城市建設(shè)年代較久遠,市區(qū)內(nèi)都沒有中水管道,當我國 2001年以“十五”綱要明確提出污水回用為標志,中水回用進入到全面啟動的階段,天津也力求在中水回用領(lǐng)域處于全國的前列[5]。天津從新建產(chǎn)業(yè)基地及生活片區(qū)開始全面實施中水配套設(shè)施,在華苑新技術(shù)產(chǎn)業(yè)園區(qū)、天津濱海新區(qū)高新技術(shù)開發(fā)區(qū)、中新天津生態(tài)城、臨港工業(yè)區(qū)及天津港散貨物流中心等新建產(chǎn)業(yè)基地中實現(xiàn)區(qū)域性的中水綜合利用,不同于以往單一的中水灌溉或中水進小區(qū),本次中水綜合利用將涉及綠地澆灌、環(huán)衛(wèi)灑水車清潔除塵、企業(yè)生產(chǎn)用水、生活用水、景觀河道水循環(huán)等區(qū)內(nèi)生活、生產(chǎn)、城市維護各個方面,實現(xiàn)區(qū)域中水全覆蓋。老城區(qū)隨著城市建設(shè)也將實現(xiàn)中水的城區(qū)全覆蓋。天津市政府為此專門出臺了關(guān)于住宅使用中水的規(guī)定,城市規(guī)劃面積 5萬m2以上的新建住宅小區(qū),規(guī)劃人口在 1萬人以上的住宅小區(qū)都要使用中水,配有中水管道。目前天津一些小區(qū)都使用中水來替換自來水用于景觀用水,以及澆灌綠地。

天津市高新區(qū)城管局負責人給我們算了一筆賬,目前區(qū)內(nèi)100余萬平方米的綠化面積,按每平方米用水量為 0.6 t/年來計算,改用中水后全年將節(jié)約 60萬 t水,同時中水每噸 1元多的價錢較之自來水也便宜了不少,僅綠化澆灌一項每年就能省下 300萬元水費。

3 存在的問題

城市建設(shè)年代久遠,老城區(qū)的中水設(shè)施建設(shè)難度較大,大多數(shù)污水處理廠未配備中水處理設(shè)備,污水處理廠的改造以及老城區(qū)中水管道的鋪設(shè)都是限制天津市中水系統(tǒng)發(fā)展的現(xiàn)實問題。

4 結(jié)語

目前中水利用中還存在不少問題,我們應(yīng)該加大宣傳力度,完善相應(yīng)法規(guī)和完整的水價體系,適當調(diào)整污水處理布局,建立和完善城市用水的綜合規(guī)劃,不斷研究和開發(fā)各種新技術(shù)和新設(shè)備,鼓勵建設(shè)節(jié)水和中水回用設(shè)施,提高人們的中水回用意識,促進天津中水事業(yè)的發(fā)展。

[1]錢 茜,王玉秋.我國中水回用現(xiàn)狀及對策[J].再生資源研究,2003(1):31-33.

[2]沈光范,徐 強.積極穩(wěn)妥地開展中水回用工作[J].中國給水排水,2001,17(14):90-92.

[3]李國祥.建筑中水工程應(yīng)用及若干問題的討論[J].內(nèi)蒙古石油化工,2005(4):41-42.

[4]馬志毅,米曉軍.城市污水回用的思考[J].太原理工大學學報,1998,29(1):19-21.

[5]魯 豫,王 琳,王寶貞.我國水資源污染治理的技術(shù)策略[J].給水排水,2001,27(1):5-7.