建筑小區(qū)中水回用技術(shù)組合的選擇與應(yīng)用

彭 麗， 胡林龍，吳 燕

(四川建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院， 四川 德陽(yáng) 618000)

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建筑小區(qū)中水回用技術(shù)組合的選擇與應(yīng)用

彭 麗， 胡林龍，吳 燕

(四川建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院， 四川 德陽(yáng) 618000)

摘要：指出了建筑與小區(qū)中水處理工藝的核心工藝主要有膜生物反應(yīng)器、接觸氧化和生物濾池，其中接觸氧化具有占地小、運(yùn)行管理簡(jiǎn)單、運(yùn)行成本低等優(yōu)點(diǎn)，適合作為建筑小區(qū)中水處理的核心工藝。在次氯酸鈉、臭氧和紫外光輻照3種消毒技術(shù)中，臭氧易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，占地面積小，即開即用，是優(yōu)異的建筑小區(qū)中水消毒技術(shù)。在工程中，大部分中水處理系統(tǒng)采用了接觸氧化，原水來自小區(qū)生活污水，回用水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)也多采用城市污水再生利用城市雜用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。中水處理系統(tǒng)的運(yùn)行、管理、維護(hù)和商業(yè)模式還并不完善，民間資本和市場(chǎng)化機(jī)制具有進(jìn)入的可能性和條件。

關(guān)鍵詞：建筑與小區(qū)，中水，回用技術(shù)，應(yīng)用

1建筑小區(qū)中水

中水是一種介于污水和自來水之間，能夠在一定領(lǐng)域內(nèi)使用的非飲用水，城市中的中水經(jīng)常用作綠化用水、道路清掃以及建筑沖廁，也被越來越多的大中城市當(dāng)作城市第二水源。中水的主要水源包括：城市污水、冷卻排水、盥洗排水、廚房排水、廁所排水等。

中水處理回用[1]是一種污水的分散處理方法，對(duì)于集中式污水處理設(shè)施及管道無法實(shí)施或成本高昂時(shí)，分散處理是保護(hù)水環(huán)境、節(jié)約水資源的一種選擇，比如景區(qū)、鄉(xiāng)村、小鎮(zhèn)等。建筑小區(qū)是設(shè)置污水處理裝置的最小單位，有穩(wěn)定的污水來源，也是具有大量非飲用水，如綠化、道路沖洗、水景等用水需求。隨著國(guó)家和地方對(duì)水資源和水環(huán)境的保護(hù)，相比于城市污水集中管網(wǎng)和集中處理，小區(qū)就地處理回用污水具有更大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，也得到許多城市的政策支持，如大連市就規(guī)定2014年后市內(nèi)新建住宅小區(qū)必須建設(shè)中水設(shè)施[2]。

與城市污水集中處理相比，建筑小區(qū)中水回用技術(shù)需要具備3個(gè)條件，一是技術(shù)效果的穩(wěn)定性，變化的進(jìn)水水質(zhì)和既定回用途徑要求回用技術(shù)需要穩(wěn)定的出水水質(zhì)；二是設(shè)備和技術(shù)的可操作簡(jiǎn)易性，通常由物業(yè)部門維護(hù)運(yùn)行回用設(shè)施設(shè)備，過于復(fù)雜的系統(tǒng)和技術(shù)組合不利于設(shè)施的正常運(yùn)行，能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)化、無人化處理回用是一個(gè)方向；三是設(shè)備和運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性，小區(qū)中水回用的經(jīng)濟(jì)性應(yīng)優(yōu)于直接利用自來水，以保證業(yè)主和物業(yè)管理公司的經(jīng)濟(jì)利益。

2技術(shù)組合的選擇

2.1核心技術(shù)

水處理核心技術(shù)直接決定了出水的水質(zhì)及其穩(wěn)定性、經(jīng)濟(jì)性。分散式水處理技術(shù)中，膜生物反應(yīng)器、生物濾池、接觸氧化是常用的核心技術(shù)[3]。

膜生物反應(yīng)器是膜分離技術(shù)與生物處理技術(shù)有機(jī)結(jié)合的廢水處理系統(tǒng)，以膜組件取代傳統(tǒng)生物處理技術(shù)末端二沉池，在生物反應(yīng)器中保持高活性污泥濃度，提高生物處理有機(jī)負(fù)荷，從而減少污水處理設(shè)施占地面積，并通過保持低污泥負(fù)荷減少剩余污泥量。膜生物反應(yīng)器占地面積小、出水水質(zhì)好、無須設(shè)置二沉池，且運(yùn)行、維護(hù)簡(jiǎn)單。其中的平板膜MBR 工藝[3]又因其污泥濃度高達(dá) 15000～20000 mg/L、占地面積更小、并可實(shí)現(xiàn)在線清洗、污泥產(chǎn)生量更少等特點(diǎn)比中空MBR 工藝更受青睞。但是膜易污染的特點(diǎn)[6]使膜生物反應(yīng)器的使用受到一定限制，大量曝氣和頻繁地清洗并使其運(yùn)行成本較高。大部分應(yīng)用于城市污水處理的處理能力范圍為小于387.5 m3/d，曝氣分別占分體式和一體式MBR總能耗的20 %～50 % 和80 %～100 %[7]。

生物濾池是由碎石或塑料制品填料構(gòu)成的生物處理構(gòu)筑物，以土壤自凈原理為依據(jù)，使污水與填料表面上生長(zhǎng)的微生物膜間隙接觸，使污水得到凈化的人工生物處理技術(shù)[8]。生物濾池的處理效果好，不產(chǎn)生二次污染，且微生物能夠依靠填料中的有機(jī)質(zhì)生長(zhǎng)，無須另外投加營(yíng)養(yǎng)劑，生物濾池緩沖容量大，能自動(dòng)調(diào)節(jié)濃度高峰使微生物始終正常工作，耐沖擊負(fù)荷的能力強(qiáng)?？梢圆捎萌詣?dòng)控制，非常穩(wěn)定，可以實(shí)現(xiàn)無人操作。生物濾池的池體采用組裝式，便于運(yùn)輸和安裝；同時(shí)能耗非常低，在增加處理容量時(shí)只需添加組件，易于實(shí)施，也便于氣源分散條件下的分別處理。但是生物濾池的污水流動(dòng)速度較慢，水處理量較小，設(shè)備占地較大，是它的一個(gè)明顯缺陷。另外，生物濾池由于很難創(chuàng)造好氧厭氧交替的環(huán)境，除磷效果較差[9]。

接觸氧化法是一種介于活性污泥法與生物濾池之間的生物膜法工藝，其特點(diǎn)是在池內(nèi)設(shè)置填料(分散式或懸掛式)，池底曝氣對(duì)污水進(jìn)行充氧，并使池體內(nèi)污水處于流動(dòng)狀態(tài)，以保證污水與填料充分接觸.生物接觸氧化法能去除生活污水中的污染物，首先填料和生物膜對(duì)有機(jī)物具有吸附阻留作用，然后在微生物作用下對(duì)有機(jī)物進(jìn)行好氧分解。生物接觸氧化法具有剩余污泥量少、耐沖擊負(fù)荷強(qiáng)、運(yùn)行管理簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)[4]。研究表明[5]：生物接觸氧化法處理生活污水，在處理效果、動(dòng)力消耗、經(jīng)濟(jì)效益和維護(hù)管理方面都明顯優(yōu)于活性污泥法，在處理有機(jī)廢水和小區(qū)生活污水方面都取得了令人滿意的效果。

以上3種核心技術(shù)各有優(yōu)缺點(diǎn)，在建筑與小區(qū)中水處理工程實(shí)踐中也都有應(yīng)用?？筛鶕?jù)小區(qū)中水規(guī)模、可用地塊的大小、物業(yè)管理的專業(yè)性等因素進(jìn)行選擇。

2.2消毒技術(shù)

消毒步驟是污水處理的必要步驟，在小區(qū)中水處理利用過程中，消毒也是重要的后處理步驟。消毒方式通常由化學(xué)藥劑(固體、液體、氣體)、紫外線等，污水再生過程廣泛使用的主要有次氯酸鈉、紫外、臭氧3種消毒技術(shù)。不同的工藝適用的消毒技術(shù)有所不同。砂濾出水的消毒宜選用臭氧與次氯酸鈉組合消毒工藝，且可以大大降低了出水使用的生態(tài)安全風(fēng)險(xiǎn)。MBR出水的消毒采用次氯酸鈉、紫外、臭氧單獨(dú)消毒對(duì)微生物都有很好的去除效果[10]。

消毒技術(shù)或消毒劑的選用除了效果，也要考慮到建筑與小區(qū)的特殊性。次氯酸鈉是一種強(qiáng)堿，形態(tài)可以是液體或固體粉末，其使用和保存要避免光照和熱源，在使用過程中，也要避開人群。該消毒劑使用廣泛，消毒能力較強(qiáng)，在建筑小區(qū)中使用較多。紫外燈具有良好的殺菌消毒效果，而且通過設(shè)備設(shè)計(jì)和遮擋，可以最小化對(duì)環(huán)境和人的影響，但需要有較大的消毒區(qū)域，滿足其透射深度和輻照時(shí)間的要求。臭氧消毒具有良好的操作性[11]，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，占地面積小、反應(yīng)速度快，是優(yōu)異的建筑小區(qū)中水消毒技術(shù)。

3小區(qū)中水回用技術(shù)的應(yīng)用

建筑小區(qū)的中水回用已經(jīng)在各地有了大量的工程應(yīng)用，并取得了較好的效果。小區(qū)中水回用技術(shù)的工程應(yīng)用情況見表1，包括核心技術(shù)和消毒技術(shù)、運(yùn)行成本、出水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)、水量等。

由表1可以看出，接觸氧化和MBR技術(shù)是工程上主要應(yīng)用的核心技術(shù)，而消毒技術(shù)則以臭氧消毒為主。兩級(jí)串聯(lián)的接觸氧化增強(qiáng)了系統(tǒng)的抗沖擊負(fù)荷能力，保證了出水水質(zhì)。據(jù)報(bào)道[20],2000年北京市對(duì)在一年間建設(shè)的項(xiàng)中水工程進(jìn)行調(diào)查和評(píng)估發(fā)現(xiàn),有項(xiàng)工程采用了生物接觸氧化法,占比例達(dá)85 %。

小區(qū)中水的水源多是小區(qū)的生活污水，經(jīng)化糞池處理后的出水作為中水原水，而洗浴、盥洗、洗衣、雨水等污染較輕的廢水，在收集系統(tǒng)許可的條件下也是一種很好的中水原水。而中水的用途大多為景觀、綠化用水或沖廁等生活雜用，回用水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)也多采用城市污水再生利用城市雜用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)( GB/T 18920-2002)，也會(huì)根據(jù)需要采用農(nóng)業(yè)灌溉生產(chǎn)用水等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

現(xiàn)在，中水處理系統(tǒng)的運(yùn)行、管理、維護(hù)和商業(yè)模式還并不完善。很多中水系統(tǒng)跟建筑小區(qū)一起進(jìn)行設(shè)計(jì)、施工，但系統(tǒng)的運(yùn)行主體為物業(yè)公司、開發(fā)商或政府部門，涉及的成本、收益和產(chǎn)權(quán)并不清晰，由此可導(dǎo)致運(yùn)行管理問題。民間資本可以通過獨(dú)立供給和BOT、TOT等方式進(jìn)一步利用市場(chǎng)機(jī)制進(jìn)行優(yōu)化，確保設(shè)施的市場(chǎng)化運(yùn)行，減輕政府部門的經(jīng)濟(jì)壓力[21]。

表1　小區(qū)中水回用技術(shù)的工程應(yīng)用情況

4結(jié)論

建筑小區(qū)中水處理工藝的核心工藝主要有膜生物反應(yīng)器、接觸氧化和生物濾池。膜生物反應(yīng)器的出水水質(zhì)好、占地小、操作方便，但膜容易被污染，運(yùn)行成本較高；接觸氧化具有占地小、運(yùn)行管理簡(jiǎn)單、運(yùn)行成本低等優(yōu)點(diǎn)，適合作為建筑小區(qū)中水處理的核心工藝。臭氧消毒易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，占地面積小，即開即用，是優(yōu)異的建筑小區(qū)中水消毒技術(shù)。

建筑小區(qū)的中水回用已經(jīng)在各地有了大量的工程應(yīng)用，并取得了較好的效果。在工程中，大部分采用了接觸氧化，原水來自小區(qū)生活污水，回用水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)也多采用城市污水再生利用城市雜用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。中水處理系統(tǒng)的運(yùn)行、管理、維護(hù)和商業(yè)模式還并不完善，民間資本和市場(chǎng)化機(jī)制具有進(jìn)入的可能性和條件。

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收稿日期：2016-05-05

作者簡(jiǎn)介：彭麗(1984-)，女，博士，主要從事污水、污泥處理技術(shù)及工業(yè)應(yīng)用相關(guān)的科研工作。

中圖分類號(hào)：X703

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1674-9944(2016)12-0117-02