城市居民小區(qū)生活污水處理回用模式探討

張 軍，杜成玉，許文閣

（濱州市水文局，山東 濱州 256600）

1 城區(qū)生活污水處理現(xiàn)狀

1.1 城區(qū)污水概況

博興縣城區(qū)現(xiàn)常住人口18萬多，成規(guī)模居民小區(qū)70多個。城區(qū)居民生活用水仍然全部取用城區(qū)深層地下水，根據(jù)博興縣水務(wù)局水資源管理部門的統(tǒng)計，居民生活日均用水量近2萬m3，年用水量約600萬m3。除少量通過飲用及其他方式消耗以外，絕大多數(shù)（約占用水量的80%）通過洗滌、沖廁等方式排出，年均排水量約480萬m3。

1.2 城區(qū)生活污水處理方式

1）小區(qū)生活污水處理方式。目前城區(qū)居民生活小區(qū)的生活污水均經(jīng)排水管道排入化糞池，生活污水中的固體排放物在池內(nèi)進行簡單的曝氣處理后清運，上部清水直接排放入市政排水管道。

2）城區(qū)生活污水處理方式。城區(qū)生活污水主要通過市政管網(wǎng)進入污水處理廠，處理后排入支脈河。城區(qū)管網(wǎng)未覆蓋地區(qū),生活污水排入支脈河。

2 生活污水處理模式的探討

將生活污水處理到生活雜用水水質(zhì)標準，主要用于不與人體直接接觸的用水，如沖廁、綠地澆灌、洗車、沖洗道路、消防等。

2.1 生活污水處理方式分析

1）國內(nèi)外主要處理方式。目前國內(nèi)外生活污水處理形式主要有兩種：一種是污水處理廠集中處理，生活污水進入城市污水廠管網(wǎng)，由城市污水廠進行集中處理，達標排放或回用；另一種分散處理，無法進入城市管網(wǎng)的生活污水就地建設(shè)污水處理設(shè)施，處理后達標排放或進一步處理回用。

2）不同污水處理模式的對比。結(jié)合縣城區(qū)具體情況，針對以上兩種生活污水處理方式進行比較。第一種處理方式需在城區(qū)鋪設(shè)大量的輸水管網(wǎng)，根據(jù)測算，如果將城區(qū)所有居民小區(qū)和城區(qū)污水處理廠連接完畢，需鋪設(shè)各類管徑的專用污水管道45 km以上，估算投資達億元以上；根據(jù)測算，不計入污水管道鋪設(shè)成本，正常處理費用約1.8元/m3。第二種處理方式是以居民生活小區(qū)為單位建設(shè)小型中水處理回用系統(tǒng)，將生活污水就地處理回用，將傳統(tǒng)的集中處理改為分散處理；根據(jù)當前市場價格，建設(shè)1套小型生活污水處理系統(tǒng)總投資不到50萬元，即使全縣所有70個小區(qū)全部安裝該系統(tǒng)，總造價約在3 500萬元以內(nèi)，低于鋪設(shè)污水輸水管道的費用。采用分散處理方式，不計入設(shè)備安裝成本，正常處理費用約 0.3 元/m3。

從以上對比數(shù)據(jù)來看，采用分散式生活污水處理系統(tǒng)，無論從建設(shè)投資還是從運行費用來比較，分散式水處理方式比傳統(tǒng)的集中處理方式都具有非常明顯的優(yōu)勢。

2.2 小區(qū)生活污水處理系統(tǒng)的甄選

目前，國內(nèi)常用的小區(qū)內(nèi)生活污水處理方法主要有以下三種：

1）生物處理法。利用微生物分解作用，把污水中的有機物轉(zhuǎn)化為簡單無害的無機物，使污水得到凈化。

2）物理化學(xué)處理法。利用物理化學(xué)反應(yīng)的方式，分離回收污水中處于各種形態(tài)的污染物質(zhì)，主要包括懸浮的、溶解的、膠體的等。

3）膜處理法。采用超濾（微濾）或反滲透膜處理，其優(yōu)點是去除率很高，占地面積與傳統(tǒng)的二級處理相比，減少了很多。

目前，國內(nèi)研制生產(chǎn)了一些比較先進實用的智能一體化膜生物反應(yīng)器生活污水處理設(shè)備。該設(shè)備將膜分離技術(shù)與生物處理技術(shù)、智能化控制技術(shù)有機結(jié)合起來，出水水質(zhì)優(yōu)于中水水質(zhì)標準，適合用于中小型規(guī)模的污廢水處理和回用，比較適用于居民生活小區(qū)。

3 京博雅苑小區(qū)應(yīng)用實踐

3.1 小區(qū)概況

京博雅苑位于山東省博興縣城西北部，占地面積 8.0 hm2，綠化面積 2.4 hm2，人口 1 200人，小區(qū)日用水量84.0m3/d，排放量76.0m3/d。以前，小區(qū)內(nèi)用水全部采用縣城供水管網(wǎng)集中供應(yīng)的深層地下水，僅綠地澆灌一項，一年用水1.75萬m3；生活污水直接排入小區(qū)化糞池，經(jīng)過簡單曝氣處理，上部清液排入城區(qū)污水管道，固體物運走排放。原來這種簡單的處理方式，不但浪費水資源，而且影響水功能區(qū)的達標。小區(qū)新建生活污水處理系統(tǒng)后，小區(qū)綠化用水全部由中水替代，生產(chǎn)的沼氣可滿足小區(qū)鍋爐房燒制熱水所需。

3.2 生活污水處理回用情況

京博雅苑小區(qū)生活污水處理系統(tǒng)主要由中水原水系統(tǒng)、中水緩存分離系統(tǒng)、中水處理系統(tǒng)和中水供水系統(tǒng)、沼氣生產(chǎn)和沼氣供氣系統(tǒng)六部分組成。其中中水原水系統(tǒng)是指收集、輸送中水原水到中水處理系統(tǒng)的管道系統(tǒng)和附屬構(gòu)筑物；中水緩存分離系統(tǒng)采用小區(qū)原有化糞池，將生活污水上部清液和污水中固體物分離開來，其上部清液進入中水處理系統(tǒng)，污水中固體物進入沼氣生產(chǎn)系統(tǒng)用于生產(chǎn)沼氣；中水處理系統(tǒng)采的上海愛笛環(huán)境工程設(shè)備有限公司生產(chǎn)的A2-MBR智能一體化膜生物反應(yīng)器；沼氣生產(chǎn)系統(tǒng)采用厭氧反應(yīng)池；中水供水系統(tǒng)是指輸送中水的管道系統(tǒng)和附屬構(gòu)筑物；沼氣供氣系統(tǒng)是指輸送沼氣去小區(qū)鍋爐房的管道系統(tǒng)。

工藝流程如圖1所示：

圖1 博興京博雅苑污水處理回用工藝流程圖

處理系統(tǒng)選用上海愛笛環(huán)境工程設(shè)備公司的A2-MBR-120型，設(shè)計日處理污水120m3。設(shè)計進出水水質(zhì)指標見表1，處理后中水水質(zhì)情況見表1。

表1 設(shè)計進出水水質(zhì)

處理后的中水水質(zhì)優(yōu)于生活雜用水水質(zhì)標準，用于小區(qū)綠地澆灌。綠地澆灌灑水量選取2 L/m2·d，小區(qū)綠化用水量 48m3/d，因此，污水處理能力滿足小區(qū)澆灌綠地所需。

3.3 效益評價

京博雅苑小區(qū)中水回用工程，將小區(qū)內(nèi)部的生活污水經(jīng)過處理后用作小區(qū)綠化澆灌，使用1 m3中水就相當于少用等量的深層地下水，同時少排出近1m3的污水。另外，小區(qū)配套沼氣生產(chǎn)系統(tǒng)可生產(chǎn)沼氣45m3/d，沼氣供熱產(chǎn)生的熱水可以滿足全小區(qū)居民生活用熱水需要。沼渣用于小區(qū)綠地肥料，氮、磷、鉀含量均高于露天糞坑和堆漚肥。

小區(qū)采用上海愛笛環(huán)境工程設(shè)備公司生產(chǎn)的A2-MBR-120型，日處理污水120m3，投資50萬元，厭氧反應(yīng)池300m3，輸水管道500m，輸送沼氣管道50 m，管理人員3人，總計投資58萬元。不考慮水價上漲因素，6年可以收回建設(shè)投資，考慮到未來水價上漲的趨勢，投資回收期還可以進一步縮短。

以目前自來水價格3.5元/m3計算，每天綠化用水需48m3，全部用中水代替，每日可節(jié)約費用153.6元，每年可節(jié)約5.6萬元的綠化用水費用。300m3沼氣池可產(chǎn)沼氣45m3/d，節(jié)約天然氣成本117元，每年節(jié)約4.3萬元。

博興縣目前共有規(guī)模小區(qū)70多個，居住戶數(shù)為2.4萬戶，全部小區(qū)住戶年用水量約600萬m3，占城區(qū)居民生活用水量的80%。若全部建設(shè)使用生活污水處理回用設(shè)施，每年可節(jié)約用水量250萬m3。按目前各小區(qū)水費均價3.50元計算，每年可節(jié)省水費870多萬元。

4 結(jié)語

由以上分析可知，建設(shè)分散式生活污水處理工程可行性強，具有較好的社會效益和經(jīng)濟效益：一是可以有效減少污水排放量，緩解河流污染，促進水功能區(qū)達標，實現(xiàn)人與自然和諧發(fā)展；二是可以解決水資源短缺問題，保證經(jīng)濟平穩(wěn)快速發(fā)展；三是中水回用比開發(fā)其他水資源具有經(jīng)濟上的優(yōu)勢，回用水的制水成本低，節(jié)省了水資源遠距離輸送的能耗費用和基建費用；四是在當前實行最嚴格水資源管理制度，實施用水總量控制的情況下，生活污水處理回用節(jié)約的水量可增加地方用水總量控制指標；五是沼氣的利用，節(jié)約煤氣和電能，將帶來可觀的經(jīng)濟效益，同時可減少CO2排放量，降低空氣污染指數(shù)，有效緩解溫室效應(yīng)的影響。

但是由于各地對中水回用的認知度不足，中水回用往往流于形式，缺少完整的對中水再利用系統(tǒng)的規(guī)劃，缺少政府支持。需要采取相應(yīng)的行政措施，全方位提高認識，制定中水再利用的優(yōu)惠政策。