高校中水回用技術(shù)應(yīng)用及發(fā)展研究

楊童童

(河南建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河南 鄭州 450064)

1 引言

據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)人均淡水資源只達(dá)到世界人均量的1/4，全國(guó)600多個(gè)城市中有一半以上城市不同程度缺水。伴隨城市化進(jìn)程加快，水資源矛盾凸顯，城市缺水范圍日益擴(kuò)大，為了給城市建設(shè)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供安全可靠的供水保障和良好的水環(huán)境，應(yīng)貫徹“節(jié)水優(yōu)先、空間均衡、系統(tǒng)治理、兩手發(fā)力”的方針。堅(jiān)持科學(xué)開源節(jié)流、治污綜合利用，實(shí)現(xiàn)水資源的可持續(xù)利用，對(duì)支持和保障城市經(jīng)濟(jì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展有著重大意義。中水回用則是將污水進(jìn)行處理后作為再生資源回用，減少淡水資源的使用，處理后的中水用于沖廁、灌溉、澆灑道路、景觀用水等，大大降低居民和企業(yè)的淡水使用量，緩解水資源短缺問題[1～3]。利用中水回用技術(shù)能夠降低排污量，緩解地下排水管網(wǎng)壓力，并減輕污水處理廠負(fù)荷[4～6]。此外，中水回用比開發(fā)利用其他水資源具有經(jīng)濟(jì)上的優(yōu)勢(shì)，回用水的制水成本低，能夠節(jié)省水資源、水與遠(yuǎn)距離輸水的能耗費(fèi)用和基建費(fèi)用[7，8]。因此開展中水回用工作，顯示出了開源和減少污染的雙重功效，能大大緩減水資源的供需矛盾，提高我國(guó)水資源綜合利用的經(jīng)濟(jì)效益，對(duì)于我國(guó)環(huán)境保護(hù)的意義非常重大[9]。

2 高校開展中水回用的意義

高校人口密集，用水集中，在高校樹立節(jié)水意識(shí)，設(shè)置中水回用系統(tǒng)，完成污水資源化是解決水資源緊缺問題的重要途徑[10]。因此，對(duì)高校開展中水回用技術(shù)研究具有重大意義和價(jià)值。第一，可降低排污量與處理難度，實(shí)現(xiàn)污水資源化利用；第二，能夠減少自來水用量，解決校園供水緊張的問題，降低辦學(xué)成本；第三，在高校普及中水理念，倡導(dǎo)污水資源化，培養(yǎng)學(xué)生節(jié)水意識(shí)，共創(chuàng)綠色節(jié)水型高校。高校開展中水回用有利于合理配置城市水資源，走可持續(xù)發(fā)展道路，創(chuàng)建綠色節(jié)約型社會(huì)，具有良好的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、環(huán)境效益。

3 高校開展中水回用的優(yōu)勢(shì)

由于高校人數(shù)較多，而且人員密集，普遍存在用水量大、水資源浪費(fèi)嚴(yán)重、水資源利用率低等情況。因此在高校普及中水理念，倡導(dǎo)污水資源化，培養(yǎng)學(xué)生節(jié)水意識(shí)，共創(chuàng)綠色節(jié)水型高校非常有意義。高校建設(shè)中水處理設(shè)施具有其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。首先，髙校排污主要來源于洗滌及沐浴等，其水質(zhì)與居民生活排水相比污染較低。其次，高校建筑的布局通常分區(qū)明確，一般設(shè)置學(xué)生宿舍區(qū)、教學(xué)區(qū)、實(shí)驗(yàn)區(qū)、食堂區(qū)、教師公寓區(qū)等，區(qū)域相對(duì)獨(dú)立，排水自然形成水質(zhì)分流，產(chǎn)生的污水成分較為單一，有用水時(shí)間相對(duì)固定且排水量變化特點(diǎn)顯著等特征，便于收集和選擇合理的處理工藝及設(shè)施。

4 高校中水回用技術(shù)的發(fā)展

隨著我國(guó)建筑水平的提升，研究集體宿舍和家庭式等節(jié)水減排方式呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，在廢水回用的裝置開發(fā)方面取得了矚目的成績(jī)。在宿舍中水回用方面，黃成通過實(shí)地調(diào)查探索問題，設(shè)計(jì)出了一套符合現(xiàn)代學(xué)生宿舍的節(jié)水設(shè)備[11]。在家庭中水回用方面，宋豐明等為達(dá)到節(jié)水的目的，利用中水設(shè)備物理的高差原理設(shè)計(jì)出循序用水型衛(wèi)生間[12]。陳飛從用水過程進(jìn)行控制，收集洗滌淋浴等廢水進(jìn)行二次利用，集中用于便后沖廁[13]。盧亞雄等通過模擬實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)了一款自動(dòng)化程度高且占地面積小的中水回用裝置，該裝置較好地實(shí)現(xiàn)了節(jié)能減排的目的[14]。鄒紅梅等結(jié)合目前的節(jié)水形式與房地產(chǎn)行業(yè)發(fā)展進(jìn)行研究，明確指出模塊化同層節(jié)排水技術(shù)有良好的發(fā)展前景[15]。

為緩解水資源危機(jī)，并降低水費(fèi)支出、節(jié)省辦學(xué)成本，我國(guó)許多高校建立起中水回用系統(tǒng)，例如，北京師范大學(xué)投資430萬(wàn)元建設(shè)中水回用項(xiàng)目工程，該工程每小時(shí)能夠處理廢水25～30 m3，實(shí)施后每年可為學(xué)校節(jié)水20萬(wàn)m3，僅需6年就能收回前期投資。與此同時(shí)，學(xué)者亦正在大力開展研究探索高校中水回用系統(tǒng)，例如，沈世江等以是校中水處理回用系統(tǒng)為例，探究其對(duì)經(jīng)濟(jì)、環(huán)境、教學(xué)、社會(huì)等方面的價(jià)值[16]；張?bào)w祥等研究山東某高校中水回用工程，探究選用適合的處理技術(shù)，探析水處理能力以及進(jìn)出水水質(zhì)，研究表明出水能夠滿足《城市污水再生利用城市雜用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》中綠化和沖廁用水的要求[17]；付崢嶸等結(jié)合政策、觀念等現(xiàn)狀提出建議，并針對(duì)本校中水系統(tǒng)開展技術(shù)經(jīng)濟(jì)探究[18]；許亞萍探究高校開展中水回用的必要性與可行性，隨后針對(duì)本校情況研究選取CASS+深度處理工藝實(shí)現(xiàn)中水回用，同時(shí)分析了該工程帶來的經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境效益及教育示范意義[19]。

5 高校開展中水回用實(shí)踐的建議

5.1 因地制宜選擇合適的中水回用技術(shù)

對(duì)于高校而言，用水主要是科研實(shí)驗(yàn)、熱水器用水、沖廁用水、浴室用水、植物灌溉用水、食堂用水等。處理后的中水可用于沖廁、消防、建筑施工等建筑雜用水，也可用于道路澆灑、車輛沖洗、綠化等市政雜用水，或者用于環(huán)境景觀用水，根據(jù)實(shí)際情況用途不同中水處理標(biāo)準(zhǔn)也是不同的。應(yīng)當(dāng)視情況而定，選用低耗高效的中水回用處理技術(shù)，按照不同用途來分質(zhì)分級(jí)處理回用，以期實(shí)現(xiàn)高處理率和高回用率。

如學(xué)生宿舍為公共衛(wèi)生間，采用大便槽時(shí)，可將公共水房盥洗水進(jìn)行收集以及簡(jiǎn)單處理，隨后引入公共衛(wèi)生間用于大便槽沖洗，不但改造簡(jiǎn)單，而且運(yùn)行安全，后期維修費(fèi)用少，節(jié)水效果良好。若高校占地面積大，學(xué)生人數(shù)眾多，日用水量大，此時(shí)可考慮建立中水處理站，將高校排水管網(wǎng)接向中水處理站，而不是直接進(jìn)入市政排污管道，關(guān)于核心處理工藝的選擇建議采用MBR工藝，目前該工藝在高校中應(yīng)用較為廣泛和成熟，因?yàn)槠淙コ钡c難降解有機(jī)物具有明顯優(yōu)勢(shì)，其出水水質(zhì)較高，抗沖擊能力強(qiáng)；其容積負(fù)荷高，節(jié)省占地面積，操作簡(jiǎn)易，便于維護(hù)，具有經(jīng)濟(jì)性。若高校設(shè)計(jì)有景觀湖等水景，可采用人工濕地法調(diào)蓄和凈化水體，對(duì)污染物進(jìn)行過濾、吸附、截留、化學(xué)分解、微生物分解以及植物吸收，不但能夠?qū)崿F(xiàn)中水回用，而且具有景觀價(jià)值，可有效改善水環(huán)境，促進(jìn)生態(tài)系統(tǒng)的良性循環(huán)[20]。

5.2 統(tǒng)籌項(xiàng)目規(guī)劃和管理

近年來，中水回用項(xiàng)目在高校有一定應(yīng)用，但是也出現(xiàn)了一些問題需要注意。比如在高校建立中水處理站，若建筑太過分散，這會(huì)導(dǎo)致管線分布過長(zhǎng)，加大采集和回用難度，并且運(yùn)行管理難度較大，因此需要統(tǒng)籌進(jìn)行規(guī)劃。中水處理站前期需要投資資金，需要各高校根據(jù)自身客觀條件選擇，要根據(jù)高校實(shí)際情況，衡定水質(zhì)、水量及污水分布進(jìn)行規(guī)劃，考慮投資回報(bào)比，綜合評(píng)定項(xiàng)目節(jié)能減排效果，防止出現(xiàn)成本核算理想化，中水成本高，綜合效益差此類情況[21]。此外，構(gòu)建節(jié)約型校園應(yīng)從長(zhǎng)遠(yuǎn)出發(fā)，若在建設(shè)初期將中水回用納入規(guī)劃，將進(jìn)一步降低建設(shè)費(fèi)用。

6 結(jié)語(yǔ)

目前，雖然在些城市和高校已施行了具有節(jié)水效果的中水回用工程，可是依舊存在技術(shù)有限、資金缺口較大、公眾意識(shí)淺薄等問題。因此，為了使中水回用工程普及率及使用效率進(jìn)一步提高，并且降低建設(shè)方面的投資以達(dá)到工程實(shí)施的目的，應(yīng)遠(yuǎn)近期結(jié)合并因地適宜選用合適的處理工藝來建設(shè)中水回用系統(tǒng)，以期創(chuàng)建綠色節(jié)水型高校，同時(shí)推進(jìn)我國(guó)水資源實(shí)現(xiàn)集約化。