中水回用技术概括

中水回用技术
１.活性炭吸附技术活性炭以其极大的比表面积而对微量污染物有良好的吸附作用。

污水在重力作
用下通过一定厚度的活性炭介质，去除水中臭味、重金属、溶解性有机物、放射性元素及消毒副产物等。

但该技术对进水水质要求较高，且活性炭在吸附一段时间后达到饱和，需进行清洗后才可重复利用。

因此，该技术一般只作为微污染污水的预处理工艺或污水二级处理后的深度处理工艺使用。

２.物理化学技术物理化学技术是当前最热门的中水回用技术之一。

与传统工艺相比，该技术具有
流程较短，设备简单，可间歇运行，无需污泥处理，管理维护方便，出水水质较高等优势；但也有对进水水质要求较高，运行成本偏高等缺点。

３.生物处理技术在实际中水回用过程中，常规生物处理技术的应用并不多，因为其出水水质不易
达到回用标准，所以现在多采用生物处理法与其他技术联用的方式，主要包括好氧生物法、厌氧生物法及氧化沟、氧化塘等工艺。

改良后的生物处理技术适用于有机物相对含量较高的杂排水和集约化程度较高的中水回用工程，具有耐受击负荷、出水水质高、运行成本小、运行较为稳定、剩余污泥量少、操作维护简单等优点。

但因微生物生长对ｐＨ值、温度等的要求较高，应用该工艺时需注意将进水控制在微生物群落能够接受的环境条件下。

4.膜分离技术常见的膜分离技术有纳滤、超滤、微滤、反渗透和电渗析等［５］。

该技术具有设备简单、能耗较低、无需添加任何药剂、ＳＳ去除效率高、无二次污染等优势，被视为２１世纪最具应用前景的水处理技术之一。

且相较于传统分离工艺，该技术能够在常温下操作且无相变，出水水质高且稳定。

但其缺点在于膜的生产技术要求较高，膜易被污染，不易清理，故工艺建设使用成本较高。

因此，为推进膜分离技术的广泛应用，在未来的研究中应致力于解决膜生产及膜污染问题。

５.膜生物反应器膜生物反应器（ＭＢＲ）是将膜处理单元与生物处理单元相结合的新型膜处理工
艺，它不仅可以利用膜自身的选择透过性将大分子物质过滤，而且可以利用依附在膜上的菌群使水中的小分子物质得以分解。

ＭＢＲ处理工艺兼具膜分离技术和生物处理技术的优点，集膜分离、生物反应、好氧过程、曝气于一体，具有体积紧凑、结构合理、节省占地面积、运行管理简便、出水水质较高、受水力负荷变动影响小、可实现自动化控制等优势。

因此，该工艺在景区、公园、小区及工业园区的中水回用项目中得到了广泛地应用。

６.人工湿地处理法相较于传统方法，人工湿地处理法具有工作效率高、运行管理方便、技术要求
低、投资成本小、可行性高等优点。

且因人工湿地本身存在一定的景观价值和社会价值［６］，故采用人工湿地处理法进行中水回用不仅可以有效地提高水资源的利用效率，改善水环境，而且极其符合国家生态文明建设的要求和现代社会的发展需求。

但根据近年来国家开展中水回用的具体工作情况来看，人工湿地处理法也具有一定的局限性，如湿地占地面积较大、池底渗漏可能造成地下水污染、出水水质受多种因素影响等。

另外，受气候条件和地域条件限制，植被生长存在一定的问题，不能保证中水回用能够长期稳定进行。

中水回用模式的正确选择不仅有利于提高污水回用率，而且具有明显的经济效益。

下面以部分区域中水回用工程为例介绍几种中水回用模式。

典型区域中水回用模式
1.集中居住区—以高校为例高校人口集中，污水排放量大且水质较高，是首选的中水原水；且高校建筑布局分区明显，排水自然形成水质分流，可实现分类回收处理。

因此研究高校小区的中水回用模式
对节约水资源、提高污水重复利用率具有重大意义。

高校小区污水水源单一、水质较高，可回用于需非饮用水的各个区域。

且因学校结构规划较为合理，污水管网相对完善，一般无需另建新的管道进行中水输送，节省了建设成本和收集管网费用。

高校小区中水回用一般采用的方法除膜生物反应器处理系统外，还有周期循环式活性污泥法、人工湿地处理工艺等。

具体处理时需结合具体情况，因地制宜，综合考虑。

２农村地区一些近郊的农村地区种植业、畜牧业发达，需水量大，可采用“灌溉回用”模式，将生活污水等经深度处理后输送到农田进行滴灌和喷灌。

由于土壤和植物具有净化和过滤功能，再生水灌溉不仅可以有效减少重金属和生化需氧量等污染物的排放，防止水体二次污染；而且可以提高土壤肥力，促进植株生长，一举多得。

但是，污水中的重金属可能会破坏土壤和微生物的活性，且在进入食物链后，会形成对人体健康有害的累积毒药。

此外，氮磷等营养元素及致病细菌等也是需被监控的关键因子。

因此，再生水灌溉应选取合适的水源，制定合理的监测调控手段，防止其对农田及附近水体的二次污染，避免污染物积累对人体造成毒害。

存在问题
１.公民意识薄弱由于知识宣传和政策推广力度不够，公众对中水供应的质量和可靠性存在质疑，缺乏自觉使用中水的积极性。

２.投入资金不足中国中水回用资金多为国家、政府补贴，很少有私营企业投资。

３.城市建设结构不合理中国城市的建设很少考虑到中水分配问题。

公用事业走廊留下的空间不足以容纳再生水分配管网，且改装费用昂贵，不利于中水回用工程的实施。

４.政策法规缺乏一致性政府未对再生水的水质标准和价格、处理和生产能力、输水和配送方式作出统一规定，也未对用于监测和管理中水应用的现场操作手册等提出详尽要求。

污水回用主要有两种模式：集中处理回用模式与建筑中水回用模式。

集中处理回用是以城市末端污水处理厂的出水为水源，集中进行深度处理，达到相应的出水水质标准后，通过输配水系统直接送到用户。

建筑中水回用模式，顾名思义，与集中处理模式相比，是一种城市污水再生利用的分散式处理模式，指的是以大型商场、酒店、宾馆、住宅小区等的自排水为水源，通过独立的中水处理系统进行处理回用，处理后的中水主要用于冲厕、浇洒绿地、浇洒道路等。

污水回用的方式污水的回用主要有开放式和封闭式两种。

开放式回用是指沿着水体的上游和下游独立设置给水和排水系统，其中排水系统排入河流的水必须达到国家规定的排放标准；
封闭式回用则是将部分污水经过处理后直接供给附近居民使用。

目前所指的污水回用一般是指封闭式回用。

城市污水回用主要有选择式、分区式。

选择式回用是根据水质的差别进行选择性回用，一般会设置分质排水系统；
分区式则是根据城市不同的用地规划和用地水质的不同，实行各个区域分质给水。

建筑内部的回用主要有单循环方式、小区循环方式和地区循环方式。

单循环是指在单个建筑中安装污水的处理和回
用设施，所生成的中水也仅在单个建筑中使用；小区循环是将一个小区的污水统一收集、处理与回用，中水仅在小区内部使用；而地区循环则可将小区中生产的中水供给到周边地区进行使用。

回用水的供水模式取决于建筑物的高度、室内外管网的实际压力。

一般分为以下方式。

简单供水：当中水系统的出水水压满足用户的服务水头要求时，可以采用这种简单的供水模式。

这种模式具有设备少、维护简单、投资少的优点。

屋顶水箱单独供水：当系统能在大部分时间满足供水需求，但是在高峰时不能满足，则可以设置屋顶水箱单独供水。

这种模式供水比较稳定，但是在水箱中易造成二次污染。

水泵水箱联合供水：当系统的水压无法满足用户需求的时候，宜采用水泵水箱联合供水，它的优点是使用灵活、稳定，但是缺点也是容易受到污染。

分区供水：对于高层建筑，中水的供水可以采用低区与高区分别供水的形式，低区采用系统直接供水，高区则采用水泵水箱联合供水。

中水的用途
绿化用水：中水可以用于城市内部绿地的浇洒用水；
道路浇洒：道路洒水一般在夏季对道路进行降温，同时也可以吸附粉尘和部分汽车尾气；
河湖补水：为了使河湖有良好的调蓄能力，每年都要对河湖进行多次补水，中水的水质完全满足要求；
厕所冲洗：如上文所说，用中水替代清水可以有效节水；
洗车：目前汽车的数量不断增加，洗车用水也不断增加，很多缺水的城市都比较难应对这么大的用水需求，用中水替代则可以有效减少这一压力；
工业冷却水：工业冷却用水的目的主要是对设备进行冷却，其对水质要求并不高，但是其用水量是非常大的，中水完全可以替代其中的部分水量。

中水回用技术也可应用在建筑消防
一．高校中水处理技术与工艺-中水系统水平衡及节水敁益分析
以北方J 城市L 大学为例，L 大学校园总占地面积为 1 500 亩，校园绿化率约32 %，绿地面积达480 亩，在校人数为19 000 人。

1.大学校园生活污水排放量
根据校园建筑用水标准，给水人均用水定额取200 L/( p·d)，在校师生总数19 000 人，若总排水量按给水量的85 %计算，则计算学校日排水量为 3 230 m3/d。

除去寒暑假，师生在校时间按照每年300天计，则校园年排水总量为96.9 万t/a。

其中洗涤及盥洗废水、淋浴废水的排放量按总用水量的40 %计，则中水原水取水量上限为38.76万t/a，1 292.8 m3/d。

2.中水系统设计水量估算
（1）绿地用水量一般是在非降雨日对绿地迚行灌溉，根据J 市的气候特点，每年 6 - 8 月雨量充沛，绿化用水量很少，幵且冬季无需绿化，则绿化用水可按每年160 天计算。

城市绿地灌溉标准为2 ~ 4 L/(次·m2)[2]，取2 L/(次·m2)，每天灌溉1 次，则年绿化耗水量为10.25 万t，每日平均绿化用水量为280.7 m3。

（2）冲厕用水量跟据给水设计标准，教学楼人均冲厕用水量取为30 L/(p·d)，考虑 1.2 的漏失附加系数，使用人数按19 000人的80％计算，则日需冲厕用水量为547.2 m3，年需求冲厕用水量为16.42 万t。

（3）其他用水量校园中水复用除了要满足绿化和冲厕等需求外，还可以推广作为校园景观环境用水、换热站补给用水、浇洒道路以及汽车冲洗用水等使用，对该部分消耗水量粗略估算80 m3/d ，年消耗水量为2.4万t。

（4）中水系统设计水量根据中水再生后利用途径，综合以上各项用水量，幵考虑10 %的安全水量，则L 大学中水处理工程设计水量约为 1 000 m3/d。

年处理能力为30 万t。

（5）水平衡调节通过上述估算可知，L 大学中水处理工程设计水量约为 1 000 m3/d，而作为中水原水的优质杂排水量为 1 292.8 m3/d，正常情冴下足以保证校园绿化，冲厕等用水要求，而两部分水量差额，可考虑杂排水直接排入市政排水管网或经中水处理系统后贮存待用。

不排除特殊情冴时，再生水量不足，敀可考虑市政供水补给中水系统。

中水系统水平衡兲系如图 1 所示
3.节水直接效益分析
运行规模是影响中水成本的主要因素。

处理规模越大，中水运行成本越低，每单位中水量的投资费用越低。

L 大学中水处理工程按照日处理能力为 1 000 m3/d 的规模运行，即每年可为校园节约30 万t 的市政供给水量。

根据运行经验估算，生产中水的运行成本约为1.35 元/t，考虑工程运行年限和设备折旧，L 大学中水工程（以MBR 工艺为例）建设投资需要350 万元[6]。

当前，北方城市自来水水费为 2.50 元/t 左右，中水价栺较自来水可节约近50%，这样，每年就能节约用水成本34.5 万元，10 年可收回成本。

二．企业中水回用工艺
成本分析
1.中水深度净化处理成本
药剂费：0.1 元/m3；电费：0.2 元/m3；人工：0.02 元/m3；折旧：0.02 元/m3；小计：0.34 元/m3。

2. 中水回用生产脱盐水成本电费：1.4 元/m3；药剂费（酸碱）：1.8 元/m3；检修、人工费：0.3 元/m3；换膜补填料：0.4 元/m3；小计：
3.9 元/m3。

3. 外排污水生化处理成本电耗：0.6 元/m3；药剂：1.0 元/m3；人工：0.2 元/m3；检修：0.2 元/m3；小计：2.0 元/m3。

本成本是为某企业量身制作的方案，经验证是经济可行的。

该工程每天可产脱盐水9 600 m3/d，减少污水外排量12 800 m3/d。

但是，由于各企业生产产品、污水水质不一，企业务必根据自身条件选择切实可行的处理方案。

三．中水回用技术在医疗机构的应用分析
经济效益
由图1可以看出，为了能够实现废水的中水回用只需要在医院的排水系统当中对其进行完善，并且只需要增加中水回用系统。

按照某医院的环境影响报告书，再起项目的用水量表当中可以看出，该
医院设计最高日用水量为128.34m3/d，其中门诊和陪护人员用水量为22.5m3/d，医护及办公人员用水量为20m3/d，病房用水量为60m3/d，被品洗涤用水3.5m3/d，锅炉用水4.8m3/d，绿化用水0.8m3/d，未预见用水16.74m3/d。

以上用水中门诊、陪护人员、病房、医护及办公人员用水主要用于洗手和冲厕，这部分用水量共有102.5m3/d，这在医院当中是用水的重要一个环节，若是按照洗手以及冲厕所各占到一般，其洗手和冲厕所用水分别为51.25m3/d。

经过以上相关分析可以看出，在采用中水回用之后，医院的实际用水量减少了51.25m3/d，再去掉绿化用水0.8m3/d，医院用水量将从原来设计的128.34m3/d减少到76.29m3/d。

四．中水回用技术在汽车涂装中的应用
回用分析该企业进行汽车涂装加工生产中进行处理并符合有关水质标准的中水量假设为80m3/h，在进行汽车涂装中水回用设计中，将其中约20m3/h 的中水以水泵连接，通过恒压供水用于厂区市政杂用，包括冲洗厕所以及厂区绿化灌溉、道路保洁等，以满足厂区生产中的基本用水需求，此外，针对汽车涂装的另外60m3/h 中水，采用进一步净化处理模式，通过将经废水排放处理符合标准的中水进行化学药剂添加以及过滤、净化等进一步深化处理后，在达到汽车涂装用水水质标准后，回用于汽车涂装生产支持，或者是达到支持生产的水质标准，用于循环生产利用中，促进汽车涂装中水回用效率提升。

五.中水回用在建筑消防中的应用
（1）水质问题。

从消防角度来看，只要能够使用在扑救火灾上水体都能够用来作为消防水源。

按照消防规范所规定，消防中所用的水都能够通过天然水、水管网或者消防水池，对生活杂用水标准以及饮用水进行比较，就能够发现中水和饮用水主要区别在于水质中的CODCr 和BOD5 等各种有机物的指标比较高，但是和其他天然水源进行比较，中水水质相对要好的多，所以把中水直接使用到消防之中，因此从水质来看没有问题。

（2）工程技术问题。

将中水回用应用到建筑消防中最大技术问题就是怎样安全防护问题，因此在设计之时大都将生活用水当做了消防水源，消防用水与生活用水通过水箱、水池或者管道连通起来。

但是如果将中水用作建筑消防用水之时，因为要确保生活用水安全，生活供水和消防系统间是不能够直接连接。

不管是那种形式连接度应该设置威压泵、止回阀等必须要设置管路连接，都会影响到生活供水的安全性。

在设计之时还必须采用一些技术措施满足消防系统要求，比如在设计之时要全面考虑到消防系统与中水系统的一致性，把消防水箱和中水箱合并在一起；如果中水系统中并没有安装水箱之时，就应该考虑采用单独消防水箱办法。

总而言之，必须要采取一些科学技术手段，用来确保生活供水系统安全性，并且要满足到消防系统要求，从实际情况来看将中水应用到建筑消防系统中是可行的。

六．中水回用城市景观研究综述
城市景观生态环境受到的重视日益增加，国内许多城市开始着手整治市内因各种维护不当而受到严重污染发臭的河流与湖泊，但一味利用洁净水资源来对污染河流引水换水，而不考虑如何更好地维护净化水体，只会造成大量可用水资源的浪费，从而引发了更为恶劣的环境问题。

近年来随着我国对中水回用的关注与研究逐步深入，很多城市都开始尝试并展开将中水投入城市景观用水的工程项目，循环利用了水资源，推动了我国中水回用于城市景观的研究发展。