【摘要】 本文對居住小區中水水源及中水處理工藝進行了探討,對不同的中水水源進行了分析和比較。針對小區中水系統的特點,提出對中水處理工藝提出一些要求:耐沖擊負荷、便于操作和維護、較低的運行處理成本低、具備一定的脫氮除磷功能。 中水系統建設必須選擇適當的建設形式,使對小區產生的負面影響降至最小。
【關鍵詞】 居住小區 中水建設
目前,世界上有20多億人口面臨著淡水資源缺乏的危機,缺水現象已成為一個世界性的問題。節水是緩解這一問題較現實的辦法,而開展中水回用技術是緩解水資源危機的有效途徑,也是城市用水健康循環的重要保證。在小區內采用中水回用系統,使處理后的污水水質達到生活雜用水標準,供生活小區綠化和澆灑道路、沖洗便廁以及洗車消防等用,既減少了污水的外排量、減輕了城市排水系統的負荷,又達到了開源節水的目的,同時又是建設“節水型社區”的重要體現,也是建設“節水型城市”的主要指標,具有顯著的社會效益和經濟效益。
1. 居住小區中水回用的可行性和回用途徑
據統計每人每天直接用于飲食的水量一般不超過10L,在居住小區內生活給水量中不低于50%的水量消耗于不與人體直接接觸的雜用水方面。在小區應用中水回用系統,將小區的污水就近收集,就地處理,就近回用作為城市雜用水,用于沖洗廁所、綠化、噴灑街道等,可大大緩解城市生活供水緊張,對于缺水城市而言,中水回用更有著特殊意義。中水回用即減少了居民小區的排水量,又可以低于自來水水費的價格為居民提供水源,從而降低水費支出,是對居民小區用水排水進行根本性的變革,改變原有的居民用水方式,實現全方位節約用水。
居民小區采用中水技術,實質上就是采用自來水與中水相結合的分質供水,中水工程的建設必然會使工程投資增加,相應商品房的價格就要增加,房價將上漲1-2% ,不利于市場競爭。其次,雖然中水系統減少自來水用量,但通過居民小區中水系統經濟評價模式分析,得出結論是居民小區規模越大,設立中水系統就越經濟,水量小時就不太有優勢。但是,通過回用可以節約大量自來水,降低水資源的取用,對于日益嚴重的缺水問題而言,中水回用無疑是非常必要的,其社會效益、環境效益是不言而喻的。由于回用水的水價低于自來水的價格,所以回用水可以降低居民水費支出,雖然房價會有少量的上漲,但從長遠來看,會得到居民的認同,獲得顯著的經濟效益和社會效益。
2. 居住小區中水回用水源的選擇
小區的生活排水多種多樣,綜合起來可以分為以下幾種:洗浴排水、盥洗排水、廚房排水、沖廁排水等。根據所需中水水量、按照污染程度的不同,水源選擇依次為:冷卻水-淋浴廢水-盥洗排水-洗衣排水-廚房排水-廁所排水。按傳統的說法,將冷卻水、洗浴排水和盥洗排水合稱為優質雜排水,若包括了廚廁排水(一般即為化糞池出水)稱為全生活污水。
(1)優質雜排水為原水水源。占整個排水量的75%左右,水量相當可觀。以優質雜排水為中水回用水源的主要優點有:水源水質較好,水量大,處理難度小;工藝簡單,中水處理設施造價低,為進一步拓展中水的用途創造了有利的條件。
(2)以全生活污水為水源,水處理設施的造價較高,原水的污染程度較高,處理難度大,對中水處理設施的設計建設者要求比較高。但中水系統的水源穩定充足,節約了一套水收集管網,從總體投資來看,還是相當合算的。但是水處理設施污染嚴重,對小區環境不利。
我國中水回用尚處于起步階段,如何進行廢水收集,國內許多專家學者進行了研究和試驗,并形成了自己的見解。目前中水回用集流方式有全集流全回用、部分集流部分回用、全集流和部分回用三種方式。對新建小區,當中水系統以優質雜排水為原水水源時,由于水源量一般小于回用需求量,所以處理設施的規模根據原水水量來確定,且需要增加鋪設一條優質雜排水收集管線,成倍地增加了小區排水系統的建設成本和難度。若以全生活污水為原水水源,由于可提供充足的污水水源,為最大限度的節約用水,小區中水處理設施的規模應根據小區所有中水用途實際需求量來確定。
在已建居住小區內開展中水回用困難很大,因此我們主張處理生活污水由少到多,處理對象由簡單到復雜,首先處理污染較輕的洗浴廢水,即采用部分集流和部分回用方式。這種方式集流的污水一般不含糞便污水的優質雜排水,水質受污染程度較低,水處理工藝簡單,投資省,中水出水穩定,易被用戶接受。然后逐步處理程度由低級到高級,處理后的中水用途由單一到多元,本文建議采用如下的回用順序:
綠化→景觀用水→消防儲水→道路噴灑→洗車→沖廁所(公建) →住宅沖廁
綠化、道路噴灑和消防儲水的回用成本低,安全性好。作為景觀、洗車用水時要注意對相關重點污染物的去除。沖廁所是對中水需求量最大、最穩定一個用途,但由于要多建一條入室的給水管線,回用成本高且不易被居民心理所接受,而且回用水水質對居民健康有很大的影響。初期由于投資費用高,可以先不建設輸水管道,直接在用水戶建設廢水處理構筑物,然后由水車拉到用水處,逐步使小區污水處理達到最大。
3. 中水處理工藝:
中水原水水質不同,處理流程也不同。我國主要采用物化與生化相結合的方法:
流程1(物化處理為主)適用于A、B類原水
原水→格柵→調節池→混凝處理或氣浮→過濾→消毒→中水
流程2(生化處理為主)適用于A、B類原水
原水→格柵→調節池→生物處理→沉淀→過濾→消毒→中水
流程3(二段生化處理)適用于B、C類原水
原水→格柵→調節池→一段生物處理→沉淀→二段生物處理→沉淀→過濾→消毒→中水
流程4(物化+生化處理)適用于B、C類原水
原水→格柵→調節池→混凝處理或氣浮→沉淀→生物處理→沉淀→過濾→消毒→中水。
作為特定的目標對象,小區中水系統存在著普遍的特點,其處理設施所選擇的工藝必須具備與之相符合的功能:
(1)由于居民用水從時段上講很不均勻,因此所選擇的處理工藝必須具有較強的耐沖擊負荷能力。
(2)物業管理公司的操作人員很難掌握專業的水處理知識,所以設計的工藝系統應便于操作和維護。
因此,本文建議接觸氧化適用于以優質雜排水為水源的中水系統;序批法、氧化溝則更適合于以全生活污水為水源的情況
4. 中水設施建設形式
由于中水設施位于居民小區內,建設形式必須考慮噪聲、異味及固體廢物等不良因素對小區整體環境產生的負面影響,所以必須選擇適當的建設形式:
(1)對于處理設施中的各種水池,中小規模的工程盡量采用地下全封閉的建設形式;大中規模的可采用地上全封閉的建設形式;有條件的情況下,也可采用半開放或全開放的形式,以節省投資。對于我國過去幾年曾出現的全埋地污水處理設備,無論從工藝設計還是設備配置,經實踐證明均不理想,不推薦使用。
(2)設備的選擇要綜合考慮噪聲、檢修、能耗等多種因素。
(3)在小區的整體規劃階段就應該充分考慮中水設施的建設形式和規劃位置,盡可能降低管網、水池等系統的建設造價,并使中水構筑物更好地與小區的整體風格相融合。
(4)中水系統設計和施工時應防止中水污染上水。中水管道與上、下水管道平行埋設時,水平凈距應大于0.5m;交叉埋設時,中水管道應位于上、下水管道的中間。為了防止中水處理系統故障,應設以上水作為中水水源的切換裝置。
(作者單位:秦皇島秦星工程項目管理有限公司)