賈 旭(大同市節約用水辦公室,山西 大同 037006)
我國是一個水資源貧乏的國家,人均水資源占有量逐年下降,僅達世界平均水平的25%左右,多個省市人均水量在重度缺水線以下,水資源的嚴重不足,使我國的節能節水有極大的迫切性。中水回用作為環境保護、水污染治理與節約用水的重要途徑,對于緩解我國水資源的緊缺、解決非生活用水問題有很好的作用。在建筑物中采用中水回用技術,能夠有效的發揮節能節水的作用。
中水是與上水(給水)和下水(排水)相對的一詞,是對工業廢水、生活污水和雨水等水源經一定的技術處理后,作為雜用水的一種技術,這種水質指標在上水與下水之間,因此被稱為中水,而利用這種水的技術則稱為中水技術。本文中所指中水,是建筑物廢水處理后形成的中水,因此,中水水源包含了盥洗排水、廁所排水、沐浴排水、廚房排水與洗衣排水等各種生活污水以及城市污水廠的二沉池出水等。各種工業污水、放射性污水、醫院污水、公共食堂污水和餐廳污水等則不能成為本文中的建筑物中水水源。中水回用技術的處理包括了預處理、主處理和后處理三個環節,主要處理方法包括物化處理與生化處理方法,適用于Ⅰ類與Ⅱ類污水的處理;二段生化處理方法,主要適用于Ⅱ類與Ⅲ類污水的處理;物化與生化聯合處理方法,適用于Ⅱ類與Ⅲ類污水的處理。
建筑物中水系統主要包括原水存儲、處理與供給等環節。在利用中水水源之前,需要明確中水系統范圍,該系統包括了建筑物中水系統與小區中水系統,分別對應不同的收集與供應范圍,建筑物中水系統主要是一棟或幾棟建筑物中所組建的中水系統,盡量保證整個系統中的所有環節投資少,且見效快。建筑物中水系統從自來水環節開始,生活用水后生成中水水源,進入到中水處理站處理完畢后,再次回用至洗車沖洗、景觀用水、廁所用水、綠化用水、消防用水等環節,最后排至城市排水管網。小區中水系統則是指居住小區、商住區、校園或機關辦公區等集中式的建筑區中所組建的中水系統,用水量大、中水水源充足、供水范圍大。因此,可靈活設計中水系統,從而發揮規模效益,充分利用小區中的污廢水,使其資源化,保障小區生態綠化建設。中水系統出水供給至小區建筑物中,部分不可用的污水直接經排水系統排放到城市排水管網中,可用的中水水源與雨水調節池、其它可用的中水水源則經中水處理站后處理為可回用的水質,用于沖洗、景觀、綠化、消防等環節,產生的污水直接排放至城市排水管網中。
建筑物中水系統組建需要分為中水水源收集系統、處理系統與中水供應系統三個主要環節,中水水源收集系統包括分流集水與合流集水系統;處理系統包括了前處理、主處理與后處理;中水供應系統則包括配水管網、貯水池、高位水箱、控制與配水附件與計量設備等裝置。前處理系統是清理水表現漂浮的各種懸濁物與其他雜質,主處理則將水中包含的各種有機物與無機物去除,后處理則根據中水供應系統的水質要求進行深度處理。中水供應系統則將處理完成的符合中水水質標準的中水向各個用水點進行輸送,采取了與生活給水方式相似的給水方式與排水方式。
計算水量需要計算中水水源水量與中水供應環節的用水量,可根據建筑物中水系統與小區中水系統范圍選擇合適的計算方法。水量計算是中水收集、中水處理與中水供應各個部分所經過的管網、需處理的構筑物與所選擇的設備的客觀依據,必須嚴格根據實際數據計算。中水水源水量計算的依據主要是最高日給水量與平均日給水量之間的折減系數、建筑物給水量與排水量之間的折減系數、建筑物最高日的生活用水量以及建筑物分項的給水百分率等數據,各數據相乘后即可獲得原水量。中水用水量需根據不同項目的日用水量進行計算后,再匯總獲得。中水水質是中水處理工藝的選擇依據。中水水質因各項用水后產生的污染成分與濃度均有很大的不同,因此,需要實地調查水質并分析后獲取真實數據,實測資料缺失時,可從已有數據的估算或同類型建筑實測數據中獲得,若以城市污水處理廠的出水作為中水水源時,可直接選擇二級處理后的實際出水水質數據。中水用水水質因用途不同,需滿足不同的要求,安全可靠、滿足感官要求、避免對設備與管網產生腐蝕或形成結垢是基本要求。當中水需要同時供應多個項目時,水質需要采用最高水質標準,若用于建筑物與城市的雜用水時,水質按《城市雜用水水質》要求。當供應消防系統時,消防系統管網需采用鍍鋅鋼管,中水的輕度腐蝕性基本不會對該類管道造成腐蝕。
根據中水水源的不同,需要選擇不同的中水處理工藝。水源為優質雜排水時,因水中有機物的含量較低,處理時主要以去除水表面的懸濁物與少量有機物為主,需在濁度、色度上達到人的感官要求,因此,可選擇物化處理工藝,原水進入格柵后,經調節池處理,再經絮凝沉淀后過濾,并采用活性炭處理后再消毒,即成為可回用的中水。水源為生活污水包括廁所污水時,因中水中含有濃度很高的有機物,需要使用物化處理與生化處理相結合的方式,為達到更好的處理效果,需增加調節池容量,以便于應對多種水質水量的變化,確保處理工序能夠穩定運行。如,采用生物處理和深度處理結合的方式,在絮凝沉淀環節前增加兩段生物接觸氧化器處理即可,采用生物處理與物化處理結合的方式時,則可將程序簡化,原水經化糞池或者厭氧調節池后進入物化處理環節,再經消毒即可成為可回用的中水。若中水水源為二級處理出水時,去除水表面的殘留懸濁物、減少濁度和色度即可,可采用物化處理工藝或物化、生化相結合的處理工藝。
中水回用技術是目前解決我國城市建筑物用水的一個重要節能節水技術,在回收利用污水的同時,降低了排污量,減輕了污水對于環境的污染與城市污水處理的高負荷問題,使節能節水真正落到實際。各城市仍需加大對中水回用技術的提升,為居民提供更為穩定的水質水量,做好中水回用配套設計、運行與管理工作,進一步解決水質標準的問題,使中水回用技術能夠在建筑物節能節水中發揮更大的作用。