高校污水處理與中水回用研究

檀月

（北京市排水管理事務中心，北京 100000）

水是人類生存和發展的基礎資源。我國人均水資源占有量低，空間分布不平衡，水資源狀況令人擔憂。隨著城市化和工業化進程的加快，我國水資源需求缺口越來越大[1]。污水經處理達標后，可作為再生水用于沖廁、綠化灌溉、道路澆灑等方面，因此中水具有成為第二大城市水資源的巨大潛力。高校產生的污水主要為生活污水，排放地點相對集中，排放量相對穩定，大多數無害。高校污水再利用不僅可以減輕城市缺水壓力，還可以大大減少污染物排放，具有顯著的經濟效益、社會效益和環境效益[2-3]。

1 高校污水處理與中水回用的背景

高校污水排放量大，再生水回用潛力巨大，構建高校中水回用系統具有重要意義。一是污水排放量大。中國高校在校人數多，每人每天用水量比居民每天用水量大[4]。為了構建良好校園環境，營造舒適的學習和居住氛圍，高校已成為主要的中水回用者，綠化和景觀用水量不斷增加。二是各類污水污染程度較低。高校學生宿舍為主要用水建筑，其用水量占總用水量的60%～70%。學生宿舍產生的污水主要為淋浴排水和洗衣排水，其污染物含量比衛生間排水少，可作為中水回用的理想原水。三是排水管線設施比較單一。高校建筑物的分布與普通居民住宅及其他公共建筑有所不同，建筑物相對緊湊，排水管線設施比較單一，這樣可以更好地實現水質分流[5]，使得中水回用系統的設計、新建或改造變得更加容易，也能夠節省建設成本。

2 高校污水處理及中水回用工藝

2.1 集中處理工藝設計

改造前，某大學采用原位分散處理系統，可以重復利用沖廁污水，但其他污水直接排放到污水管道中，造成浪費。學生宿舍排入污水管道的污水量大且污染程度低，因此改造后采用集中處理系統，污水可作為中水回用的原水。該大學有兩個大型宿舍區，原始地形有一定坡度，所以污水采用重力流方式排放。該大學計劃在宿舍區出口處各設置一座中水處理站，對宿舍區污水進行處理，處理后的再生水用作學校綠化和景觀用水。這種設計不僅減少重新鋪設管道的成本，還節約長途運輸和水泵使用費用。中水處理站以生活污水為原水，其處理方法大致可分為兩類，一是以綜合生活污水為原水，采用好氧生物處理工藝，二是以糞水為原水，采用好氧生物與物理化學相結合的處理工藝。進水的有機物濃度較高，采用厭氧處理工藝作為預處理單元，以加強生物處理。

2.2 中水回用工藝比選

中水回用工藝發展迅速，種類多樣。一是生物接觸氧化法。綜合生活污水中有機物含量高，生物處理不僅有效，而且比化學處理更便宜。生物接觸氧化法作為一種生物處理方法，具有填料比表面積大、充氧條件好、單位容積生物固體量高等特征，是綜合生活污水處理的常用方法，其工藝流程如圖1所示。二是水解-生物接觸氧化法。當水中有機物含量過高時，可以串聯使用多個生物接觸氧化池，也可以使用厭氧工藝作為預處理。厭氧水解不僅可以實現預處理，將大分子有機物分解成更小的分子，還可以減少厭氧反應的氣體處理裝置。水解-生物接觸氧化法的工藝流程如圖2所示。三是厭氧-土壤處理法。以厭氧-土壤處理為主的工藝流程如圖3所示，其再生水僅可回用于綠化澆灑，可回用范圍較小。盡管有許多中水回用工藝，但核心工藝可分為3 種，即生物處理、物理化學處理和膜生物處理，如表1所示。其中，生化需氧量（BOD）和懸浮物（SS）是主要水質監測指標。

表1 3 種中水回用工藝的比較

圖1 生物接觸氧化法工藝流程

圖2 水解-生物接觸氧化法工藝流程

圖3 厭氧-土壤處理法工藝流程

寒暑假的原水量和中水使用量大大減少，中水設施需要定期關閉和啟動，因此該大學采用相對容易管理且啟動過程短的膜生物處理工藝作為中水回用工藝。高校污水中大塊懸浮物及漂浮物較少，人工清理格柵即可滿足運行要求。格柵后面設置毛發聚集器，用于收集浴室廢水中的毛發并將其清除，以保障膜生物反應器（MBR）的正常運行，延長膜的使用壽命。修建調節池，調節水量并給調節池充氣，從而使水質均勻。為了合理利用高校土地資源，將網格、脫毛器和調節池合建，減少占地。修建曝氣沉砂池，用來去除污水砂粒，延長膜的使用壽命。修建旋流沉淀池，采用MBR，通過好氧生物反應分離有機物。將消毒池和回用池合建，處理后的污水將進一步得到處理，儲存于回用井中，然后經變頻增壓泵送至終端水系統。經設計，該大學中水回用工藝流程如圖4所示。

圖4 中水回用工藝流程

3 設備運行管理

兩個中水處理站地勢較低，該大學可以通過重力方式收集生活污水，節約污水收集成本。兩個中水處理站均為地下式，可以在不影響原有景觀的情況下投產使用。設備運行管理期間，要明確注意事項。

3.1 潛水泵

啟動前，仔細檢查葉輪是否轉動靈活、油室是否有油。接通電源后，檢查葉輪旋轉方向是否正確。仔細檢查電纜是否損壞，連接線盒內電纜的入口密封是否完好。為了確保設備正常運轉，檢查電機相間、相間對地的絕緣電阻，使其符合要求。如果發現問題，就要將設備更換并對其進行維修。當潛水排污泵停止運行時，應將其放入干凈的水中并運行幾分鐘，以防止沉淀物留在泵內，并保障泵清潔。

3.2 鼓風機

在運行過程中，應定期仔細檢查鼓風機進、排氣口的壓力和溫度，做好每日抄表記錄，以便分析比較。定期清洗和仔細檢查空氣濾清器，以保持其正常工作。關注進氣溫度對鼓風機運行環境條件的影響，如排氣體積流量、運行負荷和功率以及喘振的可能性。立即調整進口導葉或蝶閥的節流裝置，消除進口空氣溫度變化對體積流量和運行負荷的影響，保障鼓風機安全穩定運行。經常關注并定期測量機組運行的聲音和軸承的振動。如果出現異常聲音或振動增加，應立即采取措施；如有必要，應停機并進行仔細檢查，找出原因，排除故障。

3.3 膜生物反應池

混濁物堵塞膜表面孔隙和工作壓差升高時，要合理選擇液體試劑去除混濁物，做好膜生物反應池的清潔工作。若使用環境條件不符，采用不當試劑進行清潔時，過濾性能可能會降低。每6 個月清潔一次，相同過濾流量的工作壓差比初始穩定運行時高5 kPa 時，應在更短的時間內利用液體試劑清理膜生物反應池。

4 結論

加強污水處理，推進中水回用，是新時代創建綠色校園的客觀要求。該大學結合用水現狀，考慮地形因素，選擇集中處理工藝，能夠更好地處理生活污水，實現中水回用。改造項目完成后，每年可以節水27 萬t，節省水費80 萬元。此外，將再生水回用于綠化和景觀領域，還能大幅度減少相關費用。經分析，膜生物處理工藝在經濟和技術上都有很高的可行性，可以為其他高校中水回用提供參考，為全社會水資源節約提供新的解決方案。