浅谈中水回用

作者：楼征恺 杨红刚 蒋航经 姚骏 来源：《科技创新导报》 2011年第29期

楼征恺 杨红刚 蒋航经 姚骏

(浙江科技学院建筑工程学院 浙江杭州 310023)

摘 要:我国水资源短缺日益严重,从长远发展来看,中水回用作为一项保护环境、节约资源的措施,将有力地促进城市的可持续发展加速生态城市的建设,符合可持续发展的策略。本文就国内外中水回用现状进行了较为详细的阐述,同时对我国中水回用存在的问题和解决方法进行了分析和总结。

关键词:中水回用 建筑 水资源 可持续发展

中图分类号:X52 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2011)10(b)-0141-02

1 中水回用的意义

水是人类社会赖以生存的最重要物质之一,我国是一个干旱缺水严重的国家。联合国在2003年3月16日“第三届水资源论坛大会”召开之前发表的最新报告,对180个国家和地区的水资源丰富状况进行排名,中国以平均每人每年拥有近2260m3用水统计数字排在第128位。淡水资源总量为28000亿立方米,占全球水资源的6％,人均只有2260立方米,仅为世界平均水平的1/4。现实可利用的淡水资源量仅为11000亿立方米左右。根据卫星拍摄的照片,我国数百个湖泊正在干涸,一些地方性的河流也在消失。水资源污染、水污染加剧、地下水超采和用水效率低下,进一步加剧了有限水资源的供需矛盾。面对如此严峻的现实,要保证经济和社会的健康持续发展,保证水资源的可持续利用,中水回用势在必行。

中水回用,即污水资源化。首先,中水回用解决了水源短缺问题,对促进农业生产和国民经济的可持续发展意义重大,大大缓解了水资源不足。其次,中水回用比开发利用其它水资源具有经济上的优势。回用水的制水成本低,这是因为节省了水资源费、水与远距离输水的能耗费用和基建费用。最后,城市污水处理后回用于农业生产和绿化,将带来可观的环境效益。

2 中水回用方式

城市可根据污水处理能力的大小和当地情况,选择不同的回用方式。大体有以下几种:①选择式回用方式,即在污水处理厂周围的一些居民区铺设管道,实行分质供水回用;②分区回用方式,即根据城市状况,分区实行污水再生利用;③全城回用方式,即全城铺设中水管道,适用于新建城市和有污水处理能力的小城镇。

中水回用的常规工艺中水处理工艺的选择工作必须在大量资料调研和系统试验研究的基础上慎重进行,如果中水处理工艺标准选择过高,会增加中水处理设施的初期投资、运行费用和日常维护费用,导致中水处理成本和中水用户的负担费用增加;但如果中水处理工艺标准选择过低,会使中水水质不能达到相关标准的规定。影响中水的正常使用。国内中水处理基本工艺有:二级处理一消毒;二级处理后一砂过滤一消毒;二级处理一混凝一沉淀(澄清、气浮)一砂过滤一消毒;二级处理一微孔过滤一消毒。

3 我国中水回用存在的问题和解决对策

3.1 我国中水回用中存在的主要问题

3.1.1 水价太低

目前,我国多数城市水价一直处于较低水平,使用中水比使用自来水在经济上没有多大效益,这样造成中水设施即使投资运营后相关费用难以得到保障。

3.1.2 相应的设备不配套

由于以前在道路和市政管道建设时未考虑修建中水管道,一些道路下面各种管道已安排得很满,没有中水管道的位置,还有的道路虽然可安排中水管道,但需破路才能埋设,影响交通。

3.1.3 中国城市中水利用的投融资渠道方面存在问题

我国中水回用目前主要是靠投资,而单靠很难把这件事情做好,应该拓宽融资渠道,靠民间集资、引进外资等多方面、多渠道集资,要尽快建立起与市场接轨的多元化投资。

3.1.4 缺乏配套的法规

目前还没有一部关于中水回用方面的法律或法规,缺乏法律强制性条款作为保障。如果仅仅依靠节水部门的一些规章制度来规范,在执行力度上远远不够。实践证明,城市中水回用事业的发展需要国家强制性法律法规的支持和约束。建议通过立法,颁布“中水回用法”,从立法和执法的角度促进污水的资源化。除了从法律法规方面进行强制推广外,还应从方面予以扶植。如对自筹资金建设中水设施的企业,可优先提供一定的环保项目贷款,或给予财政贴息;减免中水生产企业的等。

3.1.5 管理没有理顺

实施城市中水回用是一项庞大而复杂的系统工程,涉及到城市规划、建设、环保、市政、工业、农业、水利、卫生等众多单位与部门,但长期以来,没有一个具体的机构来统一协调、规划及管理城市的中水回用。由于中水的推广应用会导致利益在不同部门之间的重新分配,势必要求有一个统一管理部门从节约用水和保护水资源可持续发展的高度来负责解决中水回用过程中存在的问题。

3.1.6 公众对水资源的理解存在误区

在人们传统的水观念中,只有清洁水和污水之分,对中水缺乏了解。许多人不了解中水是什么,即使知道的,也对中水的水质和使用效果心存疑虑,担心中水是否符合标准,是否还含有家庭、工业、排泄和其它来源排放的各种污染物,不敢放心使用。

3.2 解决中水回用困境的对策

3.2.1 加强宣传,转变观念

中水回用对经济可持续发展和环境保护有着重要的作用,因此,为了在我国推广中水回用,对企业和民众进行宣传教育,使人们认识到中水回用的社会经济意义。

3.2.2 改革水价

中水回用受阻的一个直接原因是中水水价相对于自来水不具有明显的竞争优势。因此提高自来水的价格应是促进中水回用的一个可选择的措施。同时,积极扩大市政中水规模,改进处理工艺降低中水价格。

3.2.3 参与

中水回用在一定程度上是一项公共事业,因此的参与是必不可少的。特别是市政管网建设,如果没有参与困难很大。另外,应建立起对开展中水回用的补贴机制。补贴的方式包括:对中水处理设施进行补贴;对开展中水回用的企业减免相关的税收和费用,对用户中水管道建设费补贴。特别是在中水回用工程开展的前期。

3.2.4 引入市场机制,实现中水回用产业化

就目前来看,虽然推广多年．中水回用还是处于起步阶段。主导还是主要的推动因素。回用的方式主要是建筑中水回用——小区、酒店等自备中水处理设施。集中的市政中水工程极少,由于中水回用具有明显的规模经济特征,即中水处理成本随着规模的扩大将会大大降低。引人市场机制使中水回用产业化,必将成为促进中水回用的一个可行措施。中水回用的产业化,市场化能够避免主导带来的种种弊端,消除小规模中水回用工程成本过高的问题。在中水回用发展的初期,由于中水市场的发展需要一段时期,中水供给企业的投资存在回收周期长,风险大的特点,从而阻碍中水回用产业的发展。因此,建立发展中水回用产业所需的硬件环境和软件环境就成为部门的工作重点和关键。

4 公用建筑中水回用

4.1 建筑中水设施的组成

建筑中水系统多收集优质杂排水如:洗浴排水(将考虑雨水),处理站一般设在裙房或地下室,中水作为冲厕、洗车、道路保洁、绿化等使用。

小区中水可采用多种原水类型(小区内杂排水、生活污水、雨水等);系统可采取覆盖全区的完全系统、部分系统和简易系统,充分发挥水的综合利用和环境效益。

4.2 中水水源选择和水量计算分析

根据中华人民共和国国家标准建筑中水设计规范,建筑中水水源可取自建筑的生活排水和其他可以利用的水源。中水水源应根据排水的水质、水量、排水状况和中水回用的水质、水量选定。建筑中水水源可选择的项目和选取顺序为:(1)冷凝冷却水;(2)沐浴排水(卫生间、公共室的浴盆、淋浴等);(3)盥洗排水;(4)空调循环冷却系统排水;(5)游泳池排水;(6)洗衣排水;(7)厨房排水;(8)厕所排水。

由于要最大程度地减少中水处理的成本,应在水量基本平衡的条件下尽量选择最优质的杂排水,因此初步选择沐浴排水、盥洗排水作为中水水源,厨房用水在水量不足时可以考虑使用,但要经过隔油处理才能使用。有空调设备的建筑可以考虑使用空调循环冷却系统排水,由于主要针对居民建筑和学生公寓设计系统,因此本文不考虑空调循环冷却水。

中水原水量可按取用排水项目的给水量及占总水量的百分率计算,给水量及百分率见(表1)。

经有关调查,各项用水使用中损失水量百分数如(表2)所示:

分别以住宅楼和学生公寓为例对中水原水量进行计算:

假设某一幢住宅楼28户,每层4户,共7层,每户平均3.5人,每户有坐便、浴盆、洗脸盆和厨房洗涤盆各一只,当地用水量标准为190L/(人.d),洗衣机用水量另加日用水量的12%。

5 总结与展望

随着我国社会经济的发展,水资源短缺问题日益突出。中水回用作为污水处理回用的一个重要组成部分,将会在不久的将来造福于人民。

中水处理的效益主要体现在节约水资源、经济效益和环境效益3个方面。

5.1 节约水资源

中水可以增加社会总的可供水量。而且中水对自来水的补充和替代作用有助于满足农业和工业发展及人口增加对水的需求。

5.2 经济效益

污水经过深度处后用作杂理用水,就整个工程来讲,虽要增加建设投资,但中水就近回用,水量有保证,输送距离短,并且由于减少了供水和排水的水量,从而减轻了给水排水管网和处理工程的负荷,同时开辟再生污水水源,经济上低于开发其他水源。

5.3 环境效益

中水回用的环境效益具体体现在:①可减少地下水开采量,减轻对地下水资源的污染,有效缓解因地下水超采而引发的地表沉降等环境问题;②有利于减轻对天然地表水的开发强度,缓解天然河流缺水、断流问题,进而减轻因河流缺水而造成的其它环境问题;③污水经处理后可回用于农业灌溉,可以提高农业灌溉水质,保护农业生态,发展绿色农业,促进人民身体健康。总之,中水回用补充了水资源的短缺,使自来水的消耗量减少,减少了排向水域的污水量,降低了污水处理费用,创造了可观的环境效益,做到了环境效益与经济效益的统一;同时,节省了水资源费用,以及取水与远距离输送水的能耗与建设费用,并且以中水为原水进一步深化处理的成本低于以天然水为原水的成本。

中水回用技术也日渐成熟,中水回用工程也形成一定的规模,合理的中水回用工艺是尤为重要。无论是传统的生物法还是新型的膜分离技术,都表现出良好的前景,尤其是膜分离技术更是当今中水回用的推荐工艺之一,无论是经济还是技术,都具有可行性,具有广阔的发展前途。

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