建筑小区中水回用技术组合的选择与应用.docx

建筑小区中水回用技术组合的选择与应用1建筑小区中水中水是一种介于污水和自来水之间，能够在一定领域内使用的非饮用水，城市中的中水经常用作绿化用水、道路清扫以及建筑冲厕，也被越来越多的大中城市当作城市第二水源。中水的主要水源包括：城市污水、冷却排水、盥洗排水、厨房排水、厕所排水等。中水处理回用1是一种污水的分散处理方法，对于集中式污水处理设施及管道无法实施或成本高昂时，分散处理是保护水环境、节约水资源的一种选择，比如景区、乡村、小镇等。建筑小区是设置污水处理装置的最小单位，有稳定的污水来源，也是具有大量非饮用水，如绿化、道路冲洗、水景等用水需求。随着国家和地方对水资源和水环境的保护，相比于城市污水集中管网和集中处理，小区就地处理回用污水具有更大的经济效益和社会效益，也得到许多城市的政策支持，如大连市就规定2014年后市内新建住宅小区必?建设中水设施2。与城市污水集中处理相比，建筑小区中水回用技术需要具备3个条件，一是技术效果的稳定性，变化的进水水质和既定回用途径要求回用技术需要稳定的出水水质；二是设备和技术的可操作简易性，通常由物业部门维护运行回用设施设备，过于复杂的系统和技术组合不利于设施的正常运行，能够实现自动化、无人化处理回用是一个方向；三是设备和运行的经济性，小区中水回用的经济性应优于直接利用自来水，以保证业主和物业管理公司的经济利益。2技术组合的选择2.1核心技术水处理核心技术直接决定了出水的水质及其稳定性、经济性。分散式水处理技术中，膜生物反应器、生物滤池、接触氧化是常用的核心技术3。膜生物反应器是膜分离技术与生物处理技术有机结合的废水处理系统，以膜组件取代传统生物处理技术末端二沉池，在生物反应器中保持高活性污泥浓度，提高生物处理有机负荷，从而减少污水处理设施占地面积，并通过保持低污泥负荷减少剩余污泥量。膜生物反应器占地面积小、出水水质好、无须设置二沉池，且运行、维护简单。其中的平板膜MBR 工艺3又因其污泥浓度高达 1500020000 mg/L、占地面积更小、并可实现在线清洗、污泥产生量更少等特点比中空MBR工艺更受青睐。但是膜易污染的特点6使膜生物反应器的使用受到一定限制，大量曝气和频繁地清洗并使其运行成本较高。大部分应用于城市污水处理的处理能力范围为小于387.5 m3/d，曝气分别占分体式和一体式MBR总能耗的20 %50 % 和80 %100 %7。生物滤池是由碎石或塑料制品填料构成的生物处理构筑物，以土壤自净原理为依据，使污水与填料表面上生长的微生物膜间隙接触，使污水得到净化的人工生物处理技术8。生物滤池的处理效果好，不产生二次污染，且微生物能够依靠填料中的有机质生长，无须另外投加营养剂，生物滤池缓冲容量大，能自动调节浓度高峰使微生物始终正常工作，耐冲击负荷的能力强。可以采用全自动控制，非常稳定，可以实现无人操作。生物滤池的池体采用组装式，便于运输和安装；同时能耗非常低，在增加处理容量时只需添加组件，易于实施，也便于气源分散条件下的分别处理。但是生物滤池的污水流动速度较慢，水处理量较小，设备占地较大，是它的一个明显缺陷。另外，生物滤池由于很难创造好氧厌氧交替的环境，除磷效果较差9。接触氧化法是一种介于活性污泥法与生物滤池之间的生物膜法工艺，其特点是在池内设置填料（分散式或悬挂式），池底曝气对污水进行充氧，并使池体内污水处于流动状态，以保证污水与填料充分接触.生物接触氧化法能去除生活污水中的污染物，首先填料和生物膜对有机物具有吸附阻留作用，然后在微生物作用下对有机物进行好氧分解。生物接触氧化法具有剩余污泥量少、耐冲击负荷强、运行管理简便等优点4。研究表明5：生物接触氧化法处理生活污水，在处理效果、动力消耗、经济效益和维护管理方面都明显优于活性污泥法，在处理有机废水和小区生活污水方面都取得了令人满意的效果。以上3种核心技术各有优缺点，在建筑与小区中水处理工程实践中也都有应用。可根据小区中水规模、可用地块的大小、物业管理的专业性等因素进行选择。2.2消毒技术消毒步骤是污水处理的必要步骤，在小区中水处理利用过程中，消毒也是重要的后处理步骤。消毒方式通常由化学药剂（固体、液体、气体）、紫外线等，污水再生过程广泛使用的主要有次氯酸钠、紫外、臭氧3种消毒技术。不同的工艺适用的消毒技术有所不同。砂滤出水的消毒宜选用臭氧与次氯酸钠组合消毒工艺，且可以大大降低了出水使用的生态安全风险。MBR出水的消毒采用次氯酸钠、紫外、臭氧单独消毒对微生物都有很好的去除效果10。消毒技术或消毒剂的选用除了效果，也要考虑到建筑与小区的特殊性。次氯酸钠是一种强碱，形态可以是液体或固体粉末，其使用和保存要避免光照和热源，在使用过程中，也要避开人群。该消毒剂使用广泛，消毒能力较强，在建筑小区中使用较多。紫外灯具有良好的杀菌消毒效果，而且通过设备设计和遮挡，可以最小化对环境和人的影响，但需要有较大的消毒区域，满足其透射深度和辐照时间的要求。臭氧消毒具有良好的操作性11，易于实现自动控制，占地面积小、反应速度快，是优异的建筑小区中水消毒技术。 2016年6月绿色科技第12期彭丽，等：建筑小区中水回用技术组合的选择与应用环境与安全3小区中水回用技术的应用建筑小区的中水回用已经在各地有了大量的工程应用，并取得了较好的效果。小区中水回用技术的工程应用情况见表1，包括核心技术和消毒技术、运行成本、出水水质标准、水量等。由表1可以看出，接触氧化和MBR技术是工程上主要应用的核心技术，而消毒技术则以臭氧消毒为主。两级串联的接触氧化增强了系统的抗冲击负荷能力，保证了出水水质。据报道20，2000年北京市对在一年间建设的项中水工程进行调查和评估发现，有项工程采用了生物接触氧化法，占比例达85 %。小区中水的水源多是小区的生活污水，经化粪池处理后的出水作为中水原水，而洗浴、盥洗、洗衣、雨水等污染较轻的废水，在收集系统许可的条件下也是一种很好的中水原水。而中水的用途大多为景观、绿化用水或冲厕等生活杂用，回用水质标准也多采用城市污水再生利用城市杂用水水质标准（ GB/T 18920-2002），也会根据需要采用农业灌溉生产用水等相关标准。现在，中水处理系统的运行、管理、维护和商业模式还并不完善。很多中水系统跟建筑小区一起进行设计、施工，但系统的运行主体为物业公司、开发商或政府部门，涉及的成本、收益和产权并不清晰，由此可导致运行管理问题。民间资本可以通过独立供给和BOT、TOT4结论建筑小区中水处理工艺的核心工艺主要有膜生物反应器、接触氧化和生物滤池。膜生物反应器的出水水质好、占地小、操作方便，但膜容易被污染，运行成本较高；接触氧化具有占地小、运行管理简单、运行成本低等优点，适合作为建筑小区中水处理的核心工艺。臭氧消毒易于实现自动控制，占地面积小，即开即用，是优异的建筑小区中水消毒技术。建筑小区的中水回用已经在各地有了大量的工程应用，并取得了较好的效果。在工程中，大部分采用了接触氧化，原水来自小区生活污水，回用水质标准也多采用城市污水再生利用城市杂用水水质标准。中水处理系统的运行、管理、维护和商业模式还并不完善，民间资本和市场化机制具有进入的可能性和条件。