中水回用技术对我国建设发展的重要作用
2014-10-21王文
王文
摘 要:简要介绍了中水工程的应用发展,以本市一6000人规模小区采取中水回用技术所产生的经济效益、社会效益为例,对中水回用技术在节约水资源,解决我国水资源短缺状况的重要作用进行了阐述。
关键词:中水回用;水资源利用;利用潜力;效益
1 水资源现状
水是人类赖以生存和发展的珍贵资源。地球上虽然水资源总量达13.876×108km3,但淡水仅占2.8%,储量仅3.7亿亿m3,其中绝大部分蕴藏在南北两极,人类可利用的地表淡水仅105万亿m3,数量不足世界淡水的1%,约占地球上全部水的0.007%。全球淡水资源不仅短缺而且地区分布极不平衡。
我国是一个干旱缺水严重的国家。淡水资源总量为28000亿m3,占全球水资源的6%,由于我国人口众多,人均占有量仅2200m3,为世界平均水平的1/4、美国的1/5,在世界上名列121位,是全球13个人均水资源最贫乏的国家之一。 扣除难以利用的洪水泾流和散布在偏远地区的地下水资源后,中国现实可利用的淡水资源量则更少,仅为11000亿m3左右,人均可利用水资源量约为900m3。到20世纪末,我国超过2/3的城市存在供水不足问题,其中严重缺水城市达110个,水资源的短缺成为我国建设发展的重要制约因素。
2 中水回用技术的起源
中水回用技术起源于上世纪60年代的日本,最初称为“中水道”,意为其水质介于上水道和下水道之间。随近年来中水技术应用的日益广泛,中水技术逐渐形成设施建设,设备的研制,应用技术研究、发展和有关规范建立、施行等一整套工程技术,如同“给水”“排水”体系一样,称之为中水( Reclaimed Water)。
3 中水水源及水质要求
3.1 中水水源
中水主要水源包括:冷却排水、盥洗排水、厨房排水、厕所排水等。一般不采用工业污水、传染病医院污水和放射性污水。多采用冷却排水、盥洗排水等轻污染优质杂排水作为中水水源。
3.2 中水水源要求水质
中水作为杂用水,其水质须满足:
(1)卫生安全可靠,无有害物质,主要衡量指标有大肠菌群数、细菌总数、悬浮物量、生化需氧量、化学耗氧量等;
(2)外观无不快的感觉,主要衡量指标有浊度、色度、臭气、表面活性剂和油脂等;
(3)不引起设备、管道等腐蚀、结构和不造成维护管理困难,其主要衡量指标有PH 值、硬度、溶解性固体等。
我国现行的中水水质标准有:《生活杂用水水质标准》(CJ25.1—89)、《生活杂用水标准检验法》(CJ25.2—89)。
4 中水回用处理工艺
目前国内外常用的中水处理方法主要分为3类:
4.1 物理化学处理法
以混凝沉淀(气浮)技术及活性炭吸附相结合为基本方式。该法适用于处理如盥洗、地面冲洗等优质杂排水,其主要特点是处理工艺流程短,运行管理简单,占地相对较小,运行费用较低;但出水水质受混凝剂种类和数量的影响,有一定的波动性,处理后的中水适用于冲洗、灌溉。
4.2 生物处理法
利用微生物的吸附、氧化分解污水中的有机物,包括好氧和厌氧微生物处理,多采用好氧处理。其特点是适用于有机物相对含量较高的杂排水,该法的出水水质较为稳定,运行费用相对较小。
4.3 膜处理法(Membrane Bioreactor ,简称MBR)
采用超滤(微滤)或反渗透膜处理,其优点是SS 去除率很高,占地面积相对较小、处理水质稳定、可靠,但工程投资较大、处理成本较高,因此此工艺在实际应用上还存有一定争议。
5 中水利用效益分析
目前城镇居民生活用水构成主要为盥洗、厨房用水、地面冲洗以及厕所冲洗用水。其中盥洗、地面冲洗用水等优质杂排水约占居民用水的75%~80%。根据我国现状,在整体水价较低的情况下,当以盥洗、沐浴或地面冲洗等优质杂排水(CODcr150~200mg/l,BOD550~100mg/l)为中水水源,采用物理化学法为主的处理工艺流程。下面以本市某小区为例分析中水回用技术所带来的经济及社会效益。
小区人口约6000人,根据2007~2013年数据统计,年平均用水量Qn=76.5×104m3/年。
根據目前居民用水构成结构,在居民用水总量中的75%~80%排放为优质杂排水,本文中取:
Qn=76.5×104m3/Py=75%;/Ps=80%/由公式Qz=Qn×Py×Ps可推算/Qz=Qn×Py×Ps=45.9×104m3。/Qz—小区年用水量/Py—优质杂排水系数/Ps—生活用水系数/Qz—年中水回用水量。
中水处理后可用于居民厕所冲洗以及小区绿地灌溉、洗车等用途,则可利用水量为:
Qi= Qz×PS×(1- Py)+Qz×(1-Ps)=30.6×104m3
Qi—小区中水利用量。
目前本市水价为1.55元,污水处理费0.8元,水费单价为2.35元。该小区中水处理目前采用采用物化法一体化设备进行处理,运行费用约合0.37元/方(含运行管理人员工资)。年节约费用S=Qi×(2.35-0.37)=605880元,多余部分中水可输送至小区附近市政绿化灌溉,该部分与市政绿化管理部门协议收取成本费用。
由此案例可见,一个仅6000人的小区在采用中水回用技术后,居民年节约用水30.6万m3,费用节约60.5万元;人均节水51m3,费用节约100.98元,经济效益显著。更重要的是,随着我国城镇化建设发展,至2011年底,我国城镇居民人口比例已经达到全国13.47亿人口的51.27%,如中水回用技术推广使用,即使推广率达到40%,那么我国一年居民用水可节约140亿m3,极大的缓解了我国水资源紧张问题,加速我国的发展建设。更重要的是中水回用技术的使用所带来的减污减排、能源节约乃至相关的环境保护等一系列隐性经济效率和社会效益是无可估量的。
6 结束语
在水资源日益紧张,已成为中国乃至全球各国建设发展瓶颈的今天,发展中水回用技术已经成为解决水资源匮乏的重要手段,对我国的建设发展具有重要意义。
参考文献:
[1]城市水资源的调查利用和预测[M].北京:中国环境科学出版社,1998.
[2]城市污水再生利用城市杂用水水质(GB/T18920-2002)[S].