高校污水处理与中水回用研究

檀月

（北京市排水管理事务中心，北京 100000）

水是人类生存和发展的基础资源。我国人均水资源占有量低，空间分布不平衡，水资源状况令人担忧。随着城市化和工业化进程的加快，我国水资源需求缺口越来越大[1]。污水经处理达标后，可作为再生水用于冲厕、绿化灌溉、道路浇洒等方面，因此中水具有成为第二大城市水资源的巨大潜力。高校产生的污水主要为生活污水，排放地点相对集中，排放量相对稳定，大多数无害。高校污水再利用不仅可以减轻城市缺水压力，还可以大大减少污染物排放，具有显著的经济效益、社会效益和环境效益[2-3]。

1 高校污水处理与中水回用的背景

高校污水排放量大，再生水回用潜力巨大，构建高校中水回用系统具有重要意义。一是污水排放量大。中国高校在校人数多，每人每天用水量比居民每天用水量大[4]。为了构建良好校园环境，营造舒适的学习和居住氛围，高校已成为主要的中水回用者，绿化和景观用水量不断增加。二是各类污水污染程度较低。高校学生宿舍为主要用水建筑，其用水量占总用水量的60%～70%。学生宿舍产生的污水主要为淋浴排水和洗衣排水，其污染物含量比卫生间排水少，可作为中水回用的理想原水。三是排水管线设施比较单一。高校建筑物的分布与普通居民住宅及其他公共建筑有所不同，建筑物相对紧凑，排水管线设施比较单一，这样可以更好地实现水质分流[5]，使得中水回用系统的设计、新建或改造变得更加容易，也能够节省建设成本。

2 高校污水处理及中水回用工艺

2.1 集中处理工艺设计

改造前，某大学采用原位分散处理系统，可以重复利用冲厕污水，但其他污水直接排放到污水管道中，造成浪费。学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处理系统，污水可作为中水回用的原水。该大学有两个大型宿舍区，原始地形有一定坡度，所以污水采用重力流方式排放。该大学计划在宿舍区出口处各设置一座中水处理站，对宿舍区污水进行处理，处理后的再生水用作学校绿化和景观用水。这种设计不仅减少重新铺设管道的成本，还节约长途运输和水泵使用费用。中水处理站以生活污水为原水，其处理方法大致可分为两类，一是以综合生活污水为原水，采用好氧生物处理工艺，二是以粪水为原水，采用好氧生物与物理化学相结合的处理工艺。进水的有机物浓度较高，采用厌氧处理工艺作为预处理单元，以加强生物处理。

2.2 中水回用工艺比选

中水回用工艺发展迅速，种类多样。一是生物接触氧化法。综合生活污水中有机物含量高，生物处理不仅有效，而且比化学处理更便宜。生物接触氧化法作为一种生物处理方法，具有填料比表面积大、充氧条件好、单位容积生物固体量高等特征，是综合生活污水处理的常用方法，其工艺流程如图1所示。二是水解-生物接触氧化法。当水中有机物含量过高时，可以串联使用多个生物接触氧化池，也可以使用厌氧工艺作为预处理。厌氧水解不仅可以实现预处理，将大分子有机物分解成更小的分子，还可以减少厌氧反应的气体处理装置。水解-生物接触氧化法的工艺流程如图2所示。三是厌氧-土壤处理法。以厌氧-土壤处理为主的工艺流程如图3所示，其再生水仅可回用于绿化浇洒，可回用范围较小。尽管有许多中水回用工艺，但核心工艺可分为3 种，即生物处理、物理化学处理和膜生物处理，如表1所示。其中，生化需氧量（BOD）和悬浮物（SS）是主要水质监测指标。

表1 3 种中水回用工艺的比较

图1 生物接触氧化法工艺流程

图2 水解-生物接触氧化法工艺流程

图3 厌氧-土壤处理法工艺流程

寒暑假的原水量和中水使用量大大减少，中水设施需要定期关闭和启动，因此该大学采用相对容易管理且启动过程短的膜生物处理工艺作为中水回用工艺。高校污水中大块悬浮物及漂浮物较少，人工清理格栅即可满足运行要求。格栅后面设置毛发聚集器，用于收集浴室废水中的毛发并将其清除，以保障膜生物反应器（MBR）的正常运行，延长膜的使用寿命。修建调节池，调节水量并给调节池充气，从而使水质均匀。为了合理利用高校土地资源，将网格、脱毛器和调节池合建，减少占地。修建曝气沉砂池，用来去除污水砂粒，延长膜的使用寿命。修建旋流沉淀池，采用MBR，通过好氧生物反应分离有机物。将消毒池和回用池合建，处理后的污水将进一步得到处理，储存于回用井中，然后经变频增压泵送至终端水系统。经设计，该大学中水回用工艺流程如图4所示。

图4 中水回用工艺流程

3 设备运行管理

两个中水处理站地势较低，该大学可以通过重力方式收集生活污水，节约污水收集成本。两个中水处理站均为地下式，可以在不影响原有景观的情况下投产使用。设备运行管理期间，要明确注意事项。

3.1 潜水泵

启动前，仔细检查叶轮是否转动灵活、油室是否有油。接通电源后，检查叶轮旋转方向是否正确。仔细检查电缆是否损坏，连接线盒内电缆的入口密封是否完好。为了确保设备正常运转，检查电机相间、相间对地的绝缘电阻，使其符合要求。如果发现问题，就要将设备更换并对其进行维修。当潜水排污泵停止运行时，应将其放入干净的水中并运行几分钟，以防止沉淀物留在泵内，并保障泵清洁。

3.2 鼓风机

在运行过程中，应定期仔细检查鼓风机进、排气口的压力和温度，做好每日抄表记录，以便分析比较。定期清洗和仔细检查空气滤清器，以保持其正常工作。关注进气温度对鼓风机运行环境条件的影响，如排气体积流量、运行负荷和功率以及喘振的可能性。立即调整进口导叶或蝶阀的节流装置，消除进口空气温度变化对体积流量和运行负荷的影响，保障鼓风机安全稳定运行。经常关注并定期测量机组运行的声音和轴承的振动。如果出现异常声音或振动增加，应立即采取措施；如有必要，应停机并进行仔细检查，找出原因，排除故障。

3.3 膜生物反应池

混浊物堵塞膜表面孔隙和工作压差升高时，要合理选择液体试剂去除混浊物，做好膜生物反应池的清洁工作。若使用环境条件不符，采用不当试剂进行清洁时，过滤性能可能会降低。每6 个月清洁一次，相同过滤流量的工作压差比初始稳定运行时高5 kPa 时，应在更短的时间内利用液体试剂清理膜生物反应池。

4 结论

加强污水处理，推进中水回用，是新时代创建绿色校园的客观要求。该大学结合用水现状，考虑地形因素，选择集中处理工艺，能够更好地处理生活污水，实现中水回用。改造项目完成后，每年可以节水27 万t，节省水费80 万元。此外，将再生水回用于绿化和景观领域，还能大幅度减少相关费用。经分析，膜生物处理工艺在经济和技术上都有很高的可行性，可以为其他高校中水回用提供参考，为全社会水资源节约提供新的解决方案。