浅析中水回用技术及其在水处理中的应用 3页

2010年38卷第3期广州化工·143·浅析中水回用技术及其在水处理中的应用李树文，武毅冰，邓祥，孙晓磊4(1河北工程大学，环境信息技术研究中心，河北邯郸056038；2河北工程大学，城市建设学院，河北邯郸056038；3郑州青大环境科技有限公司，河南郑州450002；4河南省新密市社会保障局，河南新密452370)摘要：主要论述了中水回用的基本概念，以及中水的主要处理方式，介绍了中水回用技术的应用实例，分析了中水回用技术产生的效益及应用前景。关键词：中水回用；处理方式；效益；应用前景ABriefAnalysisofWaterReuseTechnologyanditsApplicationinWaterTreatment／2Shu—wen，删Yi—bing，DENGXiang，SUNXiao—lei(1DirectorofEnvironmentalInformationTechnologyResearchCenter，HebeiUniversityofEngineering，HebeiHandan056038；2UrbanConstructionInstitute，HebeiUniversityofEngineering，HebeiHandan056038；3ZhengzhouQingdaCompanyofEnvironmentalScienceandTechnology，HenanZhengzhou450002；4XinmiSocialInsuranceBureau，HenanXinmi452370，China)Abstract：Thebasicconceptsofreclaimedwaterreuseandthemaintreatmentwayofwaterwerediscussed．Applica—tionexamplesofreclaimedwaterreusewereintroduced，andthebenefitandapplicationprospectproducedbytechnologyofreclaimedwaterreusewereanalyzed．Keywords：reclaimedwaterreuse；treatmentway；benefit；applicationprospect我国水资源年均总量为28100亿m，居世界第6位，但人均等，从而达到节约用水的目的，是水资源有效利用的一种形式。水资源则相当于世界人均占有量的1／4，被列为世界上最贫水的按中水的供水范围划分，可以将中水回用系统分为城市中水系13个国家之一⋯；并且我国年排放污水800多亿m，城镇日排统(图1)，小区中水系统(图2)和建筑中水系统(图3)。放污水约137亿m，污水处理率仅为6％，大量的污水未经处理上水管道或部分处理后排入江河湖海，造成水体污染。全国目前已有———————————75％以上的湖泊水域、52％的城市河段、9o％以上的城市水域以及50％的城市地下水，不同程度地遭到污染，进一步加剧了水资源短缺．使本已严重的水资源供需失衡的矛盾显得更加突出。图1城市中水系统为实现水资源可持续利用，保障社会经济可持续发展，如何优化配置水资源，提高水资源利用率，显得比以往任何时候都更上水管道为紧迫。中水回用技术在这种形势下再次得到了高度的重视。1中水回用的基本概念“中水”一词是相对于上水(给水)、下水(排水)而言的。中水回用是指将城市生活废(污)水或部分生产废水集中处理后，达到一定的标准回用于厕所冲洗、园林灌溉、道路保洁、汽车洗涮以及喷水池、冷却设备补充水、采暖系统补充水和工艺用水图2小区中水系统作者简介：李树文(1954一)，男，2000毕业于中国矿业大学(北京校区)，获博士学位，教授，现在河北工程大学任教，一直从事水资源与环境方面的教学和科研工作。通讯作者：武毅冰。E—mail：wuyibl21@sina．tom\n·144·广州化工2010年38卷第3期氧生物法、厌氧生物法和兼性生物氧化法，中水回用一般多采用好氧生物膜微生物处理技术，主要包括活性污泥法、接触氧化法等，具有去除有机物效果好、生物处理效果稳定、剩余污泥产量低、抗冲击负荷性能好等优点；另外，活性污泥法及其它的变形图3建筑中水系统工艺流程，包括氧化沟、SBR法、AB法、A／O法、A／A／O法、循环活性污泥工艺(CASS)等技术都在中水回用处理中有过应用，而2中水处理方式且处理效果良好。生物处理法的特点是适用于较大规模的处理工程，但近年目前，中水的水源主要为生活废水、生活污水、冷却水等。来随着水处理技术的不断发展，也开发出了一些小型的生物处医院污水和某些生产污水等由于含有多种病菌、病毒及其他有理设施，适用于较小水量的工程，可同样获得较好的经济效果；害物质，成分较为复杂，不宜作中水水源。所以根据中水水源的生物处理法的出水水质较为稳定，运行费用相对较少，尤其对于性质，可以采用下列三种方式对中水进行处理：大型污水处理工程，生物处理法的优势显得更为突出。2．1物理化学法生物处理法常用的工艺流程为：原水一格栅一调节池一接物理化学法是混凝沉淀(气浮)技术和过滤吸附技术相结合触氧化池一沉淀池一过滤一?肖毒一出水。的基本处理方式，主要用于处理优质杂排水。该处理法适用于处理规模较小的中水工程，主要特点是处理工艺流程短，运行3中水回用技术在水处理中的应用管理简单、方便，占地面积相对较小；但相对生物处理来讲，运行3．1中水回用技术在城市居民生物污水处理中的应费用较大，并且出水水质受混凝剂种类和数量的影响，有一定的用波动性。该种方法常用的处理流程为：原水一格栅一调节池一随着经济的快速发展和城市规模的不断扩大，城市居民生物化处理一消毒一中水。活用水量和废水排放量不断增加，水污染使水资源环境持续恶2．2膜处理法化，城市缺水情况日益严重，城市节水和污水的再生利用已成为膜处理法是指利用膜技术来处理水，使之符合一定的水城市发展中一个亟待解决的课题。目前，中水回用技术已经逐质标准。当前膜处理方法主要有两种，即连续微滤系统(CMF)步在一些住宅小区、学校和污水处理厂等地方推广应用，并且取和膜生物反应器(MBR)。得了良好的经济效益和环境效益。连续微过滤系统是以微滤膜为中心处理单元，配以特殊设东北财经大学建造的七栋现代化学生公寓楼，采用曝气计的管路、阀门、自清洗单元、加药单元和PLC自控单元等，形成生物滤池为主体的处理工艺，对公寓楼产生的生活污水进行处闭路持续操作系统，处理液在一定压力下通过微滤膜、超滤膜过理并回用于冲厕和绿化，该工程运行后，一部分中水用于冲厕，滤，达到物理分离的目的。天津工业大学膜天膜工程技术有限每年可节省14万元；余下的中水可卖给中水用户，年可产效益公司H已经将CMF技术运用于天津开发区泰达污水厂的中水近3万元，预计工程8年即可回收成本且见效明显。上海白龙港回用示范工程。连续微滤系统的特点有：设备控制简单，系统可污水处理厂⋯对一级加强处理后的污水，采用曝气生物滤池工自动运行；占地小、结构紧凑，模块化设计可根据用户需求灵活艺和流动砂滤技术建成处理规模为2500m／d的中水回用系统，地扩大或缩小；高抗污染的聚偏氟乙烯膜材料，耐氧化，使用寿出水回用于厂区的加药稀释水、绿化和消防等，取得了良好的效命长；运行费用较低。果。国家康居示范工程天津市金厦新都庄园小区采用以CMR膜生物反应器是一种由膜分离单元与生物处理单元相结合为处理工艺的中水回用系统，将处理后的生活污水部分回用于的新型水处理技术，其原理是使污水中的大分子等难降解成分在体积有限的生物反应器内有足够的停留时间，从而达到较高冲厕、小区绿化、水景补充和保洁、洗车等，每年节约水资源约16万m，年节省水费46．4万元。北京市天通苑住宅小区采用的去除效果。高浓度生物量使膜生物反应器工艺能以紧凑的系统获得较高的有机物去除率，可以有效的克服与污泥沉降性能SBR为主体的污水处理工艺，对小区的生活污水和雨水进行处有关的限制，并起到了取代二沉池的作用，同时还能达到澄清和理回用，用于小区绿化等，经核算，年可节约811．614万元的绿化防菌的目的。对于已建成的污水处理厂，若改用膜生物反应器用水费用。工艺，在不增加反应器容积的情况下，可使处理水量大大提高。3．2中水回用技术在工业水处理中的应用膜生物反应器工艺具有出水水质好、占地少、易于实现自动控制中水回用技术在工业中主要是将生活污水和部分生产废水等许多常规工艺无法比拟的优势，其在污水处理与回用中所起进行深度处理，出水作为工业循环冷却水补充水、工艺水和厂区的作用也越来越大，并具有非常广阔的应用前景。膜处理的主绿化用水等。目前，中水回用技术在钢铁、火电厂、纺织等行业要特点是处理水质稳定、可靠，但工程投资较大、处理成本较高。应用较为广泛，并且取得了良好的效果。膜处理法常用的处理流程是：原水一格栅一调节池一膜生宝钢股份钢管分公司¨。。将生活污水处理成中水后，作为钢物反应器一超滤膜一消毒一中水。管工业循环水系统的补加水，回用于钢管生产冷却，每年可以节2．3生物处理法约新鲜水量18．25万nl，直接经济效益为45．6万元，并且可减污水中含有大量的有机物质和无机物质，污水的常规生物少排污量18．25万m’。大庆石化公司化工三厂污水处理厂”处理主要是去除污水中可降解的有机物质，利用好氧微生物的在原有的生产废水处理系统的基础上，增加以曝气生物滤池为吸附、氧化作用，降解污水中的有机物质。生物处理法包括好主体工艺的中水回用系统，出水作为厂内循环用水的补充水，并\n2010年38卷第3期广州化工·145·且水质完全符合要求，此举提高了水的重复利用率。秦皇岛中行的情况下应大力推广中水回用技术。国耀华玻璃集团公司采用以活性滤料生物滤池为主体工艺5结语的中水回用系统，对生产和生活废水进行处理后回用于生活杂用水和工业循环冷却水，则年减少废水约35万吨，年产生效益中水回用，是解决水资源危机的重要途径，也是协调水资源80．5万元。火力发电厂是耗水大户，一座2×600MW的火力发与水环境的根本出路。开发和应用投资省、见效快、运行成本低电厂耗水量一般为8X10m／d，相当于一个中小城市的居民用的中水回用技术已经成为确保社会经济可持续发展的重大课水总量，其中循环冷却耗水量占总耗水量的2／3，这部分耗水均题。设置中水回用既可以有效地利用和节约有限的、宝贵的淡以蒸发和风吹形式损失，基本不会形成污染，循环冷却水对补充水资源，又可以减少污、废水排放量，减少水环境的污染，具有明水的要求不高，但对某些指标需要严格控制，若利用中水则对其显的社会效益、环境效益和经济效益。全面开展中水回用是促稳定性、安全性和经济性要求较高，因此处理工艺的选择是非常进社会、经济可持续发展的重要环节，对缓解水危机有非常深远关键的，目前，火电厂较为常用的中水处理工艺为石灰处理和连的战略意义。续微滤处理工艺，在实际运用中均取得了良好的效果。厦门东纶织造有限公司建立了一套完整的污水及中水回用处理参考文献系统，采用无阀滤池、生物炭床等工艺进行处理，使公司外排废[1]王俊，肖波，魏群．中水回用现状及研究进展[J]．广东化工，2006水得到有效治理，废水经深度处理后80％回用于生产车间，剩余(8)：32—34．20％用于厂区绿化用水，实现了厂区废水“零排放”，年可节约水[2]许艳，俞林波，赵洪启．中水回用现状分析及展望[J]．环境科技，2009(1)：84—86．费281万元，创造了经济效益、社会效益和环境效益的同步发[3]白振光，董云峰，等．中水回用技术研究进展[J]．舰船防化，2008展。(3)：23—26．4中水回用效益分析及应用前景[4]喻青，赵新华，等．中水回用及其应用研究[J]．安徽农业科学，2006，34(12)：2831—2833．中水处理的效益主要体现在节约水资源、经济效益和环境[5]王臻．中水回用技术浅析[J]．南京工程学院学报(自然科学版)，效益3个方面”。2005(4)：64—67．(1)节约水资源：中水可以增加社会总的可供水量．而且中[6]魏永，王燕枫，等．中水回用在高校学生公寓楼中的应用[J]．环境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工程设计，2006：65—67．口增加对水的需求。[7]沈燕蓉．中水回用技术在污水处理厂中的应用[J]．电气技术，2005(2)经济效益：污水经过深度处理后用作杂用水，就整个工(9)：43—45．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[8]马跃，杨修茂．中水回用在康居示范工程中的应用[J]．天津建设科距离短，并且由于减少了供水和排水的水量，从而减轻了给水排技，2004(4)：28—30．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[9]樊海鸥，王桂彬．中水回用在北京天通苑住宅小区的应用[J]．山西建筑，2009(21)：178—179．开发其它水源。[10]李建新．中水回用工业循环水的研究与应用[J]．宝钢技术，2004(3)环境效益：中水回用的环境效益具体体现在：(1)：47—50．①可减少地下水开采量，减轻对地下水资源的污染，有效缓[11]徐杨．中水回用技术在石化生产中的应用[J]．炼油与化工，2007解因地下水超采而引发的地表沉降等环境问题；(4)：46—47．②有利于减轻对天然地表水的开发强度，缓解天然河流缺[12]李超，刘志海．中水回用技术在玻璃行业中的应用[J]．玻璃，2009水、断流问题，进而减轻因河流缺水而造成的其它环境问题；(4)：44—46．③污水经处理后可回用于农业灌溉，可以提高农业灌溉水[13]张国斌．火力发电厂中水回用技术与应用前景[J]．中国给水排水，质，保护农业生态，发展绿色农业，促进人民身体健康。2005(7)：89—91．总之，中水回用补充了水资源的短缺，使自来水的消耗量减[14]柯景诗，王盼裕．中水回用工艺应用实例分析[J]．中国环保产业，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2006(10)：28—30．[15]蔡银志，唐楚丁．中水回用技术及其前景分析[J]．工业安全与环观的环境效益，做到了环境效益与经济效益的统一；同时，节省保，2006，32(6)：70—71．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[16]贺彩霞．中水回用前案及其实际意义[J]．科技情报开发与经济，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2008(2O)：212—213．成本。因此，中水回用技术具有较好的应用前景，在技术经济可