1. 研究目的与意义（文献综述包含参考文献）

居住小区中水回用浅析

摘要：本文首先介绍国内外水资源和水环境的污染现状，提出了中水概念以及小区中水的基本概念、特点和主要用途；进一步阐述国内外中水回用技术的发展状况，提出了住宅小区中水回用项目开发的可行性与必要性，阐述了小区污废水的分类、水质状况及收集状况，并在总结国内外研究成果的基础上，对中水回用的工艺流程进行简单的概述；通过总结国内、外中水回用实际案例的总结，对目前处理的主要方法，即接触氧化法、SBR工艺、CASS工艺、膜生物反应器（MBR）进行简单的比较分析。

关键词：中水回用,小区,处理工艺

1.引 言

水是人类及一切生物赖以生存的不可缺少的重要物质，也是工农业生产、经济发展和环境改善不可替代的极为宝贵的自然资源，同土地、能源等构成人类经济与社会发展的基本条件。地球上水的总量约为14亿立方公里，其中淡水只占总水量的2.53%，且主要分布在南北两极的冰雪中。目前人类可以直接利用的只有地下淡水平线、湖泊淡水和河床水，三者总和约占地球总水量的0.77%，除去不能开采的深层地下水，人类实际能够利用的水只占地球上总水量的0.2%左右。

2. 课题研究背景

2.1 淡水资源短缺

我国是世界水资源贫乏国家，人均水资源仅为世界平均水平的四分之一。我国水资源时空分布很不平衡，黄淮海流域人均水资源又不足全国人均的四分之一，北京市和河北省人均水资源已低于沙漠国家以色列的人均量。目前，全国年缺水总量约为300亿至400亿立方米，每年因缺水造成的直接经济损失达2000亿元，少产粮食700亿至800亿公斤。水资源短缺已成为我国经济社会发展的主要制约因素。我国北方的持续干旱不仅严重影响经济和人民生活还使生态环境进一步恶化，荒漠化加速蔓延，沙尘暴愈发肆无忌惮。水资源短缺已是我国北方环境资源诸问题中的关键因素和首要难题。

2.2 水资源污染严重

经济的高速发展使环境保护问题越来越突出，我国水资源在面临短缺的基础上同时面临污染问题，许多工业废水及生活污水在没有经过净化处理直接就近排入江河湖泊，许多河流变为排水沟，由此带来了一系列生态环境问题，多数城市水环境恶化，甚至出现危及人类健康的并发症。水质的污染严重及水质变差加剧了水资源危机，同时对我国经济发展速度造成影响。

2.3 水资源保护意识淡薄

我国水资源形势严峻，但公民水资源保护意识相当淡薄，随着经济的发展，环境问题与经济发展问题出现了难以平衡的现象，面对利益的诱惑，许多企业及政府相关部门选择牺牲环境为代价去换取自身的利益，水资源保护意识有待强化。对于普通公民来说，在未危及自身安全之前，多对环境问题关注较少，公民水资源保护意识淡薄。^【4】

3. 中水及其相关概念

3.1 中水的基本概念

中水一词从20世纪80年代初在国内叫起至今将近20年，现已被业内人士乃至缺水城市、地区的部分民众认知。开始时称”中水道”，来于日本，因其水质及其设施介于上水道和下水道之间。随着国外中水技术的引进，国内试点工程的实验研究，中水工程设施建设的推进，中水处理设备的研制，中水应用技术的研究、发展和有关规范、规定的建立、施行，逐渐形成一整套的工程技术，如同”给水””排水”一样，称之为中水，指各种排水经处理后，达到规定的水质标准，可在生活、市政、环境等范围内杂用的非饮用水。【6】

3.2 中水系统的分类

按中水系统服务的范围分为:建筑中水系统、小区中水系统和城市中水系统三类。
　　（1）建筑中水系统
　　建筑中水系统通常是指一幢建筑，特别是一垃高层建筑及其附属建筑构成的范围内，以其排出的生活废水或生活污水为水源，经适当处理，水质达到中水水质标准后，用专用供水设备的管道回送到原建筑物及其附属建筑或邻近建筑作为低水质用水。这种系统，一般以生活废水(洗浴废水、洗涤废水)以及空调排水为中水水源即可满足建筑的中水用水量要求，由于采用的是优质排水，其处理工艺简单，投资少，便于与建筑物的建造统一考虑，也能做到与建筑物的启用同步运行起来，因此是当前最有现实意义的一种节水系统。本章中主要介绍建筑中水系统。
　　（2）小区中水系统
　　小区中水系统的中水原水取自居住小区内各建筑物排放的污度水。根据居住小区所在城市排水设施的完善权度.确定室内排水系统.但应使居住小区给排水系统与建筑内部给排水系统相况套。目前，居住小区内多为分流侧.以杂排水为中水水源。居住小区内多为分流制，以杂排水为中水水探。居住小区和建筑内部无塔供水管网分为生活饮用水和杂用水双管配水系统。此系统多适用于居住小区、机关大院和高等院校.尤其是新建小区.可以统一规划同步实施建筑.
　　（3）城市中水系统
　　该种系统通常是以城市污水二级处理后的水为水浑、再经深度处理，然后用专用管进送回城市使用。【6】

3.3 小区中水系统的特点

小区中水系统具有实施方便，不影响市政道路，回用管路短，投资少等优点。对大型的住宅小区较合适。小区中水系统最大的优点是能将优质排水与其他污水分开。优质排水作为中水水源，进入小区的中水处理系统处理后回用，而粪便污水和厨房污水则直接排放。盥洗废水、淋浴废水、洗衣废水等这些废水人们以前也直接用来冲洗厕所，现在作为中水水源，经处理后再用于厕所的冲洗，人们在感官上、思想观念上都较为容易接受，对中水回用的推广有很大益处。【1】

4 居住小区污水来源及特点

4.1 居住小区污水来源及组成

（1）沐浴、洗涤废水:有机物和悬浮物浓度相对较低,皂液和洗涤剂的含量较高。

（2）厨房、餐厅废水:油脂、悬浮物和有机物浓度较高。

（3）便溺水:悬浮物、有机物和细菌浓度较高。【2】

4.2 居住小区污水分类

（1）优质杂排水：通常将混凝冷却水、洗浴排水、盥洗排水、空调循环冷却系统排水等轻度污染水称为优质杂排水。特点是水质较好、处理难度小、工艺简单、中水处理设施造价低，因此优质杂排水是中水水源的首选。但是，经实际工程检验，增加一套优质杂排水收集管网，成倍地增加了小区排水系统的建设成本和难度。原水的时段性和季节性波动较大，不能最大限度的替代小区中所有杂用水，实际支付还需要补充大量的自来水回用系统。

（2）杂排水：除冲厕排水以外的生活排水称为杂排水，包括优质杂排水和厨房排水。此类污水的有机物含量高、浊度高、油脂含量相对较多，污染程度中等。特点：水处理设施造价较高，但是减少了一套水收集管网，且水源相对充足，为进一步拓展中水的用途创造了有利的条件。

（3）生活污水：小区内所有生活排水的总称，包括杂排水与厕所排水。其污染程度最重，处理费用较高，且难以处理，所以尽量不使用其作为中水水源。【3】

4.3 中水回用的水质标准

GB/T18920-2002
项目	冲厕	道路清扫、消防	城市绿化	车辆冲洗	建筑施工
PH	6.0~9.0
色/度≤	30
嗅	无不快感
浊度/NTU≤	5	10	10	5	20
溶解性总固体(mg/L)≤	1500	1500	1000	1000
五日生化需氧量(BOD5)/(mg/L)≤	10	10	20	10	15
氨氮(mg/L)≤	10	10	20	10	20
阴离子表面活性剂(mg/L)≤	1.0	1.0	1.0	0.5	1.0
铁(mg/L)≤	0.3	-	-	0.3	-
锰(mg/L)≤	0.1	-	-	0.1	-
溶解氧(mg/L)≤	1.0
总余氯(mg/L)	接触30min后≥1.0，管网末端≥0.2
总大肠菌群(个/L)≤	3

中水作为生活杂用水，其水质必须满足《城市污水再生利用 城市杂用水水质》（GB/T 18920-2002）如下表所示【7】

5. 居住小区中水回用工艺流程及处理方法

5.1 中水回用工艺流程

中水回用的工艺流程确定必须掌握中水水源的水量、水质和中水的使用要求，应根据上述条件选择经济合理、运行可靠的处理工艺；应考虑装置所占的面积和周围环境的限制以及噪声和臭气对周围环境带来的影响。为了将污水处理成符合中水水质标准的水，一般要进行三个阶段的处理：预处理、主处理和后处理。预处理包括格栅、调节池；主处理包括沉淀、活性污泥法、生物膜法、膜生物反应器、气浮以及土壤处理等单元：后处理包括过滤、活性炭吸附、消毒。其中主处理是中水回用处理的关键，主要作用是去除污水的溶解性有机物。

中水处理的工艺流程主要取决于中水水源和中水的用途，中水水源不仅影响处理工艺的选择，而且影响处理成本。中水回用的工艺流程一般分为：

（1）当以优质杂排水作为中水水源时，主要采用以物化处理为主的工艺流程。

原水→格栅→调节池→ 混凝沉淀或气浮→过滤或活性炭吸附→消毒→中水

（2）当以杂排水作为中水水源时，主要采用生物处理的工艺流程。

原水→格栅→调节池→生物处理→ 沉淀→过滤或活性炭吸附→消毒→中水

（3）当以生活污水作为中水水源时，可采用二段生物处理或生物与物化处理相结合的处理工艺流程。

原水→格栅→调节池→一段生物处理→沉淀→二段生物处理→沉淀→混合反应→过滤或活性炭吸附→消毒→中水【13】

5.2 中水回用主要处理方法

目前中水回用的主要处理方法有：1.接触氧化法；2.SBR工艺；3.CASS工艺；4.膜生物反应器（MBR）；5.湿地生态处理工艺。按目前已被采用的方法大致可分为三类：生物处理法、物理化学处理法、膜处理法。

（1）物理化学法：以混凝沉淀技术以及活性炭吸附相结合为基础的方式，与之前的传统二级处理相比，水质得到进一步提高。【8】

（2）SBR法：它的主要特征是在运行上的有序和间歇操作，SBR技术的核心是SBR反应池，该池集均化、初沉、生物降解、二沉等功能于一池，无污泥回流系统。尤其适用于间歇排放和流量变化较大的场合。

（3）曝气生物滤池法：曝气生物滤池（简称BAF）是20世纪80年代末在欧美发展起来的一种新型生物膜处理技术。该工艺集生物氧化和截留悬浮物于一体,具有去除SS、COD、BOD、硝化、脱氮、除磷、除AOX(有害物质)的作用。其特点是节省二次沉淀池，基本费用以及运行费用较低，水里停留时间短，出水的水质则可以达到排放标准，但噪音较大。【9】

（4）CASS法：CASS工艺是在SBR基础上研发出来的新技术，其是一种周期循环式活性污泥技术。其在SBR池前设置全氧生物反应区，从而实现了间歇排水，连续进水的污水处理方法。特点是比SBR法布局紧凑，节省占地面积和建设费用，运行可靠，管理简单，但出水水质只能达到杂用水水质要求。【11】

6. 小区中水回用面临的问题及解决办法

6.1 存在的问题

（1）中水还没有作为重要的水资源充分开发和利用，中水处理设施和管网系统建设没有完全纳入城市基础设施的一部分进行严格规划。

（2）一些已经开展中水回用的小区，由于工艺、设备、运行管理等问题造成中水工程运营出现问题不能及时解决。

（3）中水回用水质标准太高。

（4）中水回用工程造价高，投资回收慢。

（5）我国居民中水回用意识不强，很多人对中水的卫生性、安全性存在顾虑。【14】

6.2 解决办法

（1）加强宣传，改变观念。中水回用对经济可持续发展和环境保护有着重要的作用，在我国推广中水回用，对企业和民众宣传教育，使人们认识到中水回用的社会经济意义应成为首要工作。

（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竞价优势，提高自来水价格是促进中水回用的一个可选择措施。

（3）政府参与。中水回用是一项公共事业，因此政府的参与是必不可少的。特别是市政管网的建设，如果没有政府参与困难很大。

（4）引入市场机制，实现中水回用产业化。就目前看来，虽然推广多年，中水回用还处于起步阶段。中水回用的产业化、市场化能够有效避免政府主导带来的种种弊端，消除小规模中水回用成功成本过高的问题。【15】

7. 结语

在水资源紧缺的现实下，大力发展小区中水系统将逐渐成为一种趋势，其经济效益和社会效益将逐渐被人们发现。虽然小区中水系统还面临一些问题，但是随着政策和技术的发展，相信这些问题都将被解决。小区中水回用的发展前景将会越来越明朗。

参考文献:

【1】吴燕. 小区中水回用的处理技术研究[D]. 南京农业大学:吴燕, 2007. 4-5

【2】蔡莹, 蔡鸣, 张爱莉, 吴葭蕙. 居住小区中水回用系统[J]. 工程建设与设计, 2003, (9): 62-63

【3】孙素银. 居住小区中水回用探究[J]. 山西建筑, 2010, 36(24): 196-197

【4】韩宝宁, 王志平. 浅谈中国水资源的相关问题和解决措施[J]. 江西建材, 2016, (20): 131-132

【5】刘培富. 住宅小区中水回用的技术经济分析[D]. 大连理工大学:刘培富, 2004. 6-7

【6】张林妹, 胡彩霞, 杜鸿, 张卫华. 中水回用现状及发展前景[J]. 水科学与工程技术, 2008, (1): 1-3

【7】李萍, 郑淑英, 陈巧平, 谢鸿芳, 薛岚. 浅谈生活小区的中水回用[J]. 化学工程与装备, 2010, (3): 187-190

【8】苗青, 李伟. 对住宅小区中水回用的探讨[R]. 辽宁阜新环境科学研究所, 2010.6

【9】范旭日, 王岩, 马玉奇. 住宅小区中水回用现状分析及思考[N]. 理论探讨, 2010.12

【10】李彬. CASS工艺处理小区污水及中水回用[R]. 沈阳市环境保护工程设计研究院, 2011.3

【11】宋海娇. MBR工艺在住宅小区中水回用中应用研究[R]. 浙江台州水处理发展有限公司:宋海娇, 2016.01

【12】徐志成, 将松松. 浅谈居住小区中水系统选择[J]. 山西建筑, 2009, 35(9): 189-190

【13】赵陈果. 建筑小区中水回用利益主题的博弈分析及对策研究[D]. 西安建筑科技大学:赵陈果, 2012.

【14】张颢川, 卢振兰. 浅析中水回用技术的应用及发展前景[J]. 中国资源综合利用, 2013, 31(1): 23-25

【15】李妍, 狄彦强, 张宇霞. 建筑小区中水处理工程的运行情况及问题分析[R]. 中国建筑科学研究院:中国建筑技术集团有限公司, 2015. 6-9

2. 研究的基本内容、问题解决措施及方案

1. 工程概况

某居住小区现有住宅42幢，其中十二层小高层住宅10幢，六层普通住宅32幢，共2496户，按每户3.4人计，共约8500人。每户均配有大便器、洗脸盆、洗涤盆、洗衣机、热水器和淋浴设备。若住宅最高日生活用水定额为250L/（人#8226;d），其中，冲厕、厨房、沐浴、盥洗、洗衣给水百分率分别为21％、19％、32％、6％和22％。目前，为了节约用水，本小区拟建一座中水站，以建筑内杂排水为中水水源，处理后中水用于小区住宅内冲厕、小区公共绿地浇灌、公用道路喷洒、冲洗车辆以及景观水池补充水源。已知该小区道路和广场面积约8210m2，绿地面积10920 m2，景观水池容积约200m3，小区共拥有家用小车300辆。根据对建筑杂排水进行长期监测，住宅建筑杂排水的水质资料见表1。

表1
住宅建筑杂排水水质（mg/L）
项目	COD	SS	BOD
沐浴	130	50	55
盥洗	108	130	65
洗衣	350	65	240
厨房	1150	250	630

2. 设计内容

水量平衡计算；选择合理的中水处理工艺；计算出处理工艺各构筑物的基本尺寸；对处理工艺各构筑物（包括附属构筑物）进行平面和高程布置；对该处理工艺进行初步预算。

3. 初步设计方案

原水→格栅→调节池→生物处理→ 沉淀→过滤或活性炭吸附→消毒→中水

4. 初步处理方法

根据出水水质要求及实际情况，初步选定CASS工艺进行处理。理由如下：

（1） 工艺流程简单，占地面积小，投资较低

（2） 生化反应推动力大

（3） 沉淀效果好

（4） 运行灵活，抗冲击能力强，可实现不同的处理目标

（5） 不易发生污泥膨胀

（6） 适用范围广，适合分期建设

（7） 剩余污泥量小，性质稳定