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    小區生活污水回用研究

    中國污水處理工程網(wǎng) 時(shí)間:2009-12-14 15:27:13

    污水處理技術(shù) | 匯聚全球環(huán)保力量,降低企業(yè)治污成本

    小區是具有一種或多種功能的相對獨立的區域,包括通常意義上的居民生活小區、醫院、公園、旅游渡假村、新建大學(xué)城、高速公路的生活服務(wù)區等,其排水系統通常不在城市市政管網(wǎng)覆蓋范圍之內,必須設置獨立的污水處理設施。小區生活污水不同于包括部分工業(yè)廢水的城市污水,其水質(zhì)水量特征為:水質(zhì)、水量小時(shí)變化系數較大,污染物濃度通常比城市污水低,污水可生化性好,處理難度較;且由于其污染來(lái)源比較簡(jiǎn)單,從處理技術(shù)和處理成本角度考慮,具有相當的技術(shù)可行性和很高的回用價(jià)值。資料顯示,以生活用水為例,用于烹飪、飲用的水約占5 %,而對占20 %~30 %不與人體直接接觸的生活雜用水如沖廁用水等,加上小區綠化澆灌用水、空調冷卻水、地面沖洗水以及車(chē)輛清洗等用水也可歸入生活雜用水的范疇,并無(wú)高水質(zhì)要求,這種用水分布為小區生活污水的回用去向提供了可能。根據小區的功能特點(diǎn),小區生活污水回用方向,主要應該是廁所沖洗水、綠化澆灌水、地面沖洗水、車(chē)輛沖洗水、非接觸風(fēng)景景觀(guān)用水等。根據我國對于生活雜用水(廁所便器沖洗、城市綠化、洗車(chē)沖洗等) 水質(zhì)標準要求,并參考美國制訂的《水回用建議指導書(shū)》、《市政雜用水水質(zhì)標準》和日本的《城市生活用水中水水質(zhì)標準》中關(guān)于此類(lèi)再生回用水的水質(zhì)要求,一般要求小區生活污水經(jīng)過(guò)二級強化處理并消毒后,使回用水水質(zhì)達到標準,即可滿(mǎn)足對于小區生活污水的一般回用要求。

    一、小區污水再生利用的可行性

    (一)與開(kāi)發(fā)其它水資源相比,城市污水再生利用更具有可行性

    與遠距離調水相比,城市污水再生利用更經(jīng)濟,且更容易保證輸水水質(zhì)。遠距離輸水系統的建設以及建成后的運行都是耗資巨大的工程。同時(shí)如何保護和保持遠距離輸水的水質(zhì)和水量也是當前和今后很長(cháng)時(shí)間都必須面對的問(wèn)題。

    與海水淡化相比,城市污水再生利用的成本更低。與海水相比,城市污水中的雜質(zhì)含量更低,一般經(jīng)深度處理即可去除。而海水中含有大量的溶解鹽和有機物,其雜質(zhì)含量在城市污水雜質(zhì)含量的35倍以上,需要采用復雜的預處理和反滲透等處理工藝,初期投資和運行費用遠高于污水再生利用的費用。

    與無(wú)限制的開(kāi)采地下水相比,城市污水的再生利用更容易保護可用的水資源。地下水的過(guò)度開(kāi)采能導致水位的大幅度下降,形成大面積的漏斗區,從而使許多水井枯竭、草木枯萎,嚴重破壞地面生態(tài)環(huán)境,尤其是沿海地區可能因海水的入侵而嚴重污染地下水資源。而在保證水質(zhì)的情況下,使用再生水進(jìn)行地下水回灌有助于提升地下水位,防止各類(lèi)事故的發(fā)生。

    (二)與城市污水集中處理和再生利用相比,小區污水再生利用更加合理

    與從遠距離、集中處理的污水處理廠(chǎng)調水相比,污水就近收集和處理、所生產(chǎn)的再生水就地利用更容易節省管道等輸水設備的基建費用。

    遠距離輸水時(shí)必須提供防滲漏和防止再次污染的措施,這樣就在一定程度上增大了運行成本。

    污水的就地處理,減少了集中處理廠(chǎng)的污水處理量,從而可以減小其處理規模。如果缺水城市普及小區污水再生利用項目,則可以使集中處理廠(chǎng)的處理規模減小20~30%。

    營(yíng)養物含量較低的小區污水就地處理可以緩解對城市污水的稀釋?zhuān)龃笪鬯幚韽S(chǎng)有機物含量,從而增大處理廠(chǎng)運行的經(jīng)濟合理性。

    二、小區污水再生利用的應用模式及水質(zhì)要求

    (一)再生水作為限制性?shī)蕵?lè )用水

    限制性?shī)蕵?lè )用水指僅用于垂釣、劃船或其它人類(lèi)不會(huì )直接接觸的、與水相關(guān)的娛樂(lè )活動(dòng)的水,而且這些水體中生長(cháng)的水生植物是不可食用的。這些蓄水設施對水處理程度的要求與具體的用水途徑有關(guān):人類(lèi)接觸的可能性越大,需要的處理程度就越高。從環(huán)境美學(xué)的角度考慮,為防止這些水體中藻類(lèi)過(guò)度繁殖和惡臭等問(wèn)題的出現,一般要求去除水中的營(yíng)養物。另外,從保護公眾健康的角度考慮,應限制水體中病原體微生物和重金屬的含量。

    (二)再生水作為非限制性?shī)蕵?lè )用水

    非限制性?shī)蕵?lè )用水指人體可接觸的娛樂(lè )活動(dòng)用水,包括但不限于娛樂(lè )性湖泊、公共水塘以及魚(yú)池等,但不包括消毒循環(huán)利用的游泳池用水。由于這些水體允許人類(lèi)全身接觸,而且其中生長(cháng)的水生動(dòng)植物是可供食用的,因此必須嚴格控制水中病原體微生物和重金屬的含量,同時(shí)應提出美學(xué)要求,且不能對人的眼睛和皮膚具有刺激性。

    (三)再生水作為景觀(guān)灌溉用水

    一般不推薦以噴灌的形式使用再生水灌溉居民區草坪,而可以采用地下灌溉或漫灌的形式。一般情況下,漫灌應在夜間進(jìn)行,并盡量避免公眾接觸,而地下灌溉形式卻可以選在任何時(shí)刻。再生水中含有的氮、磷等營(yíng)養物質(zhì)有利于植物的生長(cháng),因此可適當放寬這些物質(zhì)在水中的含量要求。由于小區景觀(guān)是人類(lèi)休息娛樂(lè )的主要場(chǎng)所,因此必須對所使用的再生水中的微生物含量做出嚴格的限制,以防草坪等植物表面孳生的致病菌對人體產(chǎn)生危害。

    (四)再生水作為裝飾性噴泉用水

    裝飾性噴泉以再生水作供水源時(shí)必須留有適當的緩沖區,以防止其濺射對人體造成傷害。另外,氣溶膠是再生水用作裝飾性噴泉的水源時(shí)必須解決的問(wèn)題。再生水中的許多致病菌可以在氣溶膠中生活和繁殖,并通過(guò)呼吸或接觸食品等方式進(jìn)入人體,對公眾的健康造成影響。氣溶膠中致病菌的成活和傳播與許多因素有關(guān),在有利于致病菌生長(cháng)的環(huán)境中,這些微生物可以傳播到幾百米以外的地區。因此,從公眾健康的角度考慮,致病微生物的含量是裝飾性噴泉用再生水的一個(gè)重要水質(zhì)指標。另外,從環(huán)境美學(xué)角度考慮,色度也是一個(gè)重要的限制因素。

    (五)小區居民樓沖廁用水

    目前,許多新建小區居民樓已經(jīng)安裝了雙路供水系統,將再生水用于沖洗廁所,且已取得了一定的效果。再生水進(jìn)入居民家庭后應注意交叉連接、錯接、防回流和空氣隔斷等的控制問(wèn)題,以確保再生水不會(huì )污染飲用水源。同時(shí),由于居民住宅的衛生間一般處于半封閉狀態(tài),因此必須考慮再生水使用過(guò)程中散逸的惡臭在室內累積后對室內空氣環(huán)境質(zhì)量的影響。

    三、小區生活污水的回用技術(shù)

    近年來(lái),通過(guò)對國外成熟技術(shù)的借鑒和國內的研究實(shí)踐,小區回用技術(shù)得到了很快的發(fā)展。生活污水深度處理的目的是進(jìn)一步去除污水中的懸浮物(SS) 、有機物、氮磷等營(yíng)養鹽以及可溶的無(wú)機鹽等。根據污水回用用途和地理條件的不同,處理工藝與流程也有著(zhù)很大的區別。

    (一)生物活性炭技術(shù)

    生物活性炭是一種去除微量有機物的有效方法,其實(shí)質(zhì)是生物降解與炭的物理吸附兩者的協(xié)調作用。王占生等以生物活性炭理論為基礎,選用廉價(jià)的多孔性物質(zhì)或惰性物質(zhì)(比如陶;驙t渣等)來(lái)代替活性炭的一種新型工藝顆粒填料生物接觸氧化法,在城市污水深度處理中已經(jīng)得到了成功的應用。應用生物活性炭工藝處理小區生活污水二級出水,可以使最終出水COD降至30mg/L左右,BOD、SS、色度等也可達到回用要求。與傳統的混凝、澄清、過(guò)濾工藝相比,該工藝工程投資略高,但運行費用較低。

    (二)膜技術(shù)

    膜技術(shù)主要是指納濾、超濾、滲透以及反滲透等膜分離技術(shù)。小區生活污水經(jīng)二級處理出水,經(jīng)反滲透(RO)等膜技術(shù)深度處理,其出水可作為工業(yè)用水或生活用水。不過(guò),由于膜技術(shù)的成本很高,且運行管理比較麻煩,目前在國內的應用不是很廣。

    (三)膜生物反應器(MBR)

    MBR作為一種新型的污水處理和水回用技術(shù),在小區生活污水回用方面具有很好的應用前景。MBR集生物反應器的生物降解作用和膜的高效分離作用于一體,具有出水水質(zhì)好、處理負荷高、裝置占地面積小、產(chǎn)泥量少、易于實(shí)現自動(dòng)控制等優(yōu)點(diǎn)。其出水經(jīng)消毒后可直接回用,甚至可回用于飲用水水源。MBR在發(fā)達國家的污水回用工業(yè)中已經(jīng)得到了很好的應用,但是膜本身成本高,操作系統復雜以及運行成本較高,阻礙了其在小區生活污水回用處理中的應用。

    四、污水再生利用過(guò)程中的防范措施。

    (一)標識的類(lèi)型及安裝要求

    為防止再生水的誤用,一般應在使用再生水的系統中設置標識。再生水的標識有很多種,但總的來(lái)說(shuō)可以將其劃分為兩大類(lèi):圖像標識和文字標識。在美國諸州,一般推薦使用紫色的本底表示再生水,文字則以白色或黑色表示。標識帶一般寬3英寸,每?jì)蓚(gè)標識帶之間的距離不超過(guò)10英尺。再生水系統中的閥門(mén)、水泵以及其它附屬設備也應使用紫色進(jìn)行標識,并注明為再生水系統部件。

    (二)再生水管道及構件的安裝要求

    必須對地下再生水和飲用水管道或污水管道的間距做出明確的規定,如美國規定再生水管道和飲用水管道間的水平距離一般不小于10英尺,當再生水和飲用水管道產(chǎn)生交叉時(shí),兩者的垂直間距不得小于18英寸,且飲用水管道應架設于再生水管道的上方。為防止管道接頭破裂而造成泄漏,再生水系統中一般不使用軟管接頭。如果必須使用軟管時(shí),則可以選用軟管快速接頭,但當某區域同時(shí)存在飲用水和再生水快速接頭時(shí),必須對兩者都做出適當的標識。當需要在用戶(hù)處安設計量?jì)x表時(shí),一般要求儀表前安設必要的過(guò)濾裝置,以防止顆粒物質(zhì)對儀表造成損壞。計量?jì)x表和過(guò)濾裝置的維護工作由供水商完成。

    (三)防止再生水和其它供水系統的相互污染

    再生水一般采用壓力管道輸送,必須確保用水高峰期用戶(hù)儀表處水壓大于最小水壓的要求,同時(shí)應保持飲用水供水管道中的壓力大于再生水供水管道中的壓力,以防因滲漏而污染飲用水,例如美國明確規定兩者之間的壓力差不得小于10psi(磅/平方英寸)。

    當用水區同時(shí)采用飲用水和再生水供水時(shí),必須考慮一定的防回流措施和空氣隔斷,以確保不會(huì )因再生水回流到飲用水系統中而對飲用水造成污染。同樣,某區域同時(shí)存在再生水和污水時(shí),也必須具有防止污水污染再生水的措施。一般情況下,空氣隔斷為供水管道直徑的2倍。

    (四)防止通過(guò)徑流、濺射、地下滲漏等方式進(jìn)入批準的用水區之外的場(chǎng)合

    再生水用作景觀(guān)灌溉或裝飾性噴泉的水源時(shí),不能濺射到用水區之外的環(huán)境中,且用水區坑洼存水的時(shí)間不得超過(guò)2小時(shí),否則需對用水量做出適當的修訂。應根據試驗確定用水區的供水速率,使其和滲透速率保持一致,以防止再生水徑流事件的發(fā)生。雖然再生水可用于補足地下水資源,但必須考慮其是否會(huì )對地下水的水質(zhì)造成不利影響。同樣的,再生水用于限制性或非限制性景觀(guān)蓄水池時(shí)也必須考慮其滲漏是否會(huì )對地下水水質(zhì)造成不利影響,是否需要添加一定的防水襯里。

    (五)防止蚊蠅的孳生

    目前一般通過(guò)三種方式控制蚊蠅的孳生:控制水的物理特征。通過(guò)控制水體的特征,防止形成蚊蠅孳生的水生環(huán)境,以達到去除蚊蠅的目的是我們當前和今后一段時(shí)間長(cháng)期面臨的問(wèn)題。通過(guò)生物鏈控制蚊蠅的數量?梢栽谒w中營(yíng)造適合于食蚊魚(yú)等以蚊蠅幼蟲(chóng)為食的水生生物生長(cháng)的環(huán)境,以提高其單位面積的數量。一般情況下以幼蟲(chóng)為食的水生生物對蚊蠅幼蟲(chóng)的去除效率受以下因素影響:水生植物的密度、蚊蠅幼蟲(chóng)的繁殖速度和水體中水生生物的其它食物源的量等。通過(guò)化學(xué)藥劑控制;瘜W(xué)藥劑僅適用于臨時(shí)性或緊急情況下的蚊蠅控制,而不能長(cháng)期使用。這不僅是從其經(jīng)濟性方面考慮的,而且綜合考慮了化學(xué)藥劑的環(huán)境影響以及蚊蠅幼蟲(chóng)對化學(xué)藥劑的生理抗性的問(wèn)題。

    五、結語(yǔ)

    我國許多城市面臨著(zhù)嚴峻的水資源匱乏,小區生活污水回用作為一個(gè)切實(shí)可行的緩解水資源和防止污染的辦法,已經(jīng)逐步為人們所重視。按照我國新的城市污水處理及污染防治技術(shù)政策,要求2010年實(shí)現城市污水處理率50%以上,污水回用率30%以上,污水回用于市政、工農業(yè)等各個(gè)行業(yè)。小區生活污水回用盡管規模比較小,且分散,對運行管理帶來(lái)一定的難度。但由于小區生活污水就近處理并回用,水源穩定可靠,可減少供水管網(wǎng)的壓力,同時(shí)也緩解了城市下水管網(wǎng)和污水處理設施的壓力;且對于水資源匱乏也有一定的緩解。小區生活污水回用技術(shù)正逐步成為污水處理的一個(gè)重要方向。

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