我国中水回用现状及对策

我国中水回用现状及对策

联合国在2003年3月16日“第三届水资源论坛大会”召开之前发表的最新报告，对180个国家和地区的水资源丰富状况进行排名，中国以平均每人每年拥有近2260m3用水统计数字排在第128位。中国水资源存在时空分布差异性大的特点，在600多个城市中有400多个严重缺水，其中比较严重的缺水城市达110个，我国城市缺水总量为60亿m3。并且随着经济的发展，“三废”的大量排放污染了地表水和地下水。据2003年《中国水资源公报》显示：2003年，全国工业和城镇生活废水排放总量为460.0亿t，比上年增加4.7％。其中工业废水排放量212.4亿t，比上年增加2.5％；城镇生活污水排放量247.6亿t，比上年增加6.6％。我国相当部分的工业废水和90%以上的生活污水未经处理直接排入受纳水体，直接造成对水资源的污染。 在我国，与很多发达国家主要用中水冲厕不同，国内冲厕用水主要是洁净的自来水。因此，我国每年有大量宝贵的水资源仅发挥了最低的功用就被浪费了。据专家估计，仅冲厕项，我国每年就消耗大约100多亿立方米自来水，这相当于50座中型城市的年自来水用量。我国城市污水多数未经处理直接排放，建设部有关部门统计数据表明，我国城市2003年污水处理率达到42％ ，不足污水排放量的一半，即使经过处理后的污水也极少回用，结果一方面导致水体受到污染，另一方面城市水资源短缺。 加上工业废水及生活污水的肆意排放，导致我国 80％以上的地表水、地下水被污染。专家们警告：“20年后我国将找不到可饮用的水资源”。根据卫星拍摄的照片，我国数百个湖泊正在干涸，一些地方性的河流也在消失。水资源污染、水污染加剧、地下水超采和用水效率低下，进一步加剧了有限水资源的供需矛盾。 面对如此严峻的现实，要保证经济和社会的健康持续发展，保证水资源的可持续利用，中中水回用在国外的发展中水开发与回用技术近期得到了迅速发展，在美国、日本、以色列、英国等国家(尤以日本突出)得到了广泛的应用。这些国家均以本国度、区域的特点确定出适合其国情国力的中水回用技术，使中水回用技术日臻完善。以色列是在中水回用方面最具特色的国家。占全国污水处理总量46％的出水直接回用于灌溉，其余33．3％ 和约20％ 分别回灌于地下或排水河道，其中水回用程度之高堪称世界第一。在日本，8月1日是水日，8月1日至7日是水周。日本的年降雨量达1 714毫米，为世界平均量的一倍，是个水资源相对丰富的岛国。但尽管如此，日本在上水道和下水道之间，专门设置了中水道。为鼓励设置中水道系统，日本政府制定了奖励政策，通过减免税金、提供融资和补助金手段大力加以推广。新建的政府机关、学校、企业办公大楼以及会馆、公园、

运动场等公共建筑物基本上都设置了中水道。

3、我国中水回用的发展现状 我国对城市污水处理与利用的研究，早在1958年就开始列入国家科研课题20世纪60年代关于污水灌溉的研究已达到一定的水平，70年代中期进行了以回用为目的的城市污水深度处理小试，80年代初在青岛、大连、太原、北京、天津、西安等缺水城市相继展开了污水回用的试验研究。在中水试验的同时，有关中水的标准和法规也相继出台。2000年，以“十五”纲要为标志，中水回用被正式写入文件；2002年，出台了三个标准 ：GB/T 18920《城市污水再生利用 城市杂用水水质》、GB/T

18921《城市污水再生利用 景观环境用水水质》、GB 5084《农田灌溉水质标准》，以代替CJ

25.1-89《生活杂用水水质标准》。 近几年，中水回用工作日益受到重视，国内许多城市都建设了中水回用工程。例如：北京的高碑店污水处理厂建成了我国最大的中水回用工程，回用规模为30万m3/d，回用对象主要是河湖补水、城市绿化、喷洒道路和热电厂冷却用水；天津东郊污水处理厂回用工程将二级出水过滤、消毒后回用，规模为7万m3/d；河北邯郸市建成6万m3/d的回用水工程，用于电厂冷却水；山东枣庄和泰安分别建成3万m3/d和2万m3/d的回用水工程；青岛市海泊河建成4万m3/d的中水回用工程，用于工业冷却、绿化和生活杂用。其他还有大连中水回用示范工程已.运行10余年，北京华能热电厂、大庆油田采油厂、克拉玛依采油厂等均已建成中水回用工程用于循环冷却水。

随着我国社会经济的发展，水资源短缺问题日益突出。发展“污水处理回用”以实现“水资源的可持续利用”已被明确写入“国民经济和社会发展第十个五年计划纲要”中。作为污水处理回用的一个重要组成部分，在住宅小区建设中水系统已经提上了各级政府相关职能部门的议事日程。

2001年6月，北京市规划委员会、建设委员会、市政管理委员会联合发布《关于加强中水设施建设管理的通告》，确定了建筑面积在5万m2以上，或可回收水量大于150m3/d的居住区和集中建筑区必须建设中水设施。 近年来，中水开发与回用这一技术已受到各级政府及有关部门重视并对开发与回用做了大量理论研究和实践工作，在全国许多城市如深圳、北京、青岛、天津、太原等开展了中水工程的运行并取得显著效果

联合国在2003年3月16日“第三届水资源论坛大会”召开之前发表的最新报告，对180个国家和地区的水资源丰富状况进行排名，中国以平均每人每年拥有近2260m3用水统计数字排在第128位。中国水资源存在时空分布差异性大的特点，在600多个城市中有400多个严重缺水，其中比较严重的缺水城市达110个，我国城市缺水总量为60亿m3。并且随着经济的发展，“三废”的大量排放污染了地表水和地下水。据2003年《中国水资源公报》显示：2003年，全国工业和城镇生活废水排放总量为460.0亿t，比上年增加4.7％。其中工业废水排放量212.4亿t，比上年增加2.5％；城镇生活污水排放量247.6亿t，比上年增加6.6％。我国相当部分的工业废水和90%以上的生活污水未经处理直接排入受纳水体，直接造成对水资源的污染[1]

由于工业废水及生活污水的肆意排放，导致我国

80％以上的地表水、地下水被污染。专家们警告：“20年后我国将找不到可饮用的水资源”。根据卫星拍摄的照片，我国数百个湖泊正在干涸，一些地方性的河流也在消失。水资源污染、水污染加剧、地下水超采和用水效率低下，进一步加剧了有限水资源的供需矛盾。 面对如此严峻的现实，要保证经济和社会的健康持续发展，保证水资源的可持续利用，中水回用势在必行。

建设部《城市中水设施管理暂行办法》中将中水定义为:部分生活优质杂排水经处理净化后达到《生活杂用水指标》（CJ25.1-89）,可以在一定范围内重复使用的非饮用水。它的使用范围只能限于非人体接触领域。如道路清洗、园林喷洒、洗车等，所以中水具有广泛的市场,像泳池、浴池、洗衣店等这些与人体密切接触的用水行业都不允许直接使用中水

中水回用技术在国外早已应用于实践。美国、日本、以色列等国厕所冲洗、园林和农田灌溉、道路保洁、洗车、城市喷泉、冷却设备补充用水等都大量地使用中水，在利用中水方面积累了不少成功的经验。 以色列是在中水回用方面最具特色的国家。占全国污水处理总量46%的出水直接回用于灌溉，其余33.3%和约20%分别回灌于地下或排入河道，其中水回用程度之高堪称世界第一。他们采取的中水回用处理过程为：城市污水的收集→ 传输到处理中心→处理→

季节性储存→ 输到用户→ 使用及安全处置。在回用方式上，包括小型社区的就地回用，中等规模城镇和大城市的区域级回用[2]。 日本从80年代起大力提倡使用中水，并在上水道和下水道之间，专门设置了中水道。而且为了鼓励设置中水道系统，日本政府制定了奖励政策，通过减免税金、提供融资和补助金等手段大力加以推广。同时还要求新建的政府机关、学校、企业办公楼以及会馆、公园、运动场等公共建筑物都须设置中水道。美国现在至少有七个地区已经或者正在建设中水回用厂。新加坡为了更好地节约水资源，推广中水市场，在媒体上对中水大做广告，以引导民众的消费习惯，吸引更多的新加坡人接受它。目前每天至少有数千万升经过深度处理的中水已经加到饮用水管中，不是单纯作为中水利用了。

我国对城市污水处理与利用的研究，早在1958年就开始列入国家科研课题，20世纪60年代关于污水灌溉的研究已达到一定的水平，70年代中期进行了以回用为目的的城市污水深度处理小试，80年代初在青岛、大连、太原、北京、天津、西安等缺水城市相继展开了污水回用的试验研究。在中水试验的同时，有关中水的标准和法规也相继出台。2000年，以“十五”纲要为标志，中水回用被正式写入文件；2002年，出台了三个标准 ：GB/T 18920《城市污水再生利用

城市杂用水水质》、GB/T 18921《城市污水再生利用 景观环境用水水质》、GB 5084《农田灌溉水质标准》，以代替CJ 25.1-89《生活杂用水水质标准》。

近几年，中水回用工作日益受到重视，国内许多城市都建设了中水回用工程。

例如：北京的高碑店污水处理厂建成了我国最大的中水回用工程，回用规模为30万m3/d，回用对象主要是河湖补水、城市绿化、喷洒道路和热电厂冷却用水[6]；天津东郊污水处理厂回用工程将二级出水过滤、消毒后回用，规模为7万m3/d

[7]；河北邯郸市建成6万m3/d的回用水工程，用于电厂冷却水；山东枣庄和泰安分别建成3万m3/d和2万m3/d的回用水工程；青岛市海泊河建成4万m3/d的中水回用工程，用于工业冷却、绿化和生活杂用。其他还有大连中水回用示范工程已运行10余年，北京华能热电厂、大庆油田采油厂、克拉玛依采油厂等均已建成中水回用工程用于循环冷却水。

与大型污水处理系统相比,一体化设备具有处理效率高、能耗低、产泥量少、管理方便、占地面积小等优点。因此,一体化设备在污水处理领域得以广泛的应用;而且在新的形势下,更具有不可替代的优势

一体化设备技术自80年代初引进我国以来,随着污水处理要求的提高以及其应用与实践,不断得以革新和发展。总的看来,对该技术的研究主要集中在主体工艺的改进、工艺流程的优化组合和填料性能的提高等方面,以进一步提高处理效率,减少能耗,突显一体化处理设备的优势。

3.1 主体工艺的改进一体化设备主体工艺多采用生物膜法。生物膜法污泥浓度高、容积负荷大、耐冲击能力强,处理效率高。早期设备主要采用生物转盘,体积庞大,生物膜难控制,盘轴易损坏。目前,一体化设备逐渐发展为接触氧化法和生物流化床工艺。尤其是生物流化床成为近年来的一个研究热点。相比接触氧化法

填料是生物膜法的主体,直接关系处理效果。填料的选择和研究包括四个方面:(1)水力特性:空隙率高、水流阻力小、流速均匀;(2)生物膜附着性:比表面积大,易于生物膜生长和老化膜脱落;(3)化学与机械稳定性:经久耐用,不溶出有毒物质;(4)经济性:来源广泛,价格便宜〔7〕。一体化设备生化池常用的生物填料包括蜂窝填料、波纹填料、束网填料、颗粒填料等。接触氧化法一般采用固定式的蜂窝填料、波纹填料、束网填料等,生物流化床采用悬浮式的颗粒填料。几种填料的性能比较见表1。近年来,悬浮(流化)的颗料状或立体状填料得以迅速发展和广泛应用,并有逐渐取代固定式填料的趋势。相比因定式填料,悬浮填料具有一系列优点〔8〕:(1)孔隙率大,比表面积几百至几千不等。因此,填料表面附着的微生物数量大,种类多。污泥总浓度高达40～50gL,是普通活性污泥法的污泥浓度的5～10倍。填料单元内可以形成多级微生物的食物链。而且,微生物的泥龄较高,对难降解的有机物有较好的去除率;同时也有利于世代时间较长的硝化菌和亚硝化菌生长,使出水达到硝化。江苏鹏鹞集团通过控制空心柱状填料的长度,可以实现填料单元内层厌氧、外层好氧,并保证适宜的好氧菌厌氧菌生长比例,可以达到80%脱氮效果(2)比重接近于水,可以全池流化翻动。填料上的生物膜、水流和气流三相充分接触混合,增大了传质面积,提高了传质速率(氧利用率可达30%),强化了传质过程,缩短了污水的生化停留时间。另外,悬浮填料受到气流、水流的冲刷,老化膜能脱落