（企业管理专业论文）中水处理技术分析与效益分析.pdf

摘要 中国是世界上人口最多的发展中国家，人均水资源十分有限。一方面缺水， 另方面，大量的污水未经处理或部分处理后排入江河湖海，造成水体污染，促 使水资源短缺进一步加剧，形成恶性循环。水资源不足已经成为制约国民经济和 社会发展的重要因素。 城市污水、生活污水以及工业污废水是一种潜在的水资源，如果把经过处理 的污水即“中水”回用于工业、市政、农业等领域，大力发展污水资源化，对于 贯彻落实可持续发展战略j 7 妥善处理好经济发展同人口、资源、环境的关系，具 有十分重要的意义。 本文主要探讨了有关中水处理的问题，分为四个部分进行了论述。 第一部分中水处理的意义 这部分从我国当前盔童遂的利用状况出发，通过对我国环保产业发展情况以 及我国经济结构战略性调整的分析，说明了中水处理是实现水资源的合理利用、 缓解水资源危机、同时也是保证水资源可持续性发展的重要途径。 第二部分中水处理技术分析 这部分对中水处理的术语和技术进行了介绍，并对中水处理存在的问题进行 了分析。 第三部分中水处理实证分析 这部分通过对三大类典型的中水工程( 城市中水工程、建筑及住宅区中水工 程、工业企业中水工程) 中的成功案例的介绍，分析和总结出每种中水工程的特 点。 第四部分中水处理效益分析 这部分论述了中国缺水的事实在造成水资源危机的同时也给中水利用提供 了巨大的产业市场，通过对中水工程的成本分析和效益分析说明了开发中水市场 是环境效益和经济效益双赢的选择，并对我国中水市场的开发提出了对策与建 议。 a b s t r a c t a sad e v e l o p i n gc o u n t r yw i t ht h eb i g g e s tp o p u l a t i o n ，c h i n ai sp o o ri nt h ea v e r a g ep e r c a p i t aw a t e rr e s o u r c e o nt h eo n eh a n d ，t h e r ei sas h o r t a g eo fw a t e rs u p p l y ；o nt h e o t h e rh a n d ，al a r g eq u a n t i t i e so fu n t r e a t e d o rp a r t i a l l yt r e a t e dw a s t e w a t e ra r e d i s c h a r g e di n t or i v e r s ，s t r e a m s ，l a k e sa n ds e a , p o l l u t i n gw a t e rb o d i e s ，w h i c hc a u s e d e t e r i o r a t i o no fw a t e rs h o r t a g e w a t e rs h o r t a g eh a sb e e nak e ye l e m e n tt oh i n d e rt h e e c o n o m i ca n ds o c i a ld e v e l o p m e n t w a s t e w a t e r , i n c l u d i n gm u n i c i p a lw a s t e w a t e r , s e w a g ea n di n d u s t r i a lw a s t e w a t e r , i sa p o t e n t i a lw a t e rs u p p l y a f t e rb e i n gr e c y c l e da n dt r e a t e d ，i tc a n b er e u s e di ns u c ha r e a s a si n d u s t r y , m u n i c i p a l i t ya n da g r i c u l t u r e s o ，w a t e rr e c y c l i n gi sa ni m p o r t a n ta p p r o a c h t oi m p l e m e n ts u s t a i n a b l ed e v e l o p m e n ts t r a t e g ya n dc o o r d i n a t e st h er e l a t i o n s h i p s b e t w e e ne c o n o m i cd e v e l o p m e n t , p o p u l a t i o n ，r e s o u r c ea n de n v i r o n m e n t t h i sp a p e rd i s c u s s e st h ep r o b l e mc o n c e r n i n gw a t e rr e c y c l i n gi n4p a r t sa sf o l l o w s p a r t l a c c o r d i n gt ot h ec u r r e n tw a t e rf e s o u r c cs i t u a t i o ni no u rc o u n t r y , t h i sp a r te x p l a i n s f r o mt h ee n v i r o n m e n t a lp r o t e c t i o ni n d u s t r yd e v e l o p m e n ta n ds t r a t e g i ce c o n o m i c s t l a i c t t l r ea d j u s t m e n ti no u rc o u n t r yt h a tw a t e rr e c y c l i n gi sag o o dw a yt or e a l i z et h e r e a s o n a b l ew a t e ru s e ，a l l e v i a t et h ew a t e rr e s o u r c ec r i s i s ，a n dg u a r a n t e et h es u s t a i n a b l e d e v e l o p m e n t p a r t 2 t h i sp a r ti n t r o d u c e st h et e r m sa n dt e e l m o l o g i e sa n da n a l y z et h ep r o b l e m sa b o u t w a t e r r e c y c l i n g p a n 3 t h i sp a r ta n a l y z e sa n ds u m m a r i z e st h ec h a r a c t e r i s t i c so f3t y p i c a lw a t e rr e c y c l i n g p r o j e c t s ( m u n i c i p a lw a t e rr e c y c l i n gp r o j e c t , b u i l d i n g & r e s i d e n c ew a t e rr e c y c l i n g p r o j e c t , a n di n d u s t r i a lw a t e rr e c y c l i n gp r o j e c 0t h r o u g ht h e i n t r o d u c t i o no fs o m e s u c c e s s f u le x a m p l e si nw a t e rr e c y c l i n gp r o j e c t s p a r t 4 t h i sp a r tt e l l su st h a ta l t h o u g ht h ew a t e rs h o r t a g ec a u s et h ew a t e rr e s o u r c ec r i s i s ，i t b r i n g sa b o u tt h ee n o r m o u sm a r k e to p p o r t u n i t y a n di te x p l a i n st h r o u g hc o s ta n d b e n e f i ta n a l y s e st h a td e v e l o p i n gr e c y c l i n gw a t e rm a r k e ti saw i n - w i nc h o o s ef o r e n v i r o n m e n t a lb e n e f i ta n de c o n o m i cb e n e f i t f i n a l l y , i to f f e r ss u g g e s t i o n s i n d e v e l o p i n gr e c y c l i n gw a t e rm a r k e t 引言 水资源问题成为世界普遍关注的根本原因，就在于它不仅影响、制约现代社 会的可持续发展，而且将成为2 1 世纪全球资源环境的首要问题，直接威胁人类 的生存和发展。 中国水资源问题更加严重，中国是世界上人口最多的发展中国家，人均水资 源十分有限。一方面缺水，另一方面，大量的污水未经处理或部分处理后排入江 河湖海，造成水体污染，促使水资源短缺进一步加剧，形成恶性循环。水资源不 足已经成为制约国民经济和社会发展的重要因素。毫不夸张地说，2 l 世纪水资 源安全问题的解决关系到中华民族的繁荣兴旺，我们必须予以高度重视。 本文论述了我国水资源短缺以及水污染的严重问题，指出中水处理是实现水 资源的合理利用、缓解水资源危机、同时也是保证水资源可持续性发展的重要途 径，并从技术、经济、环境角度分析了中水处理、污水回用的可行性，从而得出 了开发中水市场是环境效益和经济效益双赢的选择。 中水处理技术分析与效盎分析 中水处理技术分析与效益分析 1 中水处理的意义 1 1 水资源的合理利用是实施可持续发展战略的要求 1 1 1 我国水资源状况及其开发利用问题 我国的水资源从总量上看是丰沛的，列于世界第六位，仅次于巴西、前苏联、加拿 大、美国和印度尼西亚。我国水资源总量为2 6 8 6 8 亿m 3 ，但我国的水资源的明显特点是： 1 ) 人均占有量少：我国水资源总量居世界第6 位，人均水资源量2 2 0 0 m 3 ，约为世界人均 的1 4 ，排在世界第1 2 1 位，是世界1 3 个贫水国家之一。我国北方黄、淮、海3 个流域 人均水资源仅为全国人均的1 5 ，淡水资源短缺的形势更加严峻。2 ) 地区分布不均与水 土资源组合不相应。我国水资源南多北少，东多西少，与人口、耕地、矿产等资源分布 极不匹配。长江以南面积占全国国土总面积的3 6 5 ，其水资源量却占全国的8 l ；长 江以北的面积占全国总面积的6 3 5 ，其水资源仅占全国总量的1 9 。3 ) 分布集中， 年际分配不均。受季风气候影响，我国降水量年内分配不均匀，大部分地区连续4 个月 降水量占全年降水总量的7 0 左右。也就是说，我国水资源中大约有2 3 左右是洪水径 流量。降水量年际变化也很大，还往往出现连续丰水或枯水年的情况。据估计，我国每 年缺水约为3 0 0 4 0 0 亿m 3 ，农田受旱面积约为1 3 亿亩。干旱缺水已成为我国农业稳 定发展和粮食安全供给的主要制约因素。城市缺水现象也及其严重。全国有4 0 0 多个城 市不同程度缺水，缺水量约6 0 亿m 3 年，因缺水影响工业产值2 0 0 0 多亿元年2 。 虽然我国水资源严重匮乏，但是在水资源利用方面却存在着很大的问题，用水严重 浪费现象普遍存在。这主要表现在：1 ) 水资源利用率低，水浪费现象严重。全国农业灌 溉水的利用系数大多只有0 3 o 4 ，灌溉水的生产效率不足1 o k g m 3 ，也就是说现在全 国农业用水中的绝大部分是白白浪费了；而先进国家灌溉水的利用系数已达到o 7 - 0 8 ， 灌溉水的生产效率为2 o k g m 3 。工业用水浪费也十分严重，目前，我国工业万元产值用 水量为1 0 3 m 3 ，是发达国家的1 0 2 0 倍。工业用水的重复利用率为4 0 左右，而发达国家 为7 5 一8 5 。城市、乡村生活用水浪费现象也较为普遍，人们的节水意识淡薄。据统计， 全国多数城市中，仅自来水管网跑、冒、滴、漏的损失率就达1 5 - 2 0 。2 ) 水体污染 严重。目前，全国工业和城市污水排放量为5 8 4 亿吨，经过集中处理达标的只占2 3 ， 。( 2 0 0 1 年中国水环境公报，中华人民共和国水力部2 0 0 2 2 楼建军：节约水资源与中水回用云南环境科学) 2 0 0 1 中永处理技术分析s 效益分辑 处理后回用率更低。全国监测的河段有一半水质不符合饮用水标准，全国9 0 以上的城 市水域受到不同程度污染。随着人1 ：3 增加，经济及城镇发展，水体污染问题将越来越突 出。3 ) 水的生态环境恶化。目前，全国水土流失面积3 6 7 万k m 2 ，占国土面积的3 8 ， 造成江河湖库淤积和北方河流干枯断流情况越来越严重。黄河进人9 0 年代以后，年年断 流，平均断流达1 0 7 d a 。此外，还存在湖泊萎缩、草原退化、土地沙化、湿地干涸、部 分地区地下水超量开采等问题，造成局部地区水环境恶化，生态失衡。 1 1 2 水资源的合理利用是实施可持续发展战略的要求 实现人口、资源、环境协调发展关系中华民族发展的长远大计。江泽民同志在今年 “七一”讲话中指出：坚持实施可持续发展战略，正确处理经济发展同人口、资源、环 境的关系，改善生态环境和美化生活环境，改善公共设施和社会福利设施。努力开创生 产发展、生活富裕和生态良好的文明发展道路。 水资源和粮食、石油是关系国家经济安全的重要战略资源。粮食安全依赖于水资源， 石油可以通过进口或替代资源解决，水资源既不能进口，也没有替代品，是最重要的战 略资源。江泽民同志指出：水是人类生存的生命线，是经济发展和社会进步的生命线， 是实现可持续发展的重要物质基础。但从我国水资源供求形势分析，随着人口的增长， 到2 0 3 0 年左右，我国人口将达到1 6 亿，人均占有水资源量将降至1 7 0 0 m 3 左右，接近国 际公认的警戒线。按照现有的水资源开发利用方式难以支撑经济社会的可持续发展。 根据世界银行统计，我国和美国是淡水抽取量最高的国家。虽然水资源开发量占水 资源总量的比重没有超过2 0 ，但由于经济发展与水资源的不平衡，北方黄淮海流域水资 源开发利用率超过5 0 ，海河流域已近9 0 ，超过了国际公认的4 0 合理限度。扩大水资 源开发规模的潜力很小。 实现现代化建设第三步战略目标，到本世纪中叶，国内生产总值将增长1 0 倍以上， 城市化率可能达到7 0 9 6 ，城市生活和工业用水将大幅度增加。如果按照现有的工业用水增 长速度，2 0 3 0 年工业用水量比现状增加1 3 0 0 亿m 3 ，生活用水将增加一倍以上。目前我国 农村存在农业靠天吃饭、用水效率低和2 4 0 0 万人口饮水困难三大问题，影响到我国的粮 食安全和一些地方的生存与发展。将来要解决1 6 亿人吃饭问题，粮食产量要从现在的 5 0 0 0 亿k g 增加到7 0 0 0 亿k g ，如果农业用水的效率不变，农业用水量要增加1 5 0 0 亿m 3 。 我国的水资源状况，很难满足如此巨大的水需求。 随着用水量的增加，废污水排放量将相应增加。按照现在的治污水平，到2 0 3 0 年， 海河流域有河皆干、有水皆污的局面可能遍及北方地区，资源和环境受到严重破坏，经 济社会的可持续发展也无法实现。 水资源问题关系到供水安全、粮食安全，关系到经济社会发展和生态环境的改善， 关系到能否开创生产发展、生活富裕、生态良好的文明发展道路。现有的水资源利用方 式已经难以支撑经济社会的可持续发展，必须转变现有的用水方式，实现水资源的可持 2 中永处理技术分析与效益分耪 续利用，保障经济社会的可持续发展。党的十五届五中全会强调： “水资源可持续利用 是我国经济社会发展的战略问题”3 。 1 2 水资源的合理利用是培育新的经济增长点的需要 要保持国民经济的持续稳定发展，必须不断拓展市场潜力大，成长性好的新型主导 产业。我国环保产业的潜在市场巨大，是最具潜力的新的经济增长点之。至2 0 0 0 年底， 全国已有l 万多家企事业单位专营或兼营环保产业，2 0 0 0 年全国环保产业总产值达1 0 8 0 亿元。”九五”时期，我国环保产业一直保持着较高的增长速度，年增长率达1 5 以上，高 于我国同期国民经济增长的速度。 ”十五”计划把资源和生态环境放在更加突出的位置，特别是随着我国生态建设和环 境保护法律、法规及标准的完善和执法力度的加大，我国将进一步加大生态建设和环境 保护的投入，这将为环保产业的发展提供广阔的市场空间。环保产业的范围包括环保产 品的生产与经营、资源综合利用、环境服务三大领域。水资源的综合利用作为环保产业 的一部分，在水资源危机四伏的今天，有着巨大的市场需求。预计十五期间环境保护 的投资将达到7 0 0 0 亿元。加快发展水资源的合理利用，可以促进新的经济增长点的形成。 1 3 水资源的合理利用是实施经济结构战略性调整的重要内容 党的十五届五中全会提出把结构调整作为主线，这是经济发展的内在要求。结构调 整的重点之一是将技术水平低、资源消耗大、环境污染严重、经济效益低的产业结构， 向技术水平高、资源消耗少、经济效益好且对环境影响小的结构转变，进而实现产业结 构的优化和升级。 水资源的紧缺在一定程度上制约了我国经济的发展，水问题将成为我国未来可持续 发展中最突出的重大问题之一。因此，我们必须从战略的高度，及早采取有力措施解决 “水危机”问题，加快实施节水型经济结构调整，变耗水型为节水型经济结构，建设节 水型经济体系，这包括以下内容： ( 1 ) 调整产业结构，建立节水型经济体系。 在工业生产方面，压缩耗水量大、产出低的行业，重点发展耗水少的高新技术节水 产业和服务业，同时，抓好现有企业的节水工作，提高企业的节水意识，引导企业走节 水型发展之路。加大节水技术改造力度，大力推行节水新技术、新器具、新工艺、新设 备，推广应用循环用水、一水多用、二次用水，以科技促节水。 在农业生产上，大力调整农业种植结构，压缩耗水较大的粮食品种种植面积，降低 用水量，并根据我国区域的特点、优势和市场需求，依靠科技逐步形成富有本国特色和 较强竞争力的现代化节水高效农业结构。加快发展输水渠道防渗化、管道化，大田喷灌、 3 张忠样，钱易：( 城市可持续发展与水污染防治对镱 ，中国建筑工业出版社1 9 9 8 3 中永处理技术分梗与效益分接 滴灌化、灌溉科学化、自动化。同时，也应考虑将低产耕地还林还草，把蓄水、涵养水 土、生态环境建设作为我国现代农业的重要组成部分。 加快发展第三产业，以减少城市经济发展对水资源的需求总量，减轻城市用水和生 态环境的压力。 ( 2 ) 构建污水资源化体系。 在提高城市污水处理能力的同时，重视污水的再利用，实现废水资源化，下大力气 加快污水处理厂建设。城市污水处理能力增长速度要与供水增长速度相适应。再生水利 用将显示出巨大的社会和经济效益。 应尽快在我国推行清洁生产，加强对工业污染的治理力度，实现从末端治理为主向 以源头治理为主的生产全过程控制的转变，以达到减污增水的双重作用，最终减少废水、 废物排放量。 ( 3 ) 调整激励机制，完善节水管理模式。 抓紧完善我国节约用水、合理用水的制度及法规。按照水与人口、经济、环境相结 合调整的可持续发展的观念，搞好水资源开发利用保护的总体规划，并把水资源规划纳 入我国城市经济与社会发展“十五”总体规划。今后我国的经济结构调整、生产力发展 布局要充分考虑水资源条件及承受力量水丽行。 同时，要建立节水激励机制，对好的节水项目进行政策扶持和资金资助。奖励节水 有功单位和个人，对开发利用再生水资源的也应鼓励，支持节水科技开发和创新。大力 吸引社会民间资金参与水资源的开发利用和保护。水价应区分类型、水质和季节，逐步 理顺供水价格，建立套符合市场经济要求的水价形成机制和管理体制，促进经济发展。 由此可见，实施节水型经济结构调整是我国经济结构战略性调整的一部分，而水资 源合理利用是实施节水型经济结构调整的重要内容。 1 4 中水处理是水资源合理利用的重要内容 根据我国水资源状况和人口、经济增长速度，依靠扩大水资源的开发利用量难以满 足经济和社会发展用水需求。这就必须将水资源利用的重点从过去的开源为主向开源节 流并重，以提高用水效率为核心转变。因此要求我们在寻找新的水资源的同时，也要考 虑充分利用现有的水资源，提高水的重复利用率。在这种情况下，将污水处理后再利用， 使其成为低水质用水的第二水源，具有开源、节流和环境保护的综合效益，是水资源可 持续性发展的重要途径。 般来讲，水分为上水( 给水) 和下水( 排水) 两大部分。中水，顾名思义，就是 水质介于上水和下水之间的、可重复利用的再生水，是污水经处理后达到一定的回用水 质标准的水4 。污水回用方式有开放式循环再生回用和封闭式再生回用两种。前一方式的 4 国家环境保护局：中水道技术，中国环境科学出版社1 9 9 1 4 中永处理技术分耩与莜锰分掼 特点是沿河上、下游城市均设置自己的给水系统和排水系统，其中排水系统，要求其水 处理必须达到国家规定的排放标准后才能排入水体，下游城镇再经给水净化达到饮用水 ( 自来水) 标准，供生产，生活使用。后一方式，即封闭式污水再生回用的特点是把污 水的一部分经水处理，水质达到回用标准后就地供工业，农业或生活使用。中水处理系 统指的是封闭式污水再生回用系统( 注：本文中提到的污水再生回用均指的是封闭式污 水再生回用) 。虽然与自来水相比，中水的供应范围要小，但在厕所冲洗、园林灌溉、 道路保洁、洗车、城市喷泉、冷却设备补充用水等方面，中水是最好的自来水替代水源。 就世界范围而言，当前污水经再生已经回用于工业、农业灌溉和养殖业，市政绿化、 生活洗涤、地下水回灌和补充地面水等方面。 美国的缺水地区如加利福尼皿州、德克萨斯州等，其污水回用技术发展也较早。到 1 9 7 5 年美国一些城市污水回用于工业方面水量就已占总污水量的3 1 。仅在加利福尼亚 州就建有污水回用工程达2 0 0 套以上5 。 日本虽然是多雨国家，但降雨量在全国并不均匀，再加上工业发展，诸如其东京都、 关东地区、北海道州等地区都为缺水地区。据一些资料介绍，近年来东京都每年淡水短 缺量达3 4 亿m 3 。缺水地区为了解决“水荒”，分别采用诸如海水淡化、工业废水回用、 城市生活污水回用等工程技术。其中“中水道”就是城市生活污水回用的一个分枝。在 日本，凡是采用中水道的建筑，中水分别应用于冲厕、绿化、洗车、补充冷却水和水景 等杂用方面。 在前联邦德国，1 9 7 0 年公共给水统计资料介绍：1 9 6 8 年取自泉水和地下水的取用水 量每年约为2 1 8 亿i n 3 ，占总取水量的6 5 ，取地面水约1 l 亿m 3 ，占总取用水量的3 5 ，这部分地面水中包括河滩渗滤水、人工地下水。由于前联邦德国在当时地面水被污 染较严重，所取河滩渗滤水和人工地下水都是地面水经过不同处理后，再经渗滤和回灌 地下的。这种情况说明污水回用，客观上已经达到相当大的比重。 印度随着城市人口增长，也有相当多的城市供水不足而采用污水再生回用技术。在 建筑中水技术方面如孟买，已有7 座商业大楼采用中水工程用于补充空调冷却用水，水 量达1 5 0 2 5 0 m 3 d 。根据印度1 9 7 0 年调查，回用水量为2 0 0 m 3 d ，处理设施基建费用 为5 0 0 0 0 美元，运转费( 包括房租费、偿付贷款费等) 每m ? 中水约为0 0 4 美元( 该年孟买 自来水费为0 0 5 8 美元m ) 。 英国水资源的利用，在城市中也由于人口愈益增加集中，需用淡水量以每年2 5 的 比例增长，因此，占给水总量的l 3 不得不取自含有污水处理后排放河流中的河段。这 种情况说明在英国污水回用客观上是存在的。 我国许多城市淡水缺乏情况已如前述，污水再生回用技术，已受到各级政府重视。 近十几年来对城市生活污水和建筑中水回用进行了众多研究和实践工作。例如青岛市 5 宦家环境保护局：中水道技术中国环境科学出版社1 9 9 1 中永处理技术分析与效益分析 1 9 8 2 年就开展了城市生活污水回用于养殖和市政用水的试点工作。天津市近年也在纪庄 子污水厂开展再生回用探索性研究工作。太原市北郊污水厂已建成回用于补充工业冷却 水为1 0 0 0 0 r n 3 d 的中水工程。1 9 8 8 年太原市已建一座办公楼中水工程。我国首都北京 市开展中水技术的研究和推广工作较早，1 9 8 5 年至现在相继在北京市环境保护科学研究 所、首都机场、清华浴池、北京市万泉公寓、众多的宾馆中建成了中水工程。 结论 综上所述，我们可以得出如下几点有意义的结论： 1 ) 我国现有的水资源利用方式已制约了经济的发展，必须转变现有的用水方式， 实现水资源的合理利用，以保障经济社会的可持续发展。 2 ) 我国环保产业的迅速发展以及经济结构的战略性调整为加快水资源的合理利用 创造了难得的机遇。 3 ) 中水处理、污水回用是实现水资源合理利用的重要途径。 因此，本论文将中水处理及回收利用技术作为研究的重点。通过对中水处理的现实 需求、技术选择和效益分析的研究，说明开发中水市场是环境效益和经济效益双赢的选 择。 6 中隶处理技术分辑与效益分析 2 中水处理技术分析 从第上章可知中水就是介于上水和下水之间的、可重复利用的再生水，是污水经处 理后达到一定的回用水质标准的水。随之而产生的是相应的工程，即中水工程，主要是 指从污水收集、污水处理、深度处理以及将处理后的再生水输送到用户的工程设施。 中水工程是城市污水和生活污水回用的有效措施之一，在我国已有一定的规模，尤 其是在严重缺水的城市或地区。由于人们的对水资源重要性的深入认识，以及社会和人 们对中水的深入了解和认可，中水工程的数量不断增加，在北方城市发展尤为迅速。尽 管中水工程在我国起步较晚，还是一个新生事物，但就中水处理技术来看，基本达到了 比较成熟的地步，并且也在探索新的符合中国特色的处理工艺，以降低处理成本，增加 经济效益和社会效益。 2 1 中水道系统及中水水源 2 1 1 中水道系统 污水处理回用是以污水为水源，经过一定的物理、生物和化学等方法处理后，使水 质达到某特定要求后进入中水道系统的水的再利用。污水净化后的水质一般达不到饮用 水水质标准 g b j 5 7 4 9 8 5 】，但好于排( 下) 水水质，因此，便出现了“中水”一词，相应的 管道系统便称之为“中水道系统”。污水经处理达到中水标准后进入该管道系统，用来冲 洗厕所、浇灌绿地等。 2 1 2 中水水源 中水工程主要分为城市中水工程、建筑中水工程和工业企业中水工程。城市中水工 程主要是指以城市为一个整体进行规划设计和运行，是指从城市污水收集管网系统、污 水处理系统、到中水供水系统在内的庞大的工程系统6 ；建筑中水工程是指城市中局部的 中水工程系统，主要包括建筑居住小区、公共建筑、宾馆、饭店等小型的污水处理回用 系统；工业企业中水工程是指工业企业内部的中水工程系统，其水源是企业生产或生活 过程中产生的污废水，经处理回用于企业内部。 中水是由污水经过一定的处理技术和设施衍生而来，也就是说中水来自于污水，因 此，中水的水源也必定是污水。根据中水工程的分类，中水的水源可分为三大类；城市 污水、生活污水和工业企业污废水。城市污水是城市污水处理厂的主要来源，也是城市 中水工程的主要水源；生活污水则是公共建筑或建筑居住小区中水工程的水源；工业企 业污废水是工业企业中水工程的水源。城市中水主要回用于工业企业的循环冷却、绿化、 市政等城市公共用水：建筑中水主要用于厕所冲洗、绿化、洗车、扫除等；工业企业中 6 马志毅：城市污水回用概述 ，给水排水 7 中水处理技求分析与效益分辑 水主要回用于企业内部的绿化、冲厕、冷却循环、锅炉除尘冲渣等。 建筑中水的水源，根据来水的性质，3 l n - j 进一步分为三类7 ：a 类为洗浴水( 优质杂 排水) ；b 类为洗浴水和厨房排水( 杂排水) ；c 类为洗浴水、厨房排水和便器排水。根 据原水水质情况中水道系统主要有两种类型：一是仅将日常生活中用于盥洗、淋浴和洗 涤的污水集中起来，经过净化处理后回用于冲洗厕所、清洗车辆和庭院绿化等。这种方 法由于污水中的污染物质的量较少，处理过程比较简单，多用于单独的办公楼和宾馆等 公共建筑。二是将包括便所冲洗水在内的污水集中起来，经过净化处理之后，除作为上 述用途之外，还可以用于浇灌街心公园、大型的公共绿化以及清扫街道等方面。这种方 式的服务面积较大，多用于不同规模的居民住宅区。 2 2 中水处理与污水处理的比较 2 2 1 中水的用途及水质标准 中水主要用途：5 ( 1 ) 市政用水：如园林绿化、喷洒道路、水景、补充公园湖泊以及消防用水等； ( 2 ) 杂用水：用来冲洗汽车、冲洗厕所、建筑施工用水： ( 3 ) 其他用水：如中水水量很大、中水水质能满足各种使用要求的话，还可以用来补 充农田灌溉用水、工业用水如工业间接冷却水等。 中水回用的目的不同，其对水质的要求也迥然不同。回用水水质应满足卫生要求和 人们的感官要求，另外，要求不易引起设备、管道的严重腐蚀和结垢。中水是非饮用水， 但是具有重复利用的特性，为保证中水作为生活杂用水的安全可靠和合理使用，我国特 别制定了生活杂用水水质标准( c j 2 5 1 - - 8 9 ) ( 其中部分指标见表2 1 ) ，对其水质进 行了严格的规定，除对一般的生物、化学和物理等性能指标规定外，还要求必须达到一 定的细菌性指标，以保证防止传染病的传播。 上述不论哪种中水工程类型，经处理回用的中水都应根据中水使用的场合，达到相 应的国家所规定的中水水质标准要求。 表2 1生活杂用水水质标准( c d 2 5 1 b 9 ) 。 厕所便器冲洗 项目 洗车，扫除 城市绿化 浊度，度 1 05 溶解性固体，l n g 以 1 2 0 01 0 0 0 悬浮性固体m 玑 1 0 5 色度，度 3 03 0 臭 无不快感觉 无不快感觉 7 高明远：建筑中水工程 蚋北京，中国建筑工业出版社1 9 9 2 5 张莉平：中水的合理应用，西北建筑工程学院学报 9 国家建设部：生活杂用水水质标准) ( c j 2 5 1 - - 8 9 ) 8 中本处理技术分析与效盏分橱 p h 值 6 ，5 9 0 6 5 9 0 b o d 5 ，m g l 1 01 0 c o d c ，m g , l 5 0 5 0 氨氮( 以n 计) ，m g r l 2 01 0 总硬度( d a c a c 0 3 计) ，m g l 4 5 0 4 5 0 氯化物，m g l 3 5 03 0 0 阴离子合成洗涤剂，m g l 1 o o 5 铁，m g l 0 4o 4 锰，m g l 0 1o 1 游离余氯，m g l管网末端水不小于0 2管网末端水不小于0 2 总大肠菌群，个几 33 2 2 2 中水处理与污水处理的比较 污水泛指所有使用过的水，污水的处理指的是针对这些污水的处理设施和工程；按 照不同的污水来源，污水处理也可大体分为三类：城市污水处理、工业企业污水处理和 建筑或建筑小区生活污水处理等。不同性质的污水，不同的排放或处置场合，都有不同 的排放标准，我国对此也作出了具体的规定，制定了国家标准污水综合排放标准 ( g b 8 9 7 8 1 9 9 6 ) 。 中水属于非饮用水，但其水质标准高于城市污水处理厂的二级处理出水标准，并且 由于中水是回用的水，因此，在水质指标上要求更加严格，技术标准要求也高，两者的 处理工艺也存在较大的差异。中水的用途不同，水质要求也不一样。实际上中水处理的 水源比较复杂，如洗涤水、淋浴水、便器水等，水质差别较大。随着生活水平的提高， 季节的变化，每天不同时间，水质变化也较大。 根据要求水质的不同，污水处理和中水处理是截然不同的概念，但可以说中水处理 工艺是污水处理工艺的拓展和深化。由于中水处理的水源是污水，因此，中水处理工艺 是污水处理工艺和深度处理工艺的有机结合，但中水处理工艺有着更加严格的技术保证 和措施。 城市中水处理工程是在城市污水处理厂的二级出水的基础上的深度处理，而建筑中 水处理工程是包括污水处理和深度处理在内的一系列处理措施和工程设施，具有与污水 常规处理不同的中水处理工艺特点，工业企业中水工程是指存在于工业企业内部的污水 处理回用工程处理设施，以及相对应的管道系统。城市中水工程因其以整个或部分城市 为燕体，处理规模较大，有着一整套管理人员和技术维护措施；建筑中水工程则与此不 同，有着独特的特点： 处理水量小。处理水主要来自一幢大型的建筑物、一个建筑群或一个小区，其水 量相对较少，工程规模小； 占地少。因地皮紧张，不可能有太多的空间用于中水处理设施，污水应能就地处 理，将设备和构筑物设在建筑物的附近或内部； 管理要方便。中水处理工程不同于大型的污水厂，没有专业人员管理，因此要求 9 中水处理技靛分析与效益分柝 中水处理工程应便于管理，而且要保证正常运行少出故障： 降低费用。中水处理工程规模小，吨水投资较大，运转费用也向，为此，中水处 理工艺必须降低投资和运转费用； 水质变化幅度大，建筑物的生活污水水质变化范围较大，处理工艺需有较高的耐 负荷冲击能力，并配有较大的调节池； 出水水质要求高，应达到中水标准。 工业企业中水工程的特点主要有： 以工业生产过程中的污废水为水源，也包含- 4 , 部分企业生活污水，但主要是生 产废水。水质复杂，随着生产工艺的不同，其水质有着很大的差别。 处理工艺复杂。由于工业企业生产过程中的污废水水质复杂，难以处理，要达到 回用水的水质要求，需要复杂的处理工艺，尤其对某些特殊成份如重金属、洗涤剂、氮 磷等要特别给以重视和处理。 在原有污水处理基础上，增加的中水处理设施和工艺，比一般中水处理工艺难度 大、工艺长。由于工业企业污水处理的排放标准低于二级污水处理排放标准，而要达到 相同的杂用水水质标准，必然增加了后续中水处理的难度。 从以上特点来看，中水处理工程从设计上应不同于正常的污水处理，它应有以下要 求： 采用新工艺、新方法，提高处理效率。可降低运转费用，提高出水水质，达到中 水标准； 设备化。减少投资，缩短施工周期，少占地； 自动化。水处理附有控制系统，使管理简单，不需专业人员管理系统也可顺利运 行，劳保证出水稳定； 增加三级处理，达到中水标准。 2 3 中水处理方法 中水处理方法是随着水处理技术的发展而发展的，由于处理的对象为污水，而处理 后的水质要达到回用的目的，并符合国家的有关水质标准，因此，中水的处理技术，根 据水处理的分类，按处理机理不同可分为物理化学处理法、生物处理法、膜处理法三大 类。 2 3 1 物理化学处理法 物理化学处理法是以混凝沉淀( 气浮) 技术和活性炭吸附技术相结合的基本方式，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，运行管理简单、方便，占地相对较小；但相对生物处理来讲，运行费用较大， 并且出水水质受使用混凝剂种类和数量的影响，有一定的波动性。 1 0 中水处理技术分移 与效益分耩 2 3 2 生物处理法 污水中含有大量的有机物质和无机物质，污水的常规生物处理主要是去除污水中的 可降解的有机物质，利用好氧微生物的吸附、氧化作用，降解污水中有机物，生物处理 法即是指此种处理方法。在中水工程中也广泛应用生物处理法来降解水中的有机物质， 满足水质标准中的有机物含量标准。 生物处理法包括好氧微生物、厌氧微生物和兼性微生物处理。中水处理多采用好氧 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。 生物处理法的特点是适用于较大处理规模的处理工程，但近年来水处理技术的发展， 开发出了小型的生物处理设施，适用于较小水量的工程，可同样获得较好的经济效果； 生物处理法的出水水质较为稳定，运行费用相对较小，尤其对于大型污水处理工程，生 物处理法显得尤为突出。 2 3 3 膜处理 膜处理属于物理处理或物理化学处理方法，是指利用膜技术来处理水，使之符合一 定的水质标准。膜处理的核心处理单元是膜生物反应器，即使污水中的大分子难降解成 分在体积有限的生物反应器内有足够的停留时间，从而达到较高的去除效果”。高生物量 浓度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的保证。膜生物反应 器有效克服了与污泥沉降性能有关的限制，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。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的 作用也越来越大，并具有非常广阔的应用前景。 中水系统的目的之一是将建筑生活污水进行适当的处理后，作为冲厕、洗车、空调 冷却水和绿化等用水加以回用。由于受使用目的和城市建筑的限制，要求中水回用水的 水质良好，不会产生卫生问题，感官性状佳，同时还要求处理流程简单、占地少、运行 稳定、易于管理且适应性强。膜处理工艺具备了上述特点，因此8 0 年代后在日本等国得 到了广泛应用。日本某公司对m b r 工艺的污水处理效果进行了全面研究，结果表明活性 污泥一平板膜组合工艺，不仅可以高效去除b o d 5 和c o d ，且出水中不含细菌，可直接 作为中水回用。 膜处理可为超滤或反渗透膜处理法。超滤装置可采用平膜、中空纤维、管式膜等类 型。原水经超滤装置处理后，水的利用率达5 0 。超滤装置应设防止膜污染的措施。反 渗透装置可采用卷式膜、中空纤维膜等类别，水的利用率应大于6 0 。 膜处理的主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。 仲岑运华：膜生物反应器在污水处理中的应用，水处理技术) 1 9 9 1 1 7 ( 5 ) p 3 1 8 3 2 3 ”何义亮；膜生物反应器技术的研究与应用进展，上海环境科学，1 9 9 8 1 7 ( 7 ) p 1 7 - 2 0 l l 中本处理技术分析与效益分析 上述三种基本处理方法，在中水处理中经常被采用。由于原水水质、中水水质要求、 处理场地、环境条件、投资条件及管理水平等因素的影响，各种处理设备装置或构筑物 都要精心设计和选择，有时需通过试验来确定最佳方案。 表2 2中水处理方法比较” 规模占地面积 耗电量处理设施费处理运行费中水成本 5 0 1 0 0 生物化学处理法 物 物理处理法 生物化学处理生物化学处理法物理处理法 ( m 3 d ) 理化学处理法 生物 物理化学处理法 生物处理 物理化学处理法 最低 处理法 物理处理法法 生物化学法 物理法 化生物处理法 物理 处理法 生物学法处理法 1 5 0 2 0 0 生物处理法 物理化 处理法 生物化学法物理化学处理法生物处理法 ( m 3 d ) 学处理法 生物化学 物理处理法生物化学处理法最低 处理法 物理处理法物理化学处理生物处理法 物理 1 i 1 6 m 2 m 3法 处理法 3 0 0 生物处理法 物理化 物理处理法 ( m 3 d ) 学处理法 生物化学生物化学处理 处理法 物理处理法法 生物处理 o 9 1 2 m 2 m 3法 2 4 中水处理主要的工艺流程及应用 中水处理工艺是根据中水水源的水质状况和性质决定的，中水处理工艺的选择是中 水工程设计和运行的关键和成败。不同的来水水质决定了中水工程的处理工艺，也决定 了处理费用大小。实际上，无论处理工艺多么变化，都是以上三种处理方法的衍生和组 合。 中水的处理工艺要根据中水水源和使用中水的水质而定，对于处理工艺的选择，要 考虑投资、运行管理及稳定性和水处理技术的可行性，并达到工艺运行稳定、出水效果 好，易于达到中水标准且稳定、易于维护管理，对管理人员的要求较低、产生的污泥量 较少并且易于处理等”。在实际中，可根据实际情况考虑选用下列处理工艺之一。 ( 1 ) 格栅一调节池一混凝一( 沉淀) 一过滤一消毒一中水 该法属物化处理。主要适用于处理优质杂排水或杂排水。 出水水质：臭味基本去除；色度及悬浮物均大幅度降低；b o d 、c o d 、a b s 的去除 率均在5 0 以上，可满足某些低质用水项目，象厕所冲洗、绿化等的回用要求，但有些 杂质须进一步处理。 工艺流程特点：允许间歇运行，启停灵活方便，投资少，管理方便，但投药费用高， 对溶解性杂质特别是有机物去除率低。 ( 2 ) 格栅一调节池一过滤一消毒一中水 该法也属于物化处理。主要适用于洗浴废水，要求原水水质较好，不适用于高级建 ”国家环境保护局：中水道技术，中国环境科学出版社1 9 9 1 ”高明远：建筑中水工程 m 一北京，中国建筑工业出版社1 9 9 2 1 2 中永处理技术分析与绶蕴分析 筑物用水。 出水水质：臭昧基本去除，色度及悬浮物绝大部分去除，b o d 、c o d 去除率较低， 一些细小的颗粒及溶解性杂质难以去除，因此，仅可作为冲洗用水。 工艺流程特点：允许间歇运行，投资低，设备简单，不需投药，运行费用低，但出 水水质较差，可作为低质用水项目回用。 ( 3 ) 格栅一调节池一沉淀一中水 该法属物化处理。主要适用于雨水的中水回用工程，雨水水质较好，主要含有泥沙 及悬浮物质。 出水水质：泥沙及悬浮物大部分去除，出水可作为冲洗、绿化及空调冷却补水。 工艺流程特点：工艺简单，投资少，出水水质好，是充分利用雨水补充水源不足的 良好措施，但需设置雨水收集装置及贮水设施，费用较高，但应用前景广阔。 ( 4 ) 格栅一调节池一生物处理( 沉淀) 一过滤一消毒一中水 该法属生化处理，是目前中水处理工程应用最广泛的一种。适用于杂排水及生活污 水，