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  • 中水

    中水一词从20世纪80年代初在国内叫起,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。

    编辑摘要

    基本信息 编辑信息模块

    中文名: 中水 其他外文名: 再生水
    处理级别: 二级处理 意义: 城市的第二水源

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    简介/中水 编辑

    中水是对应给水、排水的内涵而得名,翻译过来的名词有再生水、中水道、回用水、杂用水等,我们称"中水"(RECLAIMEDWATER),是对建筑物、建筑小区的配套设施而言,又称为中水设施。

     中水(Reclaimed Water)是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。再生水(recycling water)建设部制定了再生水回用分类标准,对再生水的释义是:“指污、废水经二级处理和深度处理后作回用的水。当二级处理出水满足特定回用要求,并已回用时,二级处理出水也可称为再生水。”显然,中水就是再生水。

    中水系统(Reclaimed Water System)由中水原水的收集、储存、处理和中水供给等工程设施组成的有机结合体,是建筑物或建筑小区的功能配套设施之一。建筑中水(Reclaimed Water System for Building)由于中水系统建立的范围不同又有不同的称谓,建筑物中水是在一栋或几栋建筑物内建立的中水系统;小区中水是在小区内建立的中水系统。小区主要指居住小区,也包括院校、机关大院等集中建筑区,统称建筑小区。建筑中水则是建筑物中水和小区中水的总称。

    中水设计本着充分利用微生物处理有机废水的稳定性,采用二级氧化处理方式,对洗浴废水进行处理。实践证明洗浴废水在低浓度B0D5下生长的改性轮虫对低浓度洗浴废水具有很好的处理功效,同时稳定性,及耐冲击性都得到验证。采用该工艺同时可以大量节省洗浴废水处理的物化过程,例如节省混凝段和活性炭保护段,从而可以减少混凝剂的投加及减少劳动强度,而活性炭作为中水保护剂,由于水中有机物的大量存在,会使得活性炭快速板结从而失效,需要更换活性炭,而活性炭的造价较高,这就造成经济的浪费及劳动强度的加大。从以上分析可以看出水中在现阶段处理工艺宜采用以生化为主物化为辅的方法,而生化的关键就在于填料的有机物负荷的利用率的提高,较好的氧化物其填料为日本新技术蜂窝填料BOD5达到2.2KG.BOD5/M3填料,整体的体积小1/3,氧化机采用台湾川源生产的设备,暴气效率较高,噪声较低。

    历史由来/中水 编辑

    “中水”起名于日本,“中水”的定义有多种解释,在污水工程方面称为“再生水”,工厂方面称为“回用水”,一般以水质作为区分的标志。其主要是指城市污水或生活污水经处理后达到一定的水质标准,可在一定范围内重复使用的非饮用水。在美国、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,都大量的使用中水。中国是水资源匮乏的国家,但目前还没有中水利用专项工程,也没有专项资金,只是政策上引导,各城市的中水利用量是根据此城市的缺水程度不同而定的。

    城市污水经处理设施深度净化处理后的水(包括污水处理厂经二级处理再进行深化处理后的水和大型建筑物、生活社区的洗浴水、洗菜水等集中经处理后的水)统称“中水”。其水质介于自来水(上水)与排入管道内污水(下水)之间,亦故名为“中水”。中水利用也称作污水回用。 近年来,很多有识之士都在呼吁尽最大的可能利用中水。在刚刚结束的政协会议上,政协委员巩俐也提出这个问题,巩俐走过世界很多城市,对先进国家利用中水的情况感触颇深。

    中水回用/中水 编辑

    中水中水
    中水非传统水资源,是将污废水处理达到某种水的使用功能。随着自来水、污水和中水三者之间价格的合理化,中水系统的社会效益和经济效益日益显现。

    中水是一种水质变化大,处理起来非常困难的水源,总溶解固体、CODBOD全硅和一些其他的污染物浓度变化非常频繁而且差别很大,再加上处理前的废水中含有高浓度的有机物,微生物等,所以任何设计用来处理中水的产品都必须能容忍这种可变性和含有高浓度的有机物和活性生物ENMAX-ZSR可以做到这一点ENMAX-ZSR灵活设计可以处理水质变化大的各种中水,正是因为这个关键的特点所以它可以处理几乎每时每刻都在变化的中水,ENMAX-ZSR自动适应中水水质的变化无需人工干预,它可以接受以下水质的水源:

    总溶解固体:<1100mg/l
    悬浮固体:<20mg/l
    COD:<250mg/l
    BOD:<70mg/l
    石油类:<3mg/l
    氨:<20mg/l

    ENMAX-ZSR的产水水质非常高,所以它可以让冷却塔的在非常高的浓缩倍率下正常运行,没有冷却塔排污,而且使得冷却塔管路条件得到改善,同时节约了改善冷却塔管路的大量化学药剂。ENMAX-ZSR产水可以使用一个简单的二级反渗透进行深度处理,这样产水就可以作为高压锅炉的补给水,以下是2x600MW机组电厂的ENMAX-ZSR图示:                

    中水中水

    深度处理的产水水质:

    电导率:<0.1mS/cm

    硬度:0mg/l
    总硅:<5μg/l
    钠:<5μg/l
    总有机碳:<200μg/l

    ENMAX-ZSR流程:

    处理工艺/中水 编辑

    中水处理工艺较多,但最具代表性的处理工艺主要有下列3大类:

    人工生物净化

    人工生物净化,是人为地创造条件使微生物大量繁殖,人工驯化微生物,利用微生物质新陈代谢降解水中有机物的方法,是目前国内外对生活污水二级处理的主体工艺。主要优点为:处理效果稳定,可以在一定范围内调节处理效率,处理工艺占地面积小。主要缺点为:投资高、运行费用高、管理复杂、需操作人员较多。主要处理工艺如下:生活污水、沉淀或气浮、生物膜法、生物滤池、生物转盘、接触氧化、活性污泥法、曝气池氧化沟沉淀气浮消毒、出水。

    自然生物净化处理

    自然生物净化处理,主要利用土壤中的微生物和植物根系或水塘中的微生物作用使水中的污染物浓度降低。主要优点为:投资低征地费1万元/hm2的情况下、运行费低、管理简单、需要的操作人员少。可以单独使用,也可相互组成联合处理系统。缺点为:占地面积大。主要处理工艺如下:生活污水、沉淀、氧化塘、土地处理、快速渗滤、慢速渗滤、地表漫流。

    人工生物净化与自然生物净化

    在土地资源丰富,地价相对便宜的城镇,采用人工生物净化与自然生物净化处理相结合的方法,在经济不发达地区有其实际意义。主要处理工艺为:生活污水、沉淀、瀑气氧化塘、土地处理、农业灌溉。曝气氧化塘与土地处理都具有运行费用低、耗能少及管理简单等优点。曝气氧化塘能去除部份N、P、病菌和寄生虫。在新疆的大多数中小城镇,有可利用的土地资源,应该大力提倡采用自然生物净化工艺处理生活污水。

    生活污水处理新工艺

    中水中水
    随着污水处理技术的不断发展,出现了一批低能耗、低投资,管理简单的处理工艺。污水处理新技术、新疆常见的处理工艺主要为:水解、好氧处理技术。水解沉淀是利用兼性菌,使污水在特殊的沉淀池中预先降解40%的有机物,集沉淀、吸附、生物絮凝、生物降解为一体的处理功能,可以使后续处理的曝气池容积减少约50%,曝气量也可减少约50%;与初沉池比较COD、BOD5、SS去除率都提高了一倍左右,经水解、化后的出水再经好氧生物处理有效的提高了污染物的去除率。该工艺基建投资较普通过活性污泥工艺可节约30%~40%,占地可减少20%~30%,总耗电可节约34%,处理成本可节约37%~40%。

    管道处理工艺

    管道处理工艺是利用输送污水的管道加压作为处理设备,并在管内充氧,使污水在输送过程中,进行生物处理,以减轻管道末端污水处理厂的负担。生活污水处理厂只需建设沉淀池,不用活性污泥回流,管道处理能力可在较大范围内灵活变化,与普通活性污泥法比较,可节约投资40%,运转费用低,适用于污水输送距离较远的城市管道长度需6km~10km。

    中水处理设备中水处理设备

    生物膜自然净化工艺

    生物膜自然净化是移植生物膜技术,采用厌氧菌和兼性菌处理生活污水。具有运行费用低,几乎不耗能的特点,适合在旅游区和居民小区生活污水处理中采用。[1]

    评价方法/中水 编辑

    中水中水
    评价再生水中病原体微生物对人体健康的影响主要有两种方法。

    现实风险评价方法

    也称低技术/低费用/控制风险方法,以流行病学研究为基础,结合现有污水处理技术对病原体的处理效果,分析再生水回用的健康风险。世界各国的再生水回用水质标准多采用此法制定,如美国的回用水指南。再生水水质标准是依据再生水回用的经验和对现有污水处理技术可有效地去除病原体的认可。   

    美国环保局(EPA, 1992) 指南
    所有样品中,粪大肠菌数不能超过14MPN/100mL,这一数值意味着实际当中将检测不出粪大肠菌,二级处理后应进行混凝、沉淀、过滤和消毒处理。

    亚利桑那:总大肠菌数不能超过2.2 MPN/100mL(中间值)和25 MPN/100mL(单个样品)。

    加利福尼亚 (CA/T-22,1978) :粪大肠菌数不超过2.2 MPN/100mL(每月不得少于一份样品中的大肠菌有机物不可超过23 MPN/100mL);二级处理后要有过滤和消毒处理。

    科罗拉多:总大肠菌数不能超过2.2MPN/100mL(中间值);出水需经氧化、混凝、沉淀、过滤和消毒处理。

    佛罗里达:以30d为期,在75%的样品中粪大肠菌数不能超过25 MPN/100 mL,二级处理加过滤和深度消毒;COD 20mg/l(年平均值),TSS 5mg/L(单样品)。

    佐治亚:粪大肠菌数不能超过30 MPN/100mL;要求经过生化处理(BOD 30mg/l,TSS 30mg/l)。

    爱达荷:总大肠菌数不能超过2.2MPN/100mL(中间值);二级出水要求混凝、沉淀、过滤和消毒处理。

    印第安纳:粪大肠菌数不能超过100 MPN/100mL(中间值),2 000MPN/100mL(单个样品)。

    北卡罗来:粪大肠菌数不能超过1MPN/100mL,要求经过三级处理(TSS月平均值为5rng/L,日最大值10mg/L)。

    墨西哥:粪大肠菌数不能超过1 000 MPN/100mL。

    俄勒冈:总大肠菌数不能超过2.2MPN/100mL(中间值)和23 MPN/100mL(单个样品);要求二级处理后,应进行混凝、沉淀、过滤和消毒处理。

    得克萨斯:粪大肠菌数不能超过75MPN/100mL;经过氧化塘系统处理后最低应达到BOD20mg/l,采用其它工艺BOD应达到10 mg/l。

    犹他:总大肠菌数和粪大肠菌数分别不能超过2 000 MPN/100mL,200MPN/100 mL(千均30d);要求经过二级处理后BOD 25 mg/L和TSS 25 mg/l(平均30 d)。

    华盛顿:总大肠菌数不能超过2.2MPN/100mL(平均值)和24 MPN/100 mL(单个样品);最低要求经过包括过滤的二级处理。

    怀俄明:粪大肠菌数不能超过200 MPN/100mL,出水BOD不超过10mg/l…(日均值)。

    加拿大(阿尔伯达) :(在大于20%的样品中)总大肠菌数不能超过1 000 MPN/100mL(几何平均数),粪大肠菌数不能超过200MPN/100mL;灌溉蔬菜的回用水的
    总大肠菌数不能超过2 400 MPN/100mL(在任何一天)。

    塞浦路斯(1997) :粪大肠菌数在每月80%的样品中不超过50MPN/100mL,最大允许值100MPN/100mL;肠道线虫不超过1个/l;三级处理后接消毒处理。

    以色列(1978) :总大肠菌数在50%的样品中不超过2,2MPN/100mL,在80%的样品不能超过12MPN/100mL;二级处理或相当于二级处理(例如:长期贮存过程)接消毒处理。

    约旦:粪大肠菌数低于200 MPN/100mL。

    科威特:总大肠菌数低于100 MPN/mL;经过深度处理之后BOD和TSS均低于10mg/l。

    澳大利亚(新南威尔士) :耐高温大肠菌数低于10MPN/100mL(中间值);最低处理要求二级处理和过滤,出水浊度不超过2NTU

    沙特阿拉伯:总大肠菌数低于2.2 MPN/100mL,BOD和TSS均低于10mg/L。

    突尼斯(1975) :肠道线虫小于等于1个/l,最低处理要求稳定塘或相当工艺。

    世界卫生组织(1989) :为降低健康风险,粪大肠菌数(灌溉用水)<200MPN/100mL,肠道线虫≤1个/l;要有一级、二级处理过程,适当增加过滤和消毒过程。

    定量风险评价方法

    也称高技术/高费用/低风险方法。它定量地评价再生水在回用过程中暴露于病原体的人类健康风险。其评价程序与化学污染物风险评价程序相同,包括:
    ①危害识别:识别再生水中可能含有的人们关注的病原体;
    ②暴露评价:确定再生水在使用过程中,人暴露于病原体的途径、持续时间和暴露量;
    ③剂量~反应关系评价:根据病原体的剂量反应关系,估算与人的实际暴露水平相似的条件下的感染概率;
    ④风险特征分析:依据暴露和剂量反应的假设,计算理论风险。[2]

    使用途径/中水 编辑

    中水水量大、水质稳定、受季节和气候影响小,是一种十分宝贵的水资源。中水使用方式很多,按与用户的关系可分为直接使用与间接使用,直接使用又可以分为就地使用与集中使用。多数国家的再生水主要用于农田灌溉,以间接使用为主;日本等少数国家的中水则主要用于城市非饮用水,以就地使用为主;新趋势是用于城市环境“水景观”的环境用水。

    中水的用途很多,可以用于农田灌溉、园林绿化(公园、校园、高速公路绿带、高尔夫球场、公墓、绿带和住宅区等)、工业(冷却水、锅炉水工艺用水)、大型建筑冲洗以及游乐与环境(改善湖泊、池塘沼泽地,增大河水流量和鱼类养殖等),还有消防、空调和水冲厕等市政杂用。

    根据中水利用的用途,再生水可回用于地下水回灌用水,工业用水,农、林、牧业用水,城市非饮用水,景观环境用水等五类。中水回用于地下水回灌,可用于地下水源补给、防治海水入侵、防治地面沉降;中水回用于工业可作为冷却用水、洗涤用水和锅炉用水等方面;中水用于农、林、牧业用水可作为粮食作物、经济作物的灌溉、种植与育苗、林木、观赏植物的灌溉、种植与育苗、家畜和家禽用水。

    经济发展/中水 编辑

    中水中水
    美国等发达国家污水处理工程高度发达,像美国污水处理达到了10级深度处理标准。1979年美国已有中水利用工程536项,年利用水量为9.37亿方,其中62%用于农灌,31.5%用于工业,5%用于地下回水,是城市水源之一。德国奥地利也不错,它们是自己处理自己使用,处理程度高,污水处理量和回用量也高。而北京的几个大型处理厂也就是2级、3级处理,更深度处理的极少。其实,投资者可以考虑一下,中水利用有利可图。 

    国家水利部水资源司齐先生告诉记者,中国目前还没有中水利用专项工程,也没有专项资金,只是政策上引导,中水利用方面只是有一个粗略的统计。各城市的中水利用量是根据此城市的缺水程度不同而定的。以色列缺水严重,比中国更甚之,在中水利用方面做得是最好的。就国内而言,天津和天津这方面做得相对好一些,北京相对比较大的天津污水处理厂,污水回用量是30万方以上,用于电业的比较多。天津东郊污水处理厂污水回用量是7万方以上。中水利用可以直接从污水处理厂取水利用,这主要是一个观念、习惯问题。

    齐先生认为中国落后于国外的主要原因是投资渠道和管理体制问题,技术方面和国外相差不是太大。中国污水回用主要是靠政府投资,而单靠政府很难把这件事情做好,应该靠民间集资或多方面、多渠道集资。另一方面,我们污水利用考虑的主要是环境效应和缺水,而不是经济效应,以后应该多考虑经济效应。企业、生活小区、大的旅馆都应该有中水设施,虽然成本增加,但可以缓解缺水问题,石景山区就有家庭这样做。还可以考虑收取公民的污水处理费和污水回用费,探索适合中国的新模式,寻求适合我们的实用技术。

    使用意义/中水 编辑

    中水是缓解水资源短缺的有效途径
    据有关资料统计,城市供水的80%转化为污水,经收集处理后,其中70%的中水可以再次循环使用。这意味着通过污水回用,可以在现有供水量不变的情况下,使城市的可用水量至少增加50%以上。世界各国无不重视中水利用,中水作为一种合法的替代水源,正在得到越来越广泛的利用,并成为城市水资源的重要组成部分。

    中水是实现水资源可持续利用的重要环节
    水是城市发展的基础性资源和战略性经济资源,随着城市化进程和经济的发展,以及日趋严重的环境污染,水资源日趋紧张,成为制约城市发展的瓶颈。推进污水深度处理,普及再生水利用是人类与自然协调发展、创造良好水环境、促进循环型城市发展进程的重要举措。

    国际上,对于水资源的管理目标已发生重大变化,即从控制水、开发水、利用水转变为以水质再生为核心的“水的循环再用”和“水生态的修复和恢复”,从根本上实现水生态的良性循环,保障水资源的可持续利用。

    中水的利用能带来可观的效益
    中水合理利用不但有很好的经济效益,而且其社会和生态效益也是巨大的。首先,随着城市自来水价格的提高,再生水运行成本的进一步降低,以及回用水量的增大,经济效益将会越来越突出;
    其次,中水合理利用能维持生态平衡,有效的保护水资源,改变传统的“开采一利用一排放”开采模式,实现水资源的良性循环,并对城市的水资源紧缺状况起到了积极的缓解作用,具有一长远的社会效益;
    第三,中水合理利用的生态效益体现在不但可以清除废污水对城市环境的不利影响,而且可以进一步净化环境,美化环境。

    再生水水质标准/中水 编辑

    基本标准
       
    序号 基本控制项目 标准值
    1 色度(稀释倍数)≤ 30
    2 浊度≤ 3
    3 嗅 无不快感
    4 pH值 6.5~9.0
    5 总硬度(以CaCO3)(mg/L) 450
    6 总大肠菌群(个/L) 3
    选择性标准
    回用于地下水回补用水选择性标准 
       
    序号 基本控制项目 补充地下水
    1 溶解氧≥ 1.0
    2 悬浮物(SS)≤ 10
    3 五日生化需氧量(BOD5)≤ 10
    4 溶解性总固体≤ 1000
    5 汞≤ 0.001
    6 镉≤ 0.005
    7 砷≤ 0.05
    8 铬≤ 0.05
    9 铅≤ 0.01
    10 氰化物≤ 0.05
    回用于工业用水选择性标准 
       
    序号 基本控制项目 冷却用水 洗涤用水 锅炉用水 工艺与产品用水
    直流 循环
    1 溶解氧≤ 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1
    2 悬浮物(SS)≤ 30 30 30 5 5
    3 五日生化需氧量(BOD5)≤ 10 10 30 10 10
    4 溶解性总固体≤ 1000 1000 1000 1000 1000
    5 氨氮≤ 10.0&sup2; 10.0&sup2; 10 5.0 5.0
    6 总磷≤ 1.0 1.0 1.0 0.4 0.4
    7 铁≤ 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3
    8 锰≤ 0.2 0.2 0.1 0.1 0.1
    钢材换热器循环水氨氮为1mg/L。
    回用于农业用水选择性标准 
       
    序号 基本控制项目 农田灌溉 造林育苗 弄、牧场 水产养殖
    1 溶解氧≥ 1.0 1.0 1.0 1.0
    2 悬浮物(SS)≤ 30 30 30 10
    3 五日生化需氧量(BOD5)≤ 80 150 5 5
    4 溶解性总固体≤ 1000 1000 1000 1000
    5 氨氮≤ 10.0 20.0 5.0 5.0
    6 总磷≤ 1.0 1.0 0.5 0.5
    7 汞≤ 0.001 0.001 0.0005 0.0005
    8 镉≤ 0.005 0.005 0.005 0.005
    9 砷≤ 0.05 0.10 0.05 0.05
    10 铬≤ 0.10 0.10 0.05 0.05
    11 铅≤ 0.10 0.10 0.05 0.05
    12 氰化物≤ 0.05 0.05 0.005 0.005
    回用于城市用水选择性标准 
       
    序号 基本控制项目 冲厕 道路清扫、消防 城市绿化 车辆冲洗 建筑施工
    1 溶解氧≥ 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0
    2 悬浮物(SS)≤ 10 5 10 5 5
    3 五日生化需氧量(BOD5)≤ 10 15 20 10 15
    4 溶解性总固体≤ 1500 1500 1500 1000 1500
    5 阴离子表面活性剂(LAS)≤ 1.0 1.0 1.0 0.5 1.0
    6 铁≤ 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3
    7 锰≤ 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1
    回用于景观用水选择性标准 
       
    序号 项目 观赏性景观环境用水 娱乐性景观环境用水 湿地环境用水
    河道类 湖泊类 河道类 湖泊类
    1 溶解氧≥ 1.0 1.0 2.0 2.0 1.0
    2 悬浮物(SS)≤ 20 10 20 10 10
    3 五日生化需氧量(BOD5)≤ 10 6 6 6 6
    4 阴离子表面活性剂(LAS)≤ 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3
    5 氨氮≤ 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0
    6 总磷≤ 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5
    7 石油类≤ 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0

    相关文献

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    参考资料
    [1]^引用日期:2009-12-22
    [2]^引用日期:2009-12-22
    扩展阅读
    1中国环保设备展览网,中水回用工艺
    2知网空间,何为中水回用

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