⑴ 浅谈中水回用工艺及其可行性分析
现阶段,我国的水资源短缺问题正面临着严峻的考验,水,这个看起来取之不尽用之不竭的自然资源正在随着工业社会的发展而供不应求。保护水资源、节约水资源已成为主题,而中水回用技术则能很好地缓和缺水这个大问题。
1、我国水资源现状
全世界的淡水资源仅占其总水量的2.5%,在这仅有的2.5%中,又有70%以上被冻结在南极和北极的冰盖中,再加上高山冰川和永冻积雪,有86%的淡水资源难以利用。由此可见,人类可利用的水资源少之又少。而我国更是成为了世界13个水资源严重短缺的国家之一,且水资源分布极不均匀,南多北少,东多西少是我国水量分配的特点。
据监测,目前全国多数城市地下水受到一定程度的点状和面状污染,且有逐年加重的趋势。日趋严重的水污染不仅降低了水体的使用功能,还加剧了水资源短缺的矛盾,并严重威胁到城市居民的饮水安全和人民群众的健康。此时,中水回用就显现出了它的重要性。
2、中水回用的可行性分析
中水,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而得名。“中水”的定义有多种解释,在污水工程方面称其为“再生水”,工厂方面称为“回用水”,中水的划分界限一般都以水质为标志,其主要是指城市污水或生活污水经处理后可循环利用的非饮用水。
中国可开发利用的水资源大部分已开发利用,新增水源开发难度大且开发成本高,水资源紧缺形势日趋严峻。而每年大量工业废水和生活污水排放,不仅污染了环境,也浪费了宝贵水资源。因此,实施中水回用是提高中国水资源利用率的必要措施之一。
中水在多个领域都可以被广泛应用,在国外,已有很多国家在大范围使用中水系统,而随着我国经济、科技的快速发展,中水系统在我国部分地区也已投入使用。比如在建筑领域,中水系统在发达城市中应用广泛。建筑领域因其供水范围大,生活用水量和环境用水量都很大,可使用中水系统来满足各用户的用水需求。在北京、上海、天津等大城市,很多达到一定规模的住宅小区都被要求设有中水系统,可将生活污水处理到非饮用水标准,用作与人体非直接接触的景观用水、清洗及消防等,有效的实现了水的循环利用,节约了水资源。在建筑小区中,可用作中水水源的种类有很多,可选取小区内建筑物杂排水,小区生活污水,小区或城市污水处理厂经生物处理后的出水以及小区内的雨水等作为建筑中水水源。
中水回用在生产和生活中能起到很好的节水作用,其具有较低的水质及水价,可用来代替生活饮用水冲洗卫生洁具、绿化等,这样便可节约很大部分高质水,提高人们的可用水量。同时它还可以减少城市供排水系统的压力,加强了城市绿化和环境保护工作,保护了地下水源。因中水回用处理工艺较污水处理相对简单,故中水回用对减少城市污水处理厂的负荷也起到了至关重要的作用,在昂贵的理设施费用减低的同时还可降低其日常运行费用。
中水若想投入使用,其水质必须要满足以下要求:第一对人体的健康不能造成危害。第二要满足人们感观要求,即无不快的感觉,以解除人们使用中水的心理障碍,其衡量指标主要有浊度、色度、臭味等。第三要满足卫生要求,其指标主要有BOD5、细菌总数、余氯量等。最后还要满足设备构造方面的要求,即水质不易引起设备、管道的严重腐蚀和结垢。
3、中水回用存在的问题
虽然中水具有诸多优点,但其在投入使用中仍存在许多问题,那么为什么中水回用作为一项节水工程却不能得到很好的推广呢?其在经济、社会、技术等方面都存在问题。
首先是人们的意识问题,虽然中水经过复杂的处理,已达到可循环使用而不危害人健康的标准,但在人们的潜意识里中水永远劣于生活用水。调查表明,大部分居民不愿意使用中水,尤其是在水量丰富的南方地区,人们对中水缺乏客观科学的认识,认为中水的水质不达标,感官性状差,故加强民众对中水的认识是推进中水回用这一举措的重中之重。
在经济效益方面,由于中水处理技术的繁复性及运行费用等因素,中水的价格普遍偏高,有的地区其水价甚至高于自来水,在水价相同的情况下,居民肯定倾向于选择自来水而不是中水。
在监管体制方面,我国缺乏相对健全的对于中水的管理体制,目前国家只出台了一个《关于加强工业节水工作的意见》的政策,对中水回用的相关规定还不完善,导致无法可依。另外,中水自身也存在水质问题,其实中水水质并不稳定,在输送过程中也会因其水质不稳定出现结垢现象。
4、中水回用工艺
中水回用有两种处理按其用途不同可分为两种处理方式,一种是将其处理到饮用水的标准而直接回用到日常生活中,即实现水资源直接循环利用,这种处理方式适用于水资源极度缺乏的地区,但投资高,工艺复杂。另一种是将中水处理到非饮用水的标准,主要用于不与人体直接接触的用水,如便器的冲洗,地面、汽车清洗,绿化浇洒,消防,工业普通用水等。
选择相适应的处理工艺时需要根据水质、水量、回用条件的不同来选择。中水系统一般由污水收集、调节、预处理单元、深度处理单元、中水贮存、中水输配等部分组成。中水工艺包括预处理工艺、生物处理工艺、混凝工艺、过滤工艺、活性炭工艺、膜分离工艺等。
预处理主要是去除固体物和毛发,可在系统的最前段设置格栅以截留大的污染物。对于以洗浴水为主的处理中,由于毛发太多,故一般设置毛发过滤器,可有效地去除毛发。生物处理工艺用于去除水中可溶性有机物,可使用生物接触氧化、生物转盘、曝气生物滤池、土地处理。大多数生物处理设施需要向生物反应池中供气,可采用噪音较低的曝气设备。另外,中水处理的停留时间应大于2小时以取得良好的处理效果。混凝工艺主要去除原水中悬浮状和胶体杂质,可用聚合铝和聚合铁作为混凝剂。过滤的功能是去除水中微小的悬浮颗粒,常用的滤池有普通快滤池、V型滤池、虹吸滤池等。
中水处理采用传统的给水处理工艺,二级处理厂出水经泵提升,加入混凝剂后进入反应池,形成絮体后进入沉淀池沉淀,上层清液在V型过滤池中过滤,加氯消毒后送至清水池,再由泵送到用水点,处理流程简单易操作,可行性良好。
5、结语
为解决我国水资源极度紧缺且不平衡的现状,中水回用技术正在以迅猛的发展速度出现在我们的视野中。作为污水资源化的重要途径,其对社会的进步与发展起着至关重要的作用。
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⑵ 高层建筑中水回用技术的应用
高层建筑中水回用技术可以大大缓解水资源紧张的问题,是解决当前某些缺水城市水资源危机的重要途径。因此,在现阶段加强建筑中水回用技术的研究,对提高超高层建筑水资源的有效利用率、进而促进中水回用的产业化发展,达到节约用水的目的有着深进意义。
1 工程概况
某工程为超高层建筑,主要功能为办公、商业、餐饮等,总用地面积25,945m2,总建筑面积210,964m2,其中地下层为车库,1~6层为裙房,主要功能为商业餐饮,6层以上分为E、F两座塔楼,其中E座高119.2m,F座高139.2m。由于该工程位于淡水资源极度缺乏的城市,应该充分重视水资源的利用问题。
2 高层建筑中水回用技术
2.1 中水系统设计
本工程的供水水源为城市自来水。中水供应系统向本建筑全部卫生间供水。以公共卫生间内的手盆水、公共浴室排水、冷却塔排水等作为中水原水,经过处理后的中水回用于公共卫生间内大小便器的冲洗以及车库地面的冲洗补水等地方。本建筑内污废水量约732.6m3/d,按供水量的90%计。其中用于中水原水量约139.7m3/d。因此,实际日排放量为592.9m3/d。冷却塔排水、绿化和浇洒道路等用水不排入污水系统,此部分耗水量为440m3/d。设计的室内污水和废水进行分流排除,公共卫生间的一部分废水作为中水原水循环至中水机房进行回收;对于卫生间的生活污废水,设计为专用的通气管排水系统进行排水;首层以下排水单独排出室外。
中水原水量为139.7m3/d,中水回用系统的平均日用水量为228.8m3/d,两水量相差部分由雨水补给(详见雨水利用),可达到回用系统的1.1倍(年收集水量占回用水量百分数)最高日用水量为343.2m3/d。
2.2 中水回用工艺流程
2.2.1 工艺设计依据
本工程将中水处理站设在地下二层,需要处理的水量:中水原水平均日收集水量139.7m3/d,中水设备日处理时间取12h/d,平均时处理水量为11.6m3/h。因此,设计取设备处理规模为12m3/h。中水水质标准:符合《城市杂用水水质标准》(GB/T18920-2002),其中浊度、溶解性总固体、BOD5、氨氮按严标准取值。
2.2.2 中水回用工艺流程
建筑中水回用可以处理到两种程度的回用水,一种是处理到可以供人类直接饮用的水,实现水资源的完全循环利用,但是这种工艺投资高且工艺复杂;另一种是处理到不供人类饮用,而是将处理水回用于冲厕、绿地用水、冲洗车库地面用水等地方,后者应用较为普遍。中水处理有多种不同的工艺,处理时应该综合考虑中水原水的水量、水质、以及处理水回用部位等因素。在实际应用中,根据原水水质不同,中水处理流程可以分为很多种。
中水首先经过格栅和曝气调节池进行预处理,去除污水中的杂质并且均匀水质;然后经过毛发收集器,由一级提升泵到达中水一体化设备,再由二级提升泵依次达到石英砂过滤器、活性炭过滤器、中水蓄水池(与雨水共用),最终向本建筑的全部卫生间供水。此外,设计的中水处理工艺中还应用了鼓风曝气机进行曝气,增加足够的溶解氧,使氧气在液体中被充分搅拌和溶解,达到阻止液体中的悬浮物下沉的效果;滤池反冲洗设备用于拦截水中的杂质,去除水中的颗粒物等杂质。
处理后的中水水质应符合《城市污水再生利用城市杂用水标准》GB/T18920或《城市污水再生利用景观环境用水水质》GB/T18921的规定。
2.3 雨水利用系统
2.3.1 建筑屋面雨水排水量
雨水量按该市暴雨强度公式计算,屋面雨水设计重现期为10年,降雨历时5分钟。溢流口和排水管系总排水能力按50年重现期设计。屋面总汇水面积11,000m2,雨水排水量约为600L/S。
其中暴雨强度公式为:雨水量公式为:Q=ΨqF
雨水管道设计重现期P=2年;室外雨水管道设计降雨历时T=15分钟;室外综合径流系数Ψ=0.65。
由以上公式计算所得雨水量约为597.3L/s。
2.3.2 雨水利用标准及利用方式
(1)雨水利用标准:重现期1年的雨水进行利用,不排入市政管网,超出的雨量排入市政管网。设计年降雨厚度1,255.1mm,平均年降雨次数121.6次。
(2)雨水利用采用回收利用方式。
①收集量和回用量:根据本工程的用地现状和投资情况,收集降落在屋面及硬化路面(汇水面积约25,900平方米)的雨水,处理后的雨水进入中水清水池,用于车库冲洗和卫生间冲厕,用水量约89.1m3/d。
②年收集雨水量(红线内)=10×0.8×1255.1×0.7×2.59=18,204m3
③雨水收集池:根据用水量、1年重现期降雨量(49.1mm)的收集量和用地现状综合确定为400m3,初期4mm的降雨不进入雨水蓄水池,经弃流池排出。雨水蓄水池和弃流池位于室外。超过雨水蓄水池设计能力的降雨通过溢流管排至市政雨水管道。
④工艺流程:由设于雨水收集池内的潜水泵进入地下二层的雨水处理机房。雨水利用的工艺流程图见图1。
图1 雨水收集工艺流程图
由图1可知,屋面雨水经过弃流池弃流初期雨水后,收集到雨水蓄水池,经砂滤和活性炭过滤器过滤,达到中水水质标准后,进入与中水共用的雨水蓄水池,用于中水系统供水或用于楼内车库冲洗及卫生间冲厕。雨水处理设备间歇运行,在有雨水时,运行12h,处理能力为7m3/h,处理后的清水全部存在清水池中,清水池容积100m3,与中水共用。
2.4 效益分析
施工完成之后对设备进行了调试,设备可以正常运行,并且出水水质可以达到规范要求的水质标准。建筑的中水回用经济性主要受到当地水价的影响,水价越高,则建筑中水回用系统的经济效益越高,设备的投资回收期越短。该市现行一般商业用水水价为1.8元/吨(不包含污水处理费用),商业用水污水处理费为1.2元/吨,即总的水费价格为3.0元/吨。本工程设计的中水回用系统的全年回用水量为54,180.6吨,则本建筑的中水回用系统全年可以节约用水费用为162,541.8元。
3.结论
综上所述,高层建筑中水回用技术可以大大缓解水资源紧张的问题,并且收到较好的经济效益和社会效益。因此,相关的工作人员要高度重视水的回用技术上,推动高层建筑中水回用技术的发展,提高水的回用率,进而达到节水的目的。
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⑶ 中水回用现状及发展趋势
中水回用现状及发展趋势具体内容是什么,下面中达咨询为大家解答。
1 概述1.1 中水的概念
人们的日常生产生活,工业生产等等一系列活动中产生的污水,经过处理后达到排放标准,再进过深化处理达到规定水质标准,可以重复使用的水,这些水被称为中水,一般用于非直接和人体接触的用水。中水处理设施:是指中水的水处理、集水、供水以及计量、检测等设施,中水回用的特点最主要集中在非引用水领域,当然中水经过深度处理也可以达到应用水的标准,但是人们对其接受的程度有待调查。
1.2 中水回用的意义
水对于人们的日常生产生活的作用是不言而喻的,对于人类的生存发展有不可替代的作用,可以说没有水就没有生命;水作为资源是非常有限的,是一种不可替代的资源。
中水回用在发达国家已得到广泛应用,而且越来越多的行业已经开始利用处理后的污水。人口的增长可用水量的加大,对现有的水资源形成的严重的挑战,缺水情况日益严重,于是水资源的重复利用越来越重要,我国水资源总量为2.8万亿立方,人均来算更是一个缺水严重的国家,所以中水回用技术在我国的水资源利用中的作用也是愈加的明显。
2 中水回用发展现状
2.1 中水回用技术分类
按处理方法来分,中水处理工艺一般分为 3 种类型:
1)物理化学处理法:如活性炭吸附、气浮、沉淀等,一般用于污水的一级处理或预处理,水质的变化对其处理效果影响比较小。优点是技链团术先进,结构紧凑,占地少,管理简单;缺点在于其处理成本相对比较高,例如活性碳的再生。以及在大流量的情况下产水水质的不稳定;2)物理处理法:如膜滤法,利用膜孔的直径可以进行精细过滤处理,使出水达到很高的水质指标。其设备的体积相对较小,操作相对简单。出水稳定;其缺点在于膜的清洗,以及膜的生产技术,目前国内这种工艺处理的膜,大多采用了国外进口,也从一定程度上增加了建设的成本;3)生化处理法:曝气活性污泥法、接触氧化法等,对于一些有机物含量高的污水一般都采用这种方法。使用这种方法时必须要将进水调节至系统中菌群适应的环境,如PH、温度等,一般用于污水的二级处理。其优点在于适应水质的范围波动大、系统的剩余污泥含量少、操作维护管理容易等优点;缺点在于,该工艺不是在任何地方都适用,例如高寒高海拔地区,其工艺中的菌落无法正常生存,导致出水效果下降。
总之,在选判唤闹用处理工艺的过程中,因地制宜,因水制宜,兼顾经济。
2.2基本流程
通过目前中水回用工程运行的情况来看:以现有的技术通过合理的工艺选择,,系统出水的水质完全可以满足用户的需求。目前常用的中水处理技术很多,合理的选择工艺,灵活的进行组合,可以达到意想不到的效果。
1)采用厌氧接触氧化为主要工艺
原水→格栅→调节池→生物接触氧化池(厌氧池)→沉淀→过滤→消毒→出水。
该工艺针对生活污水的特点,采用生物处理技术接触氧化然后经沉淀、过滤、消毒后,进行回用。是一种比较成熟的处理工艺,其出水比较稳定。
2)采用物理化学浮选的工艺
原水→格栅→调节池→气浮持(虹吸滤池)→过滤→消毒→出水
该工艺针对污水污染物含量比较单一及污水浓度不大的情况,其处理设施简单,占地面积小,运行维护费用低。
3)采用好氧曝气生化池池工艺
原水→格栅→调节池→好氧曝气生化池→消毒→出水
好氧曝气生化池利用有利菌群在有氧条件下对污水中含有的有机物进行分解,完成吸附、生化反应、沉降等一系列的生物化学反应过程,从而实现污水的进化。出水稳定,由于其工艺中存在生物菌群,所以其生化反应时对环境温度有一定的要求。
4)膜生物处理工艺
原水→格栅→调节池→膜生物反应器→消毒→出水
膜生物反应器是一种新型的水处理技术,它是以菌群附着在膜上,利用膜的选择透过性去除大分子污染物质,再利用附着在膜上的细菌降解小分子污染物。通过这种方法可以最大限度的去处了水中的污染物达到很好的处理效果。处理后的水质清澈,污染物含量极低,可以直接回用。目前该技术的使用范围比较广泛,其缺点是对操作人员的要求和设施的维护费用都比较高。
中水回用工艺流程的选择应根据进水水质以及回用要求,经济实惠等方面来选择,根据不同的用水要求可以单独使用也可以结合起来使用,以上的种工艺是选取的最典型的工艺,对于某些含有特殊成分的污水有其特殊的处理方法,这掘罩里就不一一列举,随着科学技术的日益进步,更加先进的处理工艺及方法也会不断的出现。
2.3中水一般用途
经过处理达标的中水,可以用于处饮用水外的其他用水,例如,洗车、景观喷泉用水、消防用水、城市绿化灌溉等等,在大多数非直接与人体接触的用水领域,其用水都可以用中水来代替。在一些缺水严重、水资源极度贫乏的地区,投资允许的情况下,可以深度处理达到饮用水标准,直接饮用。另一方面是用于工业冷却设备上冷却水的补充。
2.4 开发中水有利可图
我国目前还没有中水利用专项工程,但是从本人经手以及了解的各项中水回用工程实例中,其经济利益十分明显,例如生活污水经过,接触氧化、好氧曝气、沉淀,过滤及消毒处理后,除了不可以直接和人体接触外,可以直接用于浇花和洗车等等,其吨水处理成本只有几毛钱,其中的经济利益可想而知。
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。我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,应该靠多渠道集资。另一方面,我们污水利用不是考虑经济效应而是考虑的环境效应和缺水,由于使用中水的短期的经济效益不十分明显,这使得很多可以使用中水的地方使用中水的内动力不足,从而拒绝使用,以后应该多做这方面的宣传,使大家对中水的利用有个正确的认识,从思想上认同中水。
2.5 中水回用的发展趋势
2.5.1 从中水回用的对象分析
中水回用的对象上来看,主要有工业用和生活用两个大的方面,工业上对一些用水大户,比如,钢铁企业、造纸企业等等,其吨水的成本可以比用自来水的降低70%左右,中水设施的建设投资也可以再设施运行后几年至十几年内收回,从长远来看,中水回用在这些用水大户中已经成为一个不可逆转的趋势,例如柳州钢铁厂在2007年左右投资建设的16万吨每天的大型污水处理及回用水站,投产后使其企业用水成本直接下降,企业利润直线上升;该企业在尝带中水回用的甜头后相继投掷建设了钢星门水站及其东排口的水站,现已全部投产运行。在生活方面,现价段在我国还是集中在政府投资项目上,最主要体现在市区的路面清扫用水,绿化灌溉以及景观用水上。下一阶段应该加强居民用水中中水占的比例,住宅小区应普及中水回用设施。
2.5.2 从污水回用技术发展方向分析
1)开展新型混凝剂、助凝剂的研究开发;2)采用技术可行,处理过程中尽可能实现资源回收在利用;3)加强好氧及厌氧生物处理的技术的研究,对于一些难降解的物质找到对应的微生物,进一步加强氧的利用率;4)如何使生化过程中产生的污泥量达到最少;5)利用纳米技术研究新的膜材料,加强膜清洗技术的多向性研究;6)在寸土寸金的今天,小型化、一体化的回用水处理设施将会更受青睐;7)加强生物附着物的研究,如研究一种材料,使微生物附着在上面是可以增强微生物的新陈代谢,增强微生物对氧的利用率,使新菌群生长容易,附着牢靠,老菌群容易脱落。
3 结论
水是生命之源,是人类赖以生存的基本条件。水在一定程度上是不可再生的资源,并不是 “取之不尽,用之不竭”的资源。我国人均水资源只有世界平均水平的1/4,是一个水资源相当贫穷的国家,尤其要珍惜水资源,为了我们的下一代水资源的可持续发展其合理化利用显得尤为重要。
文中水回用技术涉及面广,小到日常生活,大到大型工程的中水回用。在我国建设,节约型,可持续发展的和谐社会的今天,有组织的、科学的水资源的循环再利用势在必行,中水回用技术不仅具有广阔应用前景,而且在解决水资源短缺的问题上具有不可替代的作用。
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⑷ 中水系统的现状
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,回是污水经处理后答达到一定的回用水质标准的水。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亚州、德克萨斯州等, 其污水回用技术发展也较早,到 1975 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31%,仅在加利福尼亚州就建有污水回用工程达200 套以上。
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。我国首都北京市开展中水技术的研究和推广工作较早,1985 年至2013年相继在北京市环境保护科学研究所、首都 机场、清华浴池、北京市万泉公寓及众多的宾馆中建成了中水工程。
⑸ 中水回用现状及发展趋势
水务行业主要上市公司:北控水务(00371.HK)、中国水务(00855.HK)、首创环保(600008.SH)、洪城环境(600461.SH)、绿城水务(601368.SH)、碧水源(300070.SZ)、节能国祯(300388.SZ)、金达莱(688057.SH)、海峡环保(603817.SH)、兴蓉环境(000598.SZ)、创业环保(600874.SH)、中原环保(000544.SZ)等。
本文核心数据:中国再生水利用量逐年增长,2021年全国城市再生水利用量为161亿立方米,比2020年提高18.9%,占城市供水总量的23.91%。
中水回用行业现状与趋势:
1. 国内再生水主要回用于城市杂用、环境用水和工业用水。
2. 各城市根据实际情况规划再生水回用,而再生水回灌农田的成熟案例较少。
3. 再生水可补充地下水,但需深度处理且成本较高。
4. 再生水利用量同比增长18.9%,国家出台多项政策推动其利用。
5. 行业竞争激烈,企业规模相对较小,部分企业具有技术优势。
6. 世界水务巨头和国内水务公司主导再生水市场。
7. “十四五”期间规划新建、改建和扩建再生水生产能力不少于1500万立方米/日。
8. 《“十四五”城镇污水处理及资源化利用发展规划》提出具体目标,包括提高污水集中收集率、污水处理能力和再生水利用率等。
以上内容基于对前瞻产业研究院《中国水务行业市场前瞻与投资战略规划分析报告》的解读,以提供准确且符合时态的水务行业概况。