中水回用的兩種技術(shù)

“中水”一詞是相對于上水〔給水〕、下水〔排水〕而言的。中水回用技術(shù)是指將小區(qū)居民生活廢〔污〕水（沐浴、盥洗、洗衣、廚房、廁所）集中處理后，達到一定的標準回用于小區(qū)的綠化澆灌、車輛沖洗、道路沖洗、家庭坐便器沖洗等，從而達到節(jié)約用水的目的。

名詞解釋：

廢水回用：通常與中水回用混為一談，但是有所不同，廢水回用指工業(yè)廢水經(jīng)過UF+RO工藝回用到生產(chǎn)線，循環(huán)使用的，回收率相對低于75%，非用于綠化澆灌、車輛沖洗、道路沖洗、家庭坐便器沖洗等。

回用水：以上二種都可以稱作回用水，但一般廠家為提高回收率都有會結(jié)合起來做。

處理方式：

一、按用途分類

中水因用途不同有三種處理方式

1. 一種是將其處理到飲用水的標準而直接回用到日常生活中，即實現(xiàn)水資源直接循環(huán)利用，這種處理方式適用于水資源缺乏的地區(qū)，但投資高，工藝復(fù)雜；

2. 另一種是將其處理到非飲用水的標準，主要用于不與人體直接接觸的用水，如便器的沖洗，地面、汽車清洗，綠化澆灑，消防，工業(yè)普通用水等，這是通常的中水處理方式。

3.工業(yè)上可以利用中水回用技術(shù)將達到外排標準的工業(yè)污水進行再處理，一般會加上軟化器，RO，EDI/混床等設(shè)備使其達到軟化水，純化水，超純水水平，可以進行工業(yè)循環(huán)再利用，達到節(jié)約資本，保護環(huán)境的目的。

二、按處理方法分類

按處理方法，中水處理工藝一般分為 3 種類型：

1 ．物理處理法：

膜濾法，適用于水質(zhì)變化大的情況。

采用這種流程的特點是：裝置緊湊，容易操作，以及受負荷變動的影響小。

膜濾法是在外力的作用下，被分離的溶液以一定的流速沿著濾膜表面流動，溶液中溶劑和低分子量物質(zhì)、無機離子從高壓側(cè)透過濾膜進入低壓側(cè)，并作為濾液而排出；而溶液中高分子物質(zhì)、膠體微粒及微生物等被超濾膜截留，溶液被濃縮并以濃縮形式排出。

蒸發(fā)熱法：適用于任何水質(zhì)。

采用這種流程的特點是：穩(wěn)定性高，易于維護，使用壽命長，操作簡單，不因水質(zhì)波動而影響設(shè)備運行。

蒸發(fā)熱法是通過加熱蒸發(fā)，使溶液在蒸發(fā)體內(nèi)達到沸點情況下分離出純水和鹽類固體，純水通過蒸汽形態(tài)冷凝為純水，濃縮液經(jīng)過不斷循環(huán)蒸發(fā)形成鹽類固體。純水水質(zhì)通過一系列過濾等措施可以達到中水回用。

2 ．物理化學(xué)法：

適用于污水水質(zhì)變化較大的情況。一般采用的方法有：砂濾、活性炭吸附、浮選、混凝沉淀等。這種流程的特點是：采用中空纖維超濾器進行處理，結(jié)構(gòu)緊湊，占地少，系統(tǒng)間歇運行，管理簡單。

3 ．生物處理法

適用于有機物含量較高的污水。一般采用活性污泥法、接觸氧化法（如圖所示）、生物轉(zhuǎn)盤等生物處理方法?；蚴菃为毷褂茫蚴菐追N生物處理方法組合使用，如接觸氧化 + 生物濾池；生物濾池 + 活性炭吸附；轉(zhuǎn)盤十砂濾等流程。這種流程具有適應(yīng)水力負荷變動能力強、產(chǎn)生污泥量少、維護管理容易等優(yōu)點。

當前，由于一些國家和地區(qū)在過度地、毫無節(jié)制地開發(fā)水資源的同時，環(huán)境保護意識比較差，使地表水和地下水均受到了不同程度的污染，使原本具有良好水質(zhì)的新鮮水供應(yīng)受到限制；其次，待開發(fā)的新鮮水源離集中供水點距離較遠，一次性投資費用高昂，這樣一些缺水地區(qū)無力擴大供水能力。理到非飲用的程度，在此引出了中水概念。中水也就是將人們在生活和生產(chǎn)中用過的優(yōu)質(zhì)雜排水(不含糞便和廚房排水)、雜排水(不含糞便污水)以及生活污(廢)水經(jīng)集流再生處理后回用，充當?shù)孛媲鍧崱不?、洗車、空調(diào)冷卻、沖洗便器、消防等不與人體直接接觸的雜用水。因其水質(zhì)指標低于城市給水中飲用水水質(zhì)標準，但又高于污水允許排入地面水體排放標準，亦即其水質(zhì)居于生活飲用水水質(zhì)和允許排放污水水質(zhì)標準之間，故取名為“中水”。

中水開發(fā)與回用技術(shù)得到了迅速發(fā)展，在美國、日本、印度、英國等國家(尤以日本為突出)得到了廣泛的應(yīng)用。這些國家均以本國度、區(qū)域的特點確定出適合其國情國力的中水回用技術(shù)，使中水回用技術(shù)越來越臻于完善。在中國，這一技術(shù)已受到各級政府及有關(guān)部門重視并對建筑中水回用做了大量理論研究和實踐工作，在全國許多城市如深圳、北京、青島、天津、太原等開展了中水工程的運行并取得了顯著的效果。我國的國有工業(yè)企業(yè)和部分民企，比如污染嚴重和水資源利用較多的企業(yè)都建成了中水回用項目，為低碳生產(chǎn)和節(jié)能減排的國家級號召做出了貢獻。

處理應(yīng)用：

一、無機陶瓷膜的發(fā)展過程

無機陶瓷膜也稱GT膜，是以無機陶瓷原料經(jīng)特殊工藝制備而成的非對稱膜，呈管狀或多通道狀。陶瓷膜管壁密布微孔，在壓力作用下，原料液在膜管內(nèi)或膜外側(cè)流動，小分子物質(zhì)(或液體)透過膜，大分子物質(zhì)(或固體顆粒、液體液滴)被膜截留從而達到固液分離、濃縮和純化之目的。

在膜科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域開發(fā)應(yīng)用較早的是有機膜，這種膜容易制備、容易成型、性能良好、價格便宜，已成為應(yīng)用廣泛的微濾膜類型。但隨著膜分離技術(shù)及其應(yīng)用的發(fā)展，對膜的使用條件提出了越來越高的要求，需要研制開發(fā)出條件膜固液分離系統(tǒng)，和有機膜相比，無機陶瓷膜具有耐高溫、化學(xué)穩(wěn)定性好，能耐酸、耐堿、耐有機溶劑、機械強度高，可反向沖洗、抗微生物能力強、可清洗性強、孔徑分布窄，滲透量大，膜通量高、分離性能好和使用壽命長等特點。

無機陶瓷膜在水處理中應(yīng)用障礙主要有二個方面，其一是制造過程復(fù)雜，成本高，價格昂貴；其二是膜通量問題，只有克服膜污染并提高膜的過濾通量，才能真正推廣應(yīng)用到水處理的各個領(lǐng)域。

美國西雅圖環(huán)境科技公司研發(fā)的滌餌DEAR無機陶瓷膜系統(tǒng)，是在普通陶瓷膜研究的基礎(chǔ)上，通過高科技改造，減少膜污染，大大提高膜通量，有效克服了無機陶瓷膜在水處理中應(yīng)用的主要問題，使無機陶瓷膜應(yīng)用于水處理成為可能。

二、特點

(1) 獨有的雙層膜結(jié)構(gòu)：滌餌DEAR無機陶瓷膜系統(tǒng)在在膜過濾層表面，通過溶膠一凝膠法制備TiO2溶膠，采用浸漬提拉法在陶瓷膜上涂敷納米TiO2光催化材料，使陶瓷膜表面具有“自潔”功能，減緩有機在膜表面積累和堵塞，一方面降低膜污染，另一方面提高陶瓷膜管強度和膜過濾通量，提高膜通量穩(wěn)定性；Al2O3—ZrO2復(fù)合膜結(jié)構(gòu)：使膜管機械性能更加優(yōu)良，由于材料本身的性能缺陷或制備過程中存在的一些實際問題，單一無機膜材料一般不能滿足實際需要，因此無機負載復(fù)合分離膜的研制得到迅速發(fā)展，滌餌DEAR無機陶瓷膜采用整體復(fù)合技術(shù)，通過溶膠凝膠法，制備Al2O3—ZrO2復(fù)合膜，由于含ZrO2材料與Al2O3、SiO2和TiO2等材料相比具有更好的機械強度、化學(xué)耐久性和抗堿侵蝕等特性，滌餌DEAR?無機陶瓷膜具有更強的機械強度和熱穩(wěn)定性，而且復(fù)合膜的孔徑分布窄，呈單峰。

(2) 可實現(xiàn)在線反沖，膜通量穩(wěn)定：由于復(fù)合陶瓷膜獨特結(jié)構(gòu)和機械性能，能有效承受0.4mp以下的反沖壓力，可實現(xiàn)在線反沖，從而獲得穩(wěn)定的膜通量，克服了無機膜系統(tǒng)在水處理應(yīng)用中價格高、易污染、膜通量小、設(shè)備龐大等問題，使無機陶瓷膜系統(tǒng)在水處理中應(yīng)用成為可能。滌餌DEAR無機陶瓷膜是專為污水處理設(shè)計的，其特點是膜通量大，其運行膜通量是有機膜10-100倍，是普通多孔陶瓷膜的50-10倍、機械強度高、耐污染、可實現(xiàn)在線反沖。

三、主要技術(shù)參數(shù)

膜層厚度：50—60μm，膜孔徑0.01-0.5μm；

氣孔率：44—46%；

過濾壓力：1.0 Mpa，反沖壓力：0.4 Mpa以下；

膜材質(zhì)：雙層膜，外膜TiO2；內(nèi)膜Al2O3—ZrO2復(fù)合膜

四、陶瓷膜主要應(yīng)用領(lǐng)域

中水回用；

工廠化養(yǎng)殖原水解毒處理；

發(fā)電廠、化工廠等大型冷卻循環(huán)水旁濾系統(tǒng)；

油田采出水回用處理；

軋鋼乳化液廢液處理；

金屬表面清洗液再生處理。

水質(zhì)要求：

中水水質(zhì)必須要滿足以下條件：

1．滿足衛(wèi)生要求。其指標主要有大腸菌群數(shù)、細菌總數(shù)、余氯量、懸浮物、COD、BOD5、磷化物等。

2．滿足人們感觀要求，即無不快的感覺。其衡量指標主要有濁度、色度、臭味等。

3．滿足設(shè)備構(gòu)造方面的要求，即水質(zhì)不易引起設(shè)備、管道的嚴重腐蝕和結(jié)垢。 其衡量指標有pH值、硬度、蒸發(fā)殘渣、溶解性物質(zhì)等。

我國對中水研究越來越深入，為保證中水作為生活雜用水的安全可靠和合理利用，于一九八九年正式頒布了《生活雜用水水質(zhì)標準》(CJ25·1一89)。

系統(tǒng)分類：

中水處理回用系統(tǒng)按其供應(yīng)的范圍大小和規(guī)模，一般有下面四大類：

一、排水設(shè)施完善

該系統(tǒng)中水水源取自本系統(tǒng)內(nèi)雜用水和優(yōu)質(zhì)雜排水。該排水經(jīng)集流處理后供建筑內(nèi)沖洗便器、清洗車、綠化等。其處理設(shè)施根據(jù)條件可設(shè)于本建筑內(nèi)部或臨近外部。如北京新萬壽賓館中水處理設(shè)備設(shè)于地下室中。

二、排水設(shè)施不完善

城市排水體系不健全的地區(qū)，其水處理設(shè)施達不到二級處理標準，通過中水回用可以減輕污水對當?shù)睾恿髟傥廴?。該系統(tǒng)中水水源取自該建筑韌的排水凈化池(如沉淀池、化糞池、除油池等)，該池內(nèi)的水為總的生活污水。該系統(tǒng)處理設(shè)施根據(jù)條件可設(shè)于室內(nèi)或室外。

三、小區(qū)域建筑群

該系統(tǒng)的中水水源取自建筑小區(qū)內(nèi)各建筑物所產(chǎn)生的雜排水。這種系統(tǒng)可用于建筑住宅小區(qū)、學(xué)校以及機關(guān)團體大院。其處理設(shè)施放置小區(qū)內(nèi)。

四、區(qū)域性建筑群

該系統(tǒng)特點是小區(qū)域具有二級污水處理設(shè)施，區(qū)域中水水源可取城市污水處理廠處理后的水或利用工業(yè)廢水，將這些水運至區(qū)域中水處理站，經(jīng)進一步深度處理后供建筑內(nèi)沖洗便器、綠化等用途。

回用技術(shù)：

中水回用技術(shù)簡介

其特點為用各種物理、化學(xué)、生物等手段對工業(yè)所排出的廢水進行不同深度的處理，達到工藝要求的水質(zhì)，然后回用到工藝中去，從而達到節(jié)約水資源，減少環(huán)境污染的目的。下面就兩種主要的回用技術(shù)作一介紹：

（一）冷卻水技術(shù)

節(jié)約冷卻水是工業(yè)節(jié)水的主要途徑：

1、改直接冷卻水為間接冷卻水

在冷卻過程中，特別在化學(xué)工業(yè)中，如采用直接冷卻的方法，往往使冷卻水中夾帶較多的污染物質(zhì)，使其失去再利用的價值，如能改為間接冷卻，就能克服這個缺點。

2、降低冷卻要求，減少冷卻水用量。

3、采用非水冷卻。

如在某種工藝生產(chǎn)中，采用空冷或油冷，達到冷卻的目的。

4、利用人工冷源或海水作冷卻水，減少地下水或淡水用量。

5、合理利用冷卻水。

對已使用過的冷卻水可以進行一定的降溫措施后，反復(fù)使用，也可以在第一次作為冷卻水使用后，用于其它對水質(zhì)、水溫要求較低的場合。

在采用這個辦法時,要注意各車間供水系統(tǒng)的密切配合,加強冷卻水的管理,避免因一個環(huán)節(jié)出問題而影響其他車間供水。

6、冷卻水的循環(huán)利用

這種冷卻水利用技術(shù)主要是經(jīng)過冷卻器變成的熱水經(jīng)過冷卻構(gòu)筑物使水溫降到回用水水溫，從而循環(huán)使用。

冷卻水在循環(huán)使用時，應(yīng)注意水中細菌的繁殖、水垢的形成、設(shè)備腐蝕、水壓、水量變化等問題。

（二）一水多用污水凈

由于生產(chǎn)工藝中各環(huán)節(jié)的用水水質(zhì)標準不一，因此將某些環(huán)節(jié)的水經(jīng)過適當?shù)奶幚砗笾貜?fù)利用或用于其它對水質(zhì)要求不高的環(huán)節(jié)中。以達到節(jié)水的目的。如：可先將清水作為冷卻水用，然后送入水處理站經(jīng)軟化后作鍋爐供水用。城市污水集中處理后用于生產(chǎn)、生活等。

中水回用技術(shù)舉例

下面就生活中水做一簡單介紹。

生活中水，主要指生活污水經(jīng)過處理，達到使用標準后，用于沖廁、綠化、景觀、噴灑路面以及冷卻水的補充等雜用。中水水質(zhì)應(yīng)達到《生活雜用水水質(zhì)標準》。

1、中水水源

選擇中水，應(yīng)選用優(yōu)質(zhì)雜排水，一般可按下列順序取舍：

A、冷卻水B、淋浴排水C、盥洗排水D、洗衣排水E、廚房排水F、廁所排水

2、處理工藝

當以優(yōu)質(zhì)雜排水和雜排水作為中水水源時，可采用以物化處理為主的工藝流程，或采用生物處理和物化處理的工藝流程。

當利用生活污水作為中水水源時，可采用二段生物處理，或生物處理與物化處理相結(jié)合的處理工藝流程。

3、中水設(shè)計建設(shè)規(guī)定

凡建設(shè)項目都應(yīng)按規(guī)定同時配套設(shè)計中水設(shè)施，屬以下情況的建設(shè)項目必須配套設(shè)計建設(shè)中水設(shè)施：

A、賓（旅）館、飯店、商店、公寓、綜合性服務(wù)樓及高層住宅等建筑的建筑面積在2萬平方米以上。 　 B、機關(guān)、科研單位、大專院校和大型綜合性文化、體育設(shè)施的建筑面積在3萬平方米以上。

C、住宅小區(qū)規(guī)劃人口在3萬人以上（或中水回用量在750立方米/日以上）。

有關(guān)中水設(shè)施的管理按照建設(shè)部發(fā)布的《城市中水設(shè)施管理暫行辦法》執(zhí)行，中水設(shè)施的設(shè)計按中國工程建設(shè)標準化協(xié)會編制的《建筑中水設(shè)計規(guī)范》。

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