城市中水回用处理工艺试验研究

蒋维

（杭州大禹水利工程咨询有限公司，浙江杭州311231）

城市中水回用处理工艺试验研究

蒋维

（杭州大禹水利工程咨询有限公司，浙江杭州311231）

针对杭州城市用水日趋短缺的严重问题，在杭州城西区块进行中水处理试验。通过构建中水处理的两种方案，确定在多雨、少雨、干旱3种情况下中水处理达到的效果。结果表明，原水—＞格栅—＞调节池—＞高效沉淀—＞过滤—＞消毒—＞中水回用的处理方式能取得较好的处理效果，具有较高的经济性。

民用建筑；中水；接触氧化；高效沉淀

杭州市虽然位于江南水乡，但正面临缺水的尴尬。近年来，随着杭州城市上游钱塘江、东苕溪两大流域工业企业的快速发展，用水急剧增加，造成了水环境污染、水污染等问题，再加上居民生活用水需求的提高以及生态需水量的增加，杭州市水资源供需矛盾日益突出[1]。

城市雨水和生活污废水的再生回用，是解决杭州市日益严重的缺水问题的主要途径之一。本试验选择杭州市城市雨水与生活杂排水作为中水原水，对中水处理的工艺进行试验研究。通过对两种中水处理工艺方法的比较和评价，为城市中水的处理提供参考依据。

1 试验材料和试验方法

1.1 试验地点

本试验地点选择在浙江省杭州市西湖区城西区块。该区块地处杭州市西北部，地势平坦，建筑物布置密集，高校云集，住宅小区多，人口密集且经济发达，排水管网密布，在杭州城市区块中具有典型性。

1.2 试验材料

收集该区块在多雨、少雨、干旱时的水样样本，分多雨、少雨、干旱3种情况，模拟不同的气候、季节条件，进行水样配比试验处理工艺流程。

水源分为以下3种情况：①多雨季节，雨水量丰富，受污染程度低，雨水与优质生活杂排水比例为7∶3；②在少雨情况下，雨水与生活杂排水比例为3∶7；③在干旱情况下，以生活杂排水为中水水源，即雨水量占比例为0[2]。3种不同情况下的中水原水详细配比，见表1。

表1 不同情况下的中水原水详细配比

1.3 试验方法

由于中水来源中有化粪池水，在中水处理过程中除降低原水的色度和浊度外，还要去除悬浮物和有机物。初步拟定以下两种方案：

（1）方案1：原水—＞格栅—＞调节池—＞高效沉淀—＞过滤—＞消毒—＞中水回用。原水先由格栅去除污水中较大的固形污染物，之后将水由提升泵提升到曝气调节池。同时，调节池进行预曝气，防止污水腐败、沉淀，均化水质，去除一定量的CODcr和BOD5，并在调节池内增设了集泥坑和除臭排气管。随后进入该方案的主要处理构筑物高效沉淀池，使污水中较大的颗粒沉淀下来，从而进一步处理水中悬浮物及其他污染物；经过高效沉淀池处理后的水已去除了大部分的污染物、BOD5、CODcr；最后进行过滤消毒截留水中悬浮杂质，从而使水获得澄清，降低水的浊度；水中的有机物、细菌乃至病毒都随水的浊度降低而被部分去除，最终达到中水水质标准。

（2）方案2：原水—＞格栅—＞调节池—＞生物接触氧化—＞沉淀—＞消毒—＞中水回用。原水先由格栅去除污水中较大的固形污染物，经格栅处理之后的水由提升泵提升到曝气调节池。同时，调节池进行预曝气，防止污水腐败、沉淀，均化水质，且去除一定量的CODcr和BOD5，为后续的好氧生化处理创造有利条件。随后出水进入生物接触氧化池。生物接触氧化池是本处理工艺的核心单元，它是利用填料上附着生长的生物膜氧化水中的有机污染物，从而达到去除污染物的目的；同时，采用射流曝气设备作为接触氧化池的充氧手段去除大部分的污染物，最后经二次沉淀消毒处理使水质达到中水标准。

1.4 试验所测指标及使用方法

本组试验研究所测指标有浊度、pH、BOD5、CODcr、SS、总氮、氯化物，所测各种指标方法见表2。

表2 各种指标方法统计

1.5 试验数据及分析

在多雨时，方案1和方案2对浊度的去除率分别为86.8%、73.7%；pH处理前后都符合标准；BOD5去除率分别为83.3%、75.0%；CODcr去除率分别为88.9%、87.5%；SS的去除率分别为94.6%、93.6%；氯化物的去除率分别为78.3%、65.5%；总氮在处理前没有受到大的污染，所以处理前后都符合标准，处理效果不明显。

比较而言，方案1在浊度、BOD5、CODcr、氯化物方面的去除率略高，其他指标相近且都达标。在多雨时采用方案1比较适合，原水、出水指标比较见表3。

表3 原水、出水指标分析对比（多雨时）

在少雨的情况下，浊度、BOD5、CODcr、氯化物的去除率略高，SS略低。但就总去除率而言，在少雨时仍是方案1更加适合去除污染物。具体原水、出水各指标数据和去除率，见表4。

表4 原水、出水指标分析对比（少雨时）

在干旱情况下，收集日常生活中的污、废水进行处理，在处理后发现方案1在去除浊度、BOD5、CODcr、SS、氯化物的程度上都略高于方案2。总体而言，在干旱时采用方案1处理工艺更加适合。具体原水、出水和去除率数据，见表5。

表5 原水、出水指标分析对比（干旱时）

2 结果分析

根据以上数据，可以画出不同水质不同方案处理结果对比图表，以便更加直观地研究在什么情况下适合哪种方案？哪种方案对哪个指标的去除率高？

由图1可知，在每种情况下，方案1对CODcr、BOD5等的去除率都高于方案2，所以方案1的方法更适用于小区生活用水和雨水的处理。在多雨、少雨、干旱3种情况下，多雨处理后中水水质优于少雨，少雨优于干旱。

图1 不同水质不同方案处理结果对比

两方案在多雨、少雨和干旱情况下的各类污染物去除效果，如图2-3所示。

3 结语

图2 方案1多雨、少雨、干旱时处理结果对比

图3 方案2多雨、少雨、干旱时处理结果对比

从上述数据分析看，不管方案1还是方案2，处理前后总氮指标没有太大变化，没有明显的去除率，而对总氮以外的其他指标都有较高的去除率。作为中水水源而言，在雨量丰富的情况下，充分收集雨水，经过处理获得的水质是最优质的，如北京奥运场馆的雨水利用和中水回用，就是充分利用雨水。

在多雨、少雨、干旱3种情况下，方案1比方案2更适合去除杂质。在居住小区、校园生活区，妥善收集雨水和生活杂排水，建造中水处理回用站，处理后所得中水用来冲洗厕所、浇洒绿地、清洁道路等，可以节约水资源，减少污水向城市下水道的排放量，减轻城市污水收集和处理设施的负荷，具有良好的社会效益和经济效益。

[1]孟光辉，高增利.可持续利用的杭州市水资源[J].浙江水利水电专科学报，2008，（3）.

[2]孟光辉，高增利.中水工程实例及评价[M].北京：中国建筑工业出版社，2003.

TV213.9

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1004-7328（2014）04-0057-03

10.3969/j.issn.1004-7328.2014.04.020

2014-03-14

蒋维（1980-），男，工程师，主要从事水利工程咨询监理工作。