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再生水集中和分散處理與供水模式

閱讀：518        發(fā)布時(shí)間：2019-7-11

污水再生處理與供水模式可以分為集中模式和分散模式。集中和分散兩種模式各有利弊，科學(xué)合理的方案是集中與分散相結(jié)合，因地制宜，互為補(bǔ)充。
 　　本文以再生水系統(tǒng)發(fā)展比較成熟的美國和日本為例，對(duì)比分析了再生水集中和分散處理模式的發(fā)展進(jìn)程和特點(diǎn)。同時(shí)，結(jié)合北京市小區(qū)分散式處理系統(tǒng)的發(fā)展過程，對(duì)我國特別是北京市分散模式的現(xiàn)狀進(jìn)行了總結(jié)，從建設(shè)、設(shè)計(jì)、運(yùn)行和管理等方面指出了目前北京市住宅小區(qū)中水處理存在的主要問題。

 　　目前上特別是在城市和人口密集的地區(qū)，主要采用集中模式。當(dāng)集中收集系統(tǒng)難以實(shí)施或者有特定需求的情況下才會(huì)選擇分散模式。分散模式通常在城鄉(xiāng)結(jié)合部、農(nóng)村和偏遠(yuǎn)區(qū)域使用。然而，分散模式面臨的挑戰(zhàn)是分散設(shè)施的可靠性，包括運(yùn)行維護(hù)可靠性差、缺少替代系統(tǒng)、水質(zhì)和水量變化大等問題。

 　　上再生水系統(tǒng)發(fā)展比較成熟的國家有美國、日本、歐洲部分國家、以色列、新加坡等。美國、歐洲等國家主要致力于城市污水處理廠出水經(jīng)深度處理后回用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)等，多發(fā)展城市集中式系統(tǒng)，而分散式建筑中水和小區(qū)中水則相對(duì)較少。日本則根據(jù)本國情況，在發(fā)展集中模式的同時(shí)也大力發(fā)展了建筑物中水系統(tǒng)，回用作為大型建筑雜用水，是上相對(duì)來說分散模式應(yīng)用比較好的國家。

 　　 　　 　　不同地區(qū)就地處理系統(tǒng)普及率不盡相同，例如在佛蒙特州達(dá)55%，而在加利福尼亞州則只有10%。據(jù)估計(jì)美國國土面積中僅有32%的土壤適合作為就地處理系統(tǒng)的過濾系統(tǒng)，因此有許多就地處理系統(tǒng)實(shí)際建在了不適合土壤吸收的地區(qū)，而失效的就地處理系統(tǒng)往往成為許多流域或地下水源中污染物的主要來源，如在切薩皮克海灣項(xiàng)目中發(fā)現(xiàn)，進(jìn)入就地處理系統(tǒng)中的氮有55%~85%都滲入地下水。

 　　一份范圍內(nèi)的調(diào)查報(bào)告顯示，僅1993年的系統(tǒng)失效案例就高達(dá)90632個(gè)。美國普查局1997年的調(diào)查顯示，在3個(gè)月的調(diào)查期內(nèi)估計(jì)有403000個(gè)住宅化糞池曾有過失效的記錄，其中31000個(gè)發(fā)生過4次或以上的失效記錄。就地污水處理系統(tǒng)失效的主要原因被歸結(jié)為：不適宜的選址、不合適的設(shè)計(jì)、不恰當(dāng)?shù)陌惭b、不規(guī)范的操作/維護(hù)，而且缺乏強(qiáng)有力的法規(guī)支持。

 　　為了能更好地解決目前分散式污水處理中遇到的問題和挑戰(zhàn)，并作出長遠(yuǎn)規(guī)劃，USEPA委托美國水環(huán)境研究基金會(huì)于2007年舉辦了美國分散式污水處理與利用需求中長期發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃研討會(huì)。研討會(huì)的主要目的是為美國今后在分散式污水處理與利用需求方面制定中長期(目標(biāo)2025年)研發(fā)計(jì)劃，并就所需國家研發(fā)經(jīng)費(fèi)投入與去向等議題規(guī)劃并圈定研發(fā)范圍。

 　　美國污水經(jīng)分散式污水處理系統(tǒng)處理之后，一般就地利用，改善周圍的水環(huán)境，或用于景觀用水。2008年美國東北大學(xué)Novotny教授提出的有關(guān)城市分散式水系統(tǒng)的新概念正受到許多城市規(guī)劃者與決策者的關(guān)注，這一概念強(qiáng)調(diào)以完整的城市水系統(tǒng)、景觀、基礎(chǔ)設(shè)施和給水處理、污水處理與回用及水量分配一體化，具有典型的分散式特征。分散式污水處理與再利用這一議題成為了目前國內(nèi)外的研究熱點(diǎn)，美國居民分散式處理之后，再利用的途徑較少，但針對(duì)于酒店等處理量較大的分散式系統(tǒng)，污水再利用的情況我們了解的較少。

 　　
 　　日本為海洋環(huán)繞的島國，雨量充沛，水資源相對(duì)豐富，人均水資源擁有量為3300m。20世紀(jì)50年代中期起，隨著日本經(jīng)濟(jì)進(jìn)入高速發(fā)展期，生活用水和工業(yè)用水需求量日益增加，造成日本部分地區(qū)特別是一些大中城市頻發(fā)嚴(yán)重的缺水、斷水現(xiàn)象，迫使日本各地大力修建水庫和人工引水渠，開展大規(guī)模的水資源開發(fā)，但由此也引發(fā)公眾對(duì)生態(tài)破壞的擔(dān)憂，新建水庫選址變得越來越難。60年代起，日本國內(nèi)開始出現(xiàn)污水再生利用。80年代起，日本政府開始在水資源短缺地區(qū)推廣再生水利用，同時(shí)在當(dāng)時(shí)的通產(chǎn)省下設(shè)專門從事污水再生利用技術(shù)開發(fā)和推廣的機(jī)構(gòu)財(cái)團(tuán)法人造水促進(jìn)中心。1994年，日本列島降雨量少，引發(fā)干旱，九州北部到關(guān)東地區(qū)出現(xiàn)嚴(yán)重的缺水現(xiàn)象。以此為契機(jī)，再生水利用再次得到重視，以一些缺水城市(東京、橫濱、福岡、北九州等)為中心，先后開展了污水再生利用工作，再生水利用設(shè)施數(shù)量也隨之增加。


 　　  
 　　近年來，為推進(jìn)循環(huán)型城市建設(shè)，構(gòu)建健康城市水循環(huán)系統(tǒng)，東京都大力開展再生水的廣域循環(huán)利用，如表1所示。東京都現(xiàn)有20座污水處理廠，總處理污水量約540萬m/d，其中包括3座再生水廠，日產(chǎn)再生水50萬m，通過管道輸送到地區(qū)，其用途主要是樓宇等的沖廁用水、道路灑水、城市河道用水補(bǔ)充等。
  
 　　 　　
 　　我國水資源分布不均，北方和西部地區(qū)嚴(yán)重缺水，快速城市化和氣候變化進(jìn)一步加劇了水資源危機(jī)。城鎮(zhèn)污水再生利用是解決水資源危機(jī)的一個(gè)有效途徑，包括北京、天津在內(nèi)的許多城市，特別是北方缺水城市已經(jīng)在大力推進(jìn)城鎮(zhèn)污水資源化。今為止，我國已經(jīng)相繼出臺(tái)了城鎮(zhèn)污水再生利用相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、法規(guī)和管理政策等。例如：在再生水模式方面，住建部(原建設(shè)部)和科技部2006年發(fā)布的《城市污水再生利用技術(shù)政策》指出：城市污水再生利用設(shè)施的規(guī)劃建設(shè)應(yīng)遵循統(tǒng)一規(guī)劃、分期實(shí)施，集中利用為主、分散利用為輔，優(yōu)水優(yōu)用、分質(zhì)供水，注重實(shí)效、就近利用的指導(dǎo)原則，積極穩(wěn)妥地發(fā)展再生水用戶、擴(kuò)大再生水應(yīng)用范圍。在此基礎(chǔ)上，2012年住建部印發(fā)《污水再生利用技術(shù)指南(試行)》，專門針對(duì)集中模式污水處理再生利用提出技術(shù)方案選擇依據(jù)，北京、天津等地也針對(duì)城鎮(zhèn)污水集中模式為主的再生利用頒布了相關(guān)地方標(biāo)準(zhǔn)。

 　　在分散模式方面，我國的住宅小區(qū)中水沒有列為再生水的主要發(fā)展方向，但在一些城市，如北京，住宅小區(qū)的中水已經(jīng)通過立法推廣。北京市在1987年就頒布了《北京市中水設(shè)施建設(shè)管理試行辦法》，要求新建項(xiàng)目建筑面積超過2萬m的旅館、飯店、公寓，超過3萬m2的機(jī)關(guān)、科研單位、大專院校、大型文化體育設(shè)施，按規(guī)劃應(yīng)配套建設(shè)中水設(shè)施的住宅小區(qū)、集中建筑區(qū)等需建設(shè)中水設(shè)施。為進(jìn)一步促進(jìn)污水綜合利用的實(shí)用化進(jìn)程，北京市政府2001年2號(hào)文件到關(guān)于加強(qiáng)中水設(shè)施建設(shè)管理的通告中規(guī)定：建筑面積5萬m，或可回收水量大于150m/d的居住區(qū)必須建設(shè)中水設(shè)施。2006年，全市已有59家住宅小區(qū)登記備案中水設(shè)施。2002年頒布國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑中水設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50336-2002)，北京市也于2006年頒布《建筑中水運(yùn)行管理規(guī)范》(DB11/T348-2006)。

 　　北京市是我國開展建筑中水較早的城市，通過近年來的發(fā)展，住宅小區(qū)中水回用在數(shù)量和供水規(guī)模上已經(jīng)逐漸成為北京市中水回用工程的重要組成部分之一，受到各方的關(guān)注。然而北京住宅小區(qū)中水回用也存在一些問題需要解決。通過北京市節(jié)約用水管理中心近年來委托相關(guān)單位進(jìn)行的水質(zhì)監(jiān)測報(bào)告和設(shè)施運(yùn)行調(diào)查報(bào)告的結(jié)果分析表明：北京市住宅小區(qū)的中水設(shè)施狀況存在一些問題，如運(yùn)營單位的積極性不高、中水設(shè)施設(shè)計(jì)產(chǎn)水量與使用量不匹配、自來水補(bǔ)水情況嚴(yán)重、中水的水質(zhì)時(shí)有超標(biāo)等。以北京市住宅小區(qū)的中水設(shè)施為研究對(duì)象，對(duì)北京市住宅小區(qū)中水處理設(shè)施的技術(shù)結(jié)構(gòu)、處理效果與運(yùn)行管理模式的進(jìn)行了資料收集和現(xiàn)場調(diào)研。

 　　研究表明，北京市824%的住宅小區(qū)中水處理原水采用的是洗浴廢水和盥洗廢水，采用生活污水為原水的147%;采用洗浴廢水為原水29%;中水主要用于沖廁(91%)和綠化(79%)，用于洗車和景觀用水的各3%。北京市住宅小區(qū)的中水處理主要采用的技術(shù)單元為調(diào)節(jié)池、毛發(fā)聚集器、沉淀池、生物接觸氧化池、過濾器消毒單元。

 　　

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