1研究背景
1.1污水再生利用的必要性
我国污废水排放量大,并且每年大约以5%的速度在增加,据2007年的中国环境公报报告:生活污水在污水排放量、coD排放量、氨氮排放量方面均高于工业污水的量,其中氨氮排放量大约是工业污水排放量的2倍多。相反我国水资源再利用率只有30%左右,而欧美、以色列国家可以达到70%以上[2]。可见,水污染己成为我国社会经济发展的重要问题,生活废水量已在我国总排放废水量中占很大的比重。随着我国经济的飞速发展,我国城镇一体化进程的加快,尤其居住小区建设很快,人民生活水平的提高,居民的用水量大大增加,从而导致居住小区废水量的增加。因此,如何合理的减少生活废水的排放量和再利用这部分水资源对缓解我国水污染现状尤为重要。污水再利用是解决我国水资源缺乏、水环境污染问题的重要手段之一,对缓解我国经济社会发展所带来的供水矛盾将发挥重要的作用。污废水的再利用不但可以减少自来水消耗量、减少污水的排放量和减轻环境污染,而且可以带来一定的社会经济效益。城市污水再利用(中水再利用)是指将人们在生活和生产中用过的优质杂排水(不含粪便和厨房排水)、杂排水(不含粪便排水)以及生活污水经过处理后达到GB/T18920一2002《城市污水利用》系列标准,可以在一定范围内重复使用于景观湖、生活杂用(如拖地、绿化、冲洗道路、洗车冲厕等)、低标准工业水使用、地下水回灌、农田灌溉等方面的过程l3]。污水再利用系统可分为传统集中式污水再利用和分散式污水再利用系统两种类型[41。前者是指污水处理厂的二级出水进行深度处理后达到一定的再利用水水质标准,再利用于城市生活、工农业的各个领域。而后者指在点污染源的地方:如乡村、工业工艺局部流程,城市景观湖、居民小区住宅楼,收集杂排水,采用适宜的中小型的废水处理技术,使处理后的达到相应的标准再利用。
1.2国内外污废水再利用研究现状
1.2.1国外污水再利用发展状况
世界上研究污水再生利用较早的国家有美国、日本、以色列及欧洲等国家。美国从1960年开始大范围地开展污水再利用工程,其回用领域很少直接用于城市生活杂用,主要是回用于农业、工业、观赏水体等,其中工业领域回用率最高[5]。日本大阪城护城河的景观用水,是来自再生水。经过污水处理厂三级处理过的废水通过砂滤和加氯消毒,以每天s000m3的流量进入景观河道取得了较好的效果,节省了水资源的浪费l6]。在西班牙、巴塞罗那的南部,废水再利用将有助于提供新的资源来帮助解决巴塞罗那大都市目前水资源短缺的问题[7]。将再生水用于提供生态流量较低的地区如略夫雷加特流域,灌溉农业区和供水给河流三角洲地区的湿地。另一方面通过使用再利用水将提供一个液压屏障,从而解决略夫雷加特较低的三角洲含水盐水侵蚀的问题。泵站和管道输送水到不同的应用领域。约旦的废水的特点是非常强劲的高盐度、微量的重金属和有毒有机化合物。在过去20年约旦一直依靠废水稳定塘来进行废水处理,再利用于农业方面。由于在这种氧化塘下蒸发率高,从而加剧了盐碱化问题。高氯离子浓度可能危害某些作物,尤其是豆类和喷灌的使用。生物塘工艺正在被传统的活性污泥法和延时曝气池以及拥有池塘组合成熟的工艺取代。在一些处理厂,砂滤代替成熟塘或者附加的稳定塘利用。另外,在人口的高速增长和下水道增加的地区,废水的处理率不断提高。这两个因素为约旦当地新的再利用水实施提供了机会,包括地下水回灌、工业冷却、甚至市政杂用等[8]。
2居住小区居民用水状况调查与分析
2.1居民用水调查目的
对于中高档小区,景观湖是重要的一个环境品质因素。科学合理的将小区生活杂用水再生处理回用于景观湖等领域,能够节省许多水资源。但首先应该科学合理的调查了解小区居民的用水状况以及对杂用水再利用的态度,以及居住小区杂排水的回用的潜力、工艺发展的制约因素。本项调查研究的目的主要是了解西安市中高档小区居民生活用水习惯、对杂排水再利用的了解程度,及生活杂排水再生作为小区景观湖、杂用等方面的市场内在潜力。
2.2调查对象及调查内容
西安绿地小区为2000年以后建设的中高档小区,位于西安市高新区锦业路1号。绿地小区38-43#多层建筑的排水系统分为污、废两套排水管道,由居民家中坐便器排出的生活污水经污水管道收集后进入化粪池,然后排入市政污水管网,生活杂排水(除坐便器以外排出的污水)经管道汇流至废水检查井,然后再进入陕西省污水处理及资源化研究中心一中水处理站。经处理处理后再利用于景观湖,与景观湖形成自循环系统。该小区在一定程度上代表着生态小区,通过监测研究可为西安市居住小区的用水规划发展方向提供一定的基础依据。因此选择在此小区进行调研具有一定的代表性,可以反应此类小区居民的用水状况。本次调研在参考网上的一些调研资料以及冯业栋等人调研的研究方法的基础上,制订了与本研究相关的调研内容及方法,见表2-1。基本内容涉及居民的家庭结构、学历层次、就业状况、居民的一般生活习惯、以及居民对节水的态度和措施等方面的内容。问卷调研时间为2009年1月-2009年3月,基本在周末和节假日进行,这样可以利用居民的闲暇时间进行配合调查。
从图2.5我们可以发现晚上洗澡的居民人数占54.8%,占主要比例。因此,必将造成晚上水量较大、水质成分较为复杂,可能有机物含量就会增多。同样从图2.6也可以认为:大部分居民虽洗衣时间放在周末,但平时晚上洗衣人数也较多,用水较为复杂化,造成水质成分复杂。图2.7列出了居民是否具有节水意识(如洗菜、洗米的水用于冲厕等行为)以及再有节水的意识下,是否采取实际行为所占的比例。从图我们可以发现:首先:有71.8%的居民有节水意识,而在有节水意识前提下,采取实际行动的居民数只占49.4%,连一半都不到,这说明大部分居民虽有节水意识,但采取实际措施的人数却较少。通过调查我们还发现采取措施的居民中几乎为中老年人,年轻人几乎没有采取任何节水措施。
3 居住小区杂排水水质特性及混凝......... 19-41
3.1 居住小区杂排水水质监测的对象........ 19-20
3.1.1 居住小区水量水质调查........ 19-20
3.1.2 水质监测分析方法........ 20
3.1.3 分析仪器及设备........ 20
3.2 居住小区杂排水水质特性研究........ 20-28
3.3 居住小区杂排水水质混凝试........ 28-40
3.4 本章小结 ........40-41
4 居住小区杂排水再利用模式及........ 41-48
4.1 居住小区杂排水再利用模式........ 41
4.2 居住小区杂排水处理技术的选择 ........41-44
4.2.1 废水再生利用传统处理技术........ 41-43
4.2.2 居住小区杂排水再利用工艺........ 43-44
4.3 绿地居住小区杂排水再利用工艺........44-47
4.4 本章小结 ........47-48
结论
一、 通过对小区居民用水状况调查以及居住小区杂排水的水质特性研究,可以得出以下结论
①随着我国经济生活的发展,居民的生活质量提高,居民的用水量也大大提高,但居民的节水意识并没有显著性的变化,虽然小区居民对水再利用的接受程度较高,但实际行动较少。
②居住小区杂排水再利用系统建设缓慢的主要原因是水价体系不够合理。政府管理部门应采用级差水价体系,制定优惠政策,鼓励开发商在新建居住小区建设杂排水再生利用系统,鼓励居民广泛使用。
③新建小区居民的入住率较低,24h不同时段杂排水水中各指标的变化幅度较大、其分布状况也有所不同。通过监测发现杂排水中阴离子表面活性剂(LAS)、氨氮、总磷的含量都较高。
④混凝对居住小区杂排水中浊度、总磷有较好的去除效果,去除率分别达到97%、86%;对其它水质指标如COD、LAS、氨氮也有一定的去除效果,去除率分‘别为64%、59%、48%,确定PAc的最佳的投药量为12om留1,PAM的投药量为3m幼时复配效果最好。通过成本核算处理用药单价约为0.25元/m3。
二、 通过深入分析居住小区杂排水处理技术及再利用模式、以及绿地小区新工艺的特点分析可以得出以下结论:
①居住小区杂排水再利用工艺应考虑设置针对去除LAS、氨氮、总磷的处理单元。
②居住小区杂排水经处理回用于景观水体(人工湖)是较为合理的回用模式,水质处理采用物化一生化相结合的一体化处理工艺系统具有较强的优势,适合在我国居住小区发展应用。但是,现有再利用水标准中的氨氮、总磷、LAS等指标的标准还应适当提高,以避免水体中氨氮和总磷的含量进一步的积累,且还应定期卒卜充一定的新鲜水源。
③绿地小区建设的居住小区杂排水再利用示范性工程,正是将物化与生化相结合的新工艺。该工艺能够缩短处理流程、节约成本、提高处理再利用效率。将为以后居住小区杂排水再利用工艺的创新提供可能的参考。
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