基本介紹
- 中文名：中水系統
- 外文名：Greywater systems
- 中水系統分類：建築物/小區/城鎮中水系統
- 中水系統組成：原水系統,處理系統,供水系統
簡介,分類,組成,再生水,介紹,意義,用途,評價,使用,現狀,工藝流程,中水系統選擇,
簡介
中水系統是指以中水為水源的供水系統。一般包括輸水、配水和處理三個子系統。中水是指城市污水經處理達到規定的水質標準後，可在一定範圍內回用，主要用於廁所沖洗、園林灌溉、車輛沖洗以及工業冷卻水、建築工程和消防用水等。中水系統不僅緩解水資源危機，而且經濟可行。按照系統的規模可分為建築中水系統和區域性循環中水系統。套用較多的是建築中水系統，其規模小，投資大，運行費用高，管理分散，不能有效地解決城市缺水問題。因此，需要擴大中水系統的規模，進行統一的規劃和管理。
分類
中水系統按照其服務的範圍不同，可分為：
1.建築物中水系統
2.小區中水系統
3.城鎮中水系統
組成
中水系統的組成一般分為3類：
1.中水原水系統
2.中水處理系統
3.中水供水系統
再生水
介紹
再生水利用的主要目的之一是通過再生水替代現有的使用水來補充水資源。再生水也是污水處理廠處理達標水，一般為二級處理，具有不受氣候影響、不與臨近地區爭水、就地可取、穩定可靠、保證率高等優點。再生水即所謂“中水”，是沿用了日本的叫法，通常人們把自來水叫做“上水”，把污水叫做“下水”，而再生水的水質介於上水和下水之間，故名“中水”.再生水雖不能飲用，但它可以用於一些水質要求不高的場合，如沖洗廁所、沖洗汽車、噴灑道路、綠化等。再生水工程技術可以認為是一種介於建築物生活給水系統與排水系統之間的雜用供水技術。再生水的水質指標低於城市給水中飲用水水質指標，但高於污染水允許排入地面水體的排放標準。
再生水是城市的第二水源。城市污水再生利用是提高水資源綜合利用率，減輕水體污染的有效途徑之一。再生水合理回用既能減少水環境污染，又可以緩解水資源緊缺的矛盾，是貫徹可持續發展的重要措施。污水的再生利用和資源化具有可觀的社會效益，環境效益和經濟效益，已經成為世界各國解決水問題的必選。
意義
再生水是緩解水資源短缺的有效途徑
據有關資料統計，城市供水的80%轉化為污水，經收集處理後，其中70%的再生水可以再次循環使用。這意味著通過污水回用，可以在現有供水量不變的情況下，使城市的可用水量至少增加50%以上。世界各國無不重視再生水利用，再生水作為一種合法的替代水源,正在得到越來越廣泛的利用，並成為城市水資源的重要組成部分。
再生水是實現水資源可持續利用的重要環節
水是城市發展的基礎性資源和戰略性經濟資源，隨著城市化進程和經濟的發展，以及日趨嚴重的環境污染，水資源日趨緊張，成為制約城市發展的瓶頸。推進污水深度處理，普及再生水利用是人類與自然協調發展、創造良好水環境、促進循環型城市發展進程的重要舉措。
國際上，對於水資源的管理目標已發生重大變化，即從控制水、開發水、利用水轉變為以水質再生為核心的“水的循環再用”和“水生態的修復和恢復”，從根本上實現水生態的良性循環，保障水資源的可持續利用。
再生水的利用能帶來可觀的效益
再生水合理利用不但有很好的經濟效益，而且其社會和生態效益也是巨大的。首先，隨著城市自來水價格的提高，再生水運行成本的進一步降低，以及回用水量的增大，經濟效益將會越來越突出；其次，再生水合理利用能維持生態平衡，有效的保護水資源，改變傳統的“開採一利用一排放”開採模式，實現水資源的良性循環，並對城市的水資源緊缺狀況起到了積極的緩解作用，具有一長遠的社會效益；第三，再生水合理利用的生態效益體現在不但可以清除廢污水對城市環境的不利影響，而且可以進一步淨化環境，美化環境。
用途
再生水水量大、水質穩定、受季節和氣候影響小，是一種十分寶貴的水資源。再生水使用方式很多，按與用戶的關係可分為直接使用與間接使用，直接使用又可以分為就地使用與集中使用。多數國家的再生水主要用於農田灌溉，以間接使用為主；日本等少數國家的再生水則主要用於城市非飲用水，以就地使用為主；新趨勢是用於城市環境“水景觀”的環境用水。
再生水的用途很多，可以用於農田灌溉、園林綠化（公園、校園、高速公路綠帶、高爾夫球場、公墓、綠帶和住宅區等）、工業（冷卻水、鍋爐水工藝用水）、大型建築沖洗以及遊樂與環境（改善湖泊、池塘、沼澤地，增大河水流量和魚類養殖等），還有消防、空調和水沖廁等市政雜用。
根據再生水利用的用途，再生水可回用於地下水回灌用水，工業用水，農、林、牧業用水，城市非飲用水，景觀環境用水等五類。再生水回用於地下水回灌，可用於地下水源補給、防治海水入侵、防治地面沉降；再生水回用於工業可作為冷卻用水、洗滌用水和鍋爐用水等方面；再生水用於農、林、牧業用水可作為糧食作物、經濟作物的灌溉、種植與育苗、林木、觀賞植物的灌溉、種植與育苗、家畜和家禽用水。
評價
評價再生水中病原體微生物對人體健康的影響主要有兩種方法。
1、現實風險評價方法
也稱低技術方法，以流行病學研究為基礎，結合現有污水處理技術對病原體的處理效果，分析再生水回用的健康風險。世界各國的再生水回用水質標準多採用此法制定，如美國的回用水指南。
評價再生水中病原體微生物對人體健康的影響主要有兩種方法。
表：再生水用於非限制性灌溉的水質標準
制定機構或地區 | 類型 | 根據公眾健康提出的水質要求 |
美國環保局(EPA, 1992) | 指南 | 所有樣品中，糞大腸菌數不能超過14MPN/100mL，這一數值意味著實際當中將檢測不出糞大腸菌，二級處理後應進行混凝、沉澱、過濾和消毒處理。 |
亞利桑那 | 法規 | 總大腸菌數不能超過2．2 MPN/100mL(中間值)和25 MPN/100mL(單個樣品)。 |
加利福尼亞 (CA/T-22，1978) | 法規 | 糞大腸菌數不超過2．2 MPN/100mL(每月不得少於一份樣品中的大腸菌有機物不可超過23 MPN/100mL)；二級處理後要有過濾和消毒處理。 |
科羅拉多 | 指南 | 總大腸菌數不能超過2．2MPN/100mL(中間值)；出水需經氧化、混凝、沉澱、過濾和消毒處理。 |
佛羅里達 | 法規 | 以30d為期，在75%的樣品中糞大腸菌數不能超過25 MPN/100 mL，二級處理加過濾和深度消毒；COD 20mg/l(年平均值)，TSS 5mg/L(單樣品)。 |
喬治亞 | 指南 | 糞大腸菌數不能超過30 MPN/100mL；要求經過生化處理(BOD 30mg/l，TSS 30mg/l)。 |
愛達荷 | 法規 | 總大腸菌數不能超過2．2MPN/100mL(中間值)；二級出水要求混凝、沉澱、過濾和消毒處理。 |
印第安納 | 法規 | 糞大腸菌數不能超過100 MPN/100mL(中間值)，2 000MPN/100mL(單個樣品)。 |
北卡羅來 | 法規 | 糞大腸菌數不能超過1MPN/100mL，要求經過三級處理(TSS月平均值為5rng/L，日最大值10mg/L)。 |
新墨西哥 | 指南 | 糞大腸菌數不能超過1 000 MPN/100mL。 |
俄勒岡 | 法規 | 總大腸菌數不能超過2．2MPN/100mL(中間值)和23 MPN/100mL(單個樣品)；要求二級處理後，應進行混凝、沉澱、過濾和消毒處理。 |
德克薩斯 | 法規 | 糞大腸菌數不能超過75MPN/100mL；經過氧化塘系統處理後最低應達到BOD20mg/l，採用其它工藝BOD應達到10 mg/l。 |
猶他 | 法規 | 總大腸菌數和糞大腸菌數分別不能超過2 000 MPN/100mL，200MPN/100 mL(千均30d)；要求經過二級處理後BOD 25 mg/L和TSS 25 mg/l(平均30 d)。 |
華盛頓 | 指南 | 總大腸菌數不能超過2．2MPN/100mL(平均值)和24 MPN/100 mL(單個樣品)；最低要求經過包括過濾的二級處理。 |
懷俄明 | 法規 | 糞大腸菌數不能超過200 MPN/100mL，出水BOD不超過10mg/l…(日均值)。 |
加拿大(阿爾伯達) | 法規 | (在大於20%的樣品中)總大腸菌數不能超過1 000 MPN/100mL(幾何平均數)，糞大腸菌數不能超過200MPN/100mL；灌溉蔬菜的回用水的總大腸菌數不能超過2 400 MPN/100mL(在任何一天)。 |
賽普勒斯(1997) | 標準 | 糞大腸菌數在每月80%的樣品中不超過50MPN/100mL，最大允許值100MPN/100mL；腸道線蟲不超過1個/l；三級處理後接消毒處理。 |
以色列(1978) | 規定 | 總大腸菌數在50%的樣品中不超過2，2MPN/100mL，在80%的樣品不能超過12MPN/100mL；二級處理或相當於二級處理(例如：長期貯存過程)接消毒處理。 |
約旦 | 法規 | 糞大腸菌數低於200 MPN/100mL。 |
科威特 | 標準 | 總大腸菌數低於100 MPN/mL；經過深度處理之後BOD和TSS均低於10mg/l。 |
澳大利亞(新南威爾斯) | 指南 | 耐高溫大腸菌數低於10MPN/100mL(中間值)；最低處理要求二級處理和過濾，出水濁度不超過2NTU |
沙烏地阿拉伯 | 法規 | 總大腸菌數低於2．2 MPN/100mL，BOD和TSS均低於10mg/L。 |
突尼西亞(1975) | 法規/法律 | 腸道線蟲小於等於1個/l，最低處理要求穩定塘或相當工藝。 |
世界衛生組織(1989) | 指南 | 為降低健康風險，糞大腸菌數(灌溉用水)<200MPN/100mL，腸道線蟲≤1個/l；要有一級、二級處理過程，適當增加過濾和消毒過程。 |
2、定量風險評價方法
也稱高技術/高費用/低風險方法。它定量地評價再生水在回用過程中暴露於病原體的人類健康風險。其評價程式與化學污染物風險評價程式相同，包括：
①危害識別：識別再生水中可能含有的人們關注的病原體；
②暴露評價：確定再生水在使用過程中,人暴露於病原體的途徑、持續時間和暴露量；
③劑量～反應關係評價：根據病原體的劑量反應關係,估算與人的實際暴露水平相似的條件下的感染機率；
④風險特徵分析：依據暴露和劑量反應的假設，計算理論風險。
使用
現狀
進入21世紀前後，在中國水資源日趨緊張的背景下，再生水利用開始受到中國政府的重視。到2009年，中國污水再生利用率（污水再生利用量/污水處理率）在15%左右，而污水再生利用量/污水排放量的比率僅為5%左右。
再生水利用的必要性
在中國，水資源嚴重短缺的事實致使城市地表水與地下水的可開採空間越來越小，甚至造成生態環境的嚴重破壞，然而水資源的供求矛盾依然沒有得到緩解，並且有愈演愈烈的趨勢。與此同時，污水的排放量還在急劇增加，未經處理或處理未達標的污水直接排放於水體仍然比較常見，還在不斷污染著環境.為此，很多專家建議：解決城市缺水，要節流先行，治污為本，多渠道開源。南水北調是一項大開源工程，涉及許多問題，一時難以實現。鑒於再生水具有諸多優點，其合理利用變得尤為迫切和必要，並且其合理利用也是符合可持續發展規律的。按照可持續發展戰略，一個城市的發展必須立足於當地的自然條件，即對自然資源的開發利用“滿足當代人的需求，又不危及後代人滿足其需要”。污水再生回用既可有效節約清潔水資源，又可減輕水污染，是實施可持續發展的重要措施。另外，再生水合理利用也是滿足城市綠化和河湖景觀用水的需要。伴隨著城市人們生活水平的提高，外部環境質量也將越來越重視，城市綠化和河湖景觀用水呈T級劇增。由於城市綠化和河湖景觀用水量對水質要求不是很高，可以用再生水替代。
再生水利用的可行性
再生水合理利用系統是一個比較複雜的系統，涉及到社會、經濟、環境、資源等諸多系統，每個子系統由諸多要素構成，其中主要因素有：城市基礎條件、自來水價格、再生水水質、公眾的接受程度等，這些因素之間又是相互制約相互影響。以北京為例，從以下幾方面說明污水回用的可行性。
例如北京市污水處理廠建設速度加快，且位於城市附近，便於再生水就近回用。按照北京環境質量治理規劃，在規劃建設30多座污水處理廠的基礎上，又建設了14座污水深度處理廠，同時建設相應的排水管網。城市排水管網的完善和污水廠的建立為污水回用創造了條件。再生水的回用與《2008年奧運會申辦報告》中的承諾也是一致的，北京市在2008年的污水回用於綠化、河湖環境、市政雜用和農業灌溉用水等，回用率達到了50% 。
水質指標的實現是污水作為水資源回用的前提。隨著水處理技術的發展，能達到一定水質的處理技術是成熟的。傳統的深度處理工藝譬如混凝沉澱+過濾消毒、臭氧活性炭吸附、過濾膜處理、活性炭和膜處理的組合工藝及其先進的膜處理技術、強化二級處理技術等等，根據回用水質的要求及現有的經濟條件，合理選擇都會達到回用水質標準。
長期以來，自來水價格一直偏低，隨著北京水資源形式日趨嚴峻，自來水價格將會逐步提高。據初步測算，再生水的處理和輸送成本為1. 50元/m3左右，略低於自來水價格。待南水北調中線引水進京後，其源水的價格為2. 18-3. 9元/m3，若城市自來水以此為水源，自來水價格定會大幅度上漲。另一方面，隨著處理技術的提高，再生水的處理費用將會進一步降低。所以越來越大的價格差距將會促進再生水的使用，考慮到經濟效益，一些企業是願意接受再生水的。
公眾心理上對污水回用的接受程度也是污水回用項目能否得到推廣的一個重要因素.北京市的民意測驗表明，污水回用於澆灌綠地、澆灑道路、沖廁、洗車等方面時，有85%的人是可以接受的。隨著政府宣傳力度的加大，公眾環保意識的增強，民眾會逐漸接受再生水的回用。
發展目標
2006年，中國建設部、科技部聯合制定並頒布了《城市污水再生利用技術政策》，確定國家城市污水再生利用的目標是：到2010年，北方缺水城市的再生水直接利用率要達到城市污水排放量的10%~15%，南方沿海缺水城市達到5%~10%；到2015年北方地區缺水城市要達到20%~25%，南方沿海缺水城市要達到10%~15%。
使用方式
1、直接使用與間接使用相結合，因地制宜。
2、直接使用中，就地使用與集中使用相結合，因時制宜。
使用範圍
1、城市用水與農村用水相結合，城市優先。
2、城市用水中，工業用水與其他用水相結合，工業優先。
3、從持續發展的觀點看，再生水應主要用於地下水回灌。
再生水回用相關術語
①個別循環
個別建築物的污水再生水回用於該建築物內利用的方式。
②地區循環
比較集中的地區，例如住宅小區、市區再開發區域等的多個建築物，污水再生水共同回用的方式。
③廣域循環
城市下水道的污水再生水在較大範圍內回用於建築物等利用的方式。
④廁所沖洗用水利用
再生水用於沖洗馬桶。附有洗手用水箱的馬桶不能使用。
⑤灑水用水利用
再生水用於澆灑公園、綠地的草坪和樹木等以及用於沖洗街面道路的利用。
⑥景觀用水利用
以人不接觸為前提，再生水的舒適利用。
⑦親水用水利用
以人接觸為前提，再生水的舒適利用。
⑧再生利用設施
污水處理水經再生處理，為再利用而設定的再處理設施、輸配水設施以及利用設備的一整套工程設施。
⑨再生處理設施
污水處理水經必要處理(砂過濾、加氯處理等)工程設施的總稱。用於廁所沖洗水等利用。
⑩輸配水設施
再生水從再生處理設施到利用設備的輸配水設施的總稱。
註：景觀用水、親水用水利用定義的“人體接觸”是指小溪流的手足浸入、身體部分接觸，而非是洗澡等全身性的接觸。水與身體部分接觸的例子有水流中捉魚、划船、釣魚等活動。
現狀
中水，顧名思義，就是水質介於上水和下水之間的、可重複利用的再生水，是污水經處理後達到一定的回用水質標準的水。雖然與自來水相比，中水的供應範圍要小，但在廁所沖洗、園林灌溉、道路保潔、洗車、城市噴泉、冷卻設備補充用水等方面，中水是最好的自來水替代水源。
就世界範圍而言，當前污水經再生已經回用於工業、農業灌溉和養殖業，市政綠化、生活洗滌、地下水回灌和補充地面水等方面。美國的缺水地區如加利福尼亞州、德克薩斯州等， 其污水回用技術發展也較早，到 1975 年美國一些城市污水回用於工業方面水量就已占總污水量的31%，僅在加利福尼亞州就建有污水回用工程達200 套以上。
我國許多城市淡水缺乏情況已如前述，污水再生回用技術，已受到各級政府重視。 近十幾年來對城市生活污水和建築中水回用進行了眾多研究和實踐工作。我國首都北京市開展中水技術的研究和推廣工作較早，1985 年至2013年相繼在北京市環境保護科學研究所、首都 機場、清華浴池、北京市萬泉公寓及眾多的賓館中建成了中水工程。
工藝流程
中水處理流程應根據中水原水的水質、水量及回用對水質的要求進行選擇。進行方案比較時還應考慮場地狀況、環境要求、投資條件、缺水背景、管理水平等因素，經過綜合經濟 技術比較確定。
由於中水處理範圍多為小區和單獨建築物分散設定類型，在流程選擇上不宜過於複雜，宜按下列要求進行：
（1）儘量選用定型成套的綜合處理設備。這樣可以做到簡化設計，布置緊湊、節省占地、使用可靠、減少投資。
（2）對於中小型規模的中水處理站，不可能配置較多的運行操作人員。為了便於管理和維護，在處理工藝的選擇上，宜採用既可靠又簡便的流程，以減少運行人員。
（3）中水處理設施一般設在人員較為集中的生活區（如居住小區、建築物內部），在設定地點的選擇上要考慮臭味、噪聲等對周圍環境的影響。故一般中水處理站多設在地下室、自成獨立的建築物或採用地埋式處理設備。
（4）中水處理工程的投資效益是普遍關注的問題。使用不夠廣泛的主要原因除了節水意識較差以外，主要是初期投資和處理成本較高。因此，原水水源選擇，可以根據回用要求，儘量選擇優質雜排水或雜排水，以便簡化流程減少一次投資，降低處理成本。另外還要考慮處理後的回用水能夠充分利用以避免無效投資。
中水系統選擇
中水處理及回用需按市政條件分三種情況考慮：
1、有市政中水管網，有市政排水管網：
小區內排水採用污廢合流（雨水系統單獨考慮），排水經化糞池簡單處理後排入市政污水管網。中水系統水源為市政中水。
2、無市政中水管網，有市政排水管網：
小區內排水採用污廢分流。污水經化糞處理後排入市政污水管網；廢水經小區廢水管網收集至小區中水處理站，處理達到回用標準後回用。中水系統原水為小區回收的雜排水。
3、無市政管網：
小區內排水採用污廢合流。排水經化糞池處理後經小區污水管網收集至小區污水處理站，處理達到回用標準後回用。中水系統原水為小區內回收的排水。
