中水（污水、廢水）回用設備

    中水(Reclaimed Water)是指各種排水經處理后，達到規定的水質標準，可在生活、市政、環境等范圍內雜用的非飲用水，它是廢水的二次利用，就是污水經過處理后達到國家規定水質標準的再生水，因為它的水質指標低于生活飲用水的水質標準，但又高于允許排放的污水的水質標準，處于二者之間，所以叫做“中水”。
詳細介紹

一、中水水源與水質
   1.1、中水水源 
    中水水源包括：冷卻排水、淋浴排水、盥洗排水、廚房排水、廁所排水、城市污水廠二沉池出水和工業污水作為中水水源等。嚴禁傳染病醫院、結核病醫院污水和放射性污水作為中水水源。對于住宅建筑可考慮除廁所生活污水外其余排水作為中水水源；對于大型的公共建筑、旅館、商住樓等，采用冷卻排水、淋浴排水、盥洗排水作為中水水源；公共食堂、餐廳的排水水質污染程度較高，處理比較復雜，不宜采用；大型洗衣房的排水由于含有各種不同的洗滌劑，能否作為中水源須經試驗確定。
   1.2、中水水質
    中水作為生活雜用水，其水質必須滿足下列基本條件：（1）衛生上安全可靠，無有害物質，其主要衡量指標有大腸菌群數、細菌總數、懸浮物量、生化需氧量、化學耗氧量等；（2）外觀上無不快的感覺，其主要衡量指標有濁度、色度、臭氣、表面活性劑和油脂等；（3）不引起設備、管道等嚴重腐蝕、結構和不造成維護管理的困難，其主要衡量指標有PH值、硬度、溶解性固體等。我國現行的中水水質標準有：《生活雜用水水質標準》（CJ25.1—89）、《生活雜用水標準檢驗法》（CJ25.2—89）。

二、處理工藝流程
為了將污水處理成符合中水水質標準的水，一般要進行三個階段的處理：
  （1）預處理 該階段主要有格柵和調節池兩個處理單元，主要作用是去除污水中的固體雜質和均勻水質。
  （2）主處理 該階段是中水回用處理的關鍵，主要作用是去除污水的溶解性有機物。
  （3）后處理 該階段主要以消毒處理為主，對出水進行深度處理。保證出水達到中水水標準。
三、處理的主要方法
按目前已被采用的方法大致可分為三類：物理化學法、生物化學法和物化生化組合法。
（1）生物化學法處理法——利用水中微生物的吸附、氧化分解污水中的有機物，包括好氧和厭氧微生物處理，一般以好氧處理較多。
生物化學法可以分活性污泥法、生物膜法、生物氧化塔、土地處理系統、厭氧生物處理法等方法。
A、 活性污泥法
（1）鼓風曝氣：即排流式曝氣，將壓縮空氣不斷地鼓入廢水中，保證水中有一定的溶解氧，以維持微生物的生命活動，分解水中有機物，以達到凈化污水效果。
（2）機械曝氣：即表面曝氣，利用裝在曝氣池內的機械葉輪轉動，劇烈攪動水面，使空氣中的氧溶于水中，供微生物生命活動，進行生化作用以達到凈化污水效果。
（3）純氧曝氣：它是按鼓風曝氣方法向水中吹入純氧，以提高充氧效率，從而加快污水凈化速度。
（4）深井曝氣：般用直徑為0.5~6.0m，深度50~60m的曝氣裝置，利用水壓來提高水中氧的轉移速率，以提高其凈化效率。
B、 生物膜法
（1）生物濾池：使廢水流過生長在濾料表面的生物膜，通過兩面間的物質交換及生化作用，使廢水中有機物降解，達到凈化目的。
（2）生物轉盤：由固定在一橫軸上的若干間距很近的圓盤組成，不斷旋轉的圓盤面上生長一層生物膜，以凈化廢水。
(3）生物接觸氧化：供微生物棲附的填料全部浸于廢水中，并采用機械設備向廢水中充入空氣，使廢水中有機物降解，以凈化廢水。
C、生物氧化塔：利用水中微生物的藻類、水生植物等對廢水進行好氧或厭氧生物處理的天然或人工塘。
D、土地處理系統
(1）土地滲濾：利用土壤膜中的微生物和植物根系對污染物的凈化能力（過濾、吸附、微生物分解等）來處理生活污水，同時利用污水中的水、肥來促進農作物、牧草、樹木生長。
(2）污水灌溉：主要目的為灌溉，以充分利用凈化后的污水。
E、厭氧生物處理法：利用厭氧微生物（如甲烷微生物等）分解污水中有機物，達到凈化水目的，同時產生甲烷氣、CO2等氣體。厭氧生化處理主要用于處理高濃度有機廢水及污泥硝化處理。
（2）物理化學處理法——以混凝沉淀（氣浮）技術及活性炭吸附相結合為基本方式，與傳統的二級處理相比，提高了水質，但運行費用較高。
運用物理和化學的綜合作用使廢水得到凈化的方法。通常是指由物理方法和化學方法組成的廢水處理系統，或指包括物理過程和化學過程的單項處理方法，如浮選、吹脫、結晶、吸附、萃取、電解、電滲析、離子交換、反滲透等。
    1935年W．魯道夫和E．H．特魯尼克開始試驗用物理化學處理系統處理污水。隨著工業的發展，工業廢水水質日趨復雜，廢水中許多污染物，如重金屬離子，用通常的生物處理法難以去除；許多復雜的有機物、生物難以降解；對有毒的污染物其濃度超過微生物的耐受限度時，生物處理法又不適用。為了保護環境和合理利用水資源，廢水排放標準越來越嚴格，對廢水回用率的要求越來越高。因此，70年代以來，物理化學處理法得到廣泛重視和迅速發展。
    物理化學處理既可以是獨立的處理系統，也可以是生物處理的后續處理措施。其工藝的選擇取決于廢水水質、排放或回收利用的水質要求、處理費用等。為除去懸浮的和溶解的污染物而采用的化學混凝-沉淀和活性炭吸附的兩級處理，就是比較典型的一種物理化學處理系統。處理過程是在廢水中投加石灰，快速混合后，進行絮凝沉淀，除去大部分懸浮的和膠體的物質，同時除去一部分磷酸鹽。沉淀后的出水，流過活性炭接觸床，由于活性炭的吸附作用，除去溶解的污染物，如溶解的有機物等。活性炭要進行反沖洗和再生。沉淀池的沉渣經脫水、煅燒后，其中石灰可回收利用；煅燒產生的二氧化碳氣體可用作調整沉淀出水的pH。通過這個系統處理后，出水水質的代表性數據是：BOD(生化需氧量)5mg／L、COD(化學需氧量)15mg／L、懸浮物5mg／L、磷0.15mg／L、氮2.6mg／L。假若對水質有其他要求，還可增加相應的處理過程，如為了進一步脫氮，可以增加氨解析、離子交換或折點氯化。
    和生物處理法相比，物理化學處理法的優點是：占地面積可少1／4至1／2；出水水質好，而且效果比較穩定；對廢水水量、水溫和濃度變化的適應性較強；可以除去有害的重金屬離子；除磷、脫氮和脫色的效果好；可根據不同要求，選擇處理方案；處埋系統的操作管理易于實現自動檢測和自動控制。但這種處理系統的設備費和日常運轉費較高，要比生物處理法消耗較多的能源和物料，因此決定處理工藝方案時要根據對出水水質的要求，進行技術、經濟比較和對環境影響的全面分析。
（3）膜處理——（物化生化結合法）采用超濾（微濾）或反滲透膜處理，其優點是SS去除率很高，占地面積與傳統的二級處理相比，減少了很多。
四、工藝流程選擇
     確定工藝流程時必須掌握中水原水的水量、水質和中水的使用要求，應根據上述條件選擇經濟合理、運行可靠的處理工藝；在選擇工藝流程時，應考慮裝置所占的面積和周圍環境的限制以及噪聲和臭氣對周圍環境帶來的影響。中水處理的工藝流程主要取決于中水水源和中水的用途，中水水源不僅影響處理工藝的選擇，而且影響處理成本，因此，中水水源的選擇十分關鍵；目前，我國主要以小區生活污水作為中水水源，所處理的中水主要用于澆花、沖廁、洗車等。
A、以城市污水處理廠二級處理出水為中水水源時，可采用物化＋消毒工藝，具體如下：源水->調節池->過濾池->消毒池->儲水池->回用
B、以小區生活污水作為中水水源時，可采用生化＋消毒工藝，具體如下：源水->水力篩->調節池->生化池->過濾池->消毒池->儲水池-> 回用
C、以工業廢水二級處理出水作為中水水源時，可采用預處理＋膜工藝，具體如下：源水->預處理->MBR生物反應器->RO系統->回用
上述工藝設施可根據現場具體情況，并根據回用實際情況，對上述工藝進行調整。

五、一體化中水回用設備 

    一體化中水回用設備是將中水回用處理的幾個單元集中在一臺設備內進行，其特點是結構緊湊、占地面積小、自動化程度高，一般的處理量小于1500噸/天，主要適用于某一單體建筑的生活污水處理，一般人口少于3000人。當污水量和水質波動比較大時，需要設置一定容積的調節池，此時調節池一般為構筑物，不包含在中水回用設備中。常用的設備如下：
（1）組裝式中水回用設備
    將不同的處理工藝流程段設計成單體，如預處理器、好氧處理單體、厭氧處理單體、氣浮單體等，根據不同的水質和處理深度要求，選擇不同的單體進行連接，如同拼積木，組成一個完整的工藝。此設備可根據現場情況設計為地上式或地埋式；材質可采用鋼筋混凝土，也可采用鋼板(做防腐)或玻璃鋼等材料。目前，此類設備已有定型產品銷售。
（2）
    膜生物反應器又稱MBR生物反應器，是將膜分離技術與生物處理工藝相結合而開發的新型系統。膜生物反應器從整體構造上來看，是由膜組件及生物反應器兩部分組成，應用于膜生物反應器廢水處理工藝中的膜是微濾膜或超濾膜，結構型式多采用中空纖維式、平板式等。
    對于中水處理流程選擇的一般原則是，當以洗漱、沐浴或地面沖洗等優質雜排水（CODcr150~200mg/l，BOD₅ 50~100mg/l）為中水水源時，一般采用物理化學法為主的處理工藝流程即可滿足回用要求。當主要以廚房、廁所沖洗水等生活污水（CODcr300~350mg/l，BOD5150~200mg/l）為中水水源時，一般采用生化法為主或生化、物化結合的處理工藝。而物化法一般流程為混凝、沉淀和過濾。
    傳統的生物化學法運轉時必須考慮到反應速率和污泥的沉降性能。反應速率主要取決于活性污泥的濃度，污泥濃度高，則反應速度就快。但考慮到二沉池不能過大，所以活性污泥的濃度就不能太大，從而影響了反應速率。污泥的沉降性能則取決于曝氣池的運行條件。嚴格控制曝氣池的操作條件是首要條件，因此也限制了生物化學法的應用范圍。為了克服這些不足，科學家們首先想到了用膜來進行固液分離。超濾膜分離技術正是在這樣的情形下發展起來的。其原理是在一定壓力下，采用具有一定孔徑的分離膜，將溶液中的大分子物質、膠體、細菌和微生物截留下來，從而達到濃縮與分離的目的。其處理精度可達0.1微米。不會產生生化法那樣的氣味兒，污泥量少，無需進行污泥處理。同時啟動也十分方便，不必象生化法那樣接種和培馴污泥，因而操作方便。國外的研究資料表明，超濾技術作為中水處理的后處理技術，具有適應性強、對懸浮物、細菌和洗滌劑的去除率高，出水穩定等諸多優點。
    膜生物反應器有以下幾個優點：出水水質好、工藝參數易于控制、設備緊湊，占地少、易于自動控制管理。

    注：如果將中水回用處理工藝中的后處理部分去掉（一般包括過濾、消毒等），所排放的廢水為達標廢水，一般生活污水處理以此類處理工藝較多。