灰水回用的可行性分析

尹 波，潘 晨，茅晨昊

(上海海事大學(xué) 海洋科學(xué)與工程學(xué)院，上海 201306)

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人口的增長(zhǎng)，工業(yè)、農(nóng)業(yè)、家庭及其他用途的用水也相應(yīng)的增加；同時(shí)由于環(huán)境污染的不斷加劇，全球?qū)嶋H可用水資源變得越來越稀缺，這兩個(gè)原因?qū)е铝酥饾u普遍的全球性用水缺乏。在這種情況下，廢水回用顯得格外必要，而在所有廢水中，家庭產(chǎn)生的廢水占絕大部分。以節(jié)水方面做的較好的澳大利亞為例，如圖1，該國(guó)的家庭用水占總用水量的62%，所占比例遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他用途的用水。在家庭廢水,中，灰水回用顯示出巨大的潛力。

圖1 澳大利亞城市水消費(fèi)結(jié)構(gòu)

1 灰水的特點(diǎn)

1.1 灰水的來源

灰水這一說法在國(guó)內(nèi)使用的比較少，在國(guó)外也沒有較為統(tǒng)一的定義，一般而言，廢水是指除去沖廁用水以外的家庭其他用水，這包括：淋浴、洗手、源自WSAA(Water Services Association of Australia)洗衣和廚房廢水。

相對(duì)其他廢水，灰水回用具有不可比擬的優(yōu)勢(shì)，在水量方面，灰水大約占家庭廢水總量的75%[1]，由于生活習(xí)慣以及家庭具體情況的不同，其所占比例會(huì)有一定的差異，例如：英國(guó)所占比例較少，約為65%(圖2)，而澳大利亞則達(dá)到80%(圖3)。由于灰水水量大，且水量穩(wěn)定，因此可以作為可靠的供水水源。

圖2 英國(guó)家庭用水消費(fèi)結(jié)構(gòu)(源自Anglian water-survey of domestic consumpation(SODCON))

圖3 澳大利亞家庭用水消費(fèi)結(jié)構(gòu)(源自WSAA (Water Services Association of Australia))

1.2 灰水水質(zhì)

在水質(zhì)方面，相比較于尿液和糞便，灰水所含的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)極少，如表1所示，其中含N不超過家庭廢水的3%，含P不超過10%。灰水的COD還是比較低的，一般不超過30mg/L，但由于水量大，故總量還是比較大，約占41%，僅次于糞便，是灰水中主要的污染物?？偟恼f來，由于灰水的污染成分較少，且污染程度低，故處理工藝簡(jiǎn)單，如果不算上污水收集系統(tǒng)，其處理成本是比較低廉的[2]。

表1 家庭不同廢物所含營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)結(jié)構(gòu)

注：源自TUHH(Technical University of Hamburg-Harbug)。

2 灰水回用處理工藝

圖4 灰水處理系統(tǒng)概念圖

灰水回用的處理工藝取決于回用目的和污水本身的污染情況，例如：灰水可不經(jīng)處理直接回用于澆灌，但對(duì)于一些污染負(fù)荷大，回用水質(zhì)要求較高的情況，可能需要采用包括生物處理，膜處理以及消毒等一系列的復(fù)雜工藝流程。用于灰水處理的工藝主要有過濾，生物處理，膜處理以及消毒處理等，這些工藝或者單獨(dú)應(yīng)用，或者和其他工藝聯(lián)合使用。圖4為一個(gè)目前較為主流的灰水回用處理系統(tǒng)工藝流程，處理水回用于高程建筑沖廁，該系統(tǒng)已經(jīng)有效運(yùn)行了10多年[3]。工藝流程大致如下：不同來源的灰水匯集入沉淀池進(jìn)行沉淀，出水進(jìn)入生物反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行生物處理，生物反應(yīng)器的出水經(jīng)UV消毒后，蓄存于地下水池中，用時(shí)由地下泵提升，經(jīng)專門管網(wǎng)回用。對(duì)于進(jìn)水水質(zhì)較好的灰水，亦可用備選方案進(jìn)行處理，即灰水經(jīng)沉淀，砂濾，UV消毒后回用。

3 灰水回用的風(fēng)險(xiǎn)

由于對(duì)灰水回用的水質(zhì)要求不是太高，相應(yīng)的處理工藝亦較為簡(jiǎn)單，回用灰水中必然存在一些未被處理掉的污染物，故灰水回用存在一定的風(fēng)險(xiǎn)(圖5)。這種風(fēng)險(xiǎn)的大小主要取決于兩點(diǎn)：灰水中污染物的成分和回用的用途[4]。大體上，灰水來源決定灰水中污染物成分，當(dāng)然，家中若有小孩，行動(dòng)不便者以及寵物，亦會(huì)影響灰水中的污染物成分。在回用時(shí)，處理水和人不接觸或接觸較少的時(shí)候，污染的風(fēng)險(xiǎn)要小，而當(dāng)回用的灰水和人有直接接觸時(shí)，污染的風(fēng)險(xiǎn)將大大增加。另外，人和回用灰水的間接接觸亦會(huì)增加回用風(fēng)險(xiǎn)。

圖5 灰水回用的風(fēng)險(xiǎn)示意圖

4 公眾的接受程度

對(duì)于灰水回用，公眾總會(huì)存在或多或少的抵觸心理。產(chǎn)生這種心理的一個(gè)重要原因是，公眾經(jīng)常直接接觸到這些灰水，并這些污濁的灰水會(huì)造成視覺，味覺和觸覺上的刺激，從而造成對(duì)回用污水的抵觸。但是，隨著公眾素養(yǎng)的提高，環(huán)境保護(hù)意識(shí)的提高，加上良好的宣傳，大多數(shù)是能接受灰水回用。來自澳大利亞CSIRO的調(diào)查表明：在受調(diào)查的人群中，大多數(shù)都能接受灰水回用。而在其他的發(fā)展中國(guó)家，公眾對(duì)灰水回用的接受程度相對(duì)較低，相信在未來的發(fā)展中會(huì)逐漸提高。

5 結(jié)語

面對(duì)越來越嚴(yán)峻的水資源問題，灰水回用能有效改善這一尷尬局面，提高水資源的利用率，一定程度上緩解城市污水處理的壓力。同時(shí)隨著供水價(jià)格的不斷提高，灰水回用的市場(chǎng)前景也是無限美好，然而在世界范圍內(nèi)灰水回用的應(yīng)用和推廣還有待提升。在未來的發(fā)展中，應(yīng)試圖從思想上讓公眾更加接受灰水回用，從技術(shù)上讓灰水的處理效果更經(jīng)濟(jì)高效！

參考文獻(xiàn)

[1]Eva E,Karina A,Mogens H,et al.Characteristics of grey wastewater[J].Urban Water,2002,4: 85-104.

[2]Diana C B,Robert E E,Scott M.An investigation into greywater reuse for urban residential properties[J].Desalination,1996,106:391-397.

[3]Erwin N.Greywater reuse systems for toilet flushing in multi-storey buildings: over ten years experience in Berlin[J].Urban Water 1 1999,1: 275-284.

[4]王少勇,陳洪斌.灰水處理與回用進(jìn)展[J]. 中國(guó)沼氣,2007(6):5-9.