住宅小区中水系统应用探讨

[摘要]：本文对和记黄埔地产成都南地王项目中水系统应用可行性研究的探讨，主要介绍了中水系统的国家标准及地方相关规定、中水系统工艺、投资比较、中空纤维膜及自来水价在中水应用的影响，和中水系统效益分析方法；可作为地产项目在采用中水系统初步可行性的参考和借鉴。

[关键词]：中水系统应用分析 中水工艺及投资比较 中水系统效益分析方法

1. 前言

建筑中水是指民用建筑或建筑小区使用后的各种排水（生活污水、盥洗排水等），经适当处理后回用于建筑和建筑小区作为杂用的供水系统；主要用于绿化、洗车、冲厕、水景及道路冲洗等。其核心是中水处理设施。

2. 国家技术标准要求

2.1根据《建筑中水设计规范》第1.0.5条: 缺水城市和缺水地区适合建设中水设施的工程

项目,应按照当地有关规定配套建设中水设施.

此是强制性条文,提出设施建设的基本条件是“缺水城市和缺水地区及按照当地有关规定配套建设中水设施”。

(1) 怎么划定缺水不缺水目前国家还没有统一的规定，对缺水地方的笼统叙述如下：一是资源性缺水，如“三北”地区的河北省、北京市及东北地区的辽宁省 ；二是生态缺水地区，如西北地区的陕西、山西等地；三是水质型缺水地区，如江苏、上海等地。

(2)强调“按照当地有关规定”执行，我国尽管是缺水国家（人均水资源量为2202m3,是世界平均量的1/4，是世界13个缺水国家之一），但还有地区性、季节性和缺水类型（资源、水质、工程）的不同，应结合具体情况和当地有关规定施行。故国内对于中水系统的设置尚没有统一规定，仅在个别省市对于中水系统设置制定了一些地方性政策和规定。

以下是举例的几个有当的规定城市的要求:

1.北京市人民政府（1987年）60号文件的《北京市中水设施建设管理试行办法》，第三条规定：凡在本市行政工域内新建下列工程，应按规定配套建设中水设施：

(1)建筑面积2万m2以上的旅馆、饭店、公寓等；

(2)建筑面积3万m2以上的机关、科研单位、大专院校和大型文化体育等建筑；

(3)按规划应配套建设中水设施的住宅小区、集中建设区等。

2.昆明市人民政府（2004年）的《昆明市城市中水设施建设管理办法》第六条规定以下建筑应建设中水设施：

(1)建筑面积在2万m2以上的旅馆、饭店、商场、综合楼及高层住宅；

(2(建筑面积在3万m2以上的机关、科研单位、大专院校和大型综合性文化体育设施；

(3)建筑面积在5万m2以上或者可回收水量在150立方米/日以上的居住区或集中建筑区等。

3.烟台出台的《建筑中水工程建设管理（试行）办法》规定：

(1)凡建筑面积 2万平方米以上（含2万平方米）的宾馆、饭店、商场、公寓、综合楼及;

(2)高层住宅等建筑和建筑面积3万平方米以上（含3万平方米）的居住小区、机关、科研单位、大专院校和大型综合性文化体育建筑，必须建设中水设施。

4.济南市人民政府（2002年）的《济南市城市中水设施建设管理暂行办法》第七、八条的规定：

(1)凡在城市规划区内新建、扩建、改建、建设项目，城要城市供水的（含自建供水设设施供水），应当配套建设中水设施。对日用水量较小的建设项目，建设中水设施确有困难的，经市城市节水办批准，可先安装室内中水管道，待条件成熟后再配套建设中水设施。

(2)对已建成的住宅小区，市公用事业管理局应会同规划、环保、城管等部门作出中水设施建设规划，逐步配套建设中水设施。对已建成的单体建设项目，日用水量在120立方米以上的，由市城市节水办作出计划，责令其产权单位限期建设中水设施；产权单位逾期未建设的，市城市节水办应当相应削减其计划用水量或者用水定额。

5.其它地方可参考如下要求配套中水工程：

(1)日用水量超过250m3及建筑面积4万m2以上的机关科研单位等应设置中水设施。

2.2根据建设部频发的《绿色生态住宅小区建设要点与技术导则》，第3.1.3条要求: 绿色住宅小区应建立中水系统，其使用量宜达到小区用水量的30％。

此导则是指导性文件，指导目标是：推进住宅生态环境建设及提高住宅产业化水平；其反映的迅息是：凡要达到国家“绿色生态住宅小区”的标准则其水环境系统必须达到第3.1.3条的要求

3 中水系统工艺模式

中水系统的核心是处理工艺的选择，其对整个中水工程投资建设及运营有重要影响。

一般工艺流程中包括:

预处理(格栅和调节池)；

生化处理(沉淀、气浮、膜处理等)；

后处理(过滤（砂滤、碳滤等）、消毒等)。

生化处理在中水处理工艺中应用较多有接触氧化、生物转盘、射流曝气及厌氧处理工艺等。

3.1 以优质杂排水为原水水源，其处理工艺主要为以下几种：

(1) 物化处理工艺流程：

混凝剂消毒剂

（原水）格栅调节池絮凝沉沉淀或气浮过滤消毒中水

(2) 生物处理和物化处理相结合的工艺流程：

消毒剂

（原水）格栅调节池生物处理沉淀过滤消毒中水

(3) 预处理和膜分离相结合的处理工艺流程：

消毒剂

（原水）格栅调节池预处理膜分离消毒中水

投资比较(由低至高)

上述处理工艺投资指标按工艺由低至高排序为（以处理相同水量作比较）,工艺1(物化法) 工艺3(预处理和膜分离结合法) 工艺2(生物和物化结合法).

其中膜分离法比物化法比物化法高约90，而物化结合法又比膜分离法比高约10。

3.2 以全生活污水为原水水源, 其处理工艺主要为以下几种：

(1) 生物处理和深度处理相结合的工艺流程：

投资比较（由低至高）：

工艺2工艺3工艺4工艺1；

其中工艺3比工艺2高约30，工艺4比工艺3高约20，工艺1比工艺4高约10.

3.3中空纤维膜分析

中空纤维膜处理另类方式属膜分离（膜生物反应器）处理工艺的一种，其是一种广泛应用于溶液分离、浓缩和提纯的分离技术；利用具有选择透过能力的薄膜做分离介质，进行固液分离，有效的达到了泥水分离的目的，从而过滤澄清出水；达到回用要求。

中空纤维膜技术具有如下特点：

1.清洗方便；

2.透水量大，处理水量较大；

3.气水比较小，运行费用较低；

4.国内生产价格较低。

但同时其也具有如下的缺点：

1.国产设备使用寿命短；

2.PLC控制器软启动设备容易出现故障，以致不得不停产维修，造成损失；

3.当处理水量较大时需多台组合，占用较大面积；

4.反冲洗频繁.

投资比较（由低至高）：

其比采用物化处理工艺价格高约90，但比其他生化物理结合法（如接触氧化、生物转盘、射流曝气等）低约10。

4. 自来水价的因素

中水系统是否可行主要是以投资成本与所节省的水费比较,因国内个城市的水价不同, 中水系统可行性受水费因素的影响为最重要。

下表把主要城市水费列出供参考,此资料因时会有调整,做中水系统决定时须咨询最新的水费情况.

城市 水价(元/m3)

成都 2.85

海口 1.81

广州 2.12

三亚 2.20

杭州 1.85

上海 2.54

深圳 3.50

武汉 1.90

青岛 3.15

沈阳 2.40

大连 2.90

南京 2.80

哈尔滨 2.40

济南 3.15

重庆 2.66

天津 3.90

北京 4.00

福州 1.70

5 简单效益分析方法

以下的两种分析方法是采自学术论文的研究成果, 可以作为一种初步的可行性估计.

下面研究成果来自兰州交通大学学报第23卷第3期文献.

5.1直接效益的分析

中水处理成本中折旧费约占1/3，假设折旧年限为n年，则每m3中水处理的折旧费为P/（365n），处理成本约为折旧费的3倍即3P/（365n）。中水回用的直接效益的计算公式可表示为:

Db=[Wp-3P/（365n）]X365Q

式中： Db 为直接效益，万元；

Wp为自来水价格，元/ m3；

P为中水工程的投资指标，元/m3.d-1；

n为折旧年限，以8年计；

Q为日处理水量，m3.d-1

由以上可以看出，中水工程直接效益的主要影响因素为自来水价格Wp、、中水工程的投资指标P和流量Q，每m3中水的Db仅受Wp和P影响。以Wp和P为影响因素进行分析，结果如图1所示；图1表明自来水价格和中水工程的投资指标对Db的影响程度相似，投资指标的影响稍大。

以和记黄埔成都南地王一期项目来分析结果如下:

成都目前水价Wp=2.85元/ m3，

中水工程的投资指标P取3000元/(m3.d-1)(注一)

Q =350m3/d（南地王一期杂用水量297m3/d ），

则采用中水的直接效益为

Db=[2.85-3X3000/（365X8）]X365X350=-2.94万元/年

这就是说采用中水比采用自来水一年还要倒贴2.94万元(以目前成都2.85元/ m3水价作比较),这还不包括运行处理费。

注一: 根据国内应用中水工程较早的北京市的调查统计,目前常用的中水工程处理工艺主要有生物接触氧化法,混凝沉淀/混凝气浮和物理处理/膜分离三类。使用生物接触氧化法的中水工程约占调查工程总数的75。

5.2 综合效益经济规模分析

综合效益不但包括直接效益，还包括因使用中水而节省的城市供水系统的引水、调水、输水的投资，排水设施的建设和运行费用，减少环境污染而给社会带来的经济效益。

北京市环保研究院作了中水经济规模分析方面的研究，结果表明：从综合效益来看，中水设施的投入产出比为1:4.83；而从规模效益来看，如下所示：

1.对于采用优质杂排水的大型公共建筑（宾馆、饭店和写字楼等），中水产量大于85 m3/d为经济；（折合为建筑面积则约为大于2.8万m2为经济）

2.采用生活污水为原水的居住小区，当小区的人口大于1万或者中水产量大于750 m3/d为经济。

根据对北京22个建筑面积为2-10万m2的宾馆、饭店和写字楼的中水调查结果统计分析，得出中水原水产量为30m3/d（1万m2建筑面积）。要取得规模效益，则建筑物的总建筑面积必须大于85/30=2.83万m2.

同样,对于居住小区,服务人口超过1万才有规模效益. 因此,大部分的中水工程都只能在大规模的项目才有效益可言.

6、结语

中水系统是项复杂的系统工程，包括规划、设计、运营管理各阶段的配合，现国家大力推行绿色、循环利用节水型建筑，因而对中水回用系统越来越重视，其在地产项目应用也越来越多，是一项值得推广的项目。可提高项目整体层次同时也会带来经济效益。但在可行性研究阶段也要考虑其日后运营成本，不可胡乱上马以免造成日后运营成本的增加造成浪费。

注：文章内的图表及公式请以PDF格式查看