6.1 处理工艺

6.1.1 本条提出中水处理工艺确定的依据。处理工艺主要是根据中水原水的水量、水质和要求的中水水量、水质与当地的自然环境条件适应情况，经过技术经济比较确定。

中水处理工艺按组成段可分为预处理、主处理及后处理部分。预处理包括格栅、调节池；主处理包括混凝、沉淀、气浮、活性污泥曝气、生物膜法处理、二次沉淀、过滤、生物活性炭以及土地处理等主要处理工艺单元；后处理为膜滤、活性炭、消毒等深度处理单元；也有将其处理工艺方法分为以物理化学处理方法为主的物化工艺，以生物化学处理为主的生化处理工艺，生化处理与物化处理相结合的处理工艺以及土地处理(如有天然或人工土地生物处理和人工土壤毛管渗滤法等)四类。由于中水回用对有机物、洗涤剂去除要求较高，而去除有机物、洗涤剂有效的方法是生物处理，因而中水的处理常用生物处理作为主体工艺。

中水处理工艺，对原水浓度较高的水宜采用较为复杂的人工处理法，如二段生物法或多种物化法的组合，如原水浓度较低，宜采用较简单的人工处理法。不同浓度的污水均可采用土壤毛管渗滤等自然处理法。

处理工艺的确定除依据上面提到的基本条件和要求外，通常还要参考已经应用成功的处理工艺流程，《建筑中水设计规范》(CECS 30:91)已经介绍了日本应用的8种工艺流程，应用中仍可参考。下面介绍北京城市节约用水办公室组织编写的《北京市中水工程实例选编与评析》中流程总结（见表7）。提出此表一方面供确定流程时参考，另一方面也说明本规范6.1.2、6.1.3、6.1.4条提出的10个流程是有实践依据的，但技术总是不断发展的，规范要求的是在此基础上的新发展。

表7 实践应用中水处理流程

6.1.2 当采用优质杂排水和杂排水为中水水源时，可采用较简易的处理工艺。

1 物化处理工艺流程：原水中有机物浓度较低和阴离子表面活性剂（LAS）较低时可采用物化方法，如混凝沉淀或混凝气浮加过滤。物化处理工艺虽然对溶解性有机物去除能力较差，但消毒剂的化学氧化作用对水中耗氧物质的去除有一定的作用，混凝气浮对洗涤剂也有去除作用。因此，对于有机物浓度和LAS较低的原水可采用物化工艺，该工艺具有可间歇运行的特点，适用于客房使用率波动较大、水源水量变化较大或间歇性使用的建筑物。

在已建成的以优质杂排水为原水的一些中水工程中，采用物化处理工艺，运行效果良好的不乏实例。如保定太行集团有限责任公司生产的混凝气浮、过滤和消毒的物化处理流程的设备，应用于北京京西宾馆中水工程，设备运行至今，处理效果良好。北京市政设计研究院的混凝接触过滤加活性炭的处理工艺，最早应用于北京外文印刷厂的洗浴废水处理。

2 生物处理和物化处理相结合的工艺流程：当洗浴废水含有较低的有机污染浓度（BOD5在60mg/L以下），宜采用生物接触氧化法，生物膜的培养和操作管理方便，但需要较为稳定、连续的运行，当采用一班制或二班制运行时，在停止进水时要采用间断曝气的方法来维持生物活性。当前在北京地区最常采用的是快速一段法生物处理，即反应时间在2h以内的生物接触氧化法加过滤、消毒等物化法或加微絮凝过滤、活性炭和消毒的工艺。

在北京现已建成的中水工程中，大多数是以优质杂排水为原水，并且多数处理流程采用的是生物接触氧化、沉淀、过滤和消毒，北京中航银燕环境工程有限公司曾做过多项上述流程的中水工程，并形成了YZS系列成套设备，应用中处理效果良好，出水水质稳定。

对于杂排水因包括厨房及清洗污水，水质含油，应单独设置有效的隔油装置，然后与优质杂排水混合进入中水处理设备，一般也采用一段生物处理流程，但在生物反应时间上应比优质杂排水适当延长。

3 预处理和膜分离相结合的处理工艺流程：膜法是当今世界上发展较快的一种污水处理的先进技术，日本应用较多，国内也在开始推广应用。但膜滤法是深度处理工艺，必须有可靠水质保障的预处理和方便的膜清洗更换为保障。

6.1.3 当利用生活污水一类的浓度较高的排水作为中水水源时，由于其浓度高，水质成分也相应要复杂些，因此，在处理工艺的选用上要采用较复杂或流程较长的人工处理方法，以便承受较高的冲击负荷，保证处理出水水质，增强工程的可靠性。其处理工艺如下：

1 生物处理和深度处理结合的工艺流程：采用生活污水为水源时，或来水的水质变化较大时，用简单的方法是很难达到要求的，通常说的三级处理是需要的。规模愈小则水质水量的变化愈大，因而，必须有比较大的调节池进行水质水量的平衡，以保证后续处理工序有较稳定的处理效果；或在生化处理时采用较长的反应时间，对污水负荷的变化有较大的缓冲能力；或采用较长的工艺流程来提高处理设施的缓冲能力，如两段生物处理的A/Ｏ法加过滤、消毒，或一段生化后加混凝气浮（或沉淀）、过滤（微滤、超滤）和消毒的工艺流程。生化处理可以是活性污泥法，也可以是接触氧化法。当前宾馆饭店已经普及的小型污水处理采用生物接触氧化法的居多，因为生物接触氧化法的操作比较简单。对于小区中水日处理规模达到万吨以上时，接触氧化法就不一定适用。

另外要提醒的是，在生物处理工艺中尽量少采用生物转盘，因为有部分盘面暴露在空气中，对周围的环境带来较大的气味。如北京某饭店的生物转盘因此原因而停用，北京另外两个宾馆的中水已由生物转盘改为生物接触氧化。

2 生物处理和土地处理：氧化塘、土地处理等比较适合小区中水的处理系统。土地处理系统有自然土地处理和人工土地处理之分，人工土地处理中有毛细管渗透土壤净化系统（简称毛管渗滤系统）。它是充分利用在地表下的土壤中栖息的土壤动物、土壤微生物、植物根系以及土壤所具有物理、化学特性将污水净化的工程方法。毛管渗滤系统充分利用了大自然的天然净化能力，因而具有基建费用低、运行费用低、操作简单的优点。该系统不仅能够处理污水减轻污染，而且还能够充分利用其水肥资源，将污水处理与绿化相结合，美化和改造生态环境，在北方缺水地区该系统具有特别的推广意义。毛管渗滤系统同其他污水处理系统相比，具有以下优点：

1）整个系统装置在地表下，不与人直接接触，对环境、景观、卫生安全不仅不造成影响，而且在冬天可使草木长青，延长绿化期；
2）不受外界气温影响，或影响很小，净化出水水质良好、稳定；
3）在去除生物需氧量的同时能去除氮磷；
4）建设容易，维护简单，基建投资少，运行费用低；
5）将污水处理同绿化和污水资源化相结合，在处理污水的同时绿化了环境，节约了水资源。

毛管渗滤系统在国外应用相当普遍。在20世纪60年代，日本开始采用地下土壤净化污水的技术，最后开发了土壤毛管浸润沟污水净化工艺。该系统的处理出水优于二级处理，甚至达到三级处理的效果。在日本已获得专利，迄今已建有20000多套。在美国约有36％的农村及零星分散建造的家庭住宅采用了毛管渗滤系统，在我国则刚起步，北京市环科院在交通部公路交通工程综合试验场建造了一个日处理1OOt规模的污水毛管渗滤系统，已取得了满意的效果。

一个典型的毛管渗滤系统可以由预处理、提升输送、渗滤场几部分组成。以绿地为回用目标时，就把污水处理和利用结合在一起。其工艺流程如下：

如与绿化结合，流程到渗滤场为止，其中预处理是比较重要的工艺。污水中含有较多的固态粪便、废渣之类，易堵塞管道，影响运行。有几种预处理工艺是：沉淀池、化粪池、水解池、发酵池等，可供选用。此外，在渗滤场的布水管系要有清洗措施，以防堵塞。

渗滤场由单个或多个地下渗滤沟组成。一般情况下，渗滤沟的上部宽度为1m，沟深O.6m，沟与沟的中心间距1.5m。沟组成由下向上为：塑料或粘土防渗层、设有布水管的砂砾层、无纺布的隔离层、用当地土壤和泥炭及炉渣按一定比例搀和的特殊土壤层、由较肥沃的耕作土壤组成的草坪和植物生长的表层。

渗滤场的水力负荷一般为0.03～0.04m3/(m2·d)，而BOD5负荷为1～10g/(m2·d)。按日本的资料，设在绿地下，也可按3～6m2/(人·d)设置。

宁波德安集团推出的人工绿地生态工程也是土地处理工艺的一种应用形式，使污水流经人工生态处理系统时，经过特殊土壤层的过滤、光合作用、植物根系多种微生物活动（包括好氧和厌氧过程）及植物吸收，将水中的营养物质转化、吸收，从而使生活污水达到回用水标准。这种处理系统具有投资省、运行费用低、无二次污染等特点，已经过工程实验，并在实际工程中推广应用。

3 曝气生物滤池处理工艺流程：曝气生物滤池是一项好氧生物处理新工艺，该工艺同传统的生物滤池相比，采用了人工曝气供氧，与生物接触氧化工艺具有更多的共同点，但比传统的生物接触氧化池填料的尺寸更小，具有处理能力强、处理效果好、占地少等特点。该工艺在国外发展较快，近年来在我国已开始应用。

江苏宜兴市华都绿色工程集团公司研制生产的充氧膜法一体化净水装置，其主要处理环节采用多级复流式曝气生物滤池工艺，它集澄清、生物氧化、生物吸附及截留悬浮物固体等功能于一体，具有处理效率高、占地面积小、耐冲击性能好、操作方便等特点，已在实际工程中应用。

4 膜生物反应器处理工艺流程：膜生物反应器也是一种新的工艺，在国外已有成功的应用，国内正在研究和推广应用。它是在活性污泥法的曝气池内设置超滤膜组件，用超滤膜替代常规的二沉池和后置的过滤消毒工艺，能较大程度上节省处理构筑物的占地和提高活性污泥法的出水水质，膜生物反应器的出水不仅达到了中水的物理化学指标，而且卫生方面的细菌指标也能达标。但在工艺中还需有消毒设施，主要是为了防止管路和清水池内细菌的孳生和使用的卫生安全要求。

北京多元水环保技术产业有限公司生产的新型“中水一体机”，实现了以膜生物反应器为主处理工艺的应用组合，它具有占地少、出水水质稳定、排泥少、自动化程度高等特点，并且，该装置可根据控制面板的负压报警值自动进行化学清洗，也可进行人工清洗，很好地解决膜清洗问题。

6.1.4 城市污水处理厂出水作中水水源，目前采用的较少，但随着城市污水处理厂的建设和污水资源化的发展，它将成为今后污水再生利用的主要水源，处理工艺主要有：

1 物化法深度处理工艺流程：污水处理厂出水要达到回用要求，就必须在二级处理出水的基础上进行三级深度处理，以前建的污水处理厂多是以达到排放水质标准为目标，因此处理工艺多为二级处理，如果考虑利用，则要根据使用要求的水质标准进行三级深度处理。处理工艺主要是混凝沉淀或气浮加过滤和消毒这一较为成熟的深度处理工艺。

2 物化与生化结合的深度处理流程：因处理厂二级处理出水的有机污染BOD5还达不到回用水的水质要求，需要进一步做含有生化的深度处理。生物炭是近期在工程上应用的一项新的生物深度处理工艺，生物炭处理优质杂排水的控塔流速为4m/h，净水活性炭的规格为：φ＝1.5mm，H＝3mm的柱状炭，炭层高2m，曝气的气水比为4:1，反冲洗强度为10L/m2·s。

3 微孔过滤处理工艺流程：微孔过滤是一种与常规过滤十分相似的过程。不同的是被处理的水不是通过由分散滤料形成的空隙，而是通过具有微孔结构的滤膜实现净化的微滤膜，具有比较整齐、均匀的多孔结构。微滤的基本原理属于筛网过滤，在静压差作用下，小于微滤膜孔径的物质通过微滤膜，而大于微滤膜孔径的物质则被截留到微滤膜上，使大小不同的组分得以分离。

微孔过滤工艺在国内外许多污水回用工程中得到了实际的应用。例如：澳大利亚悉尼奥运村污水再生回用、新加坡务德区污水厂污水再生回用、日本索尼显示屏污水再生回用、美国West Basin市污水再生回用以及我国天津开发区污水厂污水再生回用等工程都是如此。

由于微滤技术属于高科技集成技术，因此，宜采用经过验证的微滤系统，设备生产商需有不少于3年的制作运行系统经验。

采用微孔过滤处理工艺设计时应符合下列要求：

1)微滤膜孔径应选择0.2μm或0.2μm以下。
2)微滤膜前应根据需要考虑是否采用预处理措施。
3)微滤出水仍然需要经过杀灭细菌处理。
4)在二级处理出水进入微滤装置前，应投加少量抑菌剂。
5)微滤系统宜设置自动气水反冲系统，空气反冲压力宜为600kPa，同时用二级处理出水辅助表面冲洗。

6.1.5 膜滤处理在北京、天津和大连已经进入实用阶段，它具有占地小的优势。经验表明，采用膜法处理时，不仅要有保障其进水水质的可靠预处理工艺，而且要有保障膜滤法能正常运行的膜的清洗工艺。膜的清洗、再生工艺应尽量在操作上简便可行。

6.1.7 中水用于采暖系统的补充水等用途时，其水质要求高于杂用水，因此，应根据水质需要增加深度处理，如活性炭、超滤或离子交换处理等。

6.1.8 污泥脱水前应经过污泥浓缩池，然后再进行机械脱水。小型处理站可将污泥直接排入化粪池处理。