1 绪 论
Chapter1 Introduction
1.1 淡水资源短缺现状（Actuality of Freshwater Resource Shortages）
地球上的水资源，广义上是指“全部自然界任何形态的水、包括气态水、液态
水和固态水的全部量”;狭义上是指在一定经济技术条件下较容易被人类利用的，可以逐年恢复的淡水资源。广义上的水资源据联合国1977年统计约有13.86亿km,其中淡水资源仅有0.35亿km3，仅占全球水总储量的2.53%。在淡水资源中，深层地下水、极地及高山冰川、永久积雪和永冻层冰占淡水总储量的97.01%，而与人类生产生活密切且较易开发利用的湖泊、河流、浅层地下水等淡水储量仅为0.1亿km3,只分
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别占地球水总储量的0.0091%和淡水总量的2.99%。据资料报道，世界上有国际河流
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与湖泊214条(个)，其流域面积约占全球陆地面积的47%，储存水量约占世界淡水资源的一半。在非洲、南美洲和欧洲，国际河流流域面积占其大陆面积60%以上；在亚洲，约占65%的面积为国际河流流域。全世界有44个国家至少80%的土地面积位于国际河流流域，全球约有40%的人口生活在国际河流流域内。因此，淡水资源实质上是一种非常有限的国际性的自然资源。
中国水资源总量约2.81万亿m3，居世界第六位，但人均水资源2300m3，仅相当世界人均占有量的1/4，公顷均水资源28500m3，相当于世界公顷占有量的4/5。总排名在世界第121位，是世界13个贫水国家之一。[3]我国北方黄河、淮河、海河三个流域人均水资源量仅为全国人均的1/5，到本世纪中，按16亿人口计，我国人均水资源量将比现在降低1/4，约为1700 m3，淡水资源短缺的形势将更加严峻。
目前，全球范围的水体污染己经到了比较严重的程度。据报道，全世界每年约有4000亿m的污水排入江河湖泊，污染了全球径流总量的21. 4%以上。美国180亿km
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的河流中有16.5万km3受污染、1594.8万公顷湖泊中有327. 9万公顷已受到污染；印度70%的地表水受到了污染；在中国进行监测的78条河流中，有54条受到较严重污染。[4]
我国传统的社会经济发展模式以“高投入、高消耗、高污染”为特点，导致环境质量整体恶化，其中水环境恶化更为堪忧。据1992～1999年的国家环境质量通报报道，全国江河水域普遍受到不同程度的污染，除部分内陆河流及大型水库外，污染呈
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加重趋势。1996年我国七大水系污染轻重排序依次为:长江、珠江、松花江、淮河、黄河、海河、大辽河。我国湖泊普遍受到氮、磷等营养物的污染，富营养化问题己成为我国湖泊的主要环境和生态问题之一。我国四大海区沿岸近海海域水质恶化日趋明显，其中渤海、东海污染较重，南海较轻。重点河口、海湾、港口、大中城市附近海域污染较为严重。2003年中国水资源公报报道我国河流水质优于III类的占58.7%，比上年减少3.7%;在所评价的24个湖泊中，优于III类的为9个，4个受污染，11个受到严重污染。
长江及其以南地区当前存在的主要问题是水体污染。由于城市发展加快，城市水设施的建设跟不上，而污水的排放控制不严，污水任意排放使部分城市周围的地表水源和地下水源受到严重污染，水质恶化，原本符合水质标准可供利用的水资源大幅度减少。长江以北，部分地区(如海滦河)由于地下水过量开采，地下水位大幅度持续下降己形成了大面积下降漏斗、河道断流、湖泊干涸，生态环境日趋恶化。
20世纪90年代黄河进入了枯水期，中上游输入水偏少，黄河下游断流的频次、历时和河长不断增加。1997年黄河出现了近50年来最枯水年份，中上游输水比正常年份减少了约一半左右，造成黄河下游断流13次，断流河段最长达704km，在利津断流历时长达226天。黄河是中国的母亲河，它的断流已引起了国内外的关注。西北内陆地区土地资源丰富，进一步开发潜力大，但干旱地区绿洲生态农业的耗水量很大。除青海内陆河，新疆外流的国际河流额尔齐斯河和伊犁河水资源的开发利用程度较低外，其他河流开发利用程度均相当高，并且已引发了下游生态环境问题:天然绿洲及终端湖泊消亡和荒漠化的加剧。[5]
缺水及污染问题如此严重，内陆干旱地区的生态环境十分脆弱，怎样合理利用水资源并防治污染是当今极为迫切的任务。
历史上徐州市就是一个严重缺水的城市，而且属于40个水源性缺水城市。徐州市不仅缺优质水，也缺用于农灌、工业冷却、景观和城市杂用水等低水质要求的水源。徐州地区河流污染严重，更加重了本地区缺水的形势。江苏省从80年代就实行了江水北调工程，通过运河调入长江水，建立了地面水厂，缓解了生活用水紧张情况，初步控制了地下水水位连年迅速下降的严重局面。靠大运河补水，农业用水和工业冷却用水也得到一定程度的保证。但是，在干旱年份和农业集中用水高峰期，水的供需矛盾仍然十分突出,水资源短缺仍然是徐州市社会和经济可持续发展最重要的瓶颈因素。
根据有关部门资料，徐州市多年平均地表水资源总量为104 ×108m3/a，其中本
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地水资源47 ×108m/a，过境水资源57 ×108m/a，过境水资源主要是指沭河、沂河和大运河。除非长江补水，运河提供的过境水资源数量很少。因为非补水时期运河流向是从山东向江苏流动，山东比江苏缺水程度还要严重，不可能让大量水资源流入徐州地区。沭河和沂河也来自山东，是过境水的主体，但由于年际水量波动太大，枯水季节和汛期水量相差悬殊，骆马湖调蓄能力很小（16 ×108m3），两河流域基本上和徐州地区汛期同步，造成徐州地区防洪负担增加，而该部分过境水资源很难得到利用。
因此，徐州地区地表水资源仅能利用本地部分，人均占有量557 m3，亩均占有量503 m3。和全国平均值2690m3/人,1760m3/亩比较，只有平均值的1/5和1/3。徐州地区地下水资源多年平均为25.85 ×108m3/a，占水资源总量的24.85%。地下水资源中，理论可开采量为16.7 ×108m3/a，占本地水资源量的35 .5%。根据徐州城市总体规划（1995-2010），选用1987年为典型年计算，一般年份（保证率50%）缺水6.26 ×108m3/a，缺水率15.6%，高保证率条件下缺水更为严重。
徐州水资源主要分布在各县，城区缺水更为突出。主城区用水主要靠地下水和江水北调工程提供的长江水。徐州市区地下水资源量为0.8118 ×108m3/a，其中可采地下水资源0.7179 ×108m3/a，即每日大约可以供应20万m3。自来水公司和市区内大型企事业单位自备水井总计开采水量（1993年数据）1.2619 ×108m3/a，超采0.5440 ×108m3/a，超采率75.8%。第四（地面）水厂建设并投入使用后，地下水超采现象有所缓解，但运河污染严重，污染事故时有发生，不仅影响了地面水厂生产，也增加了地面水的处理费用。
徐州地区属于半润湿半干旱地区，年降水量在800～850mm，而且年际和年内分布很不均匀，农业生产需要进行补充灌溉。据统计，徐州地区10年7旱，旱灾发生频率远比水灾发生频率高。虽然江水北调工程为徐州市农业用水提供了丰富水源，而且省财政为农业用水进行大量补贴，但由于水稻等农作物用水比较集中，用水季节供水仍十分紧张。2005年，徐州市共通过运河各处翻水站调入长江水1.5×109 m3，才满足徐州市的工农业生产和居民生活对水资源的需求。
随着徐州市工业发展和城市化进程的加快，工业废水和城市生活污水排放量逐年增加，农业面源污染也有加重的趋势，区域内多数地表水体普遍受到污染或严重污染。据统计，2002年全市46个主要河段及支流达到其水域功能要求的只占34.8％。南水北调主要输水水体中，京杭运河总体水质在Ⅳ类到Ⅴ类之间，局部河段劣于Ⅴ类，徐洪河总体水质在Ⅳ类左右，其上段房亭河劣于Ⅴ类，仅骆马湖达到Ⅲ类。运河和徐洪河等南水北调主要输水水体水质远达不到其水域功能的要求。
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1.2 国内外研究现状及发展状况
(Actuality of Study and Developments at Home and Broad)
1.2.1 国外研究现状及发展状况(Actuality of Study and Developments at Broad)
伴随着水的供需矛盾和水环境日趋恶化等现象的出现，世界上不少城市把污水处理回用作为开发新水源的途径之一，有人称其为“污水资源化”或“第二水源”。污水净化后的主要用途:一、作为城市自来水的补充水源；二、作为工业用水和城市杂用水；三、灌溉用水；四、人工回灌的水源。
美国利用回收水始于1926年，到1971年己有358家工厂利用处理后的城市污水，回收量为5.1亿m3。 80年代开始有近30家工厂连续使用处理后的城市污水，年用量约3亿m3。美国加州的奥兰治从1980年起将回收水作为人工回灌的水源，每天回灌1. 9亿m3的二级处理水。得克萨斯州埃尔帕索的弗雷得赫维回收站，1986年把600多万m3达到饮用水标准的回收水引入地下水库，平均每天处理3.8万m3。美国加利福尼亚州每年利用净化污水2.7亿m3，相当100万人口一年的用水量，净化污水主要用于灌溉、浇灌公园花木。[6]
以色列是东地中海国家，国土约2万km2。全国平均降雨量350mm，大多数地区每年有8个月需进行农业灌溉，在较干旱的地区，甚至在冬季也需要进行灌溉。自1948年以色列建国以来，水资源的开发和消耗迅速增长，目前所利用的水量已超过水资源容量的95%，年用水量达20亿m3。实际上以色列已无常规的淡水资源可供开发，水的需求只能采取增加人工降雨、废水回用、处理含盐水及海水淡化等措施予以解决。在总量2.9亿m3的废水中已有2亿m3得以处理回用于非食用作物的灌溉(85%用于棉花灌溉)。1980年，废污水再利用的水量占全国需水量的4%, 2000年能满足全国总需水量的16%。到21世纪，达恩区污水再用工程完成后，城市污水的重复利用率将提高到80%。
日本是应用中水技术极为普遍的国家。据资料介绍，1993年日本全国有1963处杂用水利用设施，日利用水量27.7万m3。中水道技术的适用范围主要是:有一定规模的宾馆、饭店、机关、学校或住宅小区。其作用是将以上场合的生活污水处理后回用于市政和生活杂用。按照中水道系统的水源与服务范围的差异，日本中水道系统有三种形式: [7]
①建筑物自身处理回用
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日本东京都规定，凡大型建筑物(5000m以上)(包括宾馆、饭店、机关、学校等)都应把建筑物内的洗涤水、冲洗水等生活杂用水集中后，经过预处理、生物处理、过滤处理、消毒灭菌处理等工艺后，储存到再生水蓄水池内，供作厕所冲洗等使用。
②集中的楼群小区处理回用
在集中住宅区内或建筑楼群内，集中建设中水道系统，向居民和单位供水。 ③城市区域性处理回用
把城市部分地区的污水集中处理后，送到中水道系统，供工业区或住宅用做非饮用水。东京和福冈两市建设的中水道系统，可使生活废水回收率达到20%以上。
巴西圣保罗市在利用城市中水灌溉公园、花园，冲刷卫生间，冲洗道路、汽车，以及净化空气和美化环境等方面进行了大量研究和实践。表1-1为其他国家再生水利用情况。
表1-1 部分国家再生水利用实例
Table1-1 Apalling Example of Epigenetic Water in Many Countries
国 家 俄罗斯 波兰 墨西哥 沙特阿拉伯
印度 南非 纳m比亚
城 市 莫斯科 费罗茨瓦夫 联邦区 利雅得 孟买 约翰内斯堡 温得和克
再生水利用规模（×10m/d）
55.5 17 15.5 12 0.015～0.025
5 0.045
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回用对象 工业 灌溉、地下水回灌
浇灌花园 石油提炼、灌溉 商业大楼杂用水 电厂冷却水 饮用水
在污水处理用做饮用水的研究与实践方面，许多国家做了大量的工作。二十世纪60和70年代，美国进行了一个大规模的研究计划—先进废水处理计划，来研究开发把废水转化成饮用水的新方法。在南非和英国也有类似的小规模的研究。典型的工程事例如:①南非1968年在温得霍克市建成的一座日处理量4536m3的城市污水再生水厂，处理后的出水水质达到了世界卫生组织公布的生活饮用水标准，出水作为该市自来水管网的补充水源;②美国科罗拉多州的丹佛市于1985年建成的饮用水直接回用示范工程，它把不含氯化物的二级出水直接转化为饮用水。[8] 处理流程如下:
二级出水→石灰澄清→碳酸化→过滤→紫外线消毒→ 活性炭→反渗透→空气清洗→臭氧处理→氯化氨消毒
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美国丹佛市饮用水直接回用示范工程供水、出水与当地饮用水的比较见表1－2
表1－2 美国丹佛市饮用水直接回用示范工程供水、出水与当地饮用水
Table1-2 Demonstration Project of Reclamed Drinking Water in Denver,USA 项目 色度 PH值 供水 27 6.80 出水 ﹤1 5.7～7.0 ﹤0.1 饮用水 ﹤1 7.7 0.01 亚甲蓝活性物质（mg/l） 0.09
1.2.2 国内研究现状及发展状况(Actuality of Study and Developments at Home)
我国也是缺水国家之一，全国近80%的城市存在着不同程度的缺水问题，缺水总量达1200亿m3/a，我国有50%面积属于干旱或半干旱地区，即便雨量充沛的一些沿海城市如大连、天津、青岛等城市，淡水资源也感紧张。我国水资源短缺的严峻形势，已经引起国家领导人和各级政府的重视，也迫使人们不得不把水资源开发的重点转向污水处理回用，并且对这个问题的认识也由被动转为主动。
几年来，国家有关部门相继对城市污水处理回用工作提出要求如:1996年2月建设部发布了《城市中水设施管理暂行办法》，对中水设施的建设与管理提出了明确要求；1992年中国工程建设标准化协会颁布了《中水设施规范》，1996年12月，建设部、经贸委、国家计委印发的《节水型城市目标导则》，提出城市污水处理回用率≥60%的目标要求。[9]北京市人民政府(1987)60号文批转了“北京市中水设施建设管理试行办法”，其中规定:新建的面积2万m2以上的旅馆、饭店、公寓等，新建的面积3万m2以上的机关、科研单位、大专院校、大型文化体育建筑，按规定应配套建设中水设施的住宅小区、集中建设区等都应配套建设中水设施；现有建筑属前两项的可根据条件逐步配建中水设施。[10]
北京新世纪饭店是一个有着700多套客房的五星级饭店。它在建设时按照中水设施建设的规定建了一座日处理能力300m3的小型中水处理设施，每间客房排放的洗浴废水都被汇集到处理设施。经过微生物氧化、过滤、杀菌、消毒等一系列技术处理后，再通过中水供水干管输送到大楼顶部的中水水箱，然后通过中水配水管网输送到各个客房的卫生间及非饮用水处。除了冲厕所外，饭店还把中水用于洗车和中央空调冷却循环水。这套中水设施一年可为饭店节约自来水近10万m3。节水效益和经济效益都十分可观。
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地处房山区的北方温泉会议中心，以前因周围没有市政管网，污水随处流。当地群众因环境被污染意见很大。借中心改造的机遇，北方温泉会议中心建造了污水处理设施。中心所有污水经化粪池、隔油池收集于容量为180 m3的调节池中，采用接触氧及活性炭吸附降解的工艺，使处理后的水质达C级景观用水标准，自流至荷花塘和人工湖，再从人工湖抽取喷灌草坪。污水处理工程总投资约60万元，日处理能力为150吨。工程投入使用后，不仅达到了中心污水零排放，结束了对周围环境的污染，而且解决了总容量为1.1万m3的荷花塘、人工湖的水源，总面积达6万 m3绿化溉用水，每年节水7.17万m3。北方交通大学、北京航空航天大学等院校也都建成了利用洗浴水的中水回用设施，将经过处理后的中水用于冲洗厕所、校园绿化、操场降尘等。每个院校每年按一般水平测算，至少可节水2万～3万吨。[11]
目前北京市已建成北京市首都机场、万泉公寓、劲松宾馆、方庄小区、中国国际贸易中心、清华浴池等几十项中水工程，总设计能力约3000m3 /d。大连、天津、青岛、太原、深圳等城市也相继建成了不同规模的中水工程。深圳市人民政府对中水设施也有具体规定，与北京市规定的区别在于与日用水量联系起来，规定日用水量超过250m3市设置中水条件之一，需建设中水设施的机关科研单位等建筑面积扩大到4万m2以上。[12]这些标志着我国污水处理回用工作，已经由自发变为有序、由自愿变为强制，进入了一个新的发展时期。同时，随着优质供水价格的提高，污水处理回用工程的经济效益日渐突出，这将有利地调动人们建设污水回用工程的积极性。
从国内外污水回用的发展状况来看，中水回用现已受到比较普遍的重视，许多缺水地区已经建立了一批技术可靠、管理科学、运行稳定的回用工程。在中水回用方面，国内外对下列问题给予高度关注。
（1）制定合理的、完善的回用水水质标准
对于污水回用，仍存在一些对人体健康和环境的不确定因素。由于对污水回用还没有全面的科学依据，各国制定的回用水水质标准有较大差异。因此深入研究，结合不同中水回用的需要，制定合理的、完善的回用水水质标准，将大大推动污水回用的发展。
（2）从国家到地方应出台一系列有关中水回用的强制性的国家法律和地方性法规，从法律制度上有效促进建筑小区中水回用的实施。
（3）发展高效价廉的污水回用处理技术
完善的污水回用处理技术是促进污水回用进一步发展的保证，目前，常用的污水回用处理方法有[13] :
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①固液分离:絮凝、沉淀和过滤;
②生物处理:好氧生物处理、氧化塘和消毒;
③深度处理:活性炭、空气吹脱、离子交换、石灰处理、膜工艺和反渗透。 为了保证污水回用安全可靠，下列问题需重点研究: [14]
①再生水中微生物、化学污染物和有机污染物特性的评估； ②再生水中微量污染物的健康危险评估； ③评估微生物特性的检测技术；
④研究如何提高污水中颗粒物质的去除率以提高消毒效率； ⑤污水回用处理工艺的优化； ⑥膜工艺的研究与应用；
⑦土壤—蓄水层处理系统的可持续利用特性的评估；
⑧再生水贮存系统对水质的影响。
1.2.3 国内建筑中水研究现状及发展状况(Actuality of Study and Developments of Reclaimed Water in Residential Areas at Home)
（1）技术引进消化和研究实验阶段
1984年在北京京西宾馆召开了了国土木工程学会第二次室内给水排水技术交流会,当时是处于日本中水技术的学习，工程技术设备引进、消化和工程应用试点研究阶段。主要技术特点是传统的生物处理技术和絮凝、沉淀、过滤的深度处理技术的应用
（2）水工程设施建设实施阶段
1987年3月在西安召开了中国土木工程学会建筑给水排水委员会成立大会暨技术交流会。随着中水技术进入工程实践的需要，会议决定编制《中水道设计导则》。国工程建设标准化协会建筑给水排水委员会也开始编制CECS标准《建筑中水设计规范》。
北京市1987年京政发60号文件颁发了《中水设施建设管理试行办法》，这是我国第一个地方性有关中水的法规。相继深圳、大连等城市也颁发了《中水设施建设管理试行办法》，中水设施建设开始进入依法实施的阶段。1991年8月31日，中国工程建设标准化委员会颁发了《建筑中水设计规范》，适时满足了工程建设的需要。但中水设施的建设在全国很不平衡，更多的地方还足因缺水的情沉不同对缺水和水污染的形势及污废水资源化的重要性认识不足，实施不力。
这个阶段技术发展的主要特点是各种处理工艺和处理方法都在实际工程应用中
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得到检验，如絮凝双滤、砂滤、活性炭滤、生物转盘法、臭氧化法以及膜滤等。
（3）全而推行的新阶段
1999年建设部标准定额司进行《建筑中水设计规范》修编的准备工作，于2001年4月19日在北京由建设部标准定额司、城建司主持召开国标《建筑中水设计规范》、《污水回用设计规范》两个规范编制工作会议。
2001年12月28日《建筑中水设计规范》通过建设部组织的联合审查，准备上报发布。国标《建筑中水设计规范》的制定和发布，标志着我国中水设施建设进入全而推进的新阶段，体现在以下3个方而。
①面临发展的新形势。2000年9月25口，国务院在北京召开了全国城市供水节水与水污染防治工作会议，温家宝作了重要讲话，指出城市供水、缺水，水污染已经面临十分严峻的形势，已经到了非解决不可的地步。国发[2000]36文发出了“关于加强城市供水节水和水污染防治工作的通知”。
2000年底建设部贯彻中央有关指示，加紧做好南水北调工程的配套工作，大力开展中水和污废水的资源化工作，加强制定有关规范，决定将原CECS《建筑中水设计规范》、《污水处理利用设计规范》提升为国家标准，进行全而修编。关于再生水利用方而的两个规范、一个规程、一顶研究、几顶水质标准也同时进行编制、修编、研究。这此规范、规程、标准的出台，加大了污废水资源化的力度，回用设施的建设也出现新的局面。
②回用设施建设得到了大力加强。城市的水污染防治和水的再生利用随着生态环境的建设将得到很好的结合，城市的污水处理利用力度加大，城市再生水的建设与建筑和社区环境建设相结合得到了加强，居住小区水的再生利用进一步展开，利用的方式和系统形式也多种多样。
③回用技术发展登上了个新的台阶。2001年北京市城市节约用水办公室组织编写了《中水工程应用实例选编和评析》，对工程实践进行了全而总结，为我国中水技术的发展起到了承前启后的作用。国标《建筑中水设计规范》推出的多种处理工艺和利用方式，如膜分离（MF UF NF OF)技术、膜生物反应器、曝气生物滤池、生物活性炭、土壤生物系统、土壤毛吸处理利用系统（人工土地系统)等多种新的处理、利用方式，在国内外都有成功的应用。[15]
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1.3 课题研究的意义 (Purport of Subject Study)
1.3.1 徐州城市发展对水资源需求预测(Forecast on Demand of Water Resources with Development of Xuzhou City)
根据2003年8月制定的《徐州市总体规划纲要》，徐州市要建设成为江苏省三大都市圈之一。徐州市作为徐州都市圈的首位城市，要发挥以下八个方面作用：全国重要交通枢纽、国家级历史文化名城和区域性旅游服务中心、区域加工制造业中心、区域商贸中心、区域物流中心、区域信息中心、区域公共服务中心、和全市的行政管理中心。
徐州都市圈的发展是城市化必然结果。城市化不仅包括人口的增加，也包括人们生活方式的相应变化。《徐州市总体规划纲要》预计，2020年徐州市平均日综合人均用水指标将上升到380L/人,d，最高日用水量为420 L/人,d [16] 。徐州主城区和市区用水量见表1-3：
表1-3 徐州市主城区各片区用水量预测(×10m8/a)
Table1-3 Water Consumption Prediction of Every Region in Main City Zone of Xuzhou 城南 城区 旧城区 新区 2002 2005 2010 2020 0.7614 0.8791 1.1512 0.3119 0.3601 0.4716 新区 铜山 金山桥 片区 坝山 九里山 新区 区计 1.7823 城东 主城 0.1193 0.1651 0.2752 0.0642 0.3302 2.0273 0.1377 0.1906 0.3178 0.0742 0.3813 2.3302 0.1803 0.2497 0.4161 0.0971 0.4993 3.0514 根据上述预测，徐州市主城区随着城市人口增加和生活水平提高，生活日用水量从2002年的4.88×105m3,增加到2005年5.54×105m3，2010年6.38×105m3，2020年8.36×105m3。考虑工业结构调整等因素，《徐州市总体规划纲要》估计2020年工业用水和自备井取水日用水量为2.07×105m3，总计日用水量为1.04×106m3。2020年徐州各县市城镇的用水量为1.14 ×108m3，每日用水量为3.12×105m3。
《徐州市总体规划纲要》确定，2010年城市水源以开发利用地下水为主，日开采4.1×105m3，占主城区供水量的67%。地表水为辅助水源，以微山湖为主要地表水源，开发量占主城区供水量的33%，总计2.0×105m3/d。随着时间推移,用水量增加,地表水开发利用量所占比例逐年提高,到2020年将占到60%,地下水只占40%。徐州市将从
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主要依靠地下水的城市转变为主要依靠外调水的城市，对南水北调长江水资源的依赖性进一步增加。
城市发展和城市人口的增加，不仅增加了城镇生活用水量，而且随着工业发展、工业结构调整带来的节水效果将逐渐消失，工业用水量也将缓慢增加。特别是人口增加和城市化发展，增加了对蔬菜、肉类和鱼类等农产品的需求，园地农业、设施农业和人工养殖农业比重将大幅度增加，农业需水量也将逐年增加[17]。这部分用水量的增加在《徐州市总体规划纲要》中没有进行预测。
1.3.2 南水北调（东线）工程对徐州市供水的影响 (Influence of South-north Water Transferring (Eastern) Project on Water Supply of Xuzhou)
通过南水北调东线工程，可以满足城市发展中对居民和工业用水的需求，但受南水北调供水成本的限制，一般农业和一般公共用水的水源不仅没有增加，反而更加紧张。因为经济承受能力很小的农业、市政、以及一些工业企业，将面临有好水用不起，能满足水质要求的劣质水源又大幅度减少，水量不能满足需求的不利局面。扩大用水量后，城市污水处理厂的尾水也大量增加，在有限环境容量约束下，尾水的出路更为困难。
徐州地区具有特殊的水文条件，大部分区域排水最终进入贯穿全境的大运河及其相关湖泊，而这些水体作为南水北调输水线路和调蓄水体，大量的污水达不到《污水综合排放标准》（GB8978-1996）的一级排放标准，尾水寻找出路成为一个难题。另一方面，徐州城镇地区多数水体处于闸控状态，自净能力很弱，加上水污染治理工程的滞后，使得不少水体污染比较严重而又缺乏补充水源，无法发挥城镇景观河流（湖泊）的作用。而徐州特大城市圈的定位和重要火电基地的现实，对水资源（包括非优质水资源）的需求有很大的增加，发展城市中水回用可以帮助解决这些区域经济和城市建设面临的难题[18]。
大量事业单位、大型居民小区污水处理站处理后的尾水（分散中水）根据不同用户对水质要求进一步处理后加以利用，可以为徐州经济发展提供稳定的非优质水源，大大提升徐州市节水水平，不仅扭转目前地下水超量开采现状，而且可以减小对过境水体的依赖，缓解徐州水资源供需矛盾[19]。中水利用又能够通过替代自来水和优质长江水用量从而减少城市排水量，减少徐州市寻找尾水排海的压力。通过中水回用建立的污水处理厂（站）和利用质量保证体系和社会监督体系（政府和公众）保证污水处理厂（站）污水处理水平和可靠达标水平的提高，有效控制水污染，大幅度减少污水
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排放带来的生态风险和健康风险。这是一个能获取三赢（节水、尾水出路、水污染控制）的产业，符合国家制定的城市污水处理规划和污染防治技术政策，也符合中央在启动南水北调东线工程时提出的“先节水、后用水、先治污、后通水”的政策性要求
[20]
。徐州市发展中水利用事业，不仅有可观的经济效益，也符合循环经济理念，能够
为徐州市社会和经济可持续发展做出很大贡献。
同时，中水利用不仅是一个重大的节水措施或劣质水资源化的措施，它还是徐州城市河道（中水的重要用户之一，用作景观用水）水质达标、水环境综合整治、城市生态环境和可持续发展能力建设的一个重要方面，是南水北调东线工程清水走廊安全保障的重要措施。因为只有把徐州市大量的生活污水在当地得到消耗性利用，在利用过程中水质得到进一步净化，才能够保证大运河、洪泽湖和南四湖、骆马湖等南水北调工程设计输水线路和蓄水水体不受徐州地区污水的影响。和导污工程比较，是一个积极的、具有战略性的措施[21]。
1.3.3 徐州市实施中水回用工程的必要性(Necessity of Actualizing Recycling of Reclaimed Water in Xuzhou)
随着经济的迅速发展，城市规模不断向周围扩展。在众多城市的边缘地区以及旅游景区出现了新的建筑小区，有宾馆、住宅、学校、休闲娱乐设施、医院等。由于这些小区没有市政管网，有的虽然在市政管网规划范围内，但因市政污水处理设施的建设滞后于城市的发展，在短期内还无法建设完整的市政系统。有的小区远离城市，今后也不可能排入市政污水处理厂。小区的污水都就近排入地面水体，污染了周围环境，特别是有些旅游景点，地面水体水质恶化，与周围环境极不协调，人民群众要求治理的呼声越来越高。与此同时，各地环保部门加大了对小区污水污染治理的力度，一般要求进行二级处理，多数要求达到国家《污水综合排放标准》中的一级标准。小区污水治理存在着较大的市场。
徐州地区作为全国水资源缺乏的城市之一，由于城市地下水的过量开采，加上日益严重的工业污染和天气干旱，使得这个城市的淡水资源越来越少，一些大企业因缺水而开工不足，有些年份甚至市民用水也实行计划供应，进入中国40个严重缺水城市之列。最近几年，随着徐州市城市规模的扩大，房地产开发投资的热潮，各种大型规模（建筑面积超过10万m2）的居民小区、新扩院校等建筑小区如雨后春笋般地出现在徐州城郊的各个地方，如永嘉太阳花园、华美叠翠园、绿地世纪城、华厦小康城、滨湖花园、苏商·御景湾、如意家园·如意广场、铜山汉王2005-3地块等等，大约有30多家。尤其对于云龙湖西岸杏山子新建的开元四季新城居民小区、矿大南湖校区等，
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1 绪 论
所处位置非常特殊，位于云龙湖风景保护区，而此处又不在城市污水管网的覆盖范围之内，离城市污水处理厂的距离很远。云龙湖属于风景保护区，严禁各种工业、生活污水排入，而环湖截污管网初建时主要考虑的是沿湖周围的饭店，设计容量达不到这么大量的生活污水的排放要求，而作为此处的污水也无法进入城市污水管网，因此这种类型的大型居民小区的中水回用更是势在必行。最近几年主要大型建筑小区开发情况见图1－1 2004年－2006年主要大型建筑小区开发示意图。
以其中的如意家园·如意广场为例，统计一下新开发建设的该小区新增加的自来水用水量和排水量。如意家园、如意广场项目总投资为42313万元，总占地面积约18.7公顷，总用地面积169832m2，总建筑面积315900 m2，其中：商办建筑面积170700 m2，住宅建筑面积145200 m2。如意家园、如意广场项目场地分A区、B区，A地块（如意广场）为商办综合楼；B地块（如意家园）为居民住宅、公共配套设施和休闲景观等小区居民人数约6160人，城市居民生活用水量按《城市居民生活用水标准》（GB/T50331-2002）核定，生活用水量180L/人·d计，则小区内居民用水量为1109t/d、40.48万t/a。集中商业及公建用水定额为8.0L/m2·d，用水量为1854t/d、67.67万t/a。居民生活和集中商办及公建用水总量为2963t/d、108.15万t/a，采用城市自来水。根据《建筑小区中水工程》，居民区绿化及草地用水量标准为（1.50～2.00）L/(m2·次)，水泥或沥青路面道路洒水用水量标准为（0.20～0.50）L/(m2·次)，一般情况下，浇洒用水量不超过总用水量的5％。以5％计算，建设项目浇洒道路和绿化用水量约148t/d、5.40万t/a，采用城市自来水。冲洗汽车（小型汽车）用水量标准为（250～400）L/(辆·次)，每日汽车冲洗次数按30％计算，则冲洗汽车用水量为68t/d，2.48万t/a，采用城市自来水。综上所述，建设项目总用水量为3179t/d、116.03万t/a。根据《建筑中水设计规范》（GB50336-2002），建筑物排水量可按总用水量的85%计，本项目生活污水排放总量2576t/d、94.02万t/a。而类似大型的建筑小区在这三年内新建设和规划建设的有30多家，如果在这些新开发的建筑小区全部入住的情况下，对于徐州市来说，将会增加95370 t/d ，3480万t/a的新鲜自来水的使用量和77280t/d，2820万t/a的生活污水排放量。如此可见这么惊人的新鲜水源的消耗量和污水排放量对徐州的水资源造成多么大的浪费！
目前徐州市区已经建成并运行的污水处理厂有3个，即奎河污水处理厂、荆马河污水处理厂、三八河污水处理厂。奎河污水处理厂设计处理能力16.5万t/d，目前已达到日处理量15万吨的水平，基本满负荷运转；徐州市三八河污水处理厂位于三八河下游的乔家湖村北的三八河北岸，一期工程规模3万t/d，目前已接纳污水量为2.8
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万t/d，二期工程还未动工；荆马河污水处理厂日处理能力10万吨，徐州市北部地区工厂企业比较多，工业排污水量较大，也基本满负荷运转。三个污水处理厂也基本达到了它的设计处理能力，对这几个污水处理厂按照目前的规模已经几乎没有能力处理这么大量生活污水了。实际上，徐州市的几个污水处理厂由于经费不足无法正常开工运转，长期处于半开半停或闲置状态。
附徐州市市区污水处理厂位置图1－2。
现在新建的大型建筑小区基本都在市郊，离中心城区较远，很多不在城市污水管网的覆盖范围内，离城市污水处理厂也比较远，这么大量的生活污水的出路何在?
1.3.4 推行中水回用的不利条件(Adverse Condition of Pushing Recycling of Reclaimed Water)
徐州地区实行污水资源化，推广应用中水也有一些不利条件：
（1）经济相对落后，水污染方面历史欠账较多，缺乏水污染综合整治方面的资金；
（2）长期使用“福利”水，企业、市民和农民的节水意识不强，对中水回用有一定顾虑[22]；
（3）缺乏地方性配套政策促进中水利用和扶持中水产业，没有鼓励中水利用的机制和引导型经济政策，缺乏水资源定量管理和收费能力；
（4）中水市场需要培育，承担中水项目设计和施工、运行管理的地方企业需要扶持，有关人才需要培养；
（5）景观河流和养鱼水库等敏感水体联系密切，中水景观利用存在一定风险。
1.4 研究目的(Purpose of Research)
中水回用是水资源有效利用的一种形式和途径，也是社会发展的产物。以居民
小区为例，随着人民生活水平的改善，用水量逐年上升，中水回用是将居民生活污水经过处理后回用于居民家中作杂用水或生活用水，既减少了居民小区的排水量，又可以低于自来水水费的价格为居民提供水源，从而降低水费支出，其社会效益、环境效益是不言而喻的。中水回用是对居民小区用水及排水进行根本性的变革，改变了原有的居民用水方式，能全方位节约用水。据测算，如果普遍采用中水设施，徐州市最多可节约50%的生活用水，这样能够节约大量的新鲜用水量，可有效提高水资源的利用效率，保障水资源的良性循环，缓解徐州地区的缺水问题，都是非常有效的。
但是徐州市没有强制性的中水回用的管理办法，居民小区的中水回用在徐州基
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1 绪 论
本上还没有普遍实施。到目前为止，徐州市已建的和规划在建的大型居民小区只有两三家建成并投入使用的中水回用设施。大型建筑小区人口密集，新鲜用水量和污水排放量都特别大，对水资源的需求和浪费也比较严重，在全国的中水回用的大形势下，徐州的中水回用势在必行，必须立即提到日程上来。
同时，在中水回用技术上，我们应该积极探索寻求出一条适合徐州地方状况的工艺先进、结构紧凑、运行费用低、管理维护方便、处理效果好的中水回用的污水处理方案，同时在政策法规上，徐州地区应该及时出台相应的中水回用的强制性的地方性法规。
本文通过对徐州市华厦小康城商住小区和矿大南湖新校区的中水处理系统进行技术研究，探讨建筑小区可被处理回用的污水处理方法及中水回用技术，以供徐州市日后的中水工程设计和运营提供参考，具有实际应用价值。
1.5 研究的主要内容(Main Content)
本文采用实证分析与理论研究相结合、国内资料与国外信息相结合、定量分析与定性分析相结合的研究方法。在对徐州市水资源现状分析的基础上，分析中水回用的技术及常用处理方法的利弊，通过对国内中水回用工程和技术的介绍和对比，结合我市的具体情况，确定我市建筑小区中水回用方案和回用路线、工艺。
具体思路是：首先确定采用分散式的污水回用方式，即小区自建中水处理设施并回用于该小区；其次研究中水回用水源的选用、中水处理工艺的采选（探讨几种中水处理工艺），重点介绍周期循环活性污泥法（CASS工艺）、中水供水安全、消毒工序等。同时结合徐州华厦集团有限公司华厦小康城商住小区和矿大南湖新校区中水回用工程进行居民小区中水回用实例具体分析，针对建筑小区的污水排放情况、中水回用情况、水量平衡、中水工程的经济效益分析等进行研究，确定一条适合徐州地区的居民小区有效的中水回用之路。最后以参照济南市的中水回用现状，探讨徐州市全面实施中水回用经济效益分析和相关中水回用政策法规的制定研讨。
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2 中水回用方式的选用及安全防护措施
Chapter 2 Choice of Water Supply Method and Safe Protection Measure of Recycling of Reclaimed Water
2.1 中水回用方式的选用(Choice of Supply Method of Reclaimed Water)
污水回用有集中式再生回用与分散式再生回用两种方式，集中式是指沿着水体的上下游城市均设置各自的给水系统和排水系统，建设深度处理的城市污水处理厂，经处理后的出水水质必须达到国家规定的排水标准才允许排入水体。下游城镇取水后再经过净化处理达到一定水质标准后，供生产、生活或消防使用；分散式是指在距离污水处理厂较远的居住区，建立独立的小型污水回用处理厂，把污水的一部分经净化处理后就地供给附近的用户使用。建筑中水回用属于分散式污水再生回用系统，其集流的污水水质有优质排水(不含粪便和厨房污水)、杂排水(除粪便污水以外的生活污水)和生活污水（包括粪便污水）3种，经再生处理后的水质应达到生活杂用水水质，供生活洗涤、冲洗便器、绿化和浇灌道路等方面使用。与集中回用相比，分散回用可以节约输送管线费用，但增加了污水处理设施和回用设施的投入，因此选择集中还是分散的回用方式，主要取决于两种回用方式的成本和效益的比较。
我国大部分地区收取污水处理费0.2～0.6元/m3。二级污水处理厂污水处理费应需 0.6～0.8元/m3，加上管网需0.8～1.2元/m3。多污水厂不能按设计能力运行，每吨水处理成本还要增加。收费远低于处理成本，污水处理越多就亏得越多。另外，中水回用难、使用率低，污水厂很难以中水利用取得经费的补充。我市城市污水管网建设严重滞后于城市发展，据调查，15年以上的排污管道有20～60%遭到不同程度的破坏，近18%无法正常使用。在很多地区，污水管道不汇集到一起，而是就近引入江河。这使得污水的收集十分困难，有的地方污水收集率达不到20%。污水管不纳污、污水处理设施“晒太阳”，在全国并不少见。很多城市热衷于建大型污水处理厂，一些地方领导把它作为政绩工程，规模越大政绩越大。实际上，污水厂规模大，管理难度也大，运行成本也高，更重要的是资金需求大，建设周期长，收效慢,而且规模大，污水收集区也大，集污管道长，甚至要多级提升。如果中水回用，还要长距离的中水管道，投资和工期都相应增加。另外，规模大，环境风险也大，一旦出现故障，容易造成较
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2 中水回用方式的选用及安全防护措施
大排污事故，造成较大环境危害。另外污水厂设计进水污染负荷偏高也很普遍，增加了投资，浪费了处理能力，甚至影响处理设施的正常运行，提高处理成本。
城市污水集中处理模式越来越多的受到质疑，“就地收集、就地处理、就地回用”的分散处理模式逐渐兴起，一些试验显示了很好的效果。福建、广东、浙江等地建成了诸如生活小区、集贸市场、洗车场等比较专项的污水处理站。一些地方尝试了污水生态处理。厦门鼓浪屿一个利用 4000多m2绿地的生态土壤深度污水处理工程已经建成，日处理污水500吨。沈阳满堂河生态污水处理厂采用浮动生物床预处理水平潜流式人工湿地辅之以二级处理技术的组合工艺，占地6000多m2，日处理污水２～３万吨，在污水低成本有效处理的同时，形成了独特的人工湿地景观，使污水处理与生态景观形成了有机的结合。
徐州市新建的大型建筑小区绿化面积比较大，许多都布设了人为水景，结合这个实际情况，宜采取污水分散处理模式。小区生活污水通过化粪池处理后，经收集汇入小区中水处理站处理后回用，处理回用的中水除了冲厕和洗车外，还可以用于大量的绿化浇洒和水景补充水用，对小区污水就地处理，就地利用，形成小区水景景观与污水处理一体化系统。该系统应与小区统一规划同步建设。系统的运行管理纳入小区物业管理，运行费用由小区业主的污水处理费或物业管理费承担。分散式中水回用系统以园林的形式建污水处理厂，以污水处理的技术建园林，高效利用资源，节省建设投资，降低处理成本，减少管理费用，综合效益显著。其主要优点：
1、便于管理。系统没有难管理的技术设备，可以与其他物业一起纳入小区物业管理。污水处理费用以小区业主的污水处理费或物业管理费 的形式承担，更能体现“谁污染谁治理”的原则，同时业主直接了解和监督污水处理费的使用，有利于保障污水的正常处理。
2、工程量少。系统就近收集污水，不需长距离集污水管。污水处理过程中有大部分污水经处理后充分回用，从小区排出的污水量大大减少。进入小区排水沟的污水水质已接近地表水水质标准，排水沟兼作氧化沟，应当雨污合流，有利于有氧条件下的自净化。因此城市排水管网和小区排水管道都大大减少，建设投资也随之减少。未进行污水集中管网改造的城市则不需改造；原来以河沟排污的区域更可将排污河恢复为景观河。
3、处理效率高。小区污水来源稳定，主要为居民住宅、宾馆饭店及类似的生活污水中的杂排水，其他来源如洗车场的废水应经过必要的预处理后汇集到小区集水池。因而水质稳定、水量较小、小型的体系有利于针对污水具体情况进行控制管理，
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灵活选择设计适当的处理工艺，确保污水的处理率和处理质量，达到事半功倍的效果；中水处理所占的场地小，其位置选择方便、灵活。进入园林小湖的水质已基本达到非接触景观用水水质标准，可作景观用水，同时在景观湖设置喷泉设施，兼作曝气深化处理。
4、中水回用方便。在专项污水处理站的实例中，处理后的出水就地利用，大大降低了污水处理和中水回用成本，节约了淡水资源。小区中水处理设施对经化粪池处理后的生活污水进一步处理,，处理后的水质完全可用于绿化、洗车、冲厕、路面洒水等，还可根据用水要求分别利用不同处理程度的废水，节约污水处理费用。这样的大部分的杂排水经过处理后回用于当地小区作为中水补充水源，有利于减少市政投资、减轻财政负担。以小区污水处理系统替代集中式城市污水处理厂，还可以消除污水处理厂建设和运营的财政黑洞，避免或减轻国家的巨额建设投资和长期运营费用负担。即使对小区污水处理系统的建设和运行费用实行补贴，也可以通过减免城市设施配套费等形式实现，减少直接支付，也可以按直接投资打折补贴。也有利于城市污水处理的市场化运作，保证与小区同时设计同时建设同时投入使用。小区环境还可明显改善，实现环境建设的价值。
建筑小区中水循环方式是指在建筑小区内建设污水处理和回用设施，将小区居民住户产生的生活污水处理后回用于厕所冲水、卫生保洁、汽车冲洗、绿化浇水、水景补充水、消防用水等。小区园林景观与污水生态处理一体化系统是小型化、生态型、综合利用的分散式城市污水处理的优化模式，它克服了大型集中污水处理厂的巨额投资、高昂费用、低效利用的缺点，高效利用资源，投资少，成本低，见效快，效益好，运行稳定，有良好的环境、经济和社会效益，可望得到广泛应用。
综上所述，本文建议徐州市大型建筑小区采用分散式中水回用的方式，小区内产生的生活污水就地处理并回用，从而减少污水的排放量和对新鲜水的需求量。
2.2 中水安全防护措施(Safe Protection Measure of Reclaimed Water)
（1）中水管道严禁与生活饮用水给水管道连接。
（2）中水池（箱）内的自来水补水管应采取自来水防污染措施，补水管出水口应高于中水贮存池（箱）内溢流水位，其间距不得小于2.5倍管径。严禁采用淹没式浮球阀补水。
（3）中水管道应采取下列防止误接、误用、误饮的措施。
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2 中水回用方式的选用及安全防护措施
①中水管道外壁应按有关标准的规定涂色和标志。
②水池（箱）、阀门、水表及给水栓、取水口均应有明显的“中水”标志。 ③公共场所及绿化的中水取水口应设带锁装置。 ④工程验收时应逐段进行检查，防止误接。
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3 中水水源的选用
Chapter3 Headwater Choice of Reclaimed of Water
3.1 中水定义 (Definition of Reclaimed of Water)
中水是指将人们在生活和生产中产生的污水经集流再生处理后达到相关标准的水。其水质指标低于城市给水中饮用水水质标准，但又高于污水允许排入地表水体的排放标准，亦即其水质居于生活饮用水水质和允许排放污水水质标准之间。城市给水（上水）与城市排水（下水）之间的可被再利用的水，主要是指城市生活污水或城市污水经一定的处理后达到一定的水质标准，并在一定的范围内可使用的非饮用水。
中水回用即城市污水或生活污水经污水处理厂处理后，作为城市给水，回用于农业、工业、市政工程以及生活杂用等方面，是污水资源化、有效地利用水资源的直接措施。 由于用过的水不可避免的受到污染，回用水对象对水质要求又复杂多变，因此，需要针对不同的回用水对象制定不同的回用水水质标准[23]。
3.2 中水回用水质标准 (Water Quality Standard of Recycling of Reclaimed Water)
回用水水质标准是保证用水安全可靠及选择经济合理的水处理工艺流程的基本依据，我国污水再生利用的政策法规、标准及规范从“七五”至今经历了较长的发展、完善过程，概括起来有以下内容[24]：
（1）“七五”期间北京市发布了“北京市水设施建设管理试行办法”（1987），国家颁布了“生活杂用水水质标准”（CJ25.1-89）；
（2）“八五”期间建设部发布了“城市中水设施管理暂行办法”（1995）；国家颁布了“景观娱乐用水水质标准”（GB1294-91）；制定了行业规范：建筑中水设计规范、污水回用设计规范；
（3）“九五”期间制定了行业标准：再生水回用于景观水体水质标准； （4）“十五”期间再生水利用被写入“十五”纲要，国家颁布了一系列规范和标准：
①“建筑中水设计规范”、“污水再生利用工程设计规范” ②《城市污水再生利用 分类》（GB/T18919-2002）
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3 中水水源的选用
③《城市污水再生利用 城市杂用水水质》（GB/T18920-2002） ④《城市污水再生利用 景观环境用水水质》（GB/T18921-2002） ⑤《城市污水再生利用 工业用水水质》 ⑥《城市污水再生利用 补充水源水质》
根据中水回用用途的不同，还应当分别满足以下水环境质量标准： （1）农田灌溉水质标准（GB5084-92） （2）渔业水质标准（GB11607-89）
（3）地下水质量标准（GB/T14848-93）（再生水回灌地下水）
3.3 中水水源(Headwater of Recycling of Water)
中水水源的选择是中水工程设计中的一个关键问题，一般应根据下述要求选用:
(1)中水水源选择应根据原水水质、水量、排水状况和中水回用的水质水量来确定。例如原水和回用水的水量不仅要平衡，原水还应有10%～15%的余量;原水水源要求供水可靠;原水水质经适当处理后能达到回用水的水质标准等。
(2)中水水源一般为生活废水、生活污水、冷却水等。医院污水(尤其是传染病和结核病医院的污水)、生产污水等由于含有多种病菌病毒或其它有毒有害杂质，成分较为复杂，不宜做为中水水源。[25]
(3)中水水源按污染程度不等一般分为下述六种类型。选择中水水源时可以根据处理难易程度和水量大小按照下列顺序进行排列: ①冷却水。 ②沐浴排水。
③洗排水。
④洗衣排水。 ⑤厨房排水。 ⑥厕所排水。
（4）实际中水水源一般不上单一水源，多为上述六种原水的组合。一般可以分成下列三种组合:
①盥洗排水和沐浴排水(有时也包括冷却水)组合。该组合称为优质杂排水，为中水水源水质最好者，应优先选用。
②盥洗排水、沐浴排水和厨房排水组合，该组合称为杂排水，比1)组合水质差一些。
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③生活污水，即所有生活排水之总称，包括厕所排水。这种水质最差。
3.4 原水水质（Water Quality of Raw Water）
原水水质一般随建筑物类型和用途不同而异。表3－1列出各类建筑各种排水污染浓度的主要综合指标。
表3－1 各类建筑各种排水污染浓度
Table3-1 Pollutant Concentration of Each Drainage of Various Construction 建筑 住宅 类别 BOD5(mg /l) 220～厕所 260 500～厨房 800 淋浴 50～60 135 90盥洗 60～70 120
宾馆、饭店 SS(mg/l) 250 BOD5(mg/l) 250 360 250 120～100 ～200 70 180 40～50 150 150～150 70～80 80 COD(mg/l) 300～200 300 SS(mg/l) BOD5(mg/l) 办公楼 COD(mg/l) 360～250 480 SS(mg/l) COD(mg/l) 300～600 900～1350 120～ 120～200 150 （1）当宾馆、饭店、办公楼如设有厨房和淋浴设施时，其排水污染浓度没有系
统的资料。现将北京市一些较大宾馆、饭店和日本大阪府厅舍别馆的统计数据列出: ①办公楼:
淋浴:BOD556～ 71mg/L, CODcr103～ 142mg/L, SS 44～ 63mg/ L
厨房:BOD515～300mg/L(夏季)、108～ 980mg/L(冬季)，CODcr732～844mg/L,SS 218～ 296mg/L
②宾馆、饭店的厨房排水水质，可以参照办公楼的厨房数据选用。
（2）空调冷却水排污水水质指标，目前国内还没有统计资料。国外有关资料: 温度:29～320C COD: 106mg/L BOD5:4mg/L
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3 中水水源的选用
SS: 6～20mg/L 总固体:1100～1300mg/L
（3）优质杂排水、杂排水、生活污水的综合水质指标国内尚无统计资料。
日本工程设计中常用组合排水水质数据，[26]列于表3－2
表3－2 组合排水水质
Table3-2 Water Quality of Integrated Drainage 组合类中水原水 型水质项目 水质项目 BOD5(mg/l) COD(mg/l) SS(mg/l) ABS(mg/l) 优质杂排水 100 80 100 11 杂排水 300 200 250 30 生活污水 300 200 250 9 3.5 中水应用的要求（Applying Quest of Recycling of Water）
中水不同于生活饮用水，根据中水水质标准的规定，中水只能在一定范围内使
用。目前在国内中水主要回用于冲洗厕所、绿化、洗车、浇洒道路和冷却用水等作杂用水使用。中水回用除了满足水量要求外，还应符合下列要求: (1)首先应满足不同的用途，选用不同的水质。
(2)卫生标准是中水回用的重要指标，卫生上应安全可靠，必须达标。卫生指标有大肠菌群数、细菌总数、悬浮物，生化需氧量、化学需氧量等。
(3)中水还应符合人们的感官要求，即无不快感觉，以解除人们使用中水的心里障碍。主要指标不浊度、色度、臭味、表面活性剂、油脂等。
(4)中水回用的水质不应引起设备和管道腐蚀和结垢。主要指标有pH值、硬度、蒸发残渣、溶解性物质等。
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4 中水处理技术原理和处理工艺比选
Chapter4 Technical Principle and Process Comparing
of Recycling of Water Treatment
4.1 中水处理技术原理(Technical Principle of Recycling of Water)
生活污水属于典型的有机废水，好氧技术特别适宜于COD50-4000mg/L范围内的有机废水处理;而利用炭吸附法处理低浓度废水则更为经济有效;另外，厌氧生化法的预处理方法常用于浓度超过4000mg/L的废水;当有机物浓度在50000mg/L以上，则蒸发、焚烧或湿式燃烧等方法更为经济。[27]所以，有机废水的处理技术多种多样，因水质不同而有所差异，需要根据所处理废水中含有的污染物成分、性质不同选择适当的处理方法。常用的污水处理方法有物理法、物化及化学法、生物法三大类。
（1）物理法
物理法是用机械方法去除废水中固体悬浮物杂质，一般包括:筛除、沉淀、气浮、过滤和膜分离等技术。主要单元或处理构筑物有格栅、沉淀池、气浮池、过滤二池、膜处理设备等。
（2）物理化学及化学法
利用化学反应及药剂作用，转化、分离、回收或处理污水中的污染物质，常用于工业废水的处理过程，包括混凝、吸附、催化氧化、电解等。混凝法是应用最多的技术之一，国内外有关混凝技术的研究热点主要集中在对混凝机理分析，高效复合混凝剂的研制开发及现有混凝剂的复配使用等方面，方法是通过对现有混凝剂结构中引入新的离子或基团，或将聚合物与其它化合物复合，生成与污染物结合更牢固、效率更高的复合混凝剂，以达到最大限度去除水中溶解性、分散相有机物的目的。[28]通过近几十年来的不断研究与发展，混凝法在工业废水处理上应用较广，工艺技术也较为成熟，但药剂用量大，沉渣需处理，存在二次污染等缺点，影响该技术的进一步推广。 相比之下，吸附法具有出水水质好，占地少、吸附速度快、稳定性好等优点。在一般的情况下，可选用活性炭、吸附树脂、硅藻土及高岭土等材料作为吸附剂使用。但该方法的缺点是预处理过程相当繁琐，材料的一次性投资大，吸附剂再生困难等。因此，如何降低运行费用，开发廉价吸附剂及对现有吸附剂进行改性处理，提高废水COD、 BOD的去除率是吸附法今后发展的方向之一。
催化氧化法是在传统化学氧化法基础上改进与强化，一般可分为多相催化氧化法
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4 中水处理技术原理和处理工艺比选
和光催化氧化法，常用催化剂有Forton试剂等。与其它化学法相比，催化氧化法具有氧化彻底、设备简单、操作方便等优点。但由于催化剂价格较高，导致废水处理成本增大，使其应用范围大大缩小。因此，开发廉价的催化剂及研究催化和分离一体化的固定相催化是催化氧化法近年来的研究重点。
（3）生物法
生物法是利用微生物的新陈代谢作用处理污水中呈溶解或胶体状有机污染物质的一种水处理方法。生物法可分为好氧生物处理法和厌氧生物处理法，其中好氧法广泛用于生活污水及性质与之相近的工业废水的处理过程。根据微生物在水中所处的状态不同，生物法又可分为活性污泥法和生物膜法，经过近几十年的不断努力，活性污泥法和生物膜法的形式已发展为多种多样。
①活性污泥法:包括传统活性污泥法、完全混合活性污泥法、阶段曝气活性污泥法、吸附一再生活性污泥法、延时曝气活性污泥法及高负荷活性污泥法、AB法、氧化沟工艺、SBR工艺、CASS工艺等。
②生物膜法:有普通生物滤池、高负荷生物滤池、塔式生物滤池、生物转盘及生物接触氧化等。
③自然处理法:稳定塘法、土地处理法。
④厌氧处理法:UASB反应器、复合式厌氧反应器、厌氧生物膜法。 ⑤其它处理方法:脱氮除磷A/0与AZ/0法。
4.2 中水处理工艺比选(Process Comparing of Recycling of Water)
目前，中水处理技术很多，包括生物接触氧化，曝气生物滤池，膜一生物反应器，CASS工艺等。选用工艺时应考虑污水原水水质、中水用途与水质要求、工艺本身的处理能力、运行稳定性，占地与运行管理等。
（1）采用以接触氧化为主要工艺的“物化一生化一物化”的三级处理工艺: 污水→格栅→初沉→接触氧化→二沉→过滤→消毒→中水回用
针对生活污水特点，采用目前较为成熟的生物处理技术接触氧化法，然后经沉
淀、过滤和消毒后，进行回用。水质参数按一般生活污水水质设计计算，出水可以基本达到国家生活杂用水水质标准。技术特点:投资省，占地小，工期短;处理效果稳定可靠;可通过先进的控制技术，实现全过程自动控制。设备特点:可以是地上式或地埋式;对周围环境无影响;操作简单、维修方便;运行费用低。也可采用一体化设备:①初
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沉池②生物接触氧化池③二沉池④消毒池⑤污泥池⑥风机房⑦风机、水泵、配电装置组成。
（2）采用曝气生物滤池工艺(BIOFOR)
污水→格栅→初沉→曝气生物滤池→消毒→中水回用
曝气生物滤池是集生物膜吸附、生物膜絮凝、生物化学反应、过滤净化于一体的生物净化工艺。BIOFOR采用高滤速过滤，工艺所需的占地面积仅为常规工艺的1/10-1/5。生物膜定期更新，特别适用于以下场合:要求处理出水水质高(如达到生活杂用水水质标CJ25.1-89);占地面积紧张;水温低，实践表明，在水温6一10℃的范围内，BIOFOR可正常运行:水量变化大。BIOFOR具有很强的抗冲击负荷能力，甚至在停止运行后，再次启动需要很短的时间即可完全恢复正常的处理效果。基建投资低，运行费用少。BIOFOR同时具有高滤速和高负荷的特征，在占地面积小的同时，池体体积也大大缩小，有效地降低了基建投资;同时BIOFOR的氧利用率高，曝气量仅为常规工艺的1/6左右，有效地降低了曝气所需的动力费用。环境质量高，BIOFOR工艺产生的臭气极少，有效地改善了污水处理环境。但是生物膜的反冲洗和再生是目前还未成功解决的问题。
(3)膜生物反应器工艺(MBR)
污水→格栅→调节池→膜生物反应器→消毒→中水回用
膜生物反应器技术(MBR)是20世纪末发展起来的水处理高新技术，它利用了膜分离的选择透过性与高效性，又利用了生物处理有效性及彻底性，将水中的有害物质最大限度地去除，因此，该技术处理后的污水水质清澈，有机物含量极低，可直接回用，该项技术目前己被许多发达国家广泛应用，在有些国家污水经过处理后可直接饮用。MBR工艺减少了传统工艺大部分的处理单元，大幅节省了基建投资和占地，污水在处理设备中停留时间由传统工艺的8-12小时减少到4小时，且避免了传统处理难以去除的气味，水质优于国家建设部“生活杂用水水质标准”。最重要的是它做到了污水的分散处理，可随时处理随时使用，避免了长距离运输，而且完全的自动化控制使得运行管理简单。
（4）周期循环活性污泥法工艺（CASS）
污水→格栅→沉砂池→CASS反应器→消毒→中水回用
CASS工艺是在SBR的基础上发展起来的，是21世纪国内外普遍使用的成熟的有机废水处理工艺。该污水处理具有高效的有机物去除率，同时具有良好的除磷脱氮效果，设备投资少，运行费用低，管理操作简便。该工艺非常成熟，适用条件较广。上
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4 中水处理技术原理和处理工艺比选
述几种生物膜的污水处理工艺由于生物膜容易堵塞和腐化，膜的反清洗较复杂，制膜成本和能耗较高，由于这些原因，生物膜法在徐州市的应用很少，原徐州溶剂厂生物膜处理工艺的失败就是一个非常典型的例子。
本文着重介绍目前国内外运行比较成熟先进的CASS工艺，同时结合华厦集团有限公司华厦小康城商住小区的中水回用的工程来论证该工艺的可行性。
4.3 周期循环活性污泥法(CASS工艺)(CASS Process)
4.3.1 CASS工艺原理(Principle of CASS)
CASS(Cyclic Activated Sludge System)是在间歇活性污泥（Sequence Batch Reactor ,简称SBR）的基础上发展起来的，即在SBR池内进水端增加了一个生物选择区（可曝气或不曝气的预反应区），后部出水采用可升降的自动撇水装置；其工作过程分为曝气、沉淀和排水三个阶段，运行过程中连续进水，排水方式灵活，周期循环进行(沉淀期、排水期仍连续进水) 。
图4－1 周期循环活性污泥法（CASS）工作原理
Graph4-1 Principle of CASS Process
4.3.2 CASS工艺流程(Flow of CASS)
如下图所示：污水连续进入预反应区（曝气或不曝气均可），经过隔墙底部进入主反应区，在保证供氧的条件下，使有机物得到彻底分解。根据进水水质及排放标准设计运行控制参数，如有机负荷、工作周期、水力停留时间等。对生活污水通常设计4小时为一个工作周期，其中曝气2小时，沉淀1小时，排水1小时。
CASS法工艺流程为图4－2。
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图4－2 CASS法工艺流程
Graph4－2 Flow of CASS Process
传统活性污泥法工艺流程为图4－3
图4－3 传统活性污泥法工艺流程
Graph4-3 Flow of Traditional Activated Sludge Processes
4.3.3 CASS工艺主要设备的特点(Characteristic of Main Equipment)
生物选择区的特点
设置生物选择区的主要目的是使系统选择出絮凝性细菌，其容积约占整个池子的10%。生物选择器的工艺过程遵循活性污泥的基质积累--再生理论，使活性污泥在选择器中经历一个高负荷的吸附阶段(基质积累)，随后在主反应区经历一个较低负荷的基质降解阶段，以完成整个基质降解的全过程和污泥再生。
据有关资料介绍，污泥膨胀的直接原因是丝状菌的过量繁殖。由于丝状菌比菌胶团的比表面积大，因此有利于摄取低浓度底物。但一般丝状菌的比增殖速率比非丝状菌小，在高底物浓度下菌胶团和丝状菌都以较大速率降解底物与增殖，但由于胶团细菌比增殖速率较大，其增殖量也较大，从而较丝状菌占优势，这样利用基质作为推动力选择性地培养胶团细菌，使其成为曝气池中的优势菌。所以，在CASS池进水端增加一个设计合理的生物选择器，可以有效地抑制丝状菌的生长和繁殖，克服污泥膨胀，提高系统的运行稳定性。
CASS工艺对污染物质降解是一个时间上的推流过程，集反应、沉淀、排水于一体，是一个好氧-缺氧-厌氧交替运行的过程，同时具有一定脱氮除磷效果。
曝气方式的特点
CASS工艺采用潜水射流式水下曝气器，该曝气器是由潜水泵和射流器组成，强制喷出的水流通过射流器的喷嘴产生吸力，将水面以上的空气由空气管吸入射流器，
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4 中水处理技术原理和处理工艺比选
在扩散段与水混合，混合液从射流器喷出，在池中形成强烈的涡流，大量的氧气溶解在水中。
CASS型潜水射流曝气机的特点： ①极高的溶氧效率
②对流和循环达到了最佳的混合搅拌效果 ③强制流动避免了污泥沉淀 ④防治了污泥和杂质的堵塞 ⑤噪音低
⑥搅拌与溶氧同时进行，可省去鼓风机 ⑦省去了鼓风机房和空气管道系统，节省投资 ⑧安装维护方便，不受运行干扰
由于小区大都是居民居住区，对环境的要求比较高，因此污水厂建设时应充分考虑噪音扰民问题和污水厂操作人员的工作环境，采用水下潜水射流曝气机代替传统的鼓风机曝气可有效解决噪音污染。另外，由于CASS工艺独特的运行方式，采用水下曝气机可省去复杂的管路及阀门，安装、维修方便，使用灵活，可根据进出水情况开不同的台数，在保证效果的条件下，达到经济运行的目的。
撇水方式的特点
撇水机是CASS工艺的关键组成部分，其性能是否稳定可靠直接影响到CASS工艺的正常运行。目前，国内外对撇水机仍在进行研究和开发，按照目前所用的原理，撇水机可分为三种类型，即浮球式、旋转式和虹吸式。撇水机研制的关键是解决滗水过程中，堰口、导水软管和升降控制装置与水流之间形成的动态平衡，使之可随排水量的不同调整浮动水堰浸没的深度，并随水位均匀地升降，将排水对底层污泥的干扰降低到最低限度，保证出水水质稳定。
与传统活性污泥法的比较
与传统活性污泥工艺相比，CASS工艺具有以下优点：
（1）建设费用低。省去了初次沉淀池、二次沉淀池及污泥回流设备，建设费用可节省10%～25 %。以10万吨的城市污水处理厂为例，传统活性污泥法的总投资约1.5亿，CASS法总投资约1.1亿。
（2）工艺流程短，占地面积少；污水厂主要构筑物为集水池、沉砂池、CASS曝气池、污泥池，而没有初次沉淀池、二次沉淀池等，布局紧凑，占地面积可减少20－35%。以10万吨的城市污水处理厂为例，传统活性污泥法的占地面积约为180亩，
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CASS法的占地面积约60亩。
（3）运转费用省。由于曝气是周期性的，池内溶解氧的浓度也是变化的，沉淀阶段和排水阶段溶解氧降低，重新开始曝气时，氧浓度梯度大，传递效率高，节能效果显著，运转费用可节省10%～25%。
（4）有机物去除率高，出水水质好。通过合理的设计和良好的管理，对城市COD为400mg/l时，出水小于30mg/l以下。
（5）管理简单，运行可靠。污水处理厂设备种类和数量较少，控制系统比较简单，工艺本身决定了不易发生污泥膨胀，所以，控制系统简单，运行安全可靠。
（6）污泥产量低，污泥性质稳定。
（7）不仅能有效去除污水中有机碳源污染物，而且具有良好的脱氮、除磷功能。 （8）无异味。 与SBR工艺的比较
与SBR工艺相比，CASS工艺具有以下优点：
（1）其反应池由预反应区和主反应区组成，因此，对难降解有机物的去除效果更好。
（2）进水过程是连续的，因此，进水管道上无需电磁阀门等控制元件，单个池子可独立运行，而SBR进水过程是间歇的，应用中一般要2个或2个以上的池子交替使用。
（3）排水是由可升降的堰式撇水机完成的，随水面逐渐下降，均匀将处理后的清水排出，最大限度降低了排水时水流对底部污泥的搅动。
（4）CASS法每个周期的排水量一般不超过池内总水量的1/3，而SBR则为3/4，所以，CASS法比SBR法的抗冲击能力更好。
CASS工艺处理效果
CASS生物处理法是周期循环活性污泥法的简称，该工艺最早在美国应用，资料显示在名尼苏达州草原污水处理厂、密执安州地区废水处理厂应用均获得了良好的处理效果。此工艺的COD去除率达85％，BOD去除率达95％，并能达到良好的除磷脱氮效果。该工艺应用比较广泛，美国、加拿大、澳大利亚已有270家污水处理厂应用该工艺。在我国上海、昆明、北京等地也应用该工艺处理生活污水和工业废水，已有几十个工程实例。目前，该工艺已成功应用于生活污水、医院污水、食品废水等方面的治理，受到环保部门和广大用户的广泛关注和一致好评。
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4 中水处理技术原理和处理工艺比选
采用CASS工艺处理小区污水，出水水质稳定，优于一般传统生物处理工艺，其出水接近《生活杂用水水质标准》(CJ25.1-89)，主要项目见表4－1。[29] 通过过滤和消毒处理后，就可以作为中水回用。
表4－1 生活杂用水水质标准
Table4-1 Water Quality Standard of Municipal Miscellaneous Water 项目 溶解性固体(mg/L) 悬浮性固体(mg/L) 色度(度) 臭 pH BOD(mg/L) COD(mg/L) 氨氮(mg/L) 总大肠菌群(个/L) 便器冲洗、城市道路浇洒 1200 10 30 无不快感觉 6.5～9.0 10 50 20 3 洗车、扫除 1000 5 30 无不快感觉 6.5～9.0 10 50 10 3 4.4 消毒(Disinfection)
消毒的主要目的是利用物理或化学方法杀灭污水中的病原体微生物，防止对人类及禽畜的健康产生危害或对生态环境造成污染。城市污水二级处理出水中的微生物一般黏附在悬浮固体上，经过一定的深度处理后，细菌的相对含量大幅度减少，但其绝对值仍然很可观，并可能存在病原菌。为了确保再生水的卫生安全，必须进行杀菌消毒，以满足再生水标准中的细菌学指标要求。
消毒方法大体可分为物理法和化学法两类。物理法是利用热、光波、电子流等来实现消毒作用的方法，主要有加热、冷冻、辐射、紫外线、微电解消毒等。化学法主要通过向水中投加化学消毒剂以实现消毒的目的，常用的化学消毒剂有多种氧化剂（液氯、臭氧、溴、碘、高锰酸钾等）、某些重金属离子（银、铜）及阳离子型表面活性剂等。
国内外再生水厂常用的消毒方法有液氯、二氧化氯、臭氧和紫外线消毒等。各种常用消毒方法综合比较见表4-2所示。
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表4-2 各种常用的消毒方法综合比较表
Table 4-2 The Integrative Comparison of Different Disinfection Methods 项目 方式 液氯消毒 中等 最低 最低 30分钟 大 高 中等偏下 简单 大 有危险 危险较大 有毒 有 有 二氧化氯消毒 中等 中等 最低 ≤30分钟 较小 高 中等 中等 较小 现场制取 危险较大 有毒 少量 有 臭氧消毒 高 中等偏上 高 5-10分钟 小 高 高 复杂 大 现场制取 中等危险 无 较少 有 UV消毒 中等偏上 中等偏下 较高 30-60秒 小 高 高 简单 小 现场制取 危险较小 无 无 无 投资 运行费用 能耗 接触时间 占地面积 对细菌灭活效率 对病毒灭活效率 操作难易程度 维护工作量 运输过程安全性 使用现场安全性 对鱼类等的毒性 消毒副产物 腐蚀性 通过表4-2可以看出，液氯消毒仍然是目前最为低廉的消毒手段，二氧化氯是性能、价格等方面较为适中的消毒方式。为了方便运行、维护、降低投资和运行费用，建筑小区中水回用之前的消毒均采用相同的加氯消毒工艺[30] 。消毒剂宜采用次氯酸钠、二氧化氯，投加消毒剂应采用自动定比投加，与被消毒水充分混合接触，采用氯化消毒时，加氯量一般为有效氯5-8mg/L，接触时间应大于30min。
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5 中水回用工程实例分析
5 中水回用工程实例分析
Chapter5 Case Analysis of Recycling of Reclaimed
Water Project
5.1 工程实例1－华厦小康商住小区(Reclaimed Water Project No.1- Huasha residential areas)
5.1.1 项目概况(Item General Situation)
随着社会经济的发展和人民生活水平的不断提高,住宅人均用水量需求逐渐增加;此外住宅小区内常常要进行大面积的绿化,并设置一些水景，以美化环境；随着家用轿车数量的增加，某些小区开始开发中水洗车站。住宅区的用水量己经较传统意义上的生活用水有了较大幅度的增加。
对这些用水有没有可能及必要采用分质供水，进行中水回用，其运营方式及经济效益如何，房地产开发的投资者也开始加以重视。
从这些问题出发以徐州华厦小康城住宅小区为例，对该住宅区采用中水回用进行设计分析。
华厦小康城商住小区位于徐州市淮海西路以北、二轻路以东，小区位于城市污水管网覆盖范围内，北临废黄河。该小区总用地面积6.57公顷，绿化占地面积1.2万m2，建筑面积12万m2，总投资9972万元。小区预计有3500人入住，室内均有卫生设施及冷热水供应。人均用水量按150L/人•d计算，用水量约为552m3/d；生活污水量按用水量的85％计算，则生活污水产生总量为469m3/d。该小区住户的收入平均水平较高，预计入住住户私人轿车拥有率约为30%左右，因此全小区预计共计有小汽车300辆左右。小区设有冲洗站以及水景景观等设施。
该小区的中水水源的状况如下：
对少有集中空调的小区冷凝冷却水是最好的水源但这种水源受季节的变化比较大.难以得到稳定的水量满足中水的需求。因此本住宅小区选择收集卫生间里除粪便以外的废水如:盥洗、沐浴、厨房以及洗衣排水。这部分中水水源的特点是：(1)水质较好.(2)比较稳定的水量。
处理后的水用于冲厕、绿化浇洒、洗车等。 中水供水方案如下:
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淋浴、盥洗、厨房及洗衣排水—中水原水管道(与粪便污水管道分设)—中水处理站—中水水池—中水供水设备—中水管网—用户。
水量计算如下：
总用水量:每户各项用水标准和用水量：
厨房127L/ d；淋浴171L/ d；盥洗（含洗衣）83 L/ d；冲厕171L/ d；供水量552 L/ d中可用于中水水源的量（除冲厕水外）为381×0.85×1000= 324m3/ d。
拟采用中水的各项用水：
道路浇洒及绿化2L/m2/d，计20m3/ d；汽车冲洗：汽车按每三天冲洗一次考虑，同时考虑内外部车辆冲洗相抵，每天约100辆车冲洗，每辆车400 L，计40 m3/ d；厕所冲洗:每户120l/d (白天上班、上学，取较小值)，总计120m3/ d；绿化用水预计20 m3/ d；其他水景等补水:40 m3/ d。上述日均用水量小计为240m3。
水量平衡计算：
根据上述的分质供水方案。.该小区日用水总量为552 m3，其中约240 m3采用中水供应，可用中水水源为324m3/ d，因此中水水源充分、安全。
小区的生活污水主要来源于小区居民的洗浴、盥洗、厨房、冲厕等，用水量见下表表5－1。
表5－1 居民用水量统计
Table5-1 Statistic of Resident Water Consumption 序号 用途 1 2 3 4 5 洗浴 盥洗 厨房 冲厕 合计 用水量（m/d） 171 83 127 171 552 3排水量（m/d） 用水百分比(%) 162 79 57 171 469 31 15 23 31 100 3
根据《建筑小区•中水•工程》相关计算方法及小区绿化面积，估算小区中水回用水量见下表5－2。
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5 中水回用工程实例分析
表5－2 小区中水回用量
Table5-2 Quantity of Recycling of Reclaimed Water in Residential Areas 用水类型 冲厕 绿化用水 洗车用水 道路浇洒及消防用水 水量(m/d) 120 合计(m/d) 33景观补充水 40 20 40 240 20 本小区生活污水排放数据采用徐州市西苑小区某日早7：30、中午11：30、晚17:30三次对小区生活污水进行的实地监测数据的平均值。
表5－3 西苑小区生活污水水质 单位：mg/l（PH除外）
Table5-3 Water Quality of Demostic Sewage in Xiyuan Area 监测 频次 1 2 3 平均值 PH 7.84 7.81 7.80 7.82 CODcr BOD5 106 150 119 125 52.6 63.1 58.8 58.2 SS 93 114 86 98 LAS 1.74 1.64 0.88 1.42 NH3-N 物油 31.4 40.5 34.0 35.3 2.3 2.8 1.1 2.1 3.51 4.24 3.51 3.75 动植 TP 小区设计进、出水指标见下表。
表5－4 设计进水和出水指标 单位：mg/l
Table5-4 Influent and Effluent Index Designed 粪大肠菌 项目 进水指标 出水指标 去除率 － （％） 75 86 90 66.7 － 71.4 62.5 PH 7.82 6.5～9 CODcr BOD5 150 50 70 10 SS 100 10 LAS 群数（个/l） 1.5 0.5 － 3 NH3-N 40 10 TP 4.0 1.5 5.1.2 两种处理工艺的比选(Comparison and Choice of Two Treating Processes)
综合考虑项目水质、水量及技术经济的可行性和操作管理简便等因素，结合工程规模相对较小和可利用资源的占地面积有限等具体情况，项目污水可以采用生物接触氧化法和CASS工艺处理。
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A、生物接触氧化法
工艺流程图见下图（图5－1）。
↓鼓风 ↓鼓风
生活污水→格栅→水解酸化调节池→泵→两级生物接触氧化及沉淀池→ ↓污泥排放 ↓混凝剂 ↓消毒剂 中间水池→泵→石英砂过滤器→中水池→中水
该工艺采用水解酸化－两级接触氧化－过滤－消毒的工艺流程。污水经格栅截留大颗粒污染物后流入调节池，调节池采用曝气式，以均衡水质水量，并通过曝气搅拌避免污染物沉淀。调节池后部设水解酸化段，利用细菌在厌氧条件下短时间内的水解酸化反应，降解污水中的大分子有机物，有利于细菌好氧分解。好氧处理采用两级生物接触氧化，大量有机物在这里被细菌好氧降解。生物接触氧化出水再经过微絮凝过滤、消毒，即可完成深度处理。
北京顺天通房地产开发有限责任公司曾采用接触氧化法处理居民小区生活污水，出水水质完全可以达到《城市污水再生利用 城市杂用水水质》（GB/T1890－2002）、《城市污水再生利用 景观环境用水水质》（GB/T18921-2002）标准，处理后的水回用于人工湖景观用水、绿化及道路撒水等，效果良好。
中水设施占地面积：600m3；工程投资：工程总投资106万元，其中土建投资50万元，设备投资56万元；运行成本：0.85元/m3。
B、CASS工艺
工艺流程图（图5－2）
消毒 ↓
污水→格栅→CASS池→中间水池→提升泵 ↑ ↓
∣ 膜过滤器→ 冲车、景观等 ∣ ∣ ↑
―――― ―― 空压机
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5 中水回用工程实例分析
小区污水经格栅截留去除颗粒较大的悬浮物、漂浮物后，自动流入CASS池，CASS池是本处理工艺关键生化处理构筑物。CASS池由一个大池隔成两格，格墙底部开孔，使两格水流相通，污水中的有机物在微生物的作用下进行氧化分解，由于CASS池独特的运行方式，池中的溶解氧在不断的变化中，有较好的除磷脱氮效果；净化后的水排入中间水池进行消毒处理，再由提升泵提升至膜过滤净水器；膜过滤净水器使利用生物膜过滤、吸附作用，去除废水中较难以生化处理的有机物，是本污水处理工艺的把关设备，反冲洗时由空压机给膜过滤净水器供气以冲洗滞留在生物膜表面的杂质，杂质和水的混合物通过排污口流入CASS池循环处理，经过膜过滤净水器的出水作为冲车、景观等用水回用。
济南海关污水处理回用工程采用CASS工艺，处理后的出水作为车辆冲洗水绿化洒水等，经现场监测，出水水质完全可以满足《城市污水再生利用 城市杂用水水质》（GB/T1890－2002）、《城市污水再生利用景观环境用水水质》（GB/T18921-2002）标准。
中水设施占地面积:300m2；工程投资：总投资80万元；运行成本：0.75元/m3，详见下表表5－5。
表5－5 项目水处理运行成本
Table5-5 Operation Cost of Water Treatment 项目 运行费用 （元/m） 3人员工资 0.09 电费 0.31 消毒药剂费 设备折旧费 0.05 0.24 维修费 0.06 合计 0.75 水处理工艺比选
作为特定的目标对象，小区中水系统存在着普遍的特点，其处理设施所选择的工艺必须具备与之相符合的功能。
（1）由于居民用水从时段上讲很不均匀，因此所选择的处理工艺必须具有较强的耐冲击负荷能力。
（2）物业管理公司的操作人员很难掌握专业的水处理知识，所以设计的工艺系统应便于操作和维护。
（3）国家的相关中水回用标准，对氮、磷有比较高的要求，特别是需要回用于人工湖等景观水体的中水系统，为防止出现黑臭等富营养化现象，处理设施所选择的工艺应具备脱氮除磷的功能。
（4）运行处理成本低也是选择工艺时必须考虑的一个重要因素。
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中国矿业大学硕士学位论文
上述两种工艺比较分析见下表表5－6。
表5－6 生物接触氧化法和CASS工艺比较 Table5-6 Comparision of SBR with CASS Process 工艺 占地面积 投资费用 运行成本 脱氮除磷功能 管理、人员要求 出水水质 耐冲击负荷 生物接触氧化法 600m 106万元 0.85元/m 一般 一般 达标 一般 32CASS工艺 300m 80万元 0.75元/m 较好 一般 达标 较好 33综上所述，以CASS工艺为主体的污水处理设施占地面积相对较小，投资费用相对较低，而且脱氮除磷效果较好，所以CASS工艺为项目首选工艺。
5.1.3 小区污水处理站设计(Design of Sewage Treatment Station)
鉴于上述中水处理站设计要点，项目污水处理厂在设计中应当紧紧围绕着居住小区内建设的特殊情况，力求占地小、美观，同周围景观相协调、运行管理方便、运行费用低、减少对小区居民的影响和保证除磷脱氮的原则进行设计。
（1）构筑物高度设计
考虑到污水处理站在生活小区之内，污水处理站各构筑物可采用泉地下式。 （2）降低噪音设计
采用水下曝气机代替传统的鼓风机曝气，可有效解决噪声污染。另外，由于CASS工艺独特的运行方式，采用水下曝气机可省去复杂的管路及阀门，安装、维修方便。
（3）除臭设计
项目污水处理站拟建成全地下式后，污水处理过程中产生的臭味，可得到有效的控制。
（4）CASS生化池设计
可将CASS池设计为圆形利浦罐结构。为了达到相同的脱氮磷效果，将圆形池设计成3个同心圆。从内到外分别为选择器、厌氧区、主曝气区。它们的容积比为1：5：30。选择器设在内环，其最基本的功能是防止污泥膨胀。在选择器、污水中溶解性有机物质能通过生物吸附作用得到迅速去除。回流污泥中的硝酸盐也可在此选择器中得
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5 中水回用工程实例分析
以反硝化反应。厌氧区设置在池子的中环，主要是创造生物反硝化的条件，同时在此区内污泥中的嗜磷菌充分释放出已吸收的磷，为在好氧区内再吸磷创造条件。池子的外环为曝气区，主要进行BOD5降解和同时进行硝化过程，同时，嗜磷菌在此区内大量吸收污水中的磷而进入污泥中，通过剩余污泥的外排而实现除磷，设计中增加了在生化系统中投加化学絮凝剂的系统，使化学法除磷与生化法除磷同时进行，污泥回流、剩余污泥排放系统设在池子的外环。采用潜污泵，污泥不断地从主曝气区抽送至生物选择器中。污泥回流约为进水量的20％，滗水器设于反应池的外环。
该项目污水排放水量为469m3/d，其中240 m3/d作为小区内部的冲厕用水、绿化用水、汽车冲洗水及景观用水等回用，其余的水排入城市截污管网。项目废水经处理后可以达到《城市污水再生利用 景观环境用水水质》（GB/T18921-2002）水质要求。
5.1.4 中水处理站的设计要点(Design Points of Treatment Station of Recycling of Water)
中水处理站设计要点：
根据《建筑中水设计规范》，中水处理站的位置应根据建筑的总体规划、中水原水的产生、中水用水的位置、环境卫生和管理维护要求等因素确定。
（1）以生活污水为原水的地面处理站与公共建筑和住宅的距离不宜小于15米，小区中水处理站按规划要求独立设置，处理构筑物宜为地下式或封闭式。
（2）处理站的大小可按处理流程确定。对于建筑小区中水处理站，加药贮药间和消毒剂制备贮存间，宜与其他房间格开，并有直接通向室外的门。
（3）处理构筑物及处理设备应布置合理、紧凑，满足构筑物的施工、设备安装、运行调试、管道敷设及维护管理的要求，并应留有反展及设备更换的余地，还应考虑最大设备的进出要求。
（4）处理站应设有适应处理工艺要求的采暖、通风、换气、照明、给水、排水设施。
（5）处理站的设计，对采用药剂可能产生的危害应采取有效的防护措施。 （6）对中水处理中产生的臭气应采取有效的除臭措施。
（7）对处理站中机电设备产生的噪声和振动应采取有效的降噪和减振措施，处理站产生的噪声值不应超过《城市区域环境噪声标准》（GB3096－93）要求。
5.1.5 中水处理站的设计原则(Design Principles of Treatment Station of Recycling of Water)
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另外作为居住小区，污水处理站的设计还应遵循下列原则：
（1）污水处理设施的设计和建设必须结合小区的整体规划和建筑特点，即外观设计上要与小区建筑环境相协调，以求美观。
（2）在污水处理工艺上力求简单实用，以方便管理。
（3）在高程布置上应尽量采用立体布局，充分利用地下空间。平面布置上要紧凑，以节省用地。
（4）污水处理厂位置应进可能位于小区下风向，与其它建筑物有一定的距离，以减少对环境的影响。
（5）设备化、定性化、模块化，施工安装方便，运行建议，设备性能稳定，适合分期建设。
（6）处理程度高，污泥产生量少，并尽可能采用节能处理技术。
（7）处理构筑物对水力负荷和有机物负荷的适应范围较大，使系统有较好的经受冲击负荷的能力。
（8）小区内的人口是逐渐增加的，因此小区污水处理厂应留有发展余地。
5.2 工程实例2-矿大南湖新校区(Reclaimed Water Project No.2-NanHu Region of CUMT)
5.2.1 项目概况(Item General Situation)
中国矿业大学新建南湖校区，以适应学校的发展和日益扩大的学校规模。工程总投资约15.4亿元人民币，建设周期4年。目前工程前期准备工作已经完成,一期工程全面展开。
南湖校园坐落于徐州市西南部的云龙湖风景区，距翟山校区4.5公里，距市中心（古彭广场）6.5公里。南湖校区东临风景秀美的泉山，西达拉犁山脚下，南面为学校的规划预留用地，北临城市三环公路。新校区占地约190.5公顷，东西宽约1200米，南北长约1800米，呈不规则的长方形。规划总用地2858亩，设计总建筑面积为789400平方米，区内规模设计容纳在校生近期规划为10000人，远期规划为25000人。
新校区规划的\"一带一心三轴\"的格局、三个层次的园林化与生态化空间、其核心部分是校园内占地达6000 m2的人工河湖和占地达30720m2的绿地，水是这一园林化校园的灵魂，也是维持园林化校园需要消耗最多的自然资源。但是，南湖校园具有比较特殊的水文环境，校园和两侧山坡以及云龙湖南岸部分湿地、农田构成一个独立的
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5 中水回用工程实例分析
小汇水区。该汇水区内地下水资源贫乏，没有客水资源，汇水区内的雨水是校园唯一、但又是不可靠、不易利用的水源。园林化校园设想和该地区水资源贫乏构成一对尖锐的矛盾。校园排放的污水自然排向就是徐州市需要特别保护的徐州明珠—云龙湖，根据市人大制定的云龙湖保护条例，任何单位不允许向云龙湖排放污水。这也给校园污水处理系统的规划和建设增加了难度。
因此，要建设一个与环境友好的、可持续发展的新型校园，就必须安排好校园污水处理和选择好尾水的接纳水体，就必须进行污水处理站尾水资源化，在校园内实现分质供水，通过这些措施减少对自来水的消耗和满足景观用水和生活杂用水的需求。同时，通过对尾水的消耗性利用，减少校园尾水排放量，减轻外排水的压力。所以说，要实现校园的可持续发展，首先要实现各类水资源的可持续性开发和利用，并把校园生态环境建设和景观建设结合起来。
5.2.2 自来水用量预测(Predict on Runwater Quantity)
根据中国矿业大学南湖校区总体规划，新校园内实行雨污分流制，雨水直接排入原汇水水体-云龙湖，污水收集并经过深度处理后排放。在调查基础上，决定处理后的尾水用于建筑物冲厕、绿地灌溉和景观水体用水，并增加污水厂处理深度。因此要增加处理设施和中水泵站和管网，各建筑物的中水管路预算投资。
在南湖校区污水处理厂设计方案邀标文件中，确定的达到设计人数校区自来水日消耗数量为8000m3/d ，其中包括了生活用水，绿化灌溉用水和景观用水。其来源是根据原校区自来水消耗量和新校区绿地和水面面积，确定中水回用规模为5000m3/d，污水处理厂规模为8000m3/d。
1、根据用水指标估计
中国矿业大学南湖校区设计在校学生25000人，考虑教师和其他教学辅助人员，总计人数3万人。达到该设计指标后，新校区日消耗水量：
TW = 0.360m3/d人 X 30000人 = 10800m3/d
式中，0.36m3/（d人）是根据城市给水工程考虑统一用水量时采用的人均综合生活用水量指标、徐州都市圈形成后，徐州市人均用水水平提高等因素。该指标也是徐州新制定的城市发展规划采用的指标。
高等学校在计算自来水用量时，要考虑寒暑假的影响，假期3个月水的消耗量只有平时1个月的量，则上述用水量修正为
TW = 10800X10/12 = 9000m3/d
考虑中水回用，可以顶替35%自来水（用于冲厕），实际自来水用量为
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CW’= 9000 X 65% = 5850 m/d
用于冲厕的中水水量为3150m3/d。高等学校用水情况有别于城市和居住区，根据有关手册，教育用地的用水量指标为1.00-1.50x104m3/km2d。新校区占地面积1.2km2，因此，计算结果要高于上述数值。
2、根据中国矿业大学翟山校区实际用水情况分析
2002年，中国矿业大学翟山校区学生人数和教师人数总和已经超过3万人，该年用水量统计见下表。
表5-7 中国矿业大学校区用水量统计（2002年，按用水量大小排列）
Table5-7 Water Consumption Statistic of Campus Area of CUMT 用户类型 用水量m3/a 学生宿舍楼 教工宿舍楼 教学楼 锅炉房和浴室 食堂和开水房 体育场馆和中心 宾馆和招待所 绿化和景观用水 建筑施工 工厂与公司 办公楼 实验楼 校区总计 853633 345498 238365 161852 74355 71043 33528 33086 25144 23685 20733 8805 1889727 比例 % 45.17 18.28 12.61 8.57 3.93 3.76 1.77 1.75 1.33 1.25 1.10 0.47 100（83.71） 成教院 全校总计 300455 2190182 16.29 100 1001 7300 125 243 日均用水量 m3/d 2845 947 795 540 248 237 92 330（100天） 70 30 日人均用水量L/人日 130（学生） 315（住校教工） 34（学生教师） 25（学生） 11（学生） 11（学生教师） - - 53（教师） 1（学生） 3
*本科学生和研究生2.2万人；教师1300人，住校内教工和家属合计3000人，成人教育学院等学生8000人。考虑寒暑假期间，按1/3学生留校计算，即学生用水每年按10个月计算，教师和家属按全年计算。
下图是该校用水结构（2002年统计）
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5 中水回用工程实例分析
50454035302520151050用水比例%修正后比例%123456789
图5-3 中国矿业大学用水结构（2002）
Graph5-3 Water Consumption Structure of CUMT
1学生宿舍、2教工住宅、3教学楼、4锅炉房与浴室、5食堂与开水房 6体育场馆与活动中心、7绿化与景观用水、8办公楼和工厂、9其它
考虑学校寒暑假用水量很少，大约有三个月用水量只有平常用水量的1/3以下，考虑全年10个月进行平均，计算日用水量：
CW = 2190182/(10X30) = 7300.61 m3/d
如果35%自来水用于冲厕，用中水顶替，则自来水用量可以降低到4745m3/d，用于冲厕的中水量为2555m3/d。
翟山校区2002年学生人数和新校区预计入住人数相近，但用水量要低于定额计算用水量值。主要原因是城市规划选择定额时考虑了生活水平提高，而徐州地区经济目前还相对落后，用水水平和真正大城市有一定距离。老校区调查统计中没有收集游泳池用水量，也可能是老校区用水量偏小的原因之一。
另外，老校区人工水体没有长期稳定供水，没有完全起到水景应该起的作用。翟山校区绿化面积包括了两个山头，主要是树木，用水量也较少，而新校区草地比较多，水面面积比较大，用水量要增加很多。因此，预测新校区用水量应该比老校区大一些。
3、南湖校区自来水用量预计
综合用水定额计算和老校区类比调查情况，并考虑留有一定余地，总用水数量确定为：8500m3/d，其中自来水6000m3/d，中水2500m3/d，可能比较合适。
5.2.3 污水排放量预测(Predict on Dischaiging Quantity of Sewage)
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中国矿业大学硕士学位论文
对于大量采用瓶装水做饮用水源，一般污水排放量相当于自来水用量的90%左右，则南湖校区进入污水处理厂的原始污水有：
WW = (6000 + 2500) X 90% = 7650 m3/d
因此，邀标文件提供8000m3/d的数据是基本正确的，污水处理厂需要考虑处理污水量的波动，采用小城市的污水日变化系数1.5，则小时平均污水量和最大小时流量为333 m3和500m3。
10%的自来水损耗包括自来水压力管网管损，食堂、开水房等消耗，以及游泳池消耗等。对老校区用水量调查表明，食堂和开水房用水量占总用水量4%左右，游泳池在开放季节每天消耗400-500m3/d。老校区管网损失实际达到13%左右。考虑新校区采用质量好的给水管，管网损失控制在5%以内。总计自来水在使用过程中消耗10%。
1、建设期自来水消耗量和污水排放量预测
南湖校区工程分成三期完成，从第二年起由学生入住，建设起逐年入住学生数见下表：
表5-8 南湖校区建设期分年度完成建筑面积和入住学生数
Table5-8 Construction Area and Student Quantity of Nanhu Compus Area during Construction 年份 建筑面积，万m2 学生数 总用水量,m3/d 2004 20 6000 2040 2006 45 2009 67 中期 远期 756400 756400 30000 9600 8000 30000 9600 8000 20000 25000 6800 6120 8500 7650 原始污水排放量，m3/d 1836 校区自来水用量认为和入住学生数成正比关系，则用水量随年度变化可以计算出来，并列在表中。在建设期间，校区绿化建设需要用水量不好确定，大规模土木工程建设还消耗一定数量的水，所以预计用水量和排水量不可能十分准确。但是，中水工程应该和整个项目同步建设和投产，尾水排放设施和事故排放设施一定要提前建设，不能忽略。
2、南湖校区所在汇水区雨水量预测
为了减轻校园尾水对云龙湖的影响和减少尾水排放费用，必须实现彻底雨污分流，污水处理后的尾水尽可能在校区内消耗性利用，雨水除了在干旱季节补充一部分景观水外，大部分尽快排入原来的云龙湖自然汇水系统。
南湖校区属于茶新公路河回水区，最终通过系列养鱼塘等进入云龙湖南湖。根据徐州市防洪排涝规划资料，茶新公路河的汇水面积为4.9km2。由于茶新公路重修和望
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5 中水回用工程实例分析
城（皇姑窝）村的发展，南部地形和河沟长度有变化，汇水面积略有变化。校园建设，又把原来的汇水系统分割成五块，从地图上量测，汇水面积分别为：（1）茶新公路以东到泉山山脊分水线，面积大约为 1.6km2；（2）校园西围墙至拉犁山山脊分水线，面积大约为0.75km2；（3）校园南围墙至望岗村南，泉山和拉犁山之间岗地，面积为 0.58km2；（4）校园面积为1.9km2；（5）三环路、中山南路沿长段、云龙湖和拉犁山之间包围的区域，该区域对校园没有影响，不进行分析。不考虑三环路南区域，总汇水面积为4.83km2。
建议把（1）和（3）汇水分区的雨水绕过校园，通过茶新公路路边雨水管道引入校园下游原来的排水河沟。拉犁山一侧需要新建雨水和附近村庄排水管，不允许汇水分区（2）的雨水和村庄生活污水进入校园（除非和学校签订代处理协议）。三环路南汇水区和学校无关。这样，学校要考虑排除的雨水只是校园内收集部分。
从上表可以看出，如果汇水区降雨全部进入人工河湖，得到补水1767463m3，则相当于年日平均自然补水4843m3/d。徐州降雨主要集中在6-9月雨季。40年降水资料分析，6-9月份降雨占全年降雨量的67%，则雨季降雨平均补给人工河湖水量日均9744m3/d，相当于进入景观河湖中再生水量的2倍。如果周围土地进一步开发，硬装地面增加，降雨后地面径流量还要增加，并且在短时间内形成，对校园内人工湖有一定影响，对排水设施影响更大。
雨水的进入，可以进一步稀释尾水中污染物浓度，即能够使污染物浓度降低到原来的1/3。但雨水混入也带来一些不利因素，对于已经利用中水做景观河湖水的学校，将承担为这些雨水另外寻找非云龙湖排放出路。考虑降水不均匀性，排水设施的能力要有相当富裕，建设投资和运行费都将提高。如果这些雨水作为稀释水，政府允许和尾水为主要成分的景观河湖水混合排进云龙湖，则混合对学校有利，关键是政府对实施云龙湖保护条例的具体规定和说明。
5.2.4 中水用量预测(Predict on Dischaiging Quantity of Reclaimed Water)
南湖校区中水主要用在以下几个方面：（1）教学楼、办公楼、宿舍楼和其他建筑的冲厕用水；（2）绿化灌溉用水；（3）人工河湖用水；（4）马路冲洗用水；（5）其他用水；包括建设活动用水，楼道清洁用水等。这些部门的用水量分别预测如下。
1、生活用水中的建筑冲厕用水量预测
可以采用用水定额比例分配法预测和类比调查法进行预测。
（1） 用水定额法对生活用水和冲厕用水预测
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根据有关资料，高等学校各类建筑用水可以按学生和教师数量进行预计，用水定额是统计后得到的数值。
表5-9 生活用水和冲厕用水量计算表
Table5-9 Water Consumption Calculation of Domestic Water
项目 定额 计算计算用水量m3/d 875 3750 875 250 5750 70 110 70 250 1485 125 260 630 8500 其中冲厕比例% 80 30 0 30 80 80 0 30 30 0 36 冲厕水量m3/d L/dh 人数 学生 教学楼 宿舍 食堂浴室 试验室 学生小计 教工 教学楼 办公楼 食堂浴室 教工小计 其它 医院 游泳池等 管网损失等 合计生活用水 35 150 35 50 35 55 35 55 250 260m3/d 7.4% 25000 25000 25000 5000 2000 2000 2000 27000 500 700 1125 0 75 1825 56 88 0 144 446 37 0 2527 *括号内数值是把定额计算值调整到总用水量8500m3/d。 (2) 类比调查确定的用水量
根据翟山校区2002年用水统计和分析,学生规模在2200人(不包括成人教育学院学生),生活用水量为5804m3/d，粗略分析冲厕用水2031m3/d。折合成25000人规模,则总生活用水量为6600 m3/d，冲厕用水2376m3/d，略小于定额计算值，两种计算方法结果基本吻合。确定冲厕用中水为2500m3/d。
需要指出，冲厕用水数量取决于建筑设计中室内给排水设计的完善程度和日常管理，实际上是一个变动的数。我们估计得冲厕用水量和比例，有一定的保守性。
2、绿化用水量预测
徐州属于补充灌溉区，植物除了靠降雨满足水分要求外，还需要进行补充灌溉。
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5 中水回用工程实例分析
灌溉水用量和气候条件关系密切，季节之间和年际变化很大，只能按年平均或灌溉季节平均计算。南湖校区绿地面积为601700m2，其中草地285000m2，林地131300m2，发展用地185400m2。对于补充灌溉区，草地和林地(含发展用地)平均全年平均灌溉用水量定额分别为3和0.5L/m2d，则校园绿地用水量为855和158m3/d，合计为1013m3/d。
我们从另一个角度考虑校园绿地消耗水量。实际上,在充分灌溉条件下，草地和林地消耗水量由两部分组成：植物蒸腾消耗和土壤渗透损失。
植物蒸腾消耗水量和植物种类及气候条件有关，也和植物生长期、灌溉制度有关。根据作物灌溉实践，水稻全生育期平均日耗水量为3-4.3mm/d。如果绿地植物采用低限值，则校园绿地植物蒸腾消耗水Q11=1805m3/d。
灌溉用水渗透损失取决于土壤的渗透能力和选择的草坪耐水性能。根据城市污水土地处理利用设计手册，慢速渗滤系统的设计参数为：（1）土壤渗透系数0.036-0.36m/d；（2）年水力负荷0.6-6.0m/a，周水力负荷1-10cm/week ;(3)表层土壤包气带最小厚度0.6-1.0m，地下水埋藏最小深度>1m。
南湖校区土壤和地下水条件基本符合上述要求，我们选取年水力负荷为最小值0 .6m/a,南湖校区绿地可以利用再生水数量：
Q12= 0.6m/a x 601700m2 = 361020m3/a = 989m3/d Q1=1805+989=2794m3/d
两者之和2794m3/d应该是校园绿地消耗水量的最大值，比用灌溉定额计算的数值要高2.7倍。考虑扣除降雨量（绿地总降雨量扣除形成地面径流量流失量），则绿地消耗中水量为：
Q1 = 2794-1001=1793m3/d
两种计算方法基本吻合。实际上，由于管理问题，植物一般都处于不充分灌溉条件下，用水量要小于上述数值，我们取70%作为绿化用水消耗中水量，即1255m3/d。
3、马路和广场冲洗用水量预测
马路和广场清洁用水起以下作用：（1）控制地面扬尘，保证大气环境清洁；（2）及时冲刷地面和马路，防止污染物地面积累，形成污染物浓度高的初雨地面径流，形成污染冲击负荷；（3）消耗性利用一定数量中水，减轻尾水排放压力。
校内马路和广场247600m2，体育场242200m2，马路和广场冲洗用水定额为3L/m2d（一天冲洗两次，每次冲洗要形成地面径流，冲洗形成地面径流水深3mm，全年平均有一半时间可以冲洗），总用水量：
Q2 = 3X10-3X489800 = 1469m3/d
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考虑只有1/2时间冲洗，则用水量为735m/d。
考虑对学校周边马路，包括茶新公路和三环路校园段也进行冲洗，则 Q’2 = 3X10-3X(489800+100X2000+120X1500) = 2609m3/d 考虑只有1/2时间冲洗，则 Q’2 = 2609/2 =1305 m3/d 我们取后者为计算用水量。
4、人工河湖景观用水量预测
人工河湖要保持良好的感官特征和健康生态环境，就需要消耗一定的水量。传统的水资源分配方式，优先把清洁水提供给生活，工业生产和农业生产，生态环境用水往往被忽略或挤占。完全用污水厂尾水作为景观用水的河湖（掺有少量雨水），更没有人系统进行过研究。这就成为我们确定校园人工湖合理用水量的最大难点。
根据生态环境需水量理论，河流的环境用水包括：（1）水面蒸发损失；（2）河床渗漏损失；（3）两岸用水；（4）对排入河道的污水进行稀释需要的水量；（5）保持河道基本流速需要的水量。对于校园人工河，3和4不需要考虑。
湖泊的环境用水量确定方法也有多种方法，对于城市小型景观湖泊，采用湖泊水量平衡法或换水周期法比较合适。湖泊水量消耗有：（1）水面蒸发损失；（2）湖底渗漏损失；（3）保持合理的换水周期所需要的补充水量。
我们可以把南湖校院内的河流和湖泊统一看作是人工控制下的湖泊，环境生态需水量计算如下：
（2） 水面降水和蒸发耗水量
多年检测，得到的徐州地区水面蒸发平均值为1798.9mm，一般在1300- 1900mm范围内。徐州地区多年平均降雨量769.7mm，则南湖校区河湖水面年均和年日均蒸发损失：
Q3 = (1798.9-796.7)X10-3X60307 = 60440m3/a = 165m3/d
上述计算结果考虑了雨水落入水面引起的增加量。如果在河流和湖泊中引入水生植物，植物蒸腾水量要大于水面蒸发水量，两者的比值为1-2之间，取决于植物分布密度和植物种类。如果在水面上种植部分水生生物，既起到去除营养盐等污染物的作用，又可以加强水的蒸发。如果取比值为1.3，则
Q’3 = (1.3x1798.9-796.7)X10-3X60307 = 92986m3/a = 255m3/d
不同季节降水量和蒸发量都不同，详细计算需要不同季节和月份的降水和水面蒸发量数据。收集这些数据，并通过试验获得水生植物蒸腾系数，准确计算蒸发损失，
3
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5 中水回用工程实例分析
是今后需要做的一项工作。本次仅计算水面蒸发损失165m/d 。
（3） 湖底渗漏耗水量
根据农业节水灌溉多年研究经验和实际测量数据，水渠和池塘等水体蒸发损失很小，仅占灌溉水渗漏损失的5%，而渗漏损失在不少地区造成的损失量，占灌溉水的50%或更多。南湖校区湖底渗漏水量有可能是中水最主要的消耗场所，需要进行研究和探讨。
一般来说，人工湖底和河底的渗漏量影响因素比较多，难以准确估计。最主要的因素有：湖底和河底的土壤性质、湖河水深、地下水埋深、以及地下水出流地区情况。新开挖的人工湖河渗漏量还随时间变化。在河道和湖泊新开挖使用初期阶段，没有底泥沉积，湖底渗漏量较大，随着底泥形成，渗透系数不断降低，渗漏量减少。
对南湖校院人工湖湖底还需要适当做一些防渗处理，防止水流失太快。随着人工湖下潜水位上升，地下水顶托作用，渗漏量将大幅度减少。如果建设人工湖就考虑素土夯实，则渗漏损失水量为：
Q‘4 = (0.76/3)X10-2X60307 = 152m3/d
从上述计算可以看出，湖底和河底材料不同，地下水位变化以及施工方法不同，对渗漏水量有非常大的影响，上述计算相差40倍。所以，新校区实际渗漏量需要通过实验确定。从减轻尾水排放压力，需要考虑渗漏系数高一些，从保护地下水角度，又要求利用防水渗漏的材料,关键是水的处理程度和接纳渗漏水的地下含水层重要程度和自净能力。
（4） 保持合理的换水周期需要的水量
这是污水处理厂出水作为景观用水保持健康生态重要条件，但至今研究的还很不透彻。北京一些大的单位为了保持人工景观湖泊水体澄清，采取抽取部分水回流处理的办法，循环处理水量占全部池水一定的比例。
校园人工河的流速非常缓慢,在如此缓慢流动水体中，一定要采取一些措施防止出现严重富营养化的一些突出问题，主要防止藻类爆发。有效措施是在人工湖某些地段栽种一些水生植物，形成藻类和高等水生植物竞争局面，也可以采取河岸栽树遮荫的办法，抑制藻类过渡生长。
5、校园尾水排放量和雨水排放量 （1）尾水排放量
需要向环境排放的中水,就是在人工景观河湖中停留了29天的湖水(进入湖河的中水,落在水面上的雨水)。排水量为进水总量减去蒸发损失、渗漏损失:
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Q5 = 2940-1000-165 = 1775m3/d
如果采用一般挖方土作湖底和河底，则没有中水排放。这样做并不一定有利。保持一定排水量，是保持人工湖的一定换水周期或者说水体一定的流动性所必需的，是学校为了美化以水景为主的校园需要付出的代价。
校园中水排放量是一个变动的数，取决于绿化用水，马路冲洗用水，水面降雨等，都和当时的气候以及人工河湖水位调控，学校对水的管理有关，也和学校人工湖湖底设计与施工，绿地灌溉设施设计与施工，使用有关。尾水排水量大致在1000-2500 m3/d范围内，而且根据需要可以认为调整。
（2）雨水排放量
校园陆地雨水年均日排放量为2797m3/d，考虑分成雨期和非雨期，雨期平均日均排放量为5628m3/d。如果考虑周围汇水区也进入校园，则年日平均排水量为4843m3/d，考虑雨期为9744m3/d。
在上游和两侧汇水区雨水全部都进到校园情况下，学校的排水任务最重，尤其是暴雨期间。雨水必须直接进入云龙湖，学校排水体制必须实现真正雨污分流。
5.2.5 中水利用水量平衡分析(Balance Analysis of Reclying of Reclaimed Water)
根据上述分析和计算，我们可以得到中水利用条件下的年日平均校园用水水量平衡表，以及各季节日平均校园用水量平衡表。
从下表中可以看出，污水处理厂深度处理后的水总计8000m3/d，用于冲厕2500 m3/d，用于绿地灌溉1255m3/d，用于补充湖水蒸发165 m3/d，用于补充湖底渗漏1000 m3/d，用于冲洗马路（包括围绕校园的马路）1305m3/d。总计利用中水6225 m3/d，而通过人工湖41天净化（平均值，由于存在短流，一些中水外排时，在湖中停留<41天）后，排入环境的中水为1775 m3/d。
前已述及，南湖校区自来水用量为6000 m3/d，计入用于冲厕的循环中水，整个中水用量超过自来水用量，应该说本方案设计是比较有开拓性的，但也是可行的。
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5 中水回用工程实例分析
表5-10 中国矿业大学南湖校区用水量平衡表（自来水、中水和雨水）m3/d
Table5-10 Water Consumption Balance of Nanhu Compus Area of CUMT 用水部门 水资源（用）量 建筑用水 学生宿舍 教学楼 办公楼 食堂和开水房 其它建筑 小计 进入污水站 生产中水 生态和环境用水 草地和林地 蒸腾 渗漏 人工河湖 蒸发 渗漏 流出 马路广场冲洗 自来水 6000 3242 328 38 1110 1283 6000 5500 0 0 0 0 0 0 0 0 中水 8000 1164 782 91 0 462 2500 2500 8000 1255 2940+127 165+127 1000 1775 1305 雨水 2797+127* 备注 *水面 30% 80% 80% 30% 总8000 利用6261 3L/m2d 0.5L/m2d 取70% 渗漏损失取决于湖底设计和施工 含校园周围马路 小计 经营性利用 排放 雨水排放口 尾水排放口 总计 待定 1775 1775 2797 2797 4572 5.2.6 校园排水去向分析(Analysis of Drainage Direction)
尾水的排放去向，成为校园排水系统设计的难点。因为云龙湖是徐州最敏感的水体，根据云龙湖保护条例，这个水体严禁任何污水排入，因此往云龙湖排放尾水不现实。由于南湖校区地势较低，往北的金泰小区或翟山的城市截污管网都需要建设污水
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提升泵站，代价较高，也不可行。因此建议向南排放，进入铜山新区25里河，最终到奎河。
25里河排水路线长度，从学校南围墙到25里河大约4公里，校内需要近2公里。校内2公里和校外开始2公里建议采用压力罐输送，剩余2公里利用新茶公路排水河（沟）输送。
校内利用原设计中有的中水管。为了补充人工湖的水，需要设置从学校污水处理站中水池到人工河南围墙处源头（建议设人工湿地作为人工河水源地景观）的中水管线。把要排放的1799m3/d人工湖末端水进入该中水管网，通过同一管线一起输送，有以下好处：
1、节省尾水外排部分管线（校内部分可以合并排放），节省外排泵站和泵前池建设费用（共用中水泵站），该排水泵不必设置变频设备，通过调节进入人工湖和外排水量比例（通过人工湖液位控制）就可以满足调节要求；
2、把溶解氧充足和水中生物健康种群已经建立的人工湖末端水和新中水混合，既稀释了中水，提高了中水中的含氧量，又帮助新中水尽快形成健康的水生生物和微生物种群，有利于人工湖从一开始就达到比较好的生态条件，为尾水的景观利用和自然净化创造好的条件；
3、排放到25里河的尾水和在校园内已经自然净化的水混合，进一步提高了尾水水质，有利于25里河的景观利用。
校外采用2公里或4公里有压管线运送，而不是仅上坡部分采用有压管线输送，目的是为附近村庄居民利用中水创造条件，同时避免顺新茶公路河（沟）输送可能造成的民事纠纷。如果部分管线采用新茶公路旁水沟代替，可以方便周围农民取用，也节省工程费用。
考虑雨季绿化用水，人工湖蒸发损失和渗漏损失都要减少，以及瞬时暴雨排放需要，排放管管径要适当放大。需要指出，由于存在人工湖巨大的缓冲水体，又由雨水排放专用出路，管径不必放的过大。把年日平均外排尾水、绿化用水、冲洗马路用水、蒸发损失与水面降水之和，作为外排水管网输送能力确定的依据比较合理，又留有足够余地，在适当考虑一定的不均衡系数，进行外排管线( 校外段)设计基础。校内段要考虑进人工湖的水量。
校外管线可能输送的5种水的总量为：
QT1 = 1775+1255+1305+165+127=4627m3/d=193m3/h=0.0536m3/s
如果管内流速1.4m/s，需要管径187mm，建议采用200mm管路。平时实际排水量
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5 中水回用工程实例分析
为1799m/d，管内流速为0.17m/s。由于尾水中没有颗粒物，不必考虑最小流速的限制。在城市排水中，要求管径都大于200mm，这是最小的可用管径。该路线工程实施没有困难。实施后，可以提供给25里河稳定再生水水源，也可以为沿途缺水农村提供灌溉水源和生态建设用水，环境只有益处，基本没有不利影响。但选择这条排放路线，需要对原来污水处理厂选址和理性重新评价。
校园污水厂尾水和人工河水混合后南排，通过压力管道输送，进入25里河。校园内实现严格雨污分流，雨水不进入人工河，通过路边沟渠进入东北角独立人工河段（作为雨水前置库），控制校园地面径流泥沙和其他污染物污染后，顺原来新茶公路河，北排到云龙湖南湖。污水厂事故水进入部分人工湖段，该河段设置回水泵房，待污水厂恢复正常后再处理并排放。不设置专门的事故排放水管。
如果校园雨水进入人工河，则雨水和尾水全部南排入25里河，要增加水的输送费用，但对人工湖保持流动和水质提高有好处。可以作为最佳方案。
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5.2.7 工程经济效益分析(Economic Benefit Analysis of Project)
1、污水处理和中水回用工程组成 南湖校区中水回用工程组成详见下表。
表5-11 南湖校区中水回用工程主要建筑、构筑物表
Table5-11 Main Construction of Recycling of Reclaimed Water Project in Nanhu Compus Area 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
构筑物名称 污水处理站 中水池1 中水泵房 中水池2 人工湖取水口 人工湿地水源地 入湖和外排分支口 25里河标准排放口 雨水排放闸门、水渠 雨水排放前置库 规模 8000m3/d 660m3 4715m3/d 660m3 100m3/h 2940m3/d 2940/1775m3/d 1775m3/d 4000m3 数量 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 备注 已设计 已设计 增加水泵2 增加外排 增加进中水池 增加 增加 增加 增加 增加 53
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表5-12 南湖校区中水回用工程主要设备和器材一览表
Table5-12 Main Equipment of Recycling of Reclaimed Water Project in Nanhu Compus Area 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 设备和器材名称 室外中水干管1 室外中水干管2 室外中水支管 中水泵 人工湖与中水池连接管 人工湿地收水管和阀门 外排尾水管 外排事故水管 检查井等 自动监测和控制仪器 化验设备 规格 Φ200 Φ250 Φ150 AL125/250-55/2 Φ200 Φ100 Φ200 Φ350 数量 2500 2000 4500 2 320m 5x40m 4000m 4500m 1套 1套 备注 建筑中水 外排和人工河 原有3台 排2#污水泵站 另提方案 另提方案 *室内中水管和管件没有计入。 2、投资估算
南湖校区污水处理和中水回用工程投资估算详见下表。
表5-13 南湖校区中水回用工程投资估算表
Table5-13 Investment Calculation of Recycling of Reclaimed Water Project
in Nanhu Compus Area 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9
项目 污水处理厂 中水池 中水泵 中水泵房 室外中水干管1 室外中水干管2 室外中水支管 建筑内中水管 外排水管 外排事故水管 数量 1座 660m3 2台 扩大面积 2500m 2000m 4500m - 4500m 4500m 54
金额 （925.60） 56.0 3.0 10.0 31.25 50.0 22.5 - 45.0 (180.0) 备注 鹏鳐公司报价 注意泵房深度 （备选方案） 5 中水回用工程实例分析
10 11 12 13 14 15 雨水前置库 人工湿地 滚水坝 自动监测和控制仪器 化验仪器 水生植物和鱼投放 总计 4000m 20000m2 9 1套 1套 3- 50.0 45.0 20.0 20.0 30.0 382.25 粗略估计 粗略估计 粗略估计 3、运行费用估算
南湖校区污水处理和中水回用运行费用估算详见下表。
表5-14 南湖校区中水回用运行费用估算表
Table5-14 Opration Cost Calculation of Recycling of Reclaimed Water Project
in Nanhu Compus Area 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 支出项目 污水处理费 电费（中水回用） 电费（外排） 电费（绿化灌溉） 中水设施管理人工费 植物管理人工费 人工湖养鱼管理人工 折旧（中水部分） 其他 中水合计 污水处理和中水利用合计 计算基础 鹏鳐报价 不含室内管线和设施 20% 年运行费 (173.2) 87.9 261.1 单位运行费 (0.593) 0.04 0.03 0.02 0.01 0.01 0.01 0.131 0.251 0.844 4、南湖校区污水处理和中水回用系统经济损益分析 南湖校区建设中水回用系统，可以带来以下直接经济效益：
节省冲厕用自来水2500m3/d，节省绿化用自来水1255 m3/d，节约人工河用水1165 m3/d（只考虑蒸发和渗漏损失），节约马路冲洗用水1305 m3/d。
如果这些水全部用自来水，水价为2.15元/m3（含污水处理费0.72元/吨），则节约费用
2.15x(2500+1255+1165+1305)=13384元/日
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减少污水外排8000-1775=6225 m/d，按目前规定的排污费收取标准，水中每公斤CODcr(折合量)收取0.7元，污水处理后CODcr浓度为50mg/L，考虑其他污染物折合成CODcr数量相同，则10吨污水须收取排污费0.70元，节约排污费：
0.70x6225/10 = 435.75元/日 总计节约费用
13384+435.75=13819.75元/日=504.42万元/年
实际上，雨水作为不需要费用的水资源，可以用于人工湖和绿化、冲洗马路和冲厕等（利用人工河收集、储存和从河中抽取利用）。校园和附近汇水区总雨水量为4843m3/d，校园内雨水量2924m3/d。雨水比较集中，不容易利用，如果只有校园内雨水可以全部利用，则节约的自来水量要少2924m3/d,节约自来水费用仅为7097.4元/日，总节约费用：
7533.15元/日 = 275万元/年。
可以和污水处理和中水回用的费用抵消，每年大约盈利13.9万元/年。 由于自己处理了所有校园污水，实际利用的自来水也不应该交污水处理费（需要和有关部门谈判免交该部分费用），则实际还节约污水处理费：
6000x0.72=4320元/日=157.68万元/年
如果能够谈判同意免交这部分排污费，则利用中水获得经济效益应为 157.68+13.90=171.58万元/年
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7 中水回用相关问题的探讨
6 中水回用经济效益分析
Chapter6 Analysis of Economic Benefit of Recycling
of Reclaimed Water
建筑小区中水回用开辟了第二水源，降低了小区新鲜水取用量，经处理后回用于小区，减少了污水的排放量，减轻了受纳水体的污染，也减少了治理环境污染的投资。所以中水回用既节约了水资源，也消除了环境污染，具有多重效益。
中水回用的经济性是决定其能否广泛应用的关键因素之一。中水回用的成本由污水收集、污水处理、回用供水、污泥处理、中水回用运行费用等组成，其第一要素是处理规模。随着水回用技术的发展，水处理规模逐渐扩大，成本开始逐步下降。20世纪70年代，中水处理规模为5－10m3/d的情况下，成本为自来水价格的三倍，1995年，类似规模中水工程成本在生活用水价格和商业用水价格之间。居民小区处理规模为1.0m3/d的污水处理设备固定投资为3500元，运行费用1.2元/m3。据国内专家的统计，当采用小区污水为中水水源时，人口大于1万或中水用水量达到750m3/d以上为经济。[31]
建筑小区中水回用是个颇有争议的话题，中水回用都因为回用投资高回报率低在我国许多城市的实施都遭遇瓶颈，在我市也是这种情况。徐州市开发了许多大规模的建筑小区，虽然环保部门从节水环保的角度提出了小区建设中水回用的要求，但对于开发商来说无疑增加了房地产的开发成本，房地产开发商没有一家愿意实施中水回用，也就造成了徐州市建筑小区中水回用空白的现状。而我们相邻的城市济南在这方面先行一步，全市已建成建筑中水工程58处，区域中水管网53.7公里，日回用量4.4万立方米，[32]连续10年被评为“山东省城市节水先进城市”、2002年被评为“国家节水型城市” 、被国家建设部评为 “中国人居环境范例奖”。下面以济南市为实例，介绍实施中水回用的带来的经济效益。
“十五”期间，济南市累计节水1.78亿立方米,2005年城市工业用水重复利用率上升到93.49%，国内万元GDP新水量下降到25立方米，比2000年下降了19.61立方米，城市节水综合指标列全国先进行列。据测算，到2010年，全市每年城市中水回用量将达到5000～7000万m3左右（15～20万m3/日）。即每年可以节约5000～7000万m3自来水，同时减少4000～5600万m3污水排放量，中水回用可以为使用者带来显著的经济效益。目前，济南市企事业单位用水到户水价为3.8元/m3，经营服务业用水
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到户水价为5.4元/m，旅游定点宾馆饭店用水到户价为4.75元/m。随着城市供水价格的不断提高，中水回用的经济效益越来越突出，已经成为单位节约挖潜和降低成本的重要手段。如济南机车车辆厂在1998年建成污水处理厂的基础上，于2001年投资165万元建设中水回用工程，日平均回用中水2300m3，高峰回用量达3000 m3，主要用于冷却、除尘、试压等生产工艺，建筑工地、卫生保洁、景观绿化等用水，实现了污水零排放。按照现行水价计算，该企业中水回用每年可节约水费近150万元，一年多时间就可收回全部投资。省财政厅宿舍利用南郊宾馆污水处理站回供的中水用于家庭冲厕、绿化浇灌、卫生保洁等，每天节约自来水约600 m3，其中家庭冲厕用水占到了每户家庭总用水量的50%。玉泉-森信大酒店中水回用工程设备投资34万元，中水用于客房冲厕和宾馆保洁，日实际回用量为60～80m3，年节约水费开支近10万元，不到4年即可收回设备投资，经济效益十分显著。数码港公寓处理后的中水用于绿化和中水洗车，也有不错的经济效益。[33]
中水回用是减少城市排水设施和污水集中处理投资的有效途径。由于中水回用减少了城市供水量和污水排放量，因而在城市用水总量不断增长的情况下，完全可以通过大力发展中水回用解决城市部分新增水量，并减少对污水集中处理的需求，从而降低城市给排水管网和处理工程的总体投资。目前，中水处理设施工程投资一般约为1500～2500元/m3，按照徐州市城市供水和污水处理（含污水管网）工程投资现状，每回用1m3的中水，可相应的减少供水工程建设投资约2500元，减少排水管网和城市污水处理厂建设投资约2000元，合计每回用1m3的中水，可节省城市给排水设施建设投资2000-3000元。[34]如果到2010年，我市城市中水回用量达到10万m3/日，则可节省城市给排水设施建设投资2亿元以上。同时，考虑到中水回用具有不可替代的环境效益和社会效益，因此与修建大型水库、远距离调水、建设污水集中处理厂等工程相比，其综合效益更加明显。
事实证明济南的城市节水和中水工程建设取得了显著的成效。由此可见，实施中水回用从长远的角度来看还是具有一定的经济效益和环境效益的。
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7 中水回用相关问题的探讨
7 中水回用相关问题的探讨
Chapter7 Discussion on Correlative Problems of
Recycling of Reclaimed Water
7.1 徐州市中水回用存在的问题(Existing Problems of Recycling of Reclaimed Water in Xuzhou)
中水回用发展到今天，人们己经认识到污水作为水源的重要意义。实际上，污水回用和中水回用系统是通过工程工艺来模拟自然界的水循环。水循环系统中包括了有计划的污水再生，循环和回用，[35]这是社会进步，技术发展，对公共卫生危险认识提高的反映。然而，中水回用自建设部“六五”专项科技计划作为专题研究直至今天，己经有相当长的一段时间，但始终发展的较为缓慢，尤其在徐州市，中水回用基本还是个空白。究其原因，既有经济和技术上的客观因素，又有许多管理和意识方面的主观因素，分析如下:
（1） 人们对中水工程的认知程度有待于进一步提高
中水工程是新鲜事物，人们对它还缺乏了解，由于世袭的生活方式、观念、习惯等落后于时代的发展，人们对中水的接受还显滞后，从而影响了中水工程的推广应用。虽然“加强环境保护，防治水污染”已经深入人心，但是人们并没有充分意识到水资源紧缺的严峻性，更没有认识到进行中水回用、开辟第二水源是解决缺水城市用水矛盾的必经之路:在中水回用于生产、生活上还存在着顾虑和障碍，尤其是在家庭中推广使用中水方面。因此要利用各种媒介，加大宣传力度，提高中水回用的意识和觉悟，扭转人们的传统观念，树立节约用水、文明用水的意识，让人们从行动上理解和支持中水事业的发展。通过法律的、行政的、经济的、技术的手段，依靠全市人民的努力，把中水工程做为城市建设的组成部分抓紧抓好是全面推广中水工程的必由之路。
（2）缺乏完善的中水回用法制体系
缺乏配套的政策法规是阻碍中水回用发展的另一重要因素。目前徐州市还没有一部关于中水回用方面的法律或法规，来明确中水的应用范围，使用中水与其它水(如地下水)的关系，不按要求使用中水应受到惩罚等相关内容；更没有明确的政府办法来强制房地产开发商建设建筑小区的配套中水回用设施及对中水回用设施运营的管理措施。目前我市中水回用缺乏法律强制性条款作为保障。
（3） 缺乏中水工程建设管理的市场机制和创新意识
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资金不足是当前中水工程建设的瓶颈，严重制约着中水工程的发展。但是，资金不足、投入不够不是根子，只是表面。[36]根子在于缺乏发展中水工程的创新思路，缺乏吸引人才、技术、资金投入的市场氛围和政策措施。说到底是没有建立起一个适应市场经济体制的自我发育、自我生长的内在机制，没有使市场成为引导中水工程发展的主导因素。[37]
7.2 徐州市中水回用发展要求(Developing Request of Recycling of Reclaimed Water in Xuzhou)
随着城市建设和社会经济的快速发展，城市人民生活质量的不断提高，城市生态用水的范围增加，城市用水需求依然受到水资源总量不足的制约。加快建设中水工程，使污水资源化正在成为我市可持续发展的必然选择。
（1）坚持可持续发展战略，把中水工程作为有效利用水资源的重要措施 中水工程是实现水资源可持续开发利用的重要措施，是保证城市供水的安全性和可靠性、降低城市对外部水源的依赖程度、增强社会经济发展的资源自立和自主能力的重要战略措施，是实现水资源可持续利用的必由之路。[38]建设中水工程，一方面能够降低城市发展对水的需求，另一方面可降低用水成本，促进经济效益、环境效益和生态效益的同步提高。因此，我们要按照可持续发展的思想，打破传统的、习惯的技术途径和管理方法，探索新路子、新措施，把中水工程建设纳入城市发展的长远规划，作为城市建设的基础工作长抓不懈。 （2）进行管理体制改革，理顺城市水业管理关系
实施城市中水回用是一项庞大而复杂的系统工程，涉及到城市规划、建设、环保、市政、工业、农业、水利、卫生等众多单位与部门。目前还没有一个具体的机构来统一协调、规划及管理城市的中水回用。
因此，进行管理体制改革，顺理城市水业管理关系至关重要，要把水资源作为一种可持续发展的战略资源来对待，由政府专职管理部门对水资源进行科学调控，合理安排地表水、地下水、自来水、中水的使用量，实现环境和经济效益的双赢。[39]因此徐州市有必要明确对中水回用的专职负责单位。在目前现实情况下，各有关部门应站在节水优先的统一高度上看待中水回用，共同协作，相互配合，充分体现其环保作用和社会效益。
例如济南市一九七三年成立城市节水管理机构，把城市节水纳入到城市建设与管理工作之中。济南市的城市节水工作由市公用事业局及其所属的市城市节水办公室
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7 中水回用相关问题的探讨
负责。济南市人民政府第198号政府令——《济南市城市中水设施建设管理暂行办法》第四条规定：“市公用事业管理局是本市城市中水设施建设的主管部门，具体管理工作由市城市计划节约用水办公室负责”。《济南市城市节约用水管理办法》第四条明确：市公用事业管理局是本市城市节约用水工作的行政主管部门，市计划节约用水办公室受市公用事业管理局的委托负责城市节约用水的管理工作。这些规章使中水工程的建设有了机构保障。
由此看来，徐州市政府应把徐州市的中水回用提到市政府重点工作日程上来，首先要确定专门的机构来负责组织实施中水回用工作，其次对其他有关部门关于中水回用明确各部门的分工合责任，从实施机构上部门上做好徐州世中水回用工作的保障。
（3）建立完善的中水回用法规体系
徐州市目前没有颁布一部有关中水回用的法规制度。在中水回用的法律法规的制定上，徐州市可以参照一下济南市中水回用有关法规。
一九九六年制定的《济南市城市节约用水管理办法》（1996年7月26日济南市第十一届人民代表大会常务委员会第二十二次会议通过，1997年1月1日起施行），即把中水工程纳入法制化管理的轨道。办法第十六条规定下列工程项目，必须配套建设中水设施：
①建筑面积在2万m2以上的宾馆，饭店、商店、公寓、综合性服务楼及高层住宅； 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规划人口在3万人以上或每日中水回用量在750m3以上的住宅小区。建设单位应当在施工前将中水设施设计方案报经市节水办审核同意，工程竣工后由市节水办对中水设施进行验收。未经验收成验收不合格的不予供水。符合前款①、②、③项规定已建成的工程项目，未配套建设中水设施的，应当逐步配套建设中水设施。
随着节水工作的深入发展，济南市人民政府于2002年8月8日第三十二次常务会议审议通过了第198号政府令——《济南市城市中水设施建设管理暂行办法》，该办法自2003年1月1日起施行。
济南市在制定年度工作计划和编制用水计划时，都按照《中水办法》的规定，依法对城市规划区内部分符合建设中水设施条件的用水单位下达“济南市城市中水设施建设计划”的通知。通知要求这些单位在规定的时期内配套建设中水设施、并投入正常运行。对已建成中水设施并运行正常的单位，在下达用水指标时，给于10%
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的计划优惠。对逾期未配套建设中水设施的，将依据《中水办法》第八条和第十七条的规定，处以3000元以上30000元以下的罚款；并削减20%的计划用水量或用水额。
徐州市可以借鉴济南市中水回用的法规，结合徐州市的地方经济水平和实际情况，制定出适合徐州市的中水回用法规。比如对于徐州市首先实施大型建筑小区（居民小区和大型校区）的中水回用工程。要求建筑面积在10万m2以上（包括10万m2）的大型建筑小区必须实施中水回用工程，在项目的环评阶段必须落实中水回用方案，无中水回用方案的不予审批同意。另外，中水回用工程必须与建筑小区同步设计、同步施工、同步投入使用。如果新开发的建筑小区没有中水回用工程设计的有关部门不予颁发《建设用地规划许可证》和《建设工程规划许可证》；已建成的建筑小区没有中水回用设施的不予验收合格；中水回用设施不正常运行的或者处理水不达标的由环保部门对物业管理部门进行处罚并勒令改正。 （4）实施优惠政策，鼓励中水回用
在城市中水回用初期，除了从法律法规方面进行强制推广外，还应从政策方面予以扶植。如对自筹资金建设中水设施的企业，政府可优先提供一定的环保项目贷款，或给予财政贴息;减免中水生产企业的增值税。[40]所得税及用水增容费等税费，中水处理企业用电优惠;对于具体的中水回用项目减免相关的市政配套费，或无偿提供土地使用权;使用中水的单位可酌情减免污水处理费，其新鲜水的水质和水量应优先得到保证:成立专项基金资助中水处理科研项目等。[41]
例如山东省淄博市出台的新措施规定，对居民小区中水回用首家试点工程，市财政将从排污收费资金中给予130万元的补助，其它列入《淄博市碧水蓝天行动计划》的中水回用试点工程和已建成的居民小区中水回用设施建设工程，市财政也将从排污费资金中拿出专项资金给予不高于总投资10％的补助。补助资金在小区中水回用设施建设完成，经验收合格投入正常使用后拨付。[42]另外，市政府还规定，对回用的中水不计征污水处理费和水资源费。
（5）强化组织领导、相互协调、各司其职、各负其责
中水工程建设是一项复杂的社会工程，单靠某一个部门的努力是不够的，应参照其它城市如济南的中水管理办法，充分发挥政府各职能部门的作用，各尽所能，共同参与。
城市建设规划管理部门，应把中水工程纳入建设工程规划管理，对没有按照《中水办法》的规定配套建设中水工程的，不发放《建设用地规划许可证》和《建设工程规划许可证》。
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7 中水回用相关问题的探讨
环境保护管理部门，应把中水工程建设纳入工程项目环境影响评价管理，对违反《中水办法》规定的，不得审批其环境影响评价文件。
建设行政主管部门，在进行建设工程施工许可管理过程中，把中水工程作为审批建设工程施工许可证的条件，对违反《中水办法》规定的，不得发给《济南市建设工程施工许可证》。
市城市节水办，要严格按照中水办法、节水办法和城市自来水管理办法，把中水工程的建设管理落到实处。对不按规定建设中水工程的，要加大监管力度，甚至采取必要措施，直至改正为止。 （6）加大自备井的封闭力度
自备井的主要用户是工矿企业。生产用水的水质要求有所不同，但绝大部分用水的水质要求低于生活用水的标准，完全可以用中水代替。[43]因此，我市应在前段封闭城区内自备井的基础上，将绕城高速以内的地区纳入封井和控制凿井范围，由城区向郊区逐步封闭自备井。 （7）编制全市中水工程建设规划
编制全市中水工程建设规划，作为城市供水发展规划的组成部分，纳入城市建设总体规划，建立该项规划的审批制度，宏观调控、严格把关、分步实施。 凡在城市规划区内新建、扩建、改建建设项目，需要城市供水的（含自建供水设施供水），必须按照“三同时”原则配套建设中水工程；[44]对已建成的住宅小区，市公用事业局将会同规划、环保等部门做出中水工程建设规划，逐步配套建设中水工程；对已建成的单体建设项目，日用水量在120 m3以上的，市城市节水办将作出计划，责令其产权单位限期建设中水工程，产权单位逾期未建设的，市城市节水办将相应削减其计划用水量或者用水定额。[45]
新区建设和老城改造，都要把中水工程列入规划。宜分散建设的分散建，宜区域建设的区域建，因地制宜，灵活安排。[46]首先抓好学校和宾馆饭店、居住小区的中水工程建设， 然后推广到机关、企业和已建成的居住小区。
（8）制定中水工程的相关政策和技术规范，指导中水产业的技术进步 中水工程建设要遵循“技术可行、经济合理、三个效益兼顾”的原则，把中水的安全使用放到首位，加强中水工程的卫生监测，保障中水使用安全。[47]我们将加强对中水处理技术、政策、规范等方面的研究，完善各种用途的中水水质标准，扩大中水的使用范围，做好中水工程建设的规范工作。
（9）按照市场机制，培育中水工程建设运营主体，借鉴国外经验，建立中水工
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程的投融资体制，建立多元化投融资渠道
我们将按照“谁投资、谁受益，谁使用、谁付费”的原则，把中水工程由公益事业转变为产业，由政府包办转变为社会承办。所有权和经营权分离，政府有能力建的政府建，没有能力建的，交给市场，按照市场机制建设运营。[48]对于按要求应该建设中水工程的单位，单位可以自建，也可以采取近些年国际上较为流行的BOT运作方式，即投资运营回报模式。BOT模式可以刺激社会资本进入中水工程市场，既解决了中水工程建设资金不足的问题，也促进了中水产业的发展，更有利于吸引人才和技术，增加就业，培育我市新的经济增长点。对于从事中水工程建设运营的企业，应按照环保产业的有关规定，给予减免税的政策优惠。
（10）调整水价体系，利用经济杠杆，激发中水工程建设的积极性
水价格体系不完整，各种用水的比较关系不科学是造成中水回用进展缓慢的主要原因，只有当中水水价低于地表水，地下水的价格一定幅度，低于自来水价较大幅度，使人们感到中水“有利可图” [49]具有经济上的优先性时，中水水价的价格杠杆作用才能发挥，才能引导合理的用水消费，促进中水的推广。
因此，加快水价体系改革的步伐势在必行。制定合理的地表水、地下水、自来水、中水、污水处理费之间的比价关系，[50]真正做到优水优用，提高水资源的利用效率，利用价格手段推动中水利用市场的形成，达到节约用水的目的。
（11）加大科技投入，加快技术创新步伐
随着水污染的加剧和中水用途的不断扩展，中水的水质标准将逐步提高，水处理技术正向着集约化、系统化发展。因此，应加大投入，加快技术创新步伐，对中水处理技术进行开发研究，将传统的给排水技术与现代生物技术、光电技术、膜技术等进行集成，[51]提高中水水质，降低中水成本，扩大中水应用范围。 （12）建立各种类型的中水示范工程
徐州市在中水设施建设与管理方面，应将组织力量在以下方面抓好示范： ①进一步完善利用市场机制，吸引社会资金，中水工程社会化建设、运营的示范工程；
②进一步开发新建住宅小区节水、中水回用与雨水搜集的综合利用示范工程； ③进一步扩大城市污水处理后集中回用于工业用户的示范工程。
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8 结 论
8 结 论
Chapter8 Conclusion
本论文通过收集资料、分析比较研究，得出了以下几方面主要研究： 1、建筑小区中水回用势在必行
徐州近几年经济发展迅猛，城市范围扩大，在徐州近几年房地产开发的热潮下，在城市的周边地区新建了许多大型建筑小区。在这些人口密集的建筑小区，用水需求量很大，相应排放生活污水量也很大。排放污水如果全部依靠市政截污管网进入城市污水处理厂处理，不但增加管道的建设费用，也加重了污水处理厂的处理负担。徐州市也是我国北方的一个典型的缺水城市，因此徐州市的建筑小区中水回用必须提到议事日程上来。
2、CASS工艺是中水回用的首选工艺
从处理工艺上分析，CASS工艺作为国内外一种比较成熟的工艺，工艺流程短、占地面积少、有机物去除效率高、运行费用低等优点，应作为徐州市建筑小区处理生活污水的一种首选工艺。
3、有关强制性政策是推行建筑小区中水回用的关键
从法规政策上分析，徐州市政府应及时出台中水回用的强制性政策，首先要求建筑面积超过10万m2的大型建筑小区必须实施中水回用，即实现中水回用工程与建筑小区主体工程同时设计、同时施工、同时运营的“三同时”制度。
4、建筑小区实施中水回用具有明显的经济效益
通过本论文多两个中水回用案例分析证明，建筑小区实施中水回用虽然增加了一定投资成本，但是具有明显的经济效益和环境效益的。
5、对于建筑小区实施中水回用的进一步开展提出了一些建议要求
由于建筑小区中水回用在徐州还处于起步阶段，中水回用受用户量、价格、成本、工艺、政策等多因素的共同影响，在普遍实施的过程中，会遇到很多问题和困难，因此，要全面加强这方面工作，尤其是可以通过调整水价体系，利用经济杠杆，激发中水工程建设的积极性。
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致 谢
Acknowledgments
衷心感谢导师张雁秋教授在我研究生学习期间和论文写作过程中的指导与关心，张教授不仅在学习上给予指导，他的工作作风以及做人品质也是我学习的榜样。 衷心感谢徐州市环保局同事姜博、葛海华等同志、徐州市环保所刘莉同志在我论文调研写作过程中给予的帮助。
衷心感谢矿大环测学院的授课老师。
在论文写作过程中发放了调查问卷，参阅了大量资料，在此向被访者及文献作者深表谢意。
李秋红
二○○六年十一月
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学术成果
Academic Achievements
1、2005年12月在江苏省《环境执法论坛论文集》发表《基层环保执法中存在的问题及对策》，被江苏省“环境执法论坛”组委会评为三等奖。
2、2005年1月在《中国资源综合利用》刊物发表《城市生活垃圾的预处理》。 3、2005年9月在《中国资源综合利用》刊物发表《建筑小区中水回用技术―CASS工艺》。
4、2005年3月在《江苏环境科技》刊物与同事合发表《洗车业污染现状及管理对策》。
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