“中水” 是相对给水(上水)与排水(下水)的中间形态水资源,特指生活或工业废(污)水经集中处理后,达到特定标准可重复利用的水资源。在水资源供需矛盾日益突出的背景下,中水回用已成为缓解供水压力、降低排污强度的关键手段,其应用覆盖工业生产、市政服务、生态维护等多元场景,兼具经济合理性与环境必要性。
中水回用的核心价值在于构建 “废水 – 处理 – 再利用” 的闭环系统,打破传统 “取水 – 消耗 – 排放” 的线性用水模式。通过对沐浴、盥洗、工业冷却等低污染废水的资源化处理,中水可替代优质自来水用于非饮用场景,既减少新鲜水资源开采,又降低污水排放对环境的压力。据浙江、山东等地实践数据显示,规模化中水回用项目年节水可达千万立方米级,相当于中小型湖泊的蓄水量。
一、中水回用的核心概念与系统分类
(一)基础概念界定
中水回用技术本质是通过物理、化学或生物手段,对废(污)水进行净化处理,使其水质满足特定回用需求的技术体系。需明确区分 “中水回用” 与 “废水回用” 的差异:前者侧重生活污水处理后用于市政杂用、绿化等场景,后者多指向工业废水经 UF+RO 等工艺回用于生产线,二者虽同属水资源再生范畴,但处理标准与应用场景存在显著区别。
(二)四大系统类型
依据供应范围与排水条件,中水回用系统可分为四类:
- 建筑内闭环系统:水源取自建筑内部杂排水,处理后供冲洗便器、绿化浇灌等,处理设施多设于建筑地下室或附属空间,如北京新万寿宾馆的中水处理系统;
- 简易排水区域系统:针对城市排水设施不完善区域,收集建筑总生活污水经处理后回用,可减轻污水对当地水体的污染负荷;
- 小区集群系统:覆盖建筑住宅小区、学校等小区域,集中处理各建筑杂排水,供应区域内多元杂用需求;
- 区域协同系统:以城市污水处理厂尾水为水源,经深度处理后供应区域内工业企业或生态补水,如宁波市北仑区的跨企业供水系统。
二、中水回用的技术体系与核心工艺
(一)按回用用途划分的处理路径
中水回用技术根据目标水质要求分为三类核心路径:
- 饮用水标准处理:需采用多级净化工艺达到饮用水指标,适用于水资源极度匮乏地区,但因投资高、工艺复杂应用较少;
- 非饮用水标准处理:这是最主流的处理方式,将水质提升至 “不与人体直接接触” 标准,可用于便器冲洗、车辆清洗、道路保洁等场景,处理成本适中且技术成熟;
- 工业专用处理:针对工业生产需求,通过软化器、EDI 等设备将中水进一步处理为软化水、超纯水,满足循环冷却、工艺用水等要求,如浙能长兴发电有限公司的循环水补水系统。
(二)三大核心处理工艺
按技术原理分类,中水处理工艺可归为物理处理法、物理化学法与生物处理法三类:
- 物理处理法:包括膜滤法与蒸发热法。膜滤法借助超滤膜截留胶体与微生物,适用于水质波动大的场景,具有装置紧凑、操作简便的特点;蒸发热法通过加热蒸发分离纯水与杂质,适用于各类水质,稳定性强且使用寿命长;
- 物理化学法:融合砂滤、活性炭吸附、混凝沉淀等技术,常搭配中空纤维超滤器使用,技术先进且占地少,适合污水水质变化较大的工况;
- 生物处理法:利用活性污泥、接触氧化、生物转盘等生物菌群降解有机物,适用于有机物含量较高的污水,具有抗负荷波动能力强、污泥产量少的优势,多与砂滤、活性炭吸附等工艺组合使用。
(三)先进技术装备案例
无机陶瓷膜技术是近年中水回用领域的突破方向。以涤饵 DEAR 无机陶瓷膜为例,其采用 TiO₂-Al₂O₃-ZrO₂复合结构,膜孔径 0.01-0.5μm,气孔率达 44%-46%,可承受 1.0MPa 过滤压力与 0.4MPa 反冲压力,膜通量是传统有机膜的 10-100 倍。该技术通过 “自洁” 膜表面设计减少污染堵塞,已广泛应用于工业废水再生、冷却循环水旁滤等场景。
三、中水回用的多元应用场景与实践案例
(一)工业生产领域
工业是中水回用的核心需求场景,尤其在高耗水行业应用成效显著:
- 能源电力行业:浙能长兴发电有限公司采用 “市政污水直供 + 深度处理” 模式,将城市污水经 AAO+ABFT 工艺处理后用作循环水补水,十余年累计减少污水排放 1.7 亿立方米,削减 COD 排放 5310 吨;
- 化工行业:平湖市通过 “超滤 + 反渗透” 工艺将中水氯离子、硫酸盐等指标降低 85% 以上,专供卫星能源等化工企业,使生产用水循环次数提升 4-5 倍,年节省排污费近千万元;
- 制造业:义乌稠江工业水厂为印染、光伏企业供应深度处理中水,晶澳太阳能公司再生水置换率达 80%-90%,年节约自来水成本 1400 万元。
(二)市政与生态领域
- 市政杂用:冠县工业用水厂将中水处理后供应 122 家单位,用于厂区保洁、设备冲洗等,企业用水成本从 4.7 元 / 立方米降至 1.71 元 / 立方米,年节省费用超 2000 万元;
- 绿化与环卫:长沙梨江净水厂通过纳滤工艺制备高质量中水,用于超滤膜清洗及厂区绿化,日节水 200 吨,年减少自来水消耗 7.3 万吨;
- 生态补水:宁波市北仑区再生水项目兼顾沙湾河生态补水,绍兴柯桥区通过 “污水尾水 + 河网水” 混配模式,为工业区提供生态化水源。
四、中水回用的核心标准与设计依据
(一)三大水质核心要求
中水回用需同时满足卫生安全、感官体验与设备适配三大要求:
- 卫生安全指标:严格控制大肠菌群、细菌总数、余氯量等,防止微生物污染传播;
- 感官体验指标:通过控制浊度、色度、臭味等参数,确保回用过程无不良感官刺激;
- 设备适配指标:调节 pH 值、硬度、溶解性物质含量,避免对管道、设备造成腐蚀或结垢。
(二)国家核心标准体系
我国已建立完善的中水回用标准体系,核心依据包括:
- 《生活杂用水水质标准》(GB/T18920-2002):明确便器冲洗、绿化等场景的水质限值;
- 《城市污水再生利用 景观环境用水水质》(GB/T18921-2002):规范生态补水等景观用水标准;
- 《建筑中水设计规范》(GB50336-2002):指导建筑内中水系统的设计与施工;
- 其他配套标准:涵盖室外排水、建筑给水排水等全流程技术要求。
五、中水回用的综合效益与实践价值
(一)经济效益:降本增效的双重回报
中水回用为企业与社会带来显著成本节约:工业企业使用再生水的成本通常仅为自来水的 40%-60%,如坤昇环保科技年用水 66 万立方米,仅水费即可节省 198 万元;市政层面,规模化项目可降低供水工程投资,浙江北仑区再生水项目年节约用水成本达 6000 万至 1 亿元。同时,中水回用减少排污量,间接降低企业排污费支出,平湖市相关项目年节省排污费近千万元。
(二)环境效益:水资源保护的关键抓手
从生态维度看,中水回用实现 “双重减排”:一方面减少新鲜地下水开采,缓解超采区环境压力,冠县项目年压减地下水开采 1280 万立方米,助力地下水环境修复;另一方面降低污染物排放,长兴发电项目累计削减 COD5310 吨、氨氮 603 吨,显著改善区域水环境质量。此外,再生水用于生态补水可维持河湖生态流量,提升区域生态系统稳定性。
(三)社会价值:水资源优化配置的示范意义
中水回用推动用水结构升级,实现 “优水优用” 的精准配置:优质自来水优先保障居民饮用需求,中水承担非饮用杂用功能,避免优质水资源浪费。义乌市通过再生水供应,使晶澳太阳能等企业自来水置换率达 80%-90%,实现 “工业用水不与民争水” 的社会目标,为人口密集、水资源短缺地区提供了可复制的配置模式。
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