王兵¹，王伯鐸¹，林積泉¹，張 銘²，馮華偉³

（1.西北大學 環境科學系，西安 710069；2.陜西省環境保護局，西安 710004；3.煤炭科學研究總院西安分院，西安 710054）

　　摘要 基于循環經濟和清潔生產原理，提出高等學校污水再生利用的途徑和技術方法，并以某大學新校區為例，分析了污水再生利用的有利條件和工藝流程，討論了污水再生利用的社會效益、經濟效益和環境效益，研究結果表明在高等學校實施污水再生利用是必要的，而且是技術可行的。
　　關鍵詞 污水再生利用；途徑；經濟效益；環境效益
　　中圖分類號：X703　　　　　　　 文獻標識碼： 　　　　　　　文章編號：

Study on approach and benefit of wastewater recycle in university
WANG Bing¹，WANG Bo-duo¹，LIN Ji-quan¹，Zhang Ming²，Feng Hua-wei³

（1.Dept. of Environmental Science ,Northwest University , Xi’an 710069，China；2.Shaanxi Environmental Protection Bureau, Xi’an 710004，China；3 .Xi’an branch ,China coal research institute ,Xi’an 710054,China）

Abstract： The approach and methods of wastewater recycle were mentioned in university according to the principle of recycle economy and clean production, and the advantage factor and technological process were analyzed and the social, economic and environmental benefits of wastewater recycle were discussed. The conclusion shows that wastewater recycle apply in university is necessary and feasible in technology.
Key words：Wastewater recycle；Approach；Economical benefit；Environmental benefit

　　高等學校污水再生利用主要是將污水處理到非飲用的程度，其水質指標低于城市給水中飲用水水質標準，但又高于污水允許排入地面水體排放標準，以滿足高校雜用水的要求。就目前而言，高等學校中實施污水再生利用的高校所占比例并不樂觀。高等院校是用水大戶，人員素質較高，而且現有的污水再生利用技術工藝成熟、可行，所以高等院校應充分利用這些有利條件，在污水的再生利用方面樹立典范，同時也增強了學生的節水意識，響應了國家建設循環經濟社會的號召。本文以陜西某高校新校區為例，來探討高校實施污水再生利用具備的有利條件、采用的工藝以及所帶來的經濟效益和環境效益。并提出居民小區乃至整個區域都對污水進行“減量、再用和循環”，讓循環經濟理念融入社會生活，實現經濟效益和環境效益的“雙贏”。

1 高等學校污水再生利用的途徑

1.1高校污水再生利用的污水水源選擇和用途
　　高等學校實施污水再生利用并不是單純的收集、處理高校內產生的所有污水，它是根據滿足高校內雜用水對水質和量的要求而有選擇地收集污水水質相對較好、污水中污染物簡單、污水量較大的污水來處理，構建滿足此要求處理相對簡單、處理費用較低的污水處理設施，使得處理成本趨于最小，實現效益最大化。
　　在高等學校污水再生利用過程中應當注意分類收集、分類處理。學生宿舍是主要的用水建筑，其用水量因學校不同而占到高校總用水量的25～50 %左右。在選擇污水水源時，應首選學生宿舍衛生間的洗滌污水作為收取對象，洗滌污水用水量大，而且也比較容易處理；浴室和游泳池污水屬于優質雜排水，是較優的污水處理水源，其收集量也較大，可作為污水處理的水源。其出水水質完全可以滿足學校綠化、洗車、沖廁及沖地等方面的用水要求。廁所污水以及食堂污水的水質較差，且難處理；實驗產生的污水組成情況較復雜，處理成本高，因此不考慮回收利用。
1.2高等學校污水再生利用處理的方法
　　傳統的污水處理再生利用的方法主要有生物處理法、物理—化學法和膜處理法^[1]。高等學校污水再生利用目前較多的采用生物處理方法中的活性污泥法、SBR法、化學氧化法和生物接觸氧化法。活性污泥法主要適應于大型污水處理廠，雖然其處理效果很好，但由于占地面積較大，抗沖擊能力較差，容易出現污泥膨脹，管理技術要求高等原因一般不適合高校。SBR法是間歇反應，其改進工藝主要有CAST、PASS、UNITANK、 MSBR等。優點同樣明顯，效率高、效果好，運行靈活、安全、穩定、可靠，抗沖擊能力較強，占地少，但因其工藝復雜，自動化要求高，管理復雜而不被高校所采用。化學氧化法要有光催化氧化法、濕式氧化法、臨界氧化法以及20世紀90年代末開發出了強化分子氧化法（ATM法）。但復雜的工藝、高能耗、復雜的管理和巨大的基建運行費用使其止步于高校門外。生物接觸氧化法主要適應于小型污水處理廠和工業污水處理^[2]。其處理效果較好，工藝簡單，運行靈活、穩定，管理方便而被許多高校采用。此外，在選擇污水再生利用處理工藝時，應考慮不同地域差別和具體情況。

2 高等學校污水資源化的效益分析

　　對污水進行再生利用，不僅起到開源的作用，也減輕了對受納水體的污染，具有明顯的經濟效益和環境效益。
2.1高等學校實施污水資源化的社會經濟效益
　　全國高校林立，在校學生大約2200萬，其用水量和污水排放量相當大。而實施污水再生處理后，不僅可以滿足高校雜用水在質和量上的要求，減少了新鮮水用量，提高水資源的再生利用率，為學校節約了資金。同時，在高等學校實施污水再生利用還有著間接的經濟效益，表現在校園污水處理工程可為學校相關專業的學生提供實驗和實習的平臺，有助于學習興趣和學習效率的提高，還可以節省因進行這些課程所帶來的費用問題。高等學校實施污水再生利用經濟效益顯著。
　　此外，在高等學校實施污水再生利用起到了模范帶頭作用，為高等學校樹立了形象，也為居民小區污水再生利用乃至區域實施資源循環利用，變廢為寶，實施清潔生產奠定了基礎。
2.2高等學校實施污水資源化的環境效益
　　資源、環境和人類社會的可持續發展，是21世紀的重大課題。在可持續發展中，水具有舉足輕重的作用。水與可持續發展的關系如同血液對人體生命的關系，密不可分。目前人類所面臨的水資源供需矛盾并不是自然界水量不足以支撐人類社會發展的需求，而是人類對利用水資源過于粗放和無序，表現為嚴重的水資源浪費和水資源的嚴重污染^[3]。
　　高等學校實施污水再生利用，提高了水資源的利用率，減少了污水排放量，相應的也就減少了污染物的排放量，這樣可以緩解所在城市污水處理廠的負荷，而且也減輕了對受納水體的壓力。處理過的污水可用于澆灑道路，解決道路揚塵問題，改善校園的大氣環境，同時可增加景觀用水量，改善校園生態環境，為將該校建成以水為主體的生態校園提供了一定的基礎。同時，高校實施污水再生利用還體現了節水意識、減少對新鮮用水量的需求、緩解了目前由于浪費嚴重造成的水資源短缺，有助于水資源的可持續利用。可見，高等學校實施污水再生利用具有明顯的經濟效益和環境效益。

3 實例研究

3.1陜西某高校新校區污水再生利用概述
　　陜西某高校新校區位于西安市，校區用地南北高差3 m，地勢平坦，背靠秦嶺，面向市區，自然環境良好。其中主要包括教學樓、圖書館、院系教學、實驗、辦公樓、學校辦公樓、體育館、學生 活動中心、藝術中心、交流中心、學生公寓、食堂、教職工住宅及其它附屬設施建設。同時為后續發展預留適當發展用地。
　　這所高校新校區污水處理再生利用給排水系統（圖1）是一個包括新鮮水供水系統、污水處理系統和污水回用系統的復雜大系統，每個系統又可分為若干個子系統，各系統是互相聯系的。新鮮水供水系統是為只能使用新鮮水的用水部門服務，其用水量是定值。污水處理回用系統承擔著新鮮用水的排水和雜用水排水的再處理。污水處理設施的規模取決于污水回用量和排水量^[4]。
3.2陜西某高校新校區實施污水再生利用分析
3.2.1校園類建筑配建污水處理設施的有利條件
　　盥洗水、洗浴水、游泳池水的水量較大，水質好且相對穩定，作為污水處理水源時可采用較為簡單的處理工藝，可大大降低處理費用。且其水源回收點相對集中，便于收集。在這所高校新校區配建污水處理設施，較居住小區和其它一些公共建筑配建污水處理設施有下面的有利條件。

Figure 1　 Water supply and drainage system in campus

　　（1）優質雜排水容易收集 淋浴排水、盥洗排水、洗衣排水比廚房排水和廁所排水污染濃度低，為優質雜排水，其BOD₅≤100mg/L，COD≤150mg/L，應作為污水資源化首選的原水，經過較為簡單的污水處理工藝后，就可作為雜用水。雜用水的主要用途是沖洗廁所，另外還可用于消防用水和噴灑道路、花草等。現有的居住小區和許多公共建筑，多采用合流制管道，廚房、廁所污水和洗滌、沐浴污水沒有分流，無法得到優質雜排水，其排水水質較差，不易處理。而學校類建筑如教學樓、學生宿舍、實驗樓等，其衛生間的排水立管自然形成了水質分流，只要把排放洗浴、洗滌污水的立管集中起來，就可形成分流管系。
　　（2）污水再生處理設施便于筑建 這所高校新校區具有學校類建筑的共同特點，用水點比較集中，空間開闊，對美觀方面的要求不高，室內外安裝中水管道就容易很多，污水處理站應設置在所收集污水的建筑與污水再生利用地點便于連接的地方，可將之設在相對偏僻的半地下，并注意建筑蔭蔽、隔離和環境的美化。
3.2.2污水處理再生利用水源的選擇
　　這所高校新校區的污水主要為生活污水，在選擇水源時，首先應該選擇較容易處理且量大的學生宿舍樓洗滌水作為水源，同時還應當考慮教工住宅樓盥洗污水、教學樓部分的洗滌污水以及澡堂污水和游泳池污水均是較優的水源，比較容易處理，出水水質完全可以滿足學校綠化、洗車及沖地等方面用水要求。實驗污水、食堂污水以及廁所污水水質較差，難以處理，在這里不予考慮。這所高校新校區主要建筑污水排放量的情況如表1所示。
　　對表1數據的分析可以發現，學生公寓產生的可用污水占總排水量的25%，教工住宅產生的可用污水占總排水量的23%、教學實驗排水中教學部分、辦公、中小學、幼兒園、游泳館、公共浴室、交流中心和活動中心等產生的可用污水占總排水量的18.7%。除去部分較難處理污水如沖廁所產生污水、廚房污水等，可用污水為2528m³，占總污水量的67%。經處理后可用于綠化、洗車等雜用水達到2000多m³，完全滿足新校區預算1658 m³的雜用水量。

表 1　　陜西某高校新校區排水量
Tab 1　 Tonnage of new campus of certain university in Shaanxi

3.2.3污水再生處理工藝
　　學生宿舍衛生間的洗滌水屬優質雜排水，其主要污染物濃度BOD₅≤100mg/L，COD≤150ｇ/L，SS≤100mg/L，LAS（陰離子合成洗滌劑）≤5mg/L，在設計處理工藝時，應重點考慮去除洗滌水中的洗滌劑，強化消毒措施以殺滅水中的細菌、病毒。
　　通過各種處理方法的比較分析，新校區采用生物接觸氧化法比較合適。其工藝流程如圖2所示。
　　該生化處理工藝技術成熟，出水水質穩定，運行費用低，在使用中應注意下面幾點：
　　（1）在資料不確切的情況下，調節池容量按日處理量的30～40 %計算，貯水池按日處理量的20%～30%計算。
　　（2）生物接觸氧化池中的生物載體（填料）有固定式和懸浮式，懸浮填料比固定填料更具優勢。

Figure 2　 Techniques of wastewater recycle

　　（3）從安全方面考慮，消毒液宜采用NaClO溶液或O₃，不宜采用液氯。
3.3陜西某高校新校區污水再生利用效益分析
3.3.1污水處理再生利用設施的建設費
　　污水處理再生利用設施的建設費主要包括污水處理站的建設和污水收集管道的敷設，其費用大小會因情況不同有較大的變化。按照這所高校新校區雜用水量及水質要求，建設日處理能力1600m³的污水處理設施，基建費用約200萬元^[5]。
　　3.3.2污水處理再生利用的費用
　　污水處理再生利用的經濟性是決定其能否廣泛應用的關鍵因素之一。污水處理再生利用的成本主要由能源消耗費用、藥劑費、工人工資福利等費用構成。按照這所高校新校區的雜用水量和用水水質要求，其運行費用約為25萬元。污水處理設施使用壽命按20年算，加上檢修及運行費用，處理費用約0.9元/m³，費用—效益比為0.46。
3.3.3污水再生利用效益分析
　　根據西安市現行的居民用水水價，這所高校新校區如果實施污水再生利用，按照目前居民用水1.95元/m³，每年可以節省綠化、洗車等雜用水費用約52.2萬元，20年收益為1044萬元。隨著目前水市場進一步的完善，在最近5年內，水價將占到衣食住行等八大基礎支出的1/32或1/16，每立方米自來水水價將達到3元或5元^[6]。如此新校區實施污水再生利用后每年將可以節約水費104.5萬元或203.9萬元，20年可以帶來2089萬元或4078萬元的收益。同時，這所高校新校區實施污水再生利用可以節約用于綠化等雜用水的新鮮用水1658 m³/a，減少1842 m³/a的污水排放量。
　　這所高校新校區只要加強運行管理，嚴格操作程序，污水經生化—物化處理系統后出水水質可滿足《生活雜用水水質標準》要求。在新校區實施污水處理再生利用，既緩解了水污染所帶來的環境問題，又起到了節約用水的目的。污水經再生處理水質滿足廁所沖洗用水、綠化用水、澆灑用水等生活雜用水水質標準。其技術上也是可行的，有著較好的經濟效益，尤其具有顯著的環境效益。

4 結論

　　（1）高等學校污水再生利用技術成熟，采用生物接觸氧化法處理能很好處理所收集來的污水，出水水質完全可以滿足陜西某高校新校區雜用水的要求，實現了污水的再生利用。
　　（2）通過對陜西某高校新校區污水處理再生利用經濟效益分析，不難看出污水資源化有著很高的經濟可行性，它解決了占新校區總用水量約25 %綠化等方面的用水，經濟效益顯著。目前污水處理再生利用技術日趨成熟，為高校實現污水資源化鋪平了道路。
　　（3）本文由于種種原因的限制只對陜西某高校新校區污水再生利用進行了探討，應當指出，這所高校新校區污水的回用率還是很可觀的，占到了新鮮水總供水量的50 %。目前國內居民小區污水再生利用并不樂觀，這所高校新校區污水再生利用可以為其提供很好的范例，具有一定的推廣作用。同時也為區域實施資源再生利用的循環經濟理念邁出了堅實的一步，起到了很好的帶頭作用。

參考文獻：

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[6] 吳季松.循環經濟[M]，北京：北京出版社，2003.

基金項目：陜西省教育廳專項科研基金資助項目（01JK109）
作者簡介：王兵（1982-　 ），男，陜西楊凌人，西北大學碩士生，主要從事污染防治與治理方面的研究工作。