小型灰水回用系统研究
我国水资源日益紧缺，水体污染也日益严重，污水回用技术可以有效地节约水资源，减少污染，从而有效地解决水资源危机。灰水与黑水有所不同，它是一种无粪尿、污染程度较低的生活污水，经过科学的收集、处理，可以获得良好的环境效益和经济效益。本文将深入探讨如何利用小型灰水回用技术，以及其在我国的可行性和发展前景。
关键词：灰水；处理；回用；小型
1.灰水的特点
1.1 什么是灰水
灰水是除厕所排放的废水和粪尿外的来自家用浴缸、淋浴、洗手池和厨房洗涤槽等的家庭生活污水。而黑水则是指粪尿污水，含有粪便、尿液、卫生纸等物质【1】。生活灰水经过回收系统处理后，可用于冲厕、洗车、喷洒道路、人工景观水体、锅炉、绿化、混凝土搅拌、消防、湿地、地下回灌水甚至农业灌溉用水等【2】。
1.2 灰水的水量
家庭用水的灰水比例通常在50%～80%【3】，而办公楼和其他公共场所的灰水比例可能会更高【4】，但是黑水的比例通常只有30%。根据表格显示，灰水的使用量远远超过黑水，因此，有必要采取措施来充分利用灰水，以满足家庭和社区的非接触用水需求。研究表明，将灰水回用于冲厕所、冲洗拖把或浇灌绿植等，可以节省住宅用水总量的30%~50%【5】，从而节约居民的生活用水量。此外也有研究表明，将灰水回用于冲厕所可以显著降低家庭每天的用水量，其降幅可达40~60L。在城市住宅和公共场所安装灰水回用系统，还能够将城市用水量的降幅提高10%~25%。以色列的灰水处理和回用系统的应用已经取得了显著的成效，据估算，如果将30%的住宅安装这种系统，那么每年就能节省5000万m3【6】的用水，这说明灰水回用技术在减少水资源消耗方面发挥了重要作用。
1.3 灰水安全回用的威胁
近年来，随着科技的发展，越来越多的药品、保健产品以及其他化学产品正被广泛应用于生活中，其中含有人工合成麝香化学产物、抗生素、雌激素、消炎药、杀菌消毒剂等。然而，尽管这些产品的影响日益突出，PPCPs的排放却仍未得到足够的重视[7]，而目前的水处理技术也无法彻底清除PPCPs。使用GC-MS检测技术的ErIksson A Z等发现[8]，从卫生间的污染源排出的污染液体中，可能存在的化工产物超过200种，其中含有各种药物、家庭清洁剂以及其他污染源，严重危害着污染源的再利用。随着化学产品的使用日益增长，灰水的污染程度也日益加剧，其中包含多种污染源，例如清洁剂、洗涤剂、织物柔顺剂、漂白剂、防腐剂、香皂、洗发液、牙膏等，这些污染源都会导致灰水中XOCS的污染。ErIksson A Z等通过对这些污染源的分析[9]，最终确认其中的XOCS种类高达900种。Vibyasen这个47个家庭的小镇坐落在瑞典斯德哥尔摩市的郊外，其污水处理设施采用了灰、黑水的分离技术，由Pal mquist H等专业学者对其排放的灰、黑水进行了深入的探索[10]，最终发现存在105种潜在的危害性成份，其中24种是元素，81种是环境激素、PAH、PCB以及其他一些可能的化学成份，检测结果显示：灰水中，元素是22种,危险有机污染物是46种；黑水中，元素是23种,有机污染物是26种。为了更好地了解这些问题，我们需要进行更加全面的研究，以便更好地识别和控制这些潜在的健康隐患。
2.灰水收集利用的主要环节
2∙1灰水的收集
在污染控制领域，污染物的有效收集是一项重大的任务。为了实现这一目标，我们需要对卫生间、盥洗区和厨房的污染物进行管网改造。在污染物排放前，将灰水和黑水进行有效分离，分离后再将灰水收集、储存，集中后的灰水可泵输送至处理器进行处理。在不同的环境中，灰水的收集范围有所不同，从一个家庭、一栋建筑，甚至一个社区，而且，在设计和安装灰水处理系统时，必须充分考虑其可再利用性。本文主要研究以家庭为单位的小型灰水回收系统。
2∙2灰水的沉淀
在处理之前，灰水通常包括一些悬浮物，如食品残渣、毛屑和皮屑。为了预防污染，这些污染物需要经历一个初级的沉淀阶段。另外，这些污染物也需要在一定的时限内被控制，因为A Dixon[11]的研究表明，在24小时之内，污染物的SS浓度能够达到良好的控制，但是如果超出这个时限，污染物将会释放出一种令人不快的气味。因此，在灰水回用之前，应该确保污染源的沉降时间和清洁效果，建议将沉淀物放置24个小时，这样效果更佳。
2∙3灰水处理
灰水处理可以采用简单的过滤工艺，也可以采用生化工艺，如果有足够的场地还可以采用生态处理法。选用什么工艺，需要在充分考虑处理规模、回用水水质标准、技术经济可行性等多方面因素后再综合确定。灰水处理后回用之前必须进行消毒。消毒方式有氯消毒或紫外灯消毒。紫外消毒系统操作简单、易于管理。但是，因为紫外消毒容易受出水浊度的影响，只能处理浊度较低的出水，而且价格相对来说比较昂贵，因此实际生活中，采用得较多的消毒方式主要为加氯消毒。
2∙4灰水存储并利用
处理完毕的灰水可以进入专门的储水池进行贮藏，以防止在用水时，水位升高导致水资源浪费，同时可以有效地减少用水的紧张程度。一般来说，储水池的尺寸要适当，以确保其内部的水质处理能力。由于复氧水体中的好氧细菌可能会对储存的回用水造成潜在的危害，所以，应该尽量避免将回用水放置太久，以免影响回用水的安全性和质量，通常建议将回用水的储藏时间限定在48小时[12,13]以内。
3.住宅灰水处理系统
由于灰水水质好，水源水量充足，是中水回用可利用的优质水源水，其单独处理具有工艺简单、投资成本低、运行费用低的特点，可持续的卫生系统倡导黑、灰水分离，在未来实现住宅分离排水系统以后，灰水将会是住宅中水回用首选水源水。以下简单介绍此次研究的小型灰水回用系统：
箱体，在箱体的一侧安装设备门，设备门上安装控制面板，控制面板固定在箱体一侧的进水管上。进水管沿水体在其内部的流动方向依次安装有出水通道与进水通道，其中出水通道上固定连接着拦截网，截断进水管的管径。进水管的一侧设置有收集管，收集管的两端分别与出水通道以及进水通道相连通，收集管内有过滤网。而进水管的末端连接有第一溶液泵，第一溶液泵是固定安装在箱体内的；
沉淀桶，沉淀桶安装在箱体内，与进水管相连接，其外侧面自下而上依次构造有排污管道与排水管。排污管和排水管上都安装有电磁阀，排污管的末端贯穿箱体的外侧；
过滤箱，过滤箱安装在排水管上，其上构造有取放口，并安装有可开合与关闭的取放口外盖。过滤箱内沿水体在其内部的流动方向依次设置有PP棉滤芯板，超滤膜滤芯和后置活性炭板，该部分为灰水处理的核心部分；
储水箱，安装在箱体内。沉淀桶通过排水管与储水箱连通，且排水管高于储水箱的顶部，储水箱上安装有第二溶液泵，第二溶液泵的出水端贯穿箱体的外侧。箱体内水平向设置有隔板，沉淀桶与储水箱分别安装在隔板的两侧。隔板的两个相背面上均有加强筋，加强筋与箱体的内壁进行固定连接。
管道的端部用螺丝钉安装了一个收集盒，它的顶部配备了一个收集口，而过滤网则被固定在收集盒的底部。出水通道与进水管的轴线之间具有锐角夹角，拦截网与出水通道相平行。过滤箱内设置有安装板，安装板上安装了围板，其外侧面与过滤箱的内壁相贴合，PP棉滤芯板、超滤膜滤芯以及后置活性炭板均活动插设在所述安装板上，且其周侧均与围板的内壁相贴合。安装板上开设有容纳槽，容纳槽内铰接有把手。取放口的沿口上固定安装有密封圈，当外盖盖和取放口时，密封圈与外盖相抵触。
4.住宅灰水处理系统有益效果：
4.1 通过对进水管的设计，可对灰水中的固态杂质进行拦截，从而减少进入沉淀桶的杂质，随后采用沉淀桶对灰水进行静置沉淀，可将灰水分为清澈的上层与浑浊下层，随后采用排水管与过滤箱的设计可以将清澈水体导出并同步进行深层过滤，以使进入储水箱内的
水体为较为纯净的水体，从而完成灰水的回收处理，随后即可通过第二溶液泵将储水箱内的水体调动至住宅各用水点，从而可以有效的减少住宅生活用水的浪费。
4.2 通过采用排水管高于储水箱的设计，在排水管的电磁阀打开后，清水会在沉淀桶内部水压的影响下自动朝向储水箱内部流动，方便对沉淀桶内静置所获得的清水进行调动。
结论：随着经济的发展，许多城市使用的清洁水源主要是由市政管网供应的水。如自来水，以满足居民的卫生和安全需求。然而，家庭日常消耗的市政用水，就生活污水总量的50%-80%。因此，全国每年家庭市政用水的使用量将达到100亿m3。虽然大多数城市的日常用水仍然来自自来水，但也存在着少数情况，如冲厕水、清洁水、景观水等，由于它的水质要求比较低，因此，在这种情况下，可以采取更加环保的方式：通过管道改造采集和储存灰水，经过小型处理系统简单处理，达到符合要求的水质标准之后，就可以用于城市绿化、城市清洁、农业灌溉等。通过这一措施，我们既能够节约更多的自然资源，也能够降低污水的排放，从而达到资源的再生，为环境的可持续发展带来了巨大的好处。
参考文献：
［1］Helena Palmquist Jorgen Hanous HazardOus substances in separately collected grey-and black water from ordinary Swedish households[J] .Science of the Total Environmente2005(348):151-163.
[2] Eya Eriksson karina Auffart Mogens Henze Anna Ledin.Characteristics of grey waste water[J]. Urban Water 2002(4):85-104.

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