在应对气候变化、人口增长和城市化带来的水资源管理挑战中，对灰水的再利用正逐步成为改善城市污水管理的关键驱动力。一项由来自比利时根特大学和韩国仁荷大学的研究人员合作完成的最新研究综述“Greywater reuse as a key enabler for improving urban wastewater management”揭示了灰水再利用的巨大潜力及其对可持续水管理的积极影响。

挑战与机遇并存

随着全球气候变化和城市化进程的加速，可持续水资源管理成为保障公共健康、食品安全、生态系统服务及教育等领域的基础。传统的远距离调水方案不仅成本高昂，还可能削弱地方水系统的适应性和韧性。综述指出，通过在当地寻找可再利用的水资源，可以有效缓解这一问题，而灰水再利用正是其中的重要一环。

灰水：潜力巨大的“第二水源”

灰水，即除厕所污水之外的所有家庭污水，来源包括洗衣机、洗碗机、淋浴、浴缸和洗手池等，占家庭污水总量的50%～80%。尽管其有机污染强度较低，但体积庞大，这些特性对设计用于高强度作业的大型城市污水处理厂构成了挑战。从源头进行灰水分离，并实施分散式污水处理策略，成为管理这些污水的关键。

技术创新引领灰水再利用

本文详细综述了现有的以及未来可能出现的灰水处理技术，包括生物处理方法（如自然处理系统、生物膜技术及膜生物反应器）、物理化学处理方法（如膜过滤、吸附与离子交换技术及紫外线消毒）等。将这些技术组合应用，能够确保处理后的灰水水质达到再利用标准。

应对挑战，共创未来

尽管灰水再利用前景广阔，但实施过程中仍面临诸多挑战，包括灰水质量的人口差异、缺乏明确的法律法规、监测和控制系统的不足，以及消费者的认知和接受度等。为此，本文提出一种创新的综合解决方案，包括加强法律法规建设、优化监测控制技术，并通过教育宣传提升公众对灰水再利用的认识和接受度，以克服障碍并推动灰水再利用的广泛应用。

节水节能，共筑可持续未来

有研究表明，灰水占家庭污水有机负荷的30%～50%，营养负荷的9%～20%，且人均灰水产生量在发达国家可达60～200 L。若能有效利用，灰水再利用在理论上可实现50%～80%的水资源节约。灰水再利用不仅有助于缓解城市水资源短缺问题，还能显著减少水资源运输成本，提升地方水系统的适应性和韧性。长远来看，这一举措将为城市节水、节能及可持续发展奠定坚实基础。随着技术的不断进步和公众意识的提高，灰水再利用有望成为未来城市污水管理的重要组成部分。

图1  家庭应用中收集灰水的来源以及灰水处理和资源回收的综合流程。

图2  灰水生物处理技术中的旋转生物接触器（a）、移动床生物膜反应器（b）和厌氧膜生物反应器（c）示意图。

图3  使用颗粒活性炭（GAC）吸附（a）和离子交换树脂（b）对灰水中有机分子和离子物质的去除机制。

作者简介

Korneel Rabaey，根特大学微生物生态与技术中心（CMET）教授，昆士兰大学名誉教授，CAPTURE首席技术官和创始人之一（CAPTURE致力于水、碳捕获和利用以及塑料资源化领域的资源回收），HYDROHM公司的创始人（HYDROHM致力于水领域的电气化）。Rabaey教授主要研究方向为污水资源回收、分散处理、从工业液体侧流和工业二氧化碳流中回收资源。目前已在Science, Nature Reviews Microbiology, Trends in Biotechnology, Environmental Science & Technology及Water Research等著名国际SCI收录期刊上共发表学术论文200余篇，吸引了超50 000次引用，被ISI评为高被引学者，曾获2016比利时皇家学院奖，现任ESE执行主编、ES&T顾问。

Jeonghwan Kim，韩国仁荷大学环境工程系教授。Jeonghwan Kim教授于2005年获得美国北卡罗来纳大学教堂山分校环境科学与工程系博士学位，毕业后在密歇根州立大学土木与环境工程系担任博士后研究员，2008年加入韩国仁荷大学任教。Jeonghwan Kim教授目前的研究兴趣包括基于膜的污水处理和资源回收技术。特别是他一直在广泛研究厌氧膜生物反应器和从低浓度和高浓度污水中进行资源回收的过程强化技术。

论文信息

原文标题：Greywater reuse as a key enabler for improving urban wastewater management

引用信息：Van de Walle, A., Kim, M., Alam, M. K., Wang, X., Wu, D., Dash, S. R., ... & Kim, J. (2023). Greywater reuse as a key enabler for improving urban wastewater management. Environmental science and ecotechnology 16: 100277.

doi: 10.1016/j.ese.2023.100277

*本文的部分内容由文心一言提供智能支持。