張明飛 陳 晶

為有效節(jié)約水資源，減少污染，保護生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展，貴州省公安廳警犬基地以節(jié)能環(huán)保為建設(shè)理念，將中水回用技術(shù)成功運用到生產(chǎn)與生活中。本文介紹了該基地利用生物接觸氧化工藝開展中水回用工程的流程、設(shè)施及相關(guān)運行參數(shù)。結(jié)果表明，該工藝出水水質(zhì)符合國家制定的城市用水雜用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，且經(jīng)濟效益可觀。

我國是一個干旱缺水嚴(yán)重的國家，淡水資源總量為28000億立方米，占全球水資源的6%，居世界第四位，但人均只有2200立方米，僅為世界平均水平的1/ 4，美國的1/5，在世界上名列121位，是全球13個人均水資源最貧乏的國家之一。隨著人類社會的不斷發(fā)展，尤其是人口的快速增長以及城市化與工業(yè)化水平的不斷提高，水資源短缺和水污染加劇所造成的水危機已經(jīng)成為我國21世紀(jì)面臨的最嚴(yán)峻的問題之一。

貴州位于世界三大喀斯特區(qū)域之一的中國西南巖溶地區(qū)中心腹地，地勢西高東低，自西部和中部向北、東、南三面傾斜，平均海拔1100米左右，是全國唯一沒有平原支撐的省份，其地貌的顯著特征是山地多，山地和丘陵占全省總面積的92.5%。獨特的地理環(huán)境造就了貴州的美麗與神奇，但大面積的山地、丘陵及喀斯特地貌，導(dǎo)致全省生態(tài)環(huán)境十分脆弱，境內(nèi)相對豐富的水資源，也因山高谷深，造成工程性缺水表現(xiàn)嚴(yán)重。

省公安廳警犬基地充分利用貴州山區(qū)地形特點，整體依山而建，布局合理，為中水回用技術(shù)的順利啟動打下了良好的基礎(chǔ)?；赜?008年初正式建成并投入使用，占地近50畝，分為辦公區(qū)、生活區(qū)和犬區(qū)三大區(qū)域，建有犬舍8棟230間，擁有犬只220余頭。為有效保護犬場所在地生態(tài)環(huán)境，節(jié)約水資源，促進犬場可持續(xù)性發(fā)展，基地以辦公區(qū)、生活區(qū)日常排放的污水及犬只生活污水（包括犬的洗澡水和犬舍沖洗廢水）為原水，利用中水回用技術(shù)對其進行一系列處理，處理后的中水用于犬舍的沖洗、犬場綠化澆灌等。同時，還將污水處理中沉淀的固體殘渣及犬日常排泄物作為沼氣池原料，有效降低了污水及廢物排放量。

一、原水水量及水質(zhì)

基地日平均污水產(chǎn)生量為100m3，中水回用最大量為5m3/h。經(jīng)檢測，該區(qū)內(nèi)生活污水水質(zhì)參數(shù)見下表：

表1 原水水質(zhì)參數(shù)

二、工藝流程

本工程采用生物接觸氧化工藝，該工藝操作簡單，運轉(zhuǎn)費用低，處理效果好，運行穩(wěn)定，是目前較為成熟的中低濃度水處理工藝，能有效地確保污水達標(biāo)排放。

原水由排水系統(tǒng)收集后，進入中水處理站的格柵井，去除顆粒雜物后，進入調(diào)節(jié)池，調(diào)節(jié)池中設(shè)置預(yù)曝氣系統(tǒng)，再經(jīng)液位控制儀傳遞信號，由提升泵送至接觸氧化池進行好氧生化反應(yīng)，在此絕大部分有機污染物通過生物氧化、吸附得以降解，出水自流至二沉池，沉淀部分污泥及脫落死亡的生物膜后，上清液經(jīng)出水三角堰自流進入中間水池，由過濾提升泵抽入砂過濾器去除水中膠體、顆粒、懸浮雜質(zhì)再進入活性炭過濾器，去除水中膠體、顆粒、色度、異味，經(jīng)投加消毒液殺滅水中有害菌種后，達到雜用水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)進入中水清水儲蓄池，最后由變頻給水泵抽送至各中水使用點。

由格柵截留下的雜物定期撈取清運至沼氣池中，二沉池中的污泥部分由回去流泵回流至生物接觸氧化池，另一部分污泥回至污泥池進行污泥濃縮后排至集水坑，由泵提升排出地下室，污泥池上清液及石英砂過濾器和活性炭吸附器反洗排水回流至調(diào)節(jié)池再處理，工藝流程如圖1所示。

三、工藝設(shè)施及參數(shù)

（一）格柵井 污水格柵井設(shè)置在調(diào)節(jié)池前，為鋼砼結(jié)構(gòu)，內(nèi)置一道粗格柵和一道回轉(zhuǎn)式機械細格柵，用以去除污水中的軟性纏繞物和較大固顆粒雜物，從而保護后續(xù)工作水泵并降低系統(tǒng)工作負荷。粗格柵采用手動式，細格柵采用自動回轉(zhuǎn)式格柵清污機，考慮便于柵渣清理、檢修等日常維護工作。

（二）調(diào)節(jié)池 污水經(jīng)格柵處理后進入調(diào)節(jié)池進行水量、水質(zhì)的調(diào)節(jié)均化，保證后續(xù)生化處理系統(tǒng)水量、水質(zhì)的均衡、穩(wěn)定，提高整個系統(tǒng)的抗沖擊性能和處理效果。同時調(diào)節(jié)池內(nèi)設(shè)置預(yù)曝氣系統(tǒng)，用于充氧攪拌，以防止污水中懸浮顆粒長時間沉淀而發(fā)臭，又均化水質(zhì)，對污水中有機物起到一定的降解功能。調(diào)節(jié)池內(nèi)設(shè)置潛污泵，可將經(jīng)均量、均質(zhì)的污水提升至后級處理。

圖1 污水處理工藝流程圖

（三）接觸氧化池 該池為本污水處理的核心部分，分兩段，前一段在較高的有機負荷下，通過附著于填料上的大量不同種屬的微生物群落共同參與下的生化降解和吸附作用，去除污水中的各種有機物質(zhì)，使污水中的有機物含量大幅度降低。后段在有機負荷較低的情況下，通過硝化菌的作用，在氧量充足的條件下降解污水中的氨氮，同時也使污水中的COD值降低到更低的水平，使污水得以凈化。

（四）二沉池 進行固液分離去除生化池中剝落下來的生物膜和懸浮污泥，使污水真正凈化。設(shè)計為豎流式沉淀池，采用中心筒布水采用三角堰出水，使出水效果穩(wěn)定，出水槽配置浮渣擋板。采用污泥定時排泥至污泥池，部分污泥回流至A級生物處理池進行硝化和反硝化，減少了污泥的生成量，也利于污水中氨氮的去除。

（五）中間水池 二沉池出水流入中間水池經(jīng)提升泵提升至后級處理設(shè)備。

（六）污泥池 二沉池排泥定時排入污泥池，進行污泥濃縮，和好氧消化，污泥上清液排入調(diào)節(jié)池，剩余污泥氣提至集水坑，由泵提升排出地下室。

（七）羅茨鼓風(fēng)機 供A/O級生化池充氧曝氣、調(diào)節(jié)池中充氧預(yù)曝氣，污泥池好氧消化。

（八）砂濾器、碳濾器 由于該污水處理后要求達到中水回用標(biāo)準(zhǔn)，因此必須在生化處理后加一級砂過濾及活性炭吸附裝置，進一步去除水中的BOD、COD、SS、懸浮膠體、微生物、余氯及臭味等。

（九）PLC自動控制柜 中央控制室主機PLC機采用日本進口，其它元件采用施耐德公司的電器件。PLC控制柜對所有系統(tǒng)內(nèi)的電器設(shè)備、動力設(shè)備進行集中控制，并按預(yù)先設(shè)定的程序發(fā)出指令對系統(tǒng)進行自動控制及監(jiān)控。并配備遠程監(jiān)控系統(tǒng)接口可接至業(yè)主中央集中室。

（十）變頻泵機組 采用上海凱泉公司或連成生產(chǎn)的系列不銹鋼立式泵和進口富士變頻器，實行變量恒壓供水至各使用點，同時在砂濾器、炭濾器反洗時作為反洗泵，省去了單獨設(shè)置的反沖洗泵。

（十一）中水清水儲蓄池 儲蓄經(jīng)處理后的清水，用以生活雜用。

（十二）自來水自動補水閥 當(dāng)中水用水量大于處理量時，自動補充自來水進中水清水儲蓄池保證變頻泵機組正常運行。

（十三）消毒裝置 殺滅水中99%以上的細菌（如大腸桿菌等），確保中水回用。

四、運行結(jié)果

該工程竣工后，經(jīng)過4年的連續(xù)運行，處理效果穩(wěn)定。近期以1個月抽查6次數(shù)據(jù)的平均值進行對比，原水與中水水質(zhì)狀況見表2。

表2 原水與中水水質(zhì)狀況

回用水CODcr、BOD5、SS的總?cè)コ史謩e達到90.75%、97.5%、93%，效果明顯。采用該工藝處理后回用中水水質(zhì)完全達到了《中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)》中城市污水再利用——城市用水雜用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。

五、經(jīng)濟指標(biāo)

有效利用中水回用技術(shù)，不但可以節(jié)約水資源，同時其產(chǎn)生的經(jīng)濟效益亦十分可觀。經(jīng)計算，中水回用系統(tǒng)主要經(jīng)濟指標(biāo)如下：設(shè)備實際運行功率為7.62KW/H，每處理1噸污水，需耗電0.48元，藥劑費0.06元/m3污水，人工費按0.26元/m3污水計，合計運行費用為0.746元/m3污水（不計折舊費、維護費等）。按基地目前所在地自來水價格3.3元/m3計算，每年可節(jié)約水費近8萬元，約為每年繳納自來水費的3倍。上述經(jīng)濟指標(biāo)表明，中水回用的經(jīng)濟效益非?？捎^，具有較大的現(xiàn)實意義。

六、推廣及發(fā)展前景

隨著我國經(jīng)濟的持續(xù)發(fā)展，人口的不斷增加，以及工業(yè)化和城市化步伐加快，城市用水量和污水排放量急劇增加，加劇了水資源的短缺和水環(huán)境的惡化，同時也帶來許多城市環(huán)境問題，并且制約了我國經(jīng)濟和社會的發(fā)展。發(fā)展污水處理回用，以實現(xiàn)水資源的可持續(xù)利用，已被明確寫入國民經(jīng)濟和社會發(fā)展第十個五年計劃綱要中。本工程處理的中水原水屬于優(yōu)質(zhì)雜排水，究其BOD/COD值在0.5以上，屬可生化性較好，因此采用了生物接觸氧化工藝。該工藝具有操作簡單、運轉(zhuǎn)費用低、處理效果好及運行穩(wěn)定等諸多優(yōu)勢，是目前較為成熟的中低濃度水處理工藝，完全能夠達到回用水質(zhì)要求。此外，基地將中水回用技術(shù)與沼氣生成及太陽能供熱系統(tǒng)等有機結(jié)合，以環(huán)保節(jié)能為目標(biāo)，實現(xiàn)了污水及垃圾的“零排放”，為當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境保護做出了積極貢獻。這樣的設(shè)計理念及工藝在貴州省養(yǎng)犬業(yè)中值得推廣。