劉 夢(mèng)

（武漢大學(xué)信息管理學(xué)院 湖北 武漢：430072）

0 前言

中水，主要是指城市污水或生活污水經(jīng)處理后達(dá)到一定的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)、可在一定范圍內(nèi)重復(fù)使用的非飲用雜用水，其水質(zhì)介于上水與下水之間，是水資源有效利用的一種形式。中水回用是污水處理后的再利用，也是污水處理的延伸和開(kāi)發(fā)。本文以某民用鋼結(jié)構(gòu)制造基地生活污水回用項(xiàng)目為例，建筑中水回用的工藝方案和該項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)、環(huán)境效益進(jìn)行分析和探討。

1 工程概況

某民用鋼結(jié)構(gòu)制造基地工程生活污水回用項(xiàng)目實(shí)施內(nèi)容為：對(duì)該基地內(nèi)的生活設(shè)施，包括辦公樓、食堂、倒班宿舍樓等排出的生活污水進(jìn)行收集，經(jīng)過(guò)處理達(dá)到《生活雜用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》要求后回用。中水用戶(hù)主要包括：沖廁用水，車(chē)輛沖洗用水，綠地、道路澆灑用水等。

2 中水水源

中水來(lái)源于建筑生活排水，包括人們?nèi)粘Ｉ钪信懦龅纳钗鬯蜕顝U水。生活污水經(jīng)化糞池沉淀后排入基地污水管網(wǎng)；生活廢水包括盟洗排水、沐浴排水、洗衣排水及廚房排水等雜排水，其中廚房排水經(jīng)隔油池預(yù)處理后排入基地污水管網(wǎng)，其他生活廢水直接排入基地污水管網(wǎng)。

3 處理工藝

3.1 設(shè)計(jì)處理水量

根據(jù)基地工作生活人數(shù)及工業(yè)企業(yè)建筑生活用水定額，基地內(nèi)生活用水量見(jiàn)表1。

表1 生活用水量表

生活排水按生活用水量90%計(jì)算，最高日生活污水量為（75＋75＋50）×0.9＝180m3／d，中水設(shè)施每日設(shè)計(jì)運(yùn)行時(shí)間按8h（按需要可連續(xù)運(yùn)行）計(jì)算，污水回收率按85%計(jì)，則中水原水量即中水設(shè)計(jì)處理能力為（180／8）×0.85≈20m3／h考慮。

3.2 進(jìn)水水質(zhì)

進(jìn)水水質(zhì)指標(biāo)見(jiàn)下表2。

表2 進(jìn)水水質(zhì)指標(biāo)

3.3 工藝流程

中水處理采用如圖1所示處理工藝流程。

圖1 中水處理工藝流程圖

根據(jù)進(jìn)水水質(zhì)指標(biāo)，BOD5／CODcr＝0.5，污水的可生化性好。因此本項(xiàng)目采用缺氧－好氧（A／O）的生物接觸氧化法處理技術(shù)。即污水與生活膜充分接觸，利用微生物作用，有效去除污水中的有機(jī)物，脫除污水中的氮，使污水得到凈化。處理流程如下：生活污水通過(guò)污水管網(wǎng)收集進(jìn)入截污井，經(jīng)過(guò)截污器攔渣后進(jìn)入調(diào)節(jié)池。調(diào)節(jié)池起調(diào)節(jié)水量、均化水質(zhì)的作用，在底部均布穿孔曝氣管，以防止懸浮物沉淀。調(diào)節(jié)池污水經(jīng)提升泵提升進(jìn)入前級(jí)處理室，通過(guò)沉淀去除一些重顆粒小雜質(zhì)，以避免雜質(zhì)積累影響后續(xù)處理。前級(jí)處理池出水溢流至缺氧池，此時(shí)污水中溶解氧濃度為0.2mg／L～0.5 mg／L，在缺氧狀態(tài)下異養(yǎng)菌將污水中的懸浮污染物和可溶性有機(jī)物水解為有機(jī)酸，將大分子有機(jī)物分解為小分子有機(jī)物，不溶性有機(jī)物轉(zhuǎn)化為可溶性有機(jī)物，提高了污水的可生化性，為后續(xù)處理創(chuàng)造條件；同時(shí)進(jìn)行反硝化反應(yīng)，即反硝化菌在缺氧狀態(tài)下將硝態(tài)氮還原為氮?dú)?。?jīng)過(guò)缺氧池的處理，降低了污水中的有機(jī)物濃度，減輕了后續(xù)處理的有機(jī)負(fù)荷。缺氧池出水自流進(jìn)入富氧池，此時(shí)污水中仍有一定量的有機(jī)物和較高濃度的氮氨。富氧池內(nèi)溶解氧濃度≥3 mg／L，氣水比為15∶1，此時(shí)污水中的微生物進(jìn)行硝化反應(yīng)，即硝化菌在好氧狀態(tài)下，利用有機(jī)物分解產(chǎn)生的無(wú)機(jī)碳源或空氣中的二氧化碳作為營(yíng)養(yǎng)源，將氨氮氧化成硝態(tài)氮。富氧池一部分出水回流至缺氧池進(jìn)行內(nèi)循環(huán)，將硝態(tài)氮還原為氮?dú)?，以達(dá)到最終脫氮的目的。經(jīng)過(guò)富氧池的處理，可以進(jìn)一步去除反硝化作用完成后剩余的有機(jī)物，以達(dá)到出水水質(zhì)要求。在缺氧池和富氧池中均布有生物膜填料，為微生物棲息和繁殖提供良好的環(huán)境，同時(shí)使污水和微生物得到充分的接觸，提高生化反應(yīng)的效率。富氧池出水自流進(jìn)入中段處理室，通過(guò)沉淀進(jìn)一步去除部分的懸浮物和沉淀分離脫落的微生物膜。前級(jí)處理室和中段處理室底部沉積的污泥通過(guò)氣提裝置提升至污泥池，污泥池底泥定期人工外運(yùn)處理，上清液回流至調(diào)節(jié)池。中段處理室上清液進(jìn)入滅菌室，投加消毒藥劑殺滅出水中的病毒細(xì)菌和大腸桿菌。滅菌室出水進(jìn)入中間水池。中間水池起到貯存和調(diào)蓄處理后污水的作用，池內(nèi)設(shè)中間水泵，通過(guò)中間水泵加壓后進(jìn)入后續(xù)精處理器進(jìn)行過(guò)濾，以進(jìn)一步去除水中細(xì)小懸浮物，使出水濁度、色度達(dá)到中水回用的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。后續(xù)經(jīng)處理器出水進(jìn)入清水池，通過(guò)中水回用水泵將中水輸送至雜用水管網(wǎng)及綠化管網(wǎng)，供給用戶(hù)使用。

3.4 主要建構(gòu)筑物和設(shè)備設(shè)計(jì)參數(shù)

3.4.1 截污井

內(nèi)置截污器1只，截污渣定期清理。截污器寬度：500mm；截污網(wǎng)密度：5mm；材質(zhì)：不銹鋼。

3.4.2 調(diào)節(jié)池

有效容積：V＝160m3；調(diào)節(jié)時(shí)間：8h。

池底均勻布置曝氣管，材質(zhì)：UPVC 給水穿孔管。

內(nèi)設(shè)潛污泵2臺(tái)（1用1備），用于污水提升，單臺(tái)性能參數(shù)為：Q＝20 m3／h；H＝15 m；N＝1.5 kW／380V。

3.4.3 集成式中水回用處理器（成套，采用埋地形式）

（1）前級(jí)處理室。水力停留時(shí)間：1.2h；有效容積：24m3；形式：豎流式；材質(zhì)：Q235－A 防腐。底部污泥通過(guò)氣提裝置提升至污泥池。

（2）缺氧池

水力停留時(shí)間：1.2h；有效容積：24m3；材質(zhì)：Q235－A 防腐。

內(nèi)設(shè)懸掛式生物床；比表面積：296m2／m3。

（3）富氧池

生化時(shí)間：5h；生池有效容積：100m3；總氣水比：12∶1。

池內(nèi)設(shè)懸掛式生物床：比表面積為296m2／m3。溶氣裝置：溶氣率為18.4%～27.7%；服務(wù)面積為0.25～0.55m2／個(gè)；空氣流量為1.5～3m2／個(gè)·h。并設(shè)置潛污泵2臺(tái)（1用1備），用于富氧池硝化液回流至缺氧池，單臺(tái)性能參數(shù)為：Q＝60m3／h；H＝13m；N＝4.0kW／380V。

（4）中段處理室

有效容積：20m3；表面負(fù)荷：2.6m3／m2·h；形式：豎流式；材質(zhì)：Q235－A 防腐。底部污泥通過(guò)氣提裝置提升至污泥池。

（5）滅菌室

設(shè)計(jì)水力停留時(shí)間：30min；有效容積：10m3。

滅菌劑選用固體滅菌劑，有效氯投加量為5 mg／L，人工投加。滅菌劑投加在滅菌室入口處溶液箱內(nèi)，設(shè)計(jì)按一周投一次藥。

（6）污泥池

有效容積：9.0m3；上清液回流至調(diào)節(jié)池，污泥定期人工外運(yùn)處理。

3.4.4 中間水池

有效容積：V＝80m3。內(nèi)設(shè)潛污泵2臺(tái)（1用1備），用于處理后中水提升至后續(xù)精處理器，單臺(tái)性能參數(shù)為：Q＝25m3／h；H＝30m；N＝4.0kW／380 V。

3.4.5 后續(xù)精處理器

數(shù)量：1臺(tái)；處理量：Q＝20m3／h；形式：圓筒立式；過(guò)濾精度：50μm。定時(shí)反洗。

3.4.6 清水池

有效容積：V＝80m3。

3.4.7 回轉(zhuǎn)式鼓風(fēng)機(jī)

調(diào)節(jié)池空氣攪拌、富氧池曝氣、前級(jí)處理室及中級(jí)處理室污泥氣提采用鼓風(fēng)機(jī)供氣。

數(shù)量：2臺(tái)（交替使用）；風(fēng)量：2.85 m3／min；風(fēng)壓：0.4kgf／cm2；功率：5.5kW。

3.4.8 中水回用供水泵

用于清水池中水提升至管網(wǎng)，并兼作精處理器反洗水泵；數(shù)量：2臺(tái)（1用1備）；流量：20m3／h；揚(yáng)程：38m；功率：5.5kW／380V。

3.4.9 設(shè)備用房

回轉(zhuǎn)式鼓風(fēng)機(jī)、中水回用供水泵、后續(xù)精處理器、電控柜設(shè)置于設(shè)備用房?jī)?nèi)。

3.5 方案特點(diǎn)

（1）生活污水處理采用集成式設(shè)備，工藝布置緊湊，占地省。工藝設(shè)備一體化，可進(jìn)行整體安裝和設(shè)備調(diào)試，工期短，為施工帶來(lái)方便，且便于維護(hù)。

（2）通過(guò)PLC程序管理，自動(dòng)化程度高，可自動(dòng)控制生產(chǎn)運(yùn)行，日常管理方便。

（3）基地生活污水流量小，污水成分及來(lái)源較穩(wěn)定，可生化性好，根據(jù)此特點(diǎn)選用缺氧－好氧（A／O）生物接觸氧化工藝，具有微生物豐富、濃度高，食物鏈長(zhǎng)，不易發(fā)生污泥膨脹，污泥生成量少且沉降性能好等優(yōu)點(diǎn)。

（4）設(shè)計(jì)中充分考慮二次污染的防治，設(shè)備均耐腐蝕、噪音低，處理設(shè)施采取了密封措施，基本無(wú)異味，不會(huì)影響周?chē)h(huán)境。

（5）除設(shè)備用房外的構(gòu)建筑物及設(shè)備均為地下式，地面上可用作綠化用地，既節(jié)省了地面空間，又起到了美化環(huán)境的作用。

4 中水處理的結(jié)果及效益分析

該項(xiàng)目出水水質(zhì)如表3 所示，完全符合GB／T18920－2002《城市污水再生利用 城市雜用水水質(zhì)》所規(guī)定的雜用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。處理后的出水可以用于沖廁、洗車(chē)以及綠化等。

4.1 出水水質(zhì)

表3 出水水質(zhì)

4.2 經(jīng)濟(jì)效益

污水經(jīng)過(guò)處理達(dá)標(biāo)后回用，就整個(gè)工程來(lái)講，雖要增加建設(shè)投資，但中水就近回用，水量有保證，輸送距離短，并且由于減少了供水和排水的水量，從而減輕了給水排水管網(wǎng)和處理工程的負(fù)荷，同時(shí)開(kāi)辟再生污水水源，經(jīng)濟(jì)上低于開(kāi)發(fā)其它水源。

4.3 環(huán)境效益

（1）中水利用在對(duì)健康無(wú)影響的情況下.為我們提供了一個(gè)非常經(jīng)濟(jì)的新水源，可以減少新鮮自來(lái)水用量，有效的節(jié)約了有限的水資源。

（2）中水利用還可以減少污水排放數(shù)量，減少二次污染，減少和控制水體污染引起的各類(lèi)環(huán)境問(wèn)題。

［1］2噸每小時(shí)一體化地埋式污水處理設(shè)備方案［EB／OL］.［2013－04－17］http：／／www.jsxyep.com／hbcl＿nwestext＿1019.html

［2］劉 綱，王紀(jì)軍.一體化設(shè)備處理小區(qū)污水工藝探討［J］.河南水利，發(fā)表時(shí)間：2006，（06）：14－15.

［3］關(guān)大勇.建筑中水回用及其存在的問(wèn)題［J］.林業(yè)科技情報(bào)，2006，（02）：44－45.