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中水回用工程设计实例
来源:济南乾来环保技术有限公司 发布时间:2022-08-12 16:12:29 浏览次数:
                    摘要:以山东省某高校中水回用工程为研究对象,在分析水处理能力和进出水水质的基础上,采用以下 工艺流程进行中水回用处理:格栅+调节池+水解酸化池+生物接触氧化池+斜管沉淀池+中间水池+过滤器+ 清水池+回用水池。 工程运行结果显示,出水达到了《城市污水再生利用 城市杂用水水质标准》(GB / T18920 -2002)中绿化、冲厕用水的标准。 关键词:中水回用;生物接触氧化;中水处理站;工程设计为了保护环境,同时实现水资源的重复 利用,山东某高校在校内建设一座中水处理 站,将学校内的污水处理后回用。 中水水源 来自于学校内的生活污水,主要包括:办公楼 每天约 100 m3 ;学生公寓每天约 300 m3 ;餐厅每天约 20 m3 ;平房每天约 50 m3 ;煤气公 司每天约 20 m3 。 处理后的中水回用于绿 化、冲厕。 中水处理站的设计规模为500 m3 / d。 废 水经过处理站处理达标后回用于冲厕、绿化。
                   1 工艺设计 
                    1. 1 进出水质 
                      中水站设计进水 CODCr、BOD5 、SS 等浓度如表 1 所示。 处理后的出水要求达到《城 市污水再生利用 城市杂用水水质标准》 (GB/ T18920-2002) 中绿化、冲厕用水的标 准[1](取标准叠加的最严格要求),其主要污 染物指标如表 2 所示。
                     1. 2 工艺流程 
                      学校生活污水中污染物浓度较低,中水 回用处理的重点是在去除有机、无机污染物 的同时消毒杀死病原微生物[2] 。 因此,首先 采用生物处理方法去除水中的 COD、BOD、 SS、NH3-N,然后对污水进行过滤、消毒处理, 保证出水达到回用要求。 学校污水处理工艺 的选择除考虑工艺的先进性与可靠性外,还 需要兼顾工程的占地指标,以及避免噪音、异 味等二次污染问题。 通过比较生物接触氧化工艺、SBR 工艺[3-4] 、曝气生物滤池工艺[5-6] 的优缺点,可以看出:生物接触氧化工艺在运 行管理、占地面积、运行费用方面均具有明显 的优势,并且该工艺在国内处理学校生活污 水方面有广泛的应用,特别适用小水量,并已 形成了系列化,投产后运行稳定,处理效果良 好,是国家环保局推荐的处理工艺。 本研究使用的生物接触氧化工艺详细流 程如图 1 所示。
                        污水管网中的污水经过格栅去除大的悬 浮物后,自流入调节池,均匀水质和水量,同 时初步降解大分子有机物和  SS。 出水经提 升泵提升至 AO 生化池,对有机物进行降解; 出水自流入沉淀池,投加絮凝剂沉淀[7] ;出 水进入中间水池,用泵提升至过滤器,对悬浮 物进行截留,有效去除 SS;出水后自流入清 水池,再经消毒池消毒后即达到用水标准。系统产生的污泥经污泥浓缩池浓缩[8] 后,由市政污泥车定期吸走,中水站不需单独 设置污泥浓缩和干化设施。 
                         2 主要构筑物 
                         2. 1 格栅 
                          格栅用以去除废水中粗大的悬浮固体物,如纸屑、布条、塑料薄膜等,其主要作用是 防止堵塞泵和减少后续处理构筑物的负担。 格栅井中设格栅一道,栅后上部设一个 清渣平台,便于清渣时暂放栅渣之用。 平台 及格栅井上部设活动盖板,清渣时掀起,平时 盖上,不影响环境。 
                         2. 2 调节池 
                         生活污水排水时段有很大的不均匀性, 污水水质、水量波动较大。 排水高峰时,蓄存 多余的水量,低峰时或者夜间基本不排水时, 可从调节池蓄存水中提取予以补充,从而使 生化处理系统基本上按平均时处理量正常运 行。 调节池为钢砼结构,总容积 150 m3 ,池内 设潜水排污泵 2 台,一用一备,P =1. 5 kW。 调 节池自身具有污泥消化功能,大大降低了污 泥产量。 
                         2. 3 水解酸化池 
                         水解酸化池内的膨胀污泥层对悬浮于水 悬中的污泥颗粒絮体具有很强的网捕作用,对 浮物的去除率较高。 水解酸化池为钢砼结 构,总容积 90 m3 ,填料容积 63 m3 ,配套布水 装置 1 套、排泥装置 1 套、排水装置 1 套。 池 底部均设穿孔布水管,同时兼作排泥管,顶部 设集水槽。 设计参数:COD 去除率:30% ~ 50% ;SS 去除 率: 大 于 80% ; 污 泥 水 解 率: 30% ~ 50% 。水解酸化池自身具有污泥消化功能,系 统产生的生物污泥在该池内消化分解,大大 降低了污泥产量。
                       2. 4 生物接触氧化池 
                       生物接触氧化池[9] 中主要有异养菌进 行生物反应,经过该池,水中的大部分 BOD5 得以去除。 生物接触氧化池为钢砼结构,尺 寸为 L×B×H = 7. 5 ×5. 0 ×5. 0 m,总容积为 187. 5 m3 ,填料采用半软性填料,填料体积为 112 m3 。 配套设备有鼓风机 2 台,一用一备, P= 7. 5 kW;填料框架及支架 2 套;半刚玉曝气器112 套,φ215。 组合填料90 m3,φ150×80。 
                       2. 5 斜管沉淀池 
                       接触氧化池出水自流进入斜管沉淀池, 斜管沉淀池根据浅池理论,在沉淀池内加设 斜管,采用升流式异向流方式。 接触氧化池 为钢砼结构,池体净尺寸为 L×B×H = 4. 0 × 3. 0×5 m,总容积为 60 m3 。 配套设备有填料 支架 1 套,排泥装置 1 套。 斜管填料 12 m3 , φ80×1 000。
                     2. 6 清水池 
                      清水池作为过滤器反冲洗时使用,反冲 洗水排入调节池。 清水池为钢砼结构,尺寸 为 L×B×H = 2. 5×2×5. 0 m,总容积为 25 m3 。 反洗设反冲洗水泵 
                      2. 7 消毒回用水池
                      1 台,P= 7. 5 kW。 消毒回用水池对污水进行消毒杀菌处 理,并贮存回用水。 消毒回用水池为钢砼结 构,总容积 112. 5 m3 ,配套二氧化氯发生器 1 台,产氯量为 200 g / h。 接触时间为 40 min。 中水回用水泵 2 台,一用一备,P= 11 kW。
                    3 工程特点与运行效果分析 
                     3. 1 工程特点 
                     学校污水处理工艺类型浩繁,处理工艺 的选择除考虑工艺的先进性与可靠性外,还 需要兼顾工程的占地指标,以及避免噪音、异 味等二次污染问题。 
                      1)采用生物接触氧化工艺,体积负荷 高,处理时间短,节约占地面积,生物活性高, 污泥产量低,不需污泥回流,动力消耗低,一 般可节省动力 30% 。
                     2)在整个系统的设计中,着重采取了二 次污染的防治措施,中水站中各注水构筑物 均为密闭结构,可保证中水站运行后无异味 产生。密闭处理:对可能产生臭味的调节池、污 泥浓缩池、水解酸化池、格栅渠进行密闭处 理,上部覆土绿化,也可有效降解吸附臭味。
引风处理:对地下设备间,加设单向引风 机,进行定期引风,确保臭味不积存,引风通 过水封引入下水道。 绿化吸附处理:中水站旁种植可吸收臭 味的花草、灌木、树木,层次化分布,当出现意 外情形时,可有效吸附及分散臭 味。
                       3) 项目主要噪声源为水泵和鼓风机。 鼓风机房置于地下设备间内,池顶板覆土深 度为 500 mm,除建筑物及道路占地外,所有 空地均充分绿化,选用低噪音的罗茨鼓风机, 鼓风机底部加设隔振垫,从而可以保证中水站外噪声达到《 城市区域环境噪声标准》 (GB3096)的要求。
                      3. 2 运行效果分析 
                       经过调试运行,中水站达到了设计要求, 监测结果显示出水水质稳定,各项污染物指 标均达到《城市污水再生利用 城市杂用水水 质标准》(GB/ T18920-2002)中绿化、冲厕用 水的标准,CODCr保持在 50 mg / L 以下,BOD5 保持在 10 mg / L 以下。 2018 年实际出水水 质监测情况如表 3 所示,污染物去除效率如 表 4 所示。
                      由表 4 可知,中水处理站对各项污染物 去除效率较高,对 CODCr、BOD5 、SS、氨氮、粪大肠菌群的去除率分别为:≥90% 、≥ 94% 、 ≥93% 、≥85% 、≥99. 99% 。
                       4 工程技术经济分析
                        中水处理站处理能力为 500 m3 / d,工程 总投资 390 万元。 运行成本中包括:电费 0. 362 元/ t,人工费 0. 160 元/ t,药剂费(包括 二氧化氯等)0. 104 元/ t。 经核算,正常运转 处理中水的费用为 0. 626 元/ t,年运行费用 约为 11 万元。 按每天回用 500 m3 计算,每年可以节约 自来水约为:500 m3 ×360 = 162 000 m3 ;自来 水费按 2. 95 元/ t 计算,则每年节约自来水 费:162 000 ×2. 95 = 477 900 (元);每年增加 净收益:477 900-112 680 = 365 220(元)。
                          5 结 论
                          根据中水站的实际运行情况判断,本文 采用的“格栅+调节池+水解酸化池+生物接 触氧化池+斜管沉淀池+中间水池+过滤器+ 清水池+回用水池” 的工艺对学校生活污水 的处理是适合的,出水 CODCr、BOD5 、SS、氨 氮、粪大肠菌群的去除率分别达到 90% 、 94% 、93% 、85% 、99. 99% 以上,能够稳定达 到《城市污水再生利用 城市杂用水水质标准》(GB/ T18920-2002)中绿化、冲厕用水的 标准。
                       原标题:中水回用工程设计实例
                       原作者:张体祥 ,王 欣 ,刘永艳 ,支应眀