劉 夢

（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發(fā)。本文以某民用鋼結(jié)構(gòu)制造基地生活污水回用項目為例，建筑中水回用的工藝方案和該項目的經(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目實施內(nèi)容為：對該基地內(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。中水用戶主要包括：沖廁用水，車輛沖洗用水，綠地、道路澆灑用水等。

2 中水水源

中水來源于建筑生活排水，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)生活用水量見表1。

表1 生活用水量表

生活排水按生活用水量90%計算，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)計運行時間按8h（按需要可連續(xù)運行）計算，污水回收率按85%計，則中水原水量即中水設(shè)計處理能力為（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：生活污水通過污水管網(wǎng)收集進(jìn)入截污井，經(jīng)過截污器攔渣后進(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)入前級處理室，通過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。前級處理池出水溢流至缺氧池，此時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)氮還原為氮氣。經(jīng)過缺氧池的處理，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)生的無機(jī)碳源或空氣中的二氧化碳作為營養(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)氮還原為氮氣，以達(dá)到最終脫氮的目的。經(jīng)過富氧池的處理，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。前級處理室和中段處理室底部沉積的污泥通過氣提裝置提升至污泥池，污泥池底泥定期人工外運處理，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，通過中間水泵加壓后進(jìn)入后續(xù)精處理器進(jìn)行過濾，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)，供給用戶使用。

3.4 主要建構(gòu)筑物和設(shè)備設(shè)計參數(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（1用1備），用于污水提升，單臺性能參數(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）前級處理室。水力停留時間：1.2h；有效容積：24m3；形式：豎流式；材質(zhì)：Q235－A 防腐。底部污泥通過氣提裝置提升至污泥池。

（2）缺氧池

水力停留時間：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；空氣流量為1.5～3m2／個·h。并設(shè)置潛污泵2臺（1用1備），用于富氧池硝化液回流至缺氧池，單臺性能參數(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。底部污泥通過氣提裝置提升至污泥池。

（5）滅菌室

設(shè)計水力停留時間：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，污泥定期人工外運處理。

3.4.4 中間水池

有效容積：V＝80m3。內(nèi)設(shè)潛污泵2臺（1用1備），用于處理后中水提升至后續(xù)精處理器，單臺性能參數(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；處理量：Q＝20m3／h；形式：圓筒立式；過濾精度：50μm。定時反洗。

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、前級處理室及中級處理室污泥氣提采用鼓風(fēng)機(jī)供氣。

數(shù)量：2臺（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（1用1備）；流量：20m3／h；揚程：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)備用房內(nèi)。

3.5 方案特點

（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，為施工帶來方便，且便于維護(hù)。

（2）通過PLC程序管理，自動化程度高，可自動控制生產(chǎn)運行，日常管理方便。

（3）基地生活污水流量小，污水成分及來源較穩(wěn)定，可生化性好，根據(jù)此特點選用缺氧－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，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。

（4）設(shè)計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，基本無異味，不會影響周圍環(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)過處理達(dá)標(biāo)后回用，就整個工程來講，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，同時開辟再生污水水源，經(jīng)濟(jì)上低于開發(fā)其它水源。

4.3 環(huán)境效益

（1）中水利用在對健康無影響的情況下.為我們提供了一個非常經(jīng)濟(jì)的新水源，可以減少新鮮自來水用量，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環(huán)境問題。

［1］2噸每小時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)表時間：2006，（06）：14－15.

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