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探索小区中水回用工程实例

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正文:

  1.引言
  我国是一个水资源匮乏的国家,人均水资源占有量仅为世界平均水平的1/4,居世界第88 位,是世界上13 个贫水国家之一。水源不足、水体污染和生态环境恶化已成为社会发展的主要制约因素。特别是经济的飞速发展与城市化进程的加快,缺水问题更为突出。对工业和生活污水进行处理所的得到的中水回用正是解决缺水问题的有效途径[1-3]。为有效缓解水资源短缺的问题,目前在中高档住宅小区的建设中普遍采用了中水回用工程,使水资源得到充分利用。本文主要介绍山西某中档住宅小区的中水回用工程的设计和运行情况。

  2.废水状况及排放标准
  2.1 废水水量及水质中
  水回用工程所处理的原水全部来自于该住宅小区的居民日用杂排水,水质状况见表1。 小区内总入住人口约为7700 人,排水总量约600m3/d。中水主要用于住宅小区冲厕,以及用于绿化浇水使用,故中水用量包括浇洒绿化用水量62.2m3/d、居民住宅冲厕用水量231.6m3/d 和公共场所冲厕用水量291.0m3/d,即总用水量为584.8m3/d。故中水制备系统的设计规模为:600m3/d。

  根据对小区排水状况进行的调查,并参考类似工程的设计经验,考虑到中水用途及当地有关部门的要求[4-5],确定设计水质。

  2.2 回用标准
  该工程处理后出水,主要用于冲厕和城市绿化,其水质要求达到《城市污水再生利用城市杂用水水质》(GB/T18920—2002)中冲厕和城市绿化的标准。

  3. 工艺过程和主要设备
  3.1 工艺过程本设计
  采用多级平行并联方式布置工艺流程,各处理设施预留有串联接口和直排口,设计工艺流程。

  3.2 工艺流程说明
  小区生活杂排水首先经过格栅除去水中粒径较大的杂物,再通过毛发过滤器后出水进入调节池进行均质均量,并通过水解、酸化反应,将污水中的有机固体及不易生物降解的有机物分解为小分子溶解性有机物,调节池的出水经提升泵进入沉淀池进行初沉处理沉淀比重较大的无机颗粒杂质;沉淀池出水自流进入缺氧池,去除一部分COD 和从中间水池回流的亚硝酸和硝酸氮。缺氧池出水进入接触沉淀池,去除悬浮物减少曝气生物滤池反冲洗次数。出水进入曝气生物滤池,去除大部分COD、氨氮和悬浮物。出水进入中间水池,其部分水回流至缺氧池。出水进入石英砂过滤器去除杂质后进入回用水池进行二氧化氯消毒,部分水用于曝气生物滤池反冲洗。出水经回用水泵加压送到用户回用。初沉池排泥进入贮泥池,经污泥泵打入市政管网,接触沉淀池排泥、反冲洗排水和曝气生物滤池反冲洗排水排入调节池,在调节池内安装排水泵,在事故时排入市政管网。曝气生物滤池和石英砂过滤器的反冲洗均来自中水池。罗茨风机通过阀门调节对缺氧池进行气搅拌,对接触沉淀池进行气冲洗,对曝气生物滤池进行曝气和气冲洗。

  3.3 主要构筑物和设计参数
  根据该小区地形特点,主要中水处理与回用设备及构筑物顺地势建设在该住宅小区的东南角。占地面积约620m2,主要构筑物如下:

  (1)格栅间格栅间设人工格栅1 台,机械格栅事故时使用。回转式格栅机1 台,格栅用于拦截较大杂质及悬浮固体,以保证水泵提升系统正常运行,并减少后序处理单元的负荷。

  (2)调节池调节池的作用是调节水量和均衡水质,并通过水解、酸化反应,将污水中的有机固体及不易生物降解的有机物分解为小分子溶解性有机物。调节池有效容积125m3,停留时间T=5h,工艺尺寸为13500×4500×7200mm,采用钢砼结构,建于格栅间下部。

  (3)初沉池初沉池采用竖流式沉淀池,与调节池、格栅间合建,工艺尺寸为4500×4500×7200mm,采用钢砼结构。初沉池设计流量:Q=25m3/h,表面水力负荷:1.56m3/(m2·h),停留时间:

  T=2.0h,有效水深:h=3.1m。

  (4)缺氧池曝气生物硝化池出水的一部分回流到缺氧池,缺氧池内的反硝化菌以原废水中的有机底物作为碳源,以回流液中的硝酸盐的氧作为受电体,进行呼吸和生命活动,将硝态氮还原为气态氮。分为2 格,单格设计总容积42.17m3,有效容积38.61m3,工艺尺寸为2500×3000×7100mm,采用钢砼结构,池内装弹性填料。缺氧池设计流量:Q=25m3/h,回流比:R=300%,停留时间:T=3h,有效水深:h=6.5m,填料高度:H=4.0m。

  (5)接触沉淀池降低曝气生物滤池的进水悬浮物,减少曝气生物滤池反冲洗。分为2 格, www.zjmxgs.com 单格设计总容积42.17m3,有效容积11.88m3,工艺尺寸为2500×3000×7100mm,采用钢砼结构,采用砾石填料,粒径为10~20mm。接触沉淀池设计流量:Q=25m3/h,表面水力负荷:2.1m3/(m2·h),停留时间:T=57min,有效水深:h=2m,填料高度:H=0.5m。

  (6)曝气生物滤池污水由上至下流过滤料层,滤料层下部提供曝气供氧,气水为异向流。一方面可积累高浓度微生物进行好氧降解和硝化脱氮,容积负荷增大,另一方面可将生物转化过程中产生的剩余污泥和进水带入的悬浮物截留到滤床内,起到过滤的作用,不用另设二沉池。但为避免积累的生物污泥和悬浮固体堵塞生物滤池,需定期利用处理后出水进行反冲洗。分为2 格,单格设计总容积57.79m3,有效容积30.12m3,工艺尺寸为2500×4000×7100mm,采用钢砼结构,采用鹅卵石支持层:Φ2~16mm 级配。曝气生物滤池设计流量:Q=25m3/h,滤速:4.61m/h,水力停留时间:2.41h,NH4-N 容积负荷:0.44kgNH4-N/(m3 滤料·d)。

  (7)中间水池中间水池供二级提升泵和回流泵吸水使用,分为2 格,单格设计总容积26.55m3,有效容积11.59m3,工艺尺寸为2500×2000×7100mm,采用钢砼结构。

  (8)净水间净水间分三层,上层为操作间,上层操作间有压力过滤器和二氧化氯发生器。以下又分为两部分,一部分用作清水池,一部分为设备间,此设备间又分为两层,上层设备间有鼓风机,下层设备间有混合液回流泵、压力泵、曝气生物滤池反冲洗泵、回用水泵和排污泵。

  4.运行结果
  该工程竣工后,经过近两年连续运行,处理效果稳定,运行结果。

  采用该工艺处理后回用中水水质完全达到了《城市污水再生利用景观环境用水》水质中观赏性景观环境用水标准,回用水SS、COD、BOD、NH4-N 的总去除率分别达到92%、97%、98%和75%。

  5.经济分析
  本项目总占地面积约 620 m2,总造价300 万元,其中土建总造价183.4 万元,设备总造价 116.6 万元。本项目直接运转费用分析。

  为主,该地工业用水为2.7 元/m3,污水处理费为0.6 元/m3。因为每回用1m3 水,就可减少1m3 新水消耗,同时可减少1m3 污水排放。因此1m3 回用水的价值为(2.7+0.6)×0.7=2.31 元(按自来水价格的70%计算)。查看海洋微小生物快速监测论文。

  本工程项目的不仅工艺简单、操作方便、处理效果稳定,满足了小区污水处理、水资源重复利用的要求,而且具有明显的社会效益、环境效益和一定的经济效益。

  6.结论
  (1)A/O 生物膜法处理工艺应用于小区中水回用,工艺简单,管理方便,运行可靠;自2008 年6 月投入运行以来,运行状态良好,出水水质完全达到《城市污水再生利用城市杂用水水质》(GB/T18920—2002)中冲厕和城市绿化的标准;

  (2)经济分析结果显示,设计规模为600m3/d 的中水回用系统运行成本为0.934 元/ m3,可直接实现盈利8140 元/月,不仅能满足了小区污水处理、水资源重复利用的要求,而且具有明显的社会效益、环境效益和经济效益。

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