校院小区中水回用工程设计.doc

校院小区中水回用工程设计

1.前言
    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。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。
    所谓“中水”是指水质介于上水与下水之间的水，主要指生活污水和部分工业废水经过处理后达到一定的水质标准，可以在一定范围内重复使用的杂用水。某学院中水回用工程于2002年4月动工。同年8月建成投入使用。该工程占地水处理系统250 m2，机房占地60 m2，采用PLC自控系统，总装机功率为15KW，日处理能力为200 m3，最大日水处理能力为480 m3，它将来自校区教学楼、实验楼、宿舍的生活污水经过深度处理并达到国家规定的生活杂用水标准后，用于校区绿化、洗车、冲厕、喷泉等，具有明显的经济效益和环境效益。
2.废水状况及排放标准
2．1 废水状况
    根据对校区排水状况进行的调查，原水水质指标如下：
表1　进水水质(mg/L)
参数
CODcr
BOD5
SS
溶解氧
石油类
细菌总数
最大值
672.0
203.0
819.5
2.6
8.0
3.9×105
最小值
152.8
96.5
350.5
0.1
7.0
1.9×105
平均值
345.6
143.3
655.0
1.7
7.4
2.63.9×105
    本技术方案重点以学院教学楼生活污水、实验楼废水及环境监测中心站、环保科研所办公楼生活废水为处理原水，其中实验室废水约占废水排放量的5~10%.  处理水量：按200 m3/d 设计，其中废水三级深度处理按8.0 m3/h 设计。
2.2 排放标准
    执行国家《污水综合排放标准》GB8978-1996和杂用水水质标准 CJ25.1-89。
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，设计工艺流程见图-1。

工艺流程简要说明：
    一级处理：格栅与隔油沉淀
    细格栅用以除去污水中较大颗粒的杂质，防止泵的阻塞和损伤，减轻负荷原水，经格栅除渣后，进入隔油沉砂池，进一步除去较小颗粒杂质及油污，然后经泵提升，进入调节沉淀池，污水经水质、水量调节后，进入二级处理设施。
    二级处理：
    二级处理设施采用絮凝沉降、生物接触氧化两套设施串联/并联处理共用方式：处理设施采用阀门控制，既可以单独进水，单级处理；也可以将絮凝沉降与生物接触氧化可通过管线串联。
    絮凝沉降：隔油池出水经泵前加药，与来自实验楼的含金属离子的废水经过管道水力混合反应后，至沉淀池沉淀分离，沉淀分离出水至污水二级处理设施生物接触氧化进行处理。
    生物接触氧化：调节池出水自流进入生物接触氧化池，采用罗次鼓风机供气，微孔软管曝气，在提供微生物生长所必须的溶解氧之外，还使上升的气泡及其产生的紊动水流清洗填料表面，阻止污泥聚集，保持水气通道稳定，设计气水比为15∶1，污水经活性污泥好氧氧化化去除水中有机污染物后，至三级处理设施进行深度处理。
    三级处理（污水深度处理）：
    三级处理采用“臭氧消毒＋砂滤＋活性炭吸附”的处理工艺，接触氧化池出水由水泵送至活性炭吸附塔前由自动臭氧机消毒处理，污水深度处理后，出水达到设计处理要求后外排清水池，利用水泵-管道系统回用于学院绿化和车辆清洗。
    污泥处理：
    格栅栅渣、隔油沉砂池沉渣、调节池污泥等，直接排至干化场，干化后外运。斜管沉淀池污泥5%回流至生物接触氧化池，其余排至污泥干化场，干化场干化后污泥外运或填埋处理。
3．2  主要水处理构筑物
    根据该学院地形特点，主要中水处理与回用设备及构筑物顺地势建设在山坡脚的池边。主要构筑物见表2。
表2     主要水处理构筑物一览表
设备名称
设计参数
结构尺寸
数量(座)
备注
人工格栅
Qmax=20m3/ h
L=2.4m;B=0.8m
1
钢筋混凝土
斜管隔油池
Q = 8 m3/h；停留时间t = 30 min；表面负荷：0.3 m3/m2·h
宽2.2m*长5.2m*高3.2 m;其中斜管高为0.5 m; 斜管体积5.5m3
1
斜管采用PVC管材自制
矩形调节沉淀池
Q=16m3/h；调节时间t=4h；
V1=64m3 B=3.2m h2=3.2m    L=6.4m
1
钢筋混凝土
生物接触氧化池
Q=12m3/h；BOD5值 La = 240 mg/L；容积负荷 M = 1200 gBOD5/m3·d；气水比 Do = 10； t=2 h
V=52 m3；有效水深h1=4.0m；单池尺寸L=2.6m;B=2.2m;池填料层高度h5=1.0m，m=3层
2
直流式鼓风曝气,填料采用纤维软性填料。
矩形升流式斜管沉淀池
Ｑ＝12 m3/h；表面负荷 q’＝1.8 m3/(m2·h) t=40 min进水SS值 C1=240 mg/l；出水SS值 C2=12 mg/l
面积F=6.6 m2; 池宽B=2.2m;池长L=3.0m;斜管区上部水深h2=0.5m斜管区高度h3=0.8m污泥停留时间T=2日; 池总高 H = 3.6 m
1
采用PVC,填料孔径D=150mm
清水池
停留时间t=12h
容积60 m3
1
钢筋混凝土
3．3 中水回用处理工艺的出水水质
    中水回用系统于2002年9月正式运转，在3个月的时间内，出水水质分析按照《水和废水监测分析方法指南》（下册）进行。见表3。
表3　出水水质(mg/L)
参数
CODcr
BOD5
SS
石油类
细菌总数(个/l)
最大值
16.8
2.8
17.2
0.3
<10
最小值
8.4
1.4
7.6
0.2
<10
平均值
12.5
2.2
10.3
0.25
<10
杂用水标准
50
10
10
/
100
处理效率%
96.4
98.5
98.4
96.6
99.9
    由表2可见，系统稳定后，出水中CODcr＜15 mg/L，BOD5＜3 mg/L，其水质完全达到《生活杂用水水质标准》（CJ25.1-89）标准，不仅可回用于水洗厕所用水、空调冷却水，还可回用于汽车等冲洗用水、洒水、扫地用水以及水池喷水。
3.3　中水回用系统的自控设计
    中水回用系统的控制全部集成在电控柜中。各设备的运行由电控柜中的PLC 控制，如格栅、集水井和干化池的水位情况通过浮球液位计传送到PLC，通过PLC 控制泵的动作。泵与风机均有热过载和空开过载保护，所有潜水泵均有漏电保护。风机、移送泵、自吸泵均为1用1备。电控柜上包括系统中设备的列表，直接可以看到相应设备的当前工作状态，并可以对设备现有状态进行改变；还可以看到当前所有设备的累计工作时间、各水池的水位、系统运行期间出现的报警等等。
五、中水回用处理工艺运行成本分析
    本项目总占地面积约 520 m2，总造价 67.5万 元，其中土建总造价41.7 万元，设备总造价 25.2 元。本项目直接运转费用分析见表-3。
表-3 水处理实验平台运转费用分析表
(1)
工人工资(800元/月，共2人)
1600 元/月
(2)
水费（1。10元/t，每天用清水2 t）
66 元/月
(3)
电费（0.55元/kw·h，运行装机容量约7kw
1200 元/月
(4)
药剂费(0.46元/m3废水，192m3/d)
2649 元/月
(5)
折旧（按照15年计算）
4000元/月
（6）
共计
9515元/月
(6)
回用水160m3/日（0.8元/t）折合144元/日
4320元/月

成本
0．325 元/m3
    本工程项目的突出特点是工艺单元齐全、操作稳定、生物处理效果好、耐冲击负荷能力强、可达标排放并回用于绿化、冲厕、建筑用水和洗车等，既满足了校园污水处理、中试和工程治理实践的要求。又具有明显的社会效益、环境效益和一定的经济效益。
10 结论
    校园中水回用工程采用MBR工艺。自2002年9月投入运行以来，运行状态良好，出水水质CODcr平均12.5 mg/L，BOD5平均2.2 mg/L，SS=10.3 mg/L，其水质完全达到《生活杂用水水质标准》（CJ25.1-89）。
    设计规模为200m3/d的中水回用系统运行成本为0.325元/ m3，应用于实验楼、道路冲洗、绿化等处是经济可行的。