❶ 中水回用处理中清水池的容积怎么设计回用于居民冲厕等杂用水。
至少4小时的存水量
❷ 建筑小区中水回用技术组合的选择与应用
建筑小区中水回用技术组合的选择与应用具体内容是什么,下面中达咨询为大家解答。
1建筑小区中水
中水是一种介于污水和自来水之间,能够在一定领域内使用的非饮用水,城市中的中水经常用作绿化用水、道路清扫以及建筑冲厕,也被越来越多的大中城市当作城市第二水源。中水的主要水源包括:城市污水、冷却排水、盥洗排水、厨房排水、厕所排水等。
中水处理回用[1]是一种污水的分散处理方法,对于集中式污水处理设施及管道无法实施或成本高昂时,分散处理是保护水环境、节约水资源的一种选择,比如景区、乡村、小镇等。建筑小区是设置污水处理装置的最小单位,有稳定的污水来源,也是具有大量非饮用水,如绿化、道路冲洗、水景等用水需求。随着国家和地方对水资源和水环境的保护,相比于城市污水集中管网和集中处理,小区就地处理回用污水具有更大的经济效益和社会效益,也得到许多城市的政策支持,如大连市就规定2014年后市内新建住宅小区必�建设中水设施[2]。
与城市污水集中处理相比,建筑小区中水回用技术需要具备3个条件,一是技术效果的稳定性,变化的进水水质和既定回用途径要求回用技术需要稳定的出水水质;二是设备和技术的可操作简易性,通常由物业部门维护运行回用设施设备,过于复杂的系统和技术组合不利于设施的正常运行,能够实现自动化、无人化处理回用是一个方向;三是设备和运行的经济性,小区中水回用的经济性应优于直接利用自来水,以保证业主和物业管理公司的经济利益。
2技术组合的选择
2.1核心技术
水处理核心技术直接决定了出水的水质及其稳定性、经济性。分散式水处理技术中,膜生物反应器、生物滤池、接触氧化是常用的核心技术[3]。
膜生物反应器是膜分离技术与生物处理技术有机结合的废水处理系统,以膜组件取代传统生物处理技术末端二沉池,在生物反应器中保持高活性污泥浓度,提高生物处理有机负荷,从而减少污水处理设施占地面积,并通过保持低污泥负荷减少剩余污泥量。膜生物反应器占地面积小、出水水质好、无须设置二沉池,且运行、维护简单。其中的平板膜MBR 工艺[3]又因其污泥浓度高达 15000~20000 mg/L、占地面积更小、并可实现在线清洗、污泥产生量更少等特点比中空MBR 工艺更受青睐。但是膜易污染的特点[6]使膜生物反应器的使用受到一定限制,大量曝气和频繁地清洗并使其运行成本较高。大部分应用于城市污水处理的处理能力范围为小于387.5 m3/d,曝气分别占分体式和一体式MBR总能耗的20 %~50 % 和80 %~100 %[7]。
生物滤池是由碎石或塑料制品填料构成的生物处理构筑物,以土壤自净原理为依据,使污水与填料表面上生长的微生物膜间隙接触,使污水得到净化的人工生物处理技术[8]。生物滤池的处理效果好,不产生二次污染,且微生物能够依靠填料中的有机质生长,无须另外投加营养剂,生物滤池缓冲容量大,能自动调节浓度高峰使微生物始终正常工作,耐冲击负荷的能力强。可以采用全自动控制,非常稳定,可以实现无人操作。生物滤池的池体采用组装式,便于运输和安装;同时能耗非常低,在增加处理容量时只需添加组件,易于实施,也便于气源分散条件下的分别处理。但是生物滤池的污水流动速度较慢,水处理量较小,设备占地较大,是它的一个明显缺陷。另外,生物滤池由于很难创造好氧厌氧交替的环境,除磷效果较差[9]。
接触氧化法是一种介于活性污泥法与生物滤池之间的生物膜法工艺,其特点是在池内设置填料(分散式或悬挂式),池底曝气对污水进行充氧,并使池体内污水处于流动状态,以保证污水与填料充分接触.生物接触氧化法能去除生活污水中的污染物,首先填料和生物膜对有机物具有吸附阻留作用,然后在微生物作用下对有机物进行好氧分解。生物接触氧化法具有剩余污泥量少、耐冲击负荷强、运行管理简便等优点[4]。研究表明[5]:生物接触氧化法处理生活污水,在处理效果、动力消耗、经济效益和维护管理方面都明显优于活性污泥法,在处理有机废水和小区生活污水方面都取得了令人满意的效果。
以上3种核心技术各有优缺点,在建筑与小区中水处理工程实践中也都有应用。可根据小区中水规模、可用地块的大小、物业管理的专业性等因素进行选择。
2.2消毒技术
消毒步骤是污水处理的必要步骤,在小区中水处理利用过程中,消毒也是重要的后处理步骤。消毒方式通常由化学药剂(固体、液体、气体)、紫外线等,污水再生过程广泛使用的主要有次氯酸钠、紫外、臭氧3种消毒技术。不同的工艺适用的消毒技术有所不同。砂滤出水的消毒宜选用臭氧与次氯酸钠组合消毒工艺,且可以大大降低了出水使用的生态安全风险。MBR出水的消毒采用次氯酸钠、紫外、臭氧单独消毒对微生物都有很好的去除效果[10]。
消毒技术或消毒剂的选用除了效果,也要考虑到建筑与小区的特殊性。次氯酸钠是一种强碱,形态可以是液体或固体粉末,其使用和保存要避免光照和热源,在使用过程中,也要避开人群。该消毒剂使用广泛,消毒能力较强,在建筑小区中使用较多。紫外灯具有良好的杀菌消毒效果,而且通过设备设计和遮挡,可以最小化对环境和人的影响,但需要有较大的消毒区域,满足其透射深度和辐照时间的要求。臭氧消毒具有良好的操作性[11],易于实现自动控制,占地面积小、反应速度快,是优异的建筑小区中水消毒技术。 2016年6月绿色科技第12期
彭丽,等:建筑小区中水回用技术组合的选择与应用
环境与安全
3小区中水回用技术的应用
建筑小区的中水回用已经在各地有了大量的工程应用,并取得了较好的效果。小区中水回用技术的工程应用情况见表1,包括核心技术和消毒技术、运行成本、出水水质标准、水量等。
由表1可以看出,接触氧化和MBR技术是工程上主要应用的核心技术,而消毒技术则以臭氧消毒为主。两级串联的接触氧化增强了系统的抗冲击负荷能力,保证了出水水质。据报道[20],2000年北京市对在一年间建设的项中水工程进行调查和评估发现,有项工程采用了生物接触氧化法,占比例达85 %。
小区中水的水源多是小区的生活污水,经化粪池处理后的出水作为中水原水,而洗浴、盥洗、洗衣、雨水等污染较轻的废水,在收集系统许可的条件下也是一种很好的中水原水。而中水的用途大多为景观、绿化用水或冲厕等生活杂用,回用水质标准也多采用城市污水再生利用城市杂用水水质标准( GB/T 18920-2002),也会根据需要采用农业灌溉生产用水等相关标准。
现在,中水处理系统的运行、管理、维护和商业模式还并不完善。很多中水系统跟建筑小区一起进行设计、施工,但系统的运行主体为物业公司、开发商或政府部门,涉及的成本、收益和产权并不清晰,由此可导致运行管理问题。民间资本可以通过独立供给和BOT、TOT
4结论
建筑小区中水处理工艺的核心工艺主要有膜生物反应器、接触氧化和生物滤池。膜生物反应器的出水水质好、占地小、操作方便,但膜容易被污染,运行成本较高;接触氧化具有占地小、运行管理简单、运行成本低等优点,适合作为建筑小区中水处理的核心工艺。臭氧消毒易于实现自动控制,占地面积小,即开即用,是优异的建筑小区中水消毒技术。
建筑小区的中水回用已经在各地有了大量的工程应用,并取得了较好的效果。在工程中,大部分采用了接触氧化,原水来自小区生活污水,回用水质标准也多采用城市污水再生利用城市杂用水水质标准。中水处理系统的运行、管理、维护和商业模式还并不完善,民间资本和市场化机制具有进入的可能性和条件。
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❸ 高层建筑中水回用技术的应用
高层建筑中水回用技术可以大大缓解水资源紧张的问题,是解决当前某些缺水城市水资源危机的重要途径。因此,在现阶段加强建筑中水回用技术的研究,对提高超高层建筑水资源的有效利用率、进而促进中水回用的产业化发展,达到节约用水的目的有着深进意义。
1 工程概况
某工程为超高层建筑,主要功能为办公、商业、餐饮等,总用地面积25,945m2,总建筑面积210,964m2,其中地下层为车库,1~6层为裙房,主要功能为商业餐饮,6层以上分为E、F两座塔楼,其中E座高119.2m,F座高139.2m。由于该工程位于淡水资源极度缺乏的城市,应该充分重视水资源的利用问题。
2 高层建筑中水回用技术
2.1 中水系统设计
本工程的供水水源为城市自来水。中水供应系统向本建筑全部卫生间供水。以公共卫生间内的手盆水、公共浴室排水、冷却塔排水等作为中水原水,经过处理后的中水回用于公共卫生间内大小便器的冲洗以及车库地面的冲洗补水等地方。本建筑内污废水量约732.6m3/d,按供水量的90%计。其中用于中水原水量约139.7m3/d。因此,实际日排放量为592.9m3/d。冷却塔排水、绿化和浇洒道路等用水不排入污水系统,此部分耗水量为440m3/d。设计的室内污水和废水进行分流排除,公共卫生间的一部分废水作为中水原水循环至中水机房进行回收;对于卫生间的生活污废水,设计为专用的通气管排水系统进行排水;首层以下排水单独排出室外。
中水原水量为139.7m3/d,中水回用系统的平均日用水量为228.8m3/d,两水量相差部分由雨水补给(详见雨水利用),可达到回用系统的1.1倍(年收集水量占回用水量百分数)最高日用水量为343.2m3/d。
2.2 中水回用工艺流程
2.2.1 工艺设计依据
本工程将中水处理站设在地下二层,需要处理的水量:中水原水平均日收集水量139.7m3/d,中水设备日处理时间取12h/d,平均时处理水量为11.6m3/h。因此,设计取设备处理规模为12m3/h。中水水质标准:符合《城市杂用水水质标准》(GB/T18920-2002),其中浊度、溶解性总固体、BOD5、氨氮按严标准取值。
2.2.2 中水回用工艺流程
建筑中水回用可以处理到两种程度的回用水,一种是处理到可以供人类直接饮用的水,实现水资源的完全循环利用,但是这种工艺投资高且工艺复杂;另一种是处理到不供人类饮用,而是将处理水回用于冲厕、绿地用水、冲洗车库地面用水等地方,后者应用较为普遍。中水处理有多种不同的工艺,处理时应该综合考虑中水原水的水量、水质、以及处理水回用部位等因素。在实际应用中,根据原水水质不同,中水处理流程可以分为很多种。
中水首先经过格栅和曝气调节池进行预处理,去除污水中的杂质并且均匀水质;然后经过毛发收集器,由一级提升泵到达中水一体化设备,再由二级提升泵依次达到石英砂过滤器、活性炭过滤器、中水蓄水池(与雨水共用),最终向本建筑的全部卫生间供水。此外,设计的中水处理工艺中还应用了鼓风曝气机进行曝气,增加足够的溶解氧,使氧气在液体中被充分搅拌和溶解,达到阻止液体中的悬浮物下沉的效果;滤池反冲洗设备用于拦截水中的杂质,去除水中的颗粒物等杂质。
处理后的中水水质应符合《城市污水再生利用城市杂用水标准》GB/T18920或《城市污水再生利用景观环境用水水质》GB/T18921的规定。
2.3 雨水利用系统
2.3.1 建筑屋面雨水排水量
雨水量按该市暴雨强度公式计算,屋面雨水设计重现期为10年,降雨历时5分钟。溢流口和排水管系总排水能力按50年重现期设计。屋面总汇水面积11,000m2,雨水排水量约为600L/S。
其中暴雨强度公式为:雨水量公式为:Q=ΨqF
雨水管道设计重现期P=2年;室外雨水管道设计降雨历时T=15分钟;室外综合径流系数Ψ=0.65。
由以上公式计算所得雨水量约为597.3L/s。
2.3.2 雨水利用标准及利用方式
(1)雨水利用标准:重现期1年的雨水进行利用,不排入市政管网,超出的雨量排入市政管网。设计年降雨厚度1,255.1mm,平均年降雨次数121.6次。
(2)雨水利用采用回收利用方式。
①收集量和回用量:根据本工程的用地现状和投资情况,收集降落在屋面及硬化路面(汇水面积约25,900平方米)的雨水,处理后的雨水进入中水清水池,用于车库冲洗和卫生间冲厕,用水量约89.1m3/d。
②年收集雨水量(红线内)=10×0.8×1255.1×0.7×2.59=18,204m3
③雨水收集池:根据用水量、1年重现期降雨量(49.1mm)的收集量和用地现状综合确定为400m3,初期4mm的降雨不进入雨水蓄水池,经弃流池排出。雨水蓄水池和弃流池位于室外。超过雨水蓄水池设计能力的降雨通过溢流管排至市政雨水管道。
④工艺流程:由设于雨水收集池内的潜水泵进入地下二层的雨水处理机房。雨水利用的工艺流程图见图1。
图1 雨水收集工艺流程图
由图1可知,屋面雨水经过弃流池弃流初期雨水后,收集到雨水蓄水池,经砂滤和活性炭过滤器过滤,达到中水水质标准后,进入与中水共用的雨水蓄水池,用于中水系统供水或用于楼内车库冲洗及卫生间冲厕。雨水处理设备间歇运行,在有雨水时,运行12h,处理能力为7m3/h,处理后的清水全部存在清水池中,清水池容积100m3,与中水共用。
2.4 效益分析
施工完成之后对设备进行了调试,设备可以正常运行,并且出水水质可以达到规范要求的水质标准。建筑的中水回用经济性主要受到当地水价的影响,水价越高,则建筑中水回用系统的经济效益越高,设备的投资回收期越短。该市现行一般商业用水水价为1.8元/吨(不包含污水处理费用),商业用水污水处理费为1.2元/吨,即总的水费价格为3.0元/吨。本工程设计的中水回用系统的全年回用水量为54,180.6吨,则本建筑的中水回用系统全年可以节约用水费用为162,541.8元。
3.结论
综上所述,高层建筑中水回用技术可以大大缓解水资源紧张的问题,并且收到较好的经济效益和社会效益。因此,相关的工作人员要高度重视水的回用技术上,推动高层建筑中水回用技术的发展,提高水的回用率,进而达到节水的目的。
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❹ 中水回用系统在某住宅小区中的方案设计
中水是指各种排水经过物理处理、物理化学处理或生物处理,达到规定的水质标准,这种水质的指标是低于城市给水饮用水水质标准,但又高于污水排放标准的水质。是生活、市政、环境等范围内杂用的非饮用水,可用于冲洗便器、冲洗汽车、建设施工、工业生产、绿化和浇洒道路等。
从20世纪60年代初国外就开始了研究利用中水,近二十年来,中水开发与回用技术得到了迅速的发展,美国、日本等发达国家都在大量的使用中水;以色列是中水回用方面最具代表性的国家,占污水处理总量的46%出水直接回用于灌溉,其余33.3%和约20%分别回灌于地下或排入河道。我国是于上世纪80年代中期在北京建成了第一个中水试点工程。之后就开始了中水回用的研究报道,相关的标准及法规也陆续出台。
本文通过对本地区某住宅小区中水回用系统方案的比较探讨,阐述中水回用系统对城市长久发展及在环保节能方面的积极意义。
1 中水系统组成与形式
1.1 中水系统简介
小区中水系统是指在新、改、扩建的居住小区等集中建筑区内建立的中水系统,因供水范围较大,生活用水量和环境用水量都很大,设置中水回用系统易于形成规模效应,实现污废水资源化和小区生态环境的建设。小区中水系统框图见图1所示。建筑中水系统是一个系统工程,是给水工程技术、排水工程技术、水处理工程技术及建筑环境技术的有机结合,运用上述技术实现建筑群的使用功能、节水功能及建筑环境功能的统一。中水系统既不是污水处理厂的小型化,也不是给水排水工程和水处理设备的简单拼接。好的中水系统不仅可以为环境及建筑本身带来好的规模效益,而且从长久发展来说具有好的经济效益和社会效益。
1.2 中水系统的组成、水质和水源
小区中水系统是由中水原水收集系统、处理系统和中水供水系统三部分组成。中水原水收集系统是指收集、输送中水原水到中水处理设施的管道系统和一些附属构筑物;中水的处理系统是由前处理、主要处理和后处理三部分组成。前处理除了截留大的漂浮物、悬浮物和杂物外,主要是调节水量和水质,即设置调节池;主要处理是去除水中的有机物和无机物等;后处理是对中水供水水质要求很高时进行的深度处理。
小区中水系统水质要求虽然低于城市生活饮用水标准,但卫生指标如大肠菌群数等必须达标,且还要符合人们的感官要求,以解除人们使用中水的心理障碍,此外中水不应引起设备和管道的腐蚀和结垢,最重要的是施工使用要安全可靠。
由于小区中水系统规模较大,中水水源的选择种类相对较多,具体水源的选择要根据水量平衡和技术经济比较最终确定。通常我们选取小区中水系统的水源是小区建筑物内的杂排水、(即不含冲厕排水的排水,有沐浴排水、盥洗排水、冷却水、洗衣排水及厨房排水等。)小区生活污水和小区内雨水(可作为补充水源)。本地区降水量较少,故雨水不考虑在补充水源范围之内。
2 工程概况
本住宅小区位于呼和浩特东部新区核心区域,北面为城市主干路海拉尔东街,西侧为城市主干道科尔沁西路,南邻东站北街,东面为规划路。小区有4栋高层住宅,1号楼建筑面积15967.15m2,建筑高度42.6米,地上14层;2号楼建筑面积13169.5m2,建筑高度42.6米,地上14层;3号楼建筑面积16187.7m2,建筑高度42.6米,地上14层;4号楼建筑面积13109.3m2,建筑高度42.6米,地上14层。5号楼属于综合一类建筑,功能为公寓及公寓式办公,建筑面积25259.23m2,建筑高度44.5米,地上13层。6、7号楼属于低层商铺,6号楼建筑面积1397.4m2,地上2层。7号楼建筑面积2265.59m2,地上3层。小区主体下部为地下车库,地下车库面积20641.39m2,可停放车辆581辆。小区生活泵房、中水设备处理室、消防泵房和电气用房均设置于5号楼地下室。
3 小区中水水量平衡计算
小区功能分为住宅和综合楼两部分,中水用于冲厕和绿化等杂用,选定沐浴、盥洗和洗衣排水作为中水水源。
4 小区中水处理工艺及设施
中水处理工艺流程是根据中水原水的水量与水质,供应的中水水量与水质,以及当地的自然环境条件和对建筑环境的要求经过技术经济比较确定的。本小区位于我国北部内蒙古呼和浩特地区,处于高海拔、严寒、缺水地区,水质较硬。考虑到初投资及运行费用的问题,此次中水处理采用物理化学处理为主的工艺流程。见下图2。
4.1 格栅
格栅采用机械格栅,设置一道格栅,栅条空隙净宽为5mm。污水泵的吸水管上设置毛发聚集器去除毛发等杂物。
4.2 原水调节池
调节池选用预曝气的形式,这样不但可以使池中颗粒状杂质保持悬浮状态,避免沉积在池底,还可以使原水保持有氧状态,防止原水腐败变质,产生臭味。而且预曝气还可以去除部分的有机物。曝气负荷采用0.9m3/(m3・h)。
4.3 过滤设施
过滤是中水处理工艺中必不可少的后置工艺,它对保证中水的水质起到了决定性的作用。过滤分为两部分,首先采用微絮凝过滤,它是将絮凝和过滤相结合,工艺紧凑,设备简单。之后出水再经过活性炭过滤。活性炭过滤采用固定床,过滤器为两个,过滤器中炭层高度和过滤器直径比为1∶1,活性炭高度为5.0米,设计负荷为0.5kgCOD/kg炭,接触时间为30min,反冲洗时间为15min。
4.4 消毒
中水处理必须设有消毒设施,消毒剂投加采用自动投加方式,并能与被消毒水充分混合接触。消毒剂采用次氯酸钠消毒剂。加氯量为5mg/L(有效氯),消毒接触时间大于30min。
中水回用系统设计需要特别注意的是由于中水水质标准低于生活饮用水标准,中水系统与生活给水系统管道、附件和调蓄设施存在共存的问题,可能有居民误把中水当作生活饮用水使用,为了保证供水安全,采取以下防护措施:①中水管道严禁与生活饮用水管道直接连接;②所有明装的中水管道外壁按有关标准的规定涂色和标志;③对中水系统进行必要的监测控制和维护管理。
5 结语
本工程生活废水属于优质杂排水,经过中水水量平衡计算,本小区中水原水量与用水量之差很小,可以满足本小区冲厕及绿化用水。实现了节约水资源,达到节能减排的良好社会综合效益。
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❺ 3000t/d的生活小区污水处理一般用什么工艺处理达到中水回用标准,用A2O是不是太浪费
3000t/d的生活小区污水处理采用导流曝气生物滤池,可达到中水回用。
导流曝气生物滤池是我国自主知识产权的污水处理新工艺,根据后续处理工艺的不同,它又分为:水解-导流曝气生物滤池、厌氧-导流曝气生物滤池、气浮-导流曝气生物滤池、快沉-导流曝气生物滤池、超超声波-导流曝气生物滤池、微波-导流曝气生物滤池、臭氧-导流曝气生物滤池等。
导流曝气生物滤池在旧污水处理工程升级改造、脱氮除磷、中水回用方面与其它工艺结合,发展出AB法-导流曝气生物滤池;A/O法-导流曝气生物滤池;A2/O法-导流曝气生物滤池;氧化沟-导流曝气生物滤池;SBR-导流曝气生物滤池;生物接触氧化-导流曝气生物滤池等多种深度处理工艺。
导流曝气生物滤池充分借鉴了曝气生物滤池法、接触氧化法、生物膜法、间隙曝气法、人工快滤法、沉降分离法、硝化返硝化法、给水快滤法等八者设计手法,并结合二级或三级污水处理工艺而研制出来的污水处理新工艺、新技术。2005年获得国家专利。
导流曝气生物滤池在我国的北京、山东、河北、贵州、山西、四川、内蒙古、黑龙江、江苏、吉林、河南、湖北、天津、新疆等地已有工程实例,案例涉及生活、医院、化工、屠宰、食品、亚麻、酒精、制药、榨菜等领域的污水处理。大量的应用证明:出水水质CODcr一般在20mg/L以下,最低5.95mg/L;BOD5一般在10mg/L以下,最低3.50mg/L;SS一般在20mg/L以下,最低6.55mg/L。
导流曝气生物滤池使污水在同一个处理池内,完成两次曝气,两次沉淀、两次过滤,解决其它污水处理需要四个池子才能完成的工艺流程,特别是在连续进水条件下,实现间隙曝气,活性污泥回流,整个运行没有闲置,其优点较处理其它方法较为突出,处理效果尤为显著。2009年被列为“创新项目”;同年12月又被列为“国家鼓励发展的环境保护技术”;2010年被列为“国家重点新产品”;12年又被列为十二五期间,国家加大投入在城镇、村镇、农村、工业、养殖、以及城市污水处理厂的升级改造、脱氮除磷、中水回用等领域中推荐使用、鼓励发展的环境保护技术。具有以下优点:
(1)、技术前瞻性
导流曝气生物滤池是一种典型的高负荷、淹没式、固定化生物床的三相导流,脱氮除磷反应器,在不加大投资的前提下,使处理后的污水优于排放标准,达到中水回用水质,因此技术前瞻性。
(2)、工艺创新性
导流曝气生物滤池使污水在同一个处理池内,解决其它污水处理需要四个池子才能完成的工艺过程。整个运行没有闲置。 因此工艺创新性。
(3)、工程投资经济性
导流曝气生物滤池的BOD5容积负荷是常规二级生物处理的5~10倍,并将两个曝气池、两个沉淀池、两个过滤池合为一体,因此,工程投资经济性。
(4)、处理效果稳定性
导流曝气生物滤池具有硝化、反硝化功能,没有污泥膨胀之虑,不受水力负荷的冲击,因此处理效果稳定性。
(5)、处理流程简化性
导流曝气生物过滤能将污水理后,在不用深度处理设施和设备的条件下,达到中水回用水质,因此处理流程性简化。
(6)、运转费用经济性
导流曝气生物滤池利用滤料切割、阻挡、细碎气泡,强化气、液传质效应,增加微生物与空气的接触面积和时间,大大提高充氧率,减小耗电功率,因此运转费用经济性。
(7)、操作管理简单性
导流曝气生物滤池采用PLC实现程控运行,即通过通过液位传感与设备连锁,做到有污水自动开机,无污水自动停机;通过溶氧测定仪变频器连锁,实现曝气量调节;通过无钱传输,实现远程监控,达到水质监控、故障判等目的,因此操作管理简单性。
(8)、脱氮除磷典型性
通过内锥的下部、和外锥的上部的自养型细菌(如硝化菌)等,使氨氮被两次硝化,能将氨氮脱到3mg/L以下,最低的小于0.068mg/L,因此脱氮典型性。
导流曝气生物滤池的除磷,是在内锥、和外锥这两个好氧段产生的聚磷菌,能大量摄取溶解性磷,并且通过导流曝气生物滤池的锥底沉降后,很顺畅的排泥,因此出水中的磷一般小于0.5mg/L,最低的达到0.08mg/L,因此除磷典型性。
导流曝气生物滤池有效解决了BAF(曝气生物滤池)、脱氮效果好,除磷效果差的技术难题。同时还解决了A2/O在二沉池中N2附着污泥上浮,沉淀效果不理想。增大二沉池还原电位增高、造成磷释放,除磷效果不尽人意等技术难题。
(9)、气温及运行方式适应性
导流曝气生物滤池能在1℃—50℃之间正常运行,不受地理气候条件影响,适用于南方,也适合于北方,加上大量的微生物不会流失,即使长时间不运转也能保持其菌种的活性,进水后很快正常运行,因此气温及运行方式适应性。
(10)、检修换件方便性
导流曝气生物滤池的主要转动设备置于地上,加上采用的是国产设备,并且设有故障判报警统,因此检修换件方便性。
(11)、工程建设灵活性
导流曝气生物过滤池为模块化结构,可集中设计,也可分开设计,有利于工程的升扩建,能较好地适应各个地区地貌,对于旧污水处理工程的升级改造也时分有利。
❻ 中水处理的处理方式
1. 一种是将其处理到饮用水的标准而直接回用到日常生活中,即实现水资源直接循环利用,这种处理方式适用于水资源极度缺乏的地区,但投资高,工艺复杂;
2. 另一种是将其处理到非饮用水的标准,主要用于不与人体直接接触的用水,如便器的冲洗,地面、汽车清洗,绿化浇洒,消防,工业普通用水等,这是通常的中水处理方式。
1.1经二级处理后回用特点
a.属传统的处理形式,工艺成熟、污泥产量小、设备投资较少;
b.以生活污水(不含粪便)作为水源,要求排水实行粪、污分流;
c.原水的时、季流量变化较大,水量平衡困难;
d.出水水质只能达到冲厕和绿化的要求。
1.2水量平衡
水量平衡是中水系统的设计关键,它既是确定设备处理能力的基本依据,也是中水系统运行可靠的保证,更是降低中水运行成本的前提,采用第一种回用方案的水量平衡
1.3设备技术参数
通过对水量平衡的分析,确定设备技术参数如下:
设计处理能力Q设=150m3/d
调节池容积V调=0.4Q设=60m3;
中水池容积V中=0.25Q设=38m3(设计值取40m3);
中水供水泵Q泵=25Q中/24=14.3m3/h;H=392~441kPa,N=4kW。
1.4其特点为:
a.属传统的处理形式,工艺成熟、污泥产量大、设备投资较多;
b.以生活污水(含粪便)作为水源,无需粪、污分流,减少了管网的初投资;
c.原水的时、季流量变化较小,水源充足;
d.出水水质只能达到冲厕和绿化的要求。
2.2水量平衡
第二种方案的水量平衡。
2.3设备技术参数
设备技术参数同1.3。
2.4经济分析
3.1 特点
其特点是:
b.膜的更新将增加运行费用;
3.2水量平衡
第三种方案的水量平衡
3.3设备技术参数
设计处理能力Q设=180m3/d;
调节池容积V调=72m3(设计值采用70m3);
中水池容积V中=45m3;
中水供水泵Q泵=2.5Q中/24=14.8m3/h;H=392~441kPa,N=4kW。
3.4经济分析
3.1 其特点是:
a.属新型处理工艺,污泥产量极小且采用PLC自控,操作方便但设备投资多;
b.膜的更新将增加运行费用;
d.原水的时、季流量变化较小,水源充足; e.出水水质好,除满足冲厕和绿化的要求外,也能用于洗车。
3.2水量平衡
第三种方案的水量平衡
3.3设备技术参数
设计处理能力Q设=180m3/d;
调节池容积V调=72m3(设计值采用70m3);
中水池容积V中=45m3;
中水供水泵Q泵=2.5Q中/24=14.8m3/h;H=392~441kPa,N=4kW。
3.4经济分析
3.1 其特点是:
b.膜的更新将增加运行费用;
3.2水量平衡
第三种方案的水量平衡
3.3设备技术参数
设计处理能力Q设=180m3/d;
调节池容积V调=72m3(设计值采用70m3);
中水池容积V中=45m3;
中水供水泵Q泵=2.5Q中/24=14.8m3/h;H=392~441kPa,N=4kW。
3.4经济分析通过对3种处理方法的初投资和运行费用的比较可以看出,传统的污水处理回用方法(粪、污分流)虽然设备费和处理费均较低,可分流排水增加的管网费用却使初投资大大提高,由此产生的高额运行折旧成本使该流程所具备的处理费用低的优势完全丧失,因此不适合在居住区中水处理中采用。
同是对生活污水的处理,传统的三级处理法虽然比MBR法的初投资和运行费用都低,但优势并不明显,而MBR提供的优质中水从用户心理上更易被接受,且能延长中水供水设备、管网和器具的使用寿命,再者优质中水用于洗车所产生的经济效益也不容忽视。随着膜生产技术的发展、膜组件价格的降低,MBR的投资费用及运行费用也会降低,这在日本已得到证实。因此从发展的眼光看,占地小、不污染环境、高度自控、运行可靠的MBR法应是居住区中水回用工艺的首选。
居住区建设中水系统的条件已基本具备,并日趋完善。首先,居住区排水量较大、杂用水需求也大、水量易平衡,对中水系统的设计和平稳运行有利;其次,随城镇居民小区的规模化以及水处理技术的发展,中水系统的初投资和运行费用将大幅度降低;再次,住房的私有化、小区物业管理的兴起和完善也为中水系统的投资回报奠定了基础。采用中水系统后预计居住区用水量可节省30%~40%,排水量可减少35%~50%,将产生良好的社会效益和环境效益。
❼ 浅谈中水回用工艺及其可行性分析
现阶段,我国的水资源短缺问题正面临着严峻的考验,水,这个看起来取之不尽用之不竭的自然资源正在随着工业社会的发展而供不应求。保护水资源、节约水资源已成为主题,而中水回用技术则能很好地缓和缺水这个大问题。
1、我国水资源现状
全世界的淡水资源仅占其总水量的2.5%,在这仅有的2.5%中,又有70%以上被冻结在南极和北极的冰盖中,再加上高山冰川和永冻积雪,有86%的淡水资源难以利用。由此可见,人类可利用的水资源少之又少。而我国更是成为了世界13个水资源严重短缺的国家之一,且水资源分布极不均匀,南多北少,东多西少是我国水量分配的特点。
据监测,目前全国多数城市地下水受到一定程度的点状和面状污染,且有逐年加重的趋势。日趋严重的水污染不仅降低了水体的使用功能,还加剧了水资源短缺的矛盾,并严重威胁到城市居民的饮水安全和人民群众的健康。此时,中水回用就显现出了它的重要性。
2、中水回用的可行性分析
中水,开始时称“中水道”,来于日本,因其水质及其设施介于上水道和下水道之间而得名。“中水”的定义有多种解释,在污水工程方面称其为“再生水”,工厂方面称为“回用水”,中水的划分界限一般都以水质为标志,其主要是指城市污水或生活污水经处理后可循环利用的非饮用水。
中国可开发利用的水资源大部分已开发利用,新增水源开发难度大且开发成本高,水资源紧缺形势日趋严峻。而每年大量工业废水和生活污水排放,不仅污染了环境,也浪费了宝贵水资源。因此,实施中水回用是提高中国水资源利用率的必要措施之一。
中水在多个领域都可以被广泛应用,在国外,已有很多国家在大范围使用中水系统,而随着我国经济、科技的快速发展,中水系统在我国部分地区也已投入使用。比如在建筑领域,中水系统在发达城市中应用广泛。建筑领域因其供水范围大,生活用水量和环境用水量都很大,可使用中水系统来满足各用户的用水需求。在北京、上海、天津等大城市,很多达到一定规模的住宅小区都被要求设有中水系统,可将生活污水处理到非饮用水标准,用作与人体非直接接触的景观用水、清洗及消防等,有效的实现了水的循环利用,节约了水资源。在建筑小区中,可用作中水水源的种类有很多,可选取小区内建筑物杂排水,小区生活污水,小区或城市污水处理厂经生物处理后的出水以及小区内的雨水等作为建筑中水水源。
中水回用在生产和生活中能起到很好的节水作用,其具有较低的水质及水价,可用来代替生活饮用水冲洗卫生洁具、绿化等,这样便可节约很大部分高质水,提高人们的可用水量。同时它还可以减少城市供排水系统的压力,加强了城市绿化和环境保护工作,保护了地下水源。因中水回用处理工艺较污水处理相对简单,故中水回用对减少城市污水处理厂的负荷也起到了至关重要的作用,在昂贵的理设施费用减低的同时还可降低其日常运行费用。
中水若想投入使用,其水质必须要满足以下要求:第一对人体的健康不能造成危害。第二要满足人们感观要求,即无不快的感觉,以解除人们使用中水的心理障碍,其衡量指标主要有浊度、色度、臭味等。第三要满足卫生要求,其指标主要有BOD5、细菌总数、余氯量等。最后还要满足设备构造方面的要求,即水质不易引起设备、管道的严重腐蚀和结垢。
3、中水回用存在的问题
虽然中水具有诸多优点,但其在投入使用中仍存在许多问题,那么为什么中水回用作为一项节水工程却不能得到很好的推广呢?其在经济、社会、技术等方面都存在问题。
首先是人们的意识问题,虽然中水经过复杂的处理,已达到可循环使用而不危害人健康的标准,但在人们的潜意识里中水永远劣于生活用水。调查表明,大部分居民不愿意使用中水,尤其是在水量丰富的南方地区,人们对中水缺乏客观科学的认识,认为中水的水质不达标,感官性状差,故加强民众对中水的认识是推进中水回用这一举措的重中之重。
在经济效益方面,由于中水处理技术的繁复性及运行费用等因素,中水的价格普遍偏高,有的地区其水价甚至高于自来水,在水价相同的情况下,居民肯定倾向于选择自来水而不是中水。
在监管体制方面,我国缺乏相对健全的对于中水的管理体制,目前国家只出台了一个《关于加强工业节水工作的意见》的政策,对中水回用的相关规定还不完善,导致无法可依。另外,中水自身也存在水质问题,其实中水水质并不稳定,在输送过程中也会因其水质不稳定出现结垢现象。
4、中水回用工艺
中水回用有两种处理按其用途不同可分为两种处理方式,一种是将其处理到饮用水的标准而直接回用到日常生活中,即实现水资源直接循环利用,这种处理方式适用于水资源极度缺乏的地区,但投资高,工艺复杂。另一种是将中水处理到非饮用水的标准,主要用于不与人体直接接触的用水,如便器的冲洗,地面、汽车清洗,绿化浇洒,消防,工业普通用水等。
选择相适应的处理工艺时需要根据水质、水量、回用条件的不同来选择。中水系统一般由污水收集、调节、预处理单元、深度处理单元、中水贮存、中水输配等部分组成。中水工艺包括预处理工艺、生物处理工艺、混凝工艺、过滤工艺、活性炭工艺、膜分离工艺等。
预处理主要是去除固体物和毛发,可在系统的最前段设置格栅以截留大的污染物。对于以洗浴水为主的处理中,由于毛发太多,故一般设置毛发过滤器,可有效地去除毛发。生物处理工艺用于去除水中可溶性有机物,可使用生物接触氧化、生物转盘、曝气生物滤池、土地处理。大多数生物处理设施需要向生物反应池中供气,可采用噪音较低的曝气设备。另外,中水处理的停留时间应大于2小时以取得良好的处理效果。混凝工艺主要去除原水中悬浮状和胶体杂质,可用聚合铝和聚合铁作为混凝剂。过滤的功能是去除水中微小的悬浮颗粒,常用的滤池有普通快滤池、V型滤池、虹吸滤池等。
中水处理采用传统的给水处理工艺,二级处理厂出水经泵提升,加入混凝剂后进入反应池,形成絮体后进入沉淀池沉淀,上层清液在V型过滤池中过滤,加氯消毒后送至清水池,再由泵送到用水点,处理流程简单易操作,可行性良好。
5、结语
为解决我国水资源极度紧缺且不平衡的现状,中水回用技术正在以迅猛的发展速度出现在我们的视野中。作为污水资源化的重要途径,其对社会的进步与发展起着至关重要的作用。
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❽ 高校宿舍生活污水处理与回用
高校宿舍生活污水处理与回用具体内容是什么,下面中达咨询为大家解答。
随着我国科学技术和生活质量的不断提高,污水的排放量逐渐增大,有效解决水资源污染和短缺的问题十分必要。在这种情况下,中水开发与回用技术得到了迅速发展,在美国、日本、印度、英国等国家(尤以日本为突出)得到了广泛的应用,对实现水资源可持续利用具有重要意义。在我国高校中,清华大学采用膜生物反应器一体化工艺处理洗浴水,将中水全部用于学生宿舍厕所冲洗,中水回用项目的净效益达到130.41万元。中国石油大学中水回用工程采用MBR工艺,直接经济效益52.50万元[1]。
据了解,目前我国高校在校生约为2300万人,以每人每天0.2m3计算,每天中水水源量为460万立方米[1],这些生活污水被排放到城市污水管网经城市污水处理厂集中处理,而校园绿化、学生公寓冲厕等消耗大量自来水,造成能源和资源的浪费,节水型校园数量不足,管理水平和节水效益参差不齐[2]。本研究以郑州大学为例,研究高校宿舍生活污水的水质特征,根据水质特征选取合适的工艺对其进行处理与回用。本研究选取“格栅-初沉池-A/O池-生物接触氧化池-二沉池-表面流人工湿地”新工艺对部分校园宿舍生活污水进行处理,达到城市杂用水及景观回用水标准,作为该校杂用水及景观用水的补充水源,不仅可以减少向排水系统的污水排放量,节省城市排水设施的运行费用及学校缴纳的污水处理费用,而且还可以有效缓解校园供水紧张状况[3],有利于水资源的循环利用,具有重要的经济效益。
1 高校生活污水水质分析及工艺选取
1.1 高校生活污水水质分析
经实地调查,郑大新区在校学生约4万人,每人每天可产生约70L的生活污水,则大约每天可产生生活污水2800m3,学生住宿区分为柳园、荷园、菊园和松园四个园区,柳园有学生1.4万人左右,且柳园部分楼层安装有污水回用装置,将生活污水经过简单处理回用为冲厕所用水,暂不考虑其污水排放情况;其他三个园区约有2.6万人,则每天共可产生生活污水约1800m3,2、7、8月份正常放假,则槐氏每年共产生生活污水约50万m3。同时郑州大学新校区的眉湖是该校区的人工湖,面积大,需水量多,若能将校园宿舍生活污水回用于该人工湖,则不但达到了污水的有效回用,还能减少学校眉湖的回用水的费用支出。
1.1.1 水质监测指标及方法(表1)
1.1.2 污水水质特征
高校用水的特点是学生用水量受季节和温度影响较大,高校用水具有规律性,变化系数较大[4],高校生活污水的水质特点是相对稳定且污染程度低。经对郑州大学新校区部分宿舍生活污水水质进行锋明晌长期监测,其水质情况如表2所示:
高校学生宿舍的生活污水不含厨房排水,只有沐浴和盥洗排水,属于优质杂排水,完全可以由高校内部自行处理再利用。
1.2 工艺选取
根据工艺选取的原则:①技术先进,处理效果稳定;②投资和运行费用低;③管理简单,运行可靠。确定本研究中高校宿舍生活污水处理与回用工艺如图1所示:
1)初沉池:初沉池可除去废水中的可沉物和漂浮物。废水经初沉后,约可去除可沉物、油脂和漂浮物的50%、BOD的20%,按去除单位质量BOD5或固体物计算,初沉池是经济上最为节省的净化步骤,
对于生活污水和悬浮物较高的工业污水均宜采用初沉池预处理(图1)。
2)A/O池:A/O工艺将前段缺氧段和后段好氧段串联在一起,A段DO不大于0.2mg/L,O段DO=2~4mg/L。在厌氧段厌氧菌将污水中的淀粉、纤维、碳水化合物等悬浮污染物和可溶性有机物水解为有机酸,使大分子有机物分解为小分子有机物,不溶性的有机物转化成可溶性有机银锋物,当这些经缺氧水解的产物进入好氧池进行好氧处理时,可提高污水的可生化性及氧的效率;在缺氧段,异养菌将蛋白质、脂肪等污染物进行氨化(有机链上的N或氨基酸中的氨基)游离出氨(NH3、NH4+),在充足供氧条件下,自养菌的硝化作用将NH3-N(NH4+)氧化为NO3-,通过回流控制返回至A池,在缺氧条件下,异氧菌的反硝化作用将NO3-还原为分子态氮(N2)完成C、N、O在生态中的循环,实现污水无害化处理。
3)生物接触氧化池:在曝气池中设置填料,将其作为生物膜的载体。待处理的废水经充氧后以一定流速流经填料,与生物膜接触,生物膜与悬浮的活性污泥共同作用,达到净化废水的作用。
4)二沉池:二沉池是活性污泥系统的重要组成部分,其作用主要是使污泥分离,使混合液澄清、浓缩和回流活性污泥。其工作效果能够直接影响活性污泥系统的出水水质和回流污泥浓度。
2 实验装置和内容
2.1 实验装置
本实验采用图1所示的工艺流程,小试装置如图2所示,主要组成部分有:初沉池,A/O池,生物接触氧化池,二沉池,处理水量为30-40L/h。
1)A/O:由两部分构成,比例为1:3,前为缺氧段,后为好氧段。其中包括池体,填料,搅拌器,曝气装置等。缺氧池内径800mm,高900mm,好氧池内径1200mm,高1500mm。
2)生物接触氧化池:结构包括池体,填料,布水装置,曝气装置。池型为长方体;池体尺寸长为460mm,宽为400mm,壁厚8mm,总高1400mm,超高50mm。 3)初沉池:池型为圆柱形;池体尺寸为外径340mm,壁厚8mm,总高540mm,超高50mm。
4)二沉池:池型为圆柱形;池体尺寸为外径340mm,壁厚8mm,总高600mm,超高80mm。
2.2工艺参数确定
本论文以郑州大学新校区宿舍生活污水为研究对象,其具体的水质指标为COD的浓度为100mg/L~394mg/L,氨氮浓度为10mg/L~40mg/L,总磷浓度为2mg/L~4mg/L,pH=7~9。以上述工艺对COD、氨氮和TP的去除效果为主要考察指标。
采用所选工艺对高校生活污水进行处理,影响本工艺的主要因素有pH,DO,HRT,SRT,回流比,缺氧好氧反应时间等。通过查阅文献,确定本实验运行参数中MLSS为3000~3500mg/L,曝气池溶解氧为2.0~3.5mg/L,污泥回流比为75%,水力停留时间为12h[5],缺氧好氧HRT为6h和12h,污泥回流比和硝化液回流比分别为100%和200%;生物接触氧化中最佳气水比为16:1,最佳水力负荷为5.0m3/(m3・d)[6]。
3 实验结果分析
采用接种污水处理厂污泥的方法培养菌群,运行小试装置,对COD、NH3-N、TP的去除情况如图3~图5所示:
反应器对COD去除效果如图3所示。进水COD波动变化范围较大,在109.1~328.5mg/L之间,平均值为214.1mg/L。而系统出水COD较为稳定,在13.6~29.5mg/L之间,平均值为21.3mg/L,出水满足城市杂用水标准。由图可见,COD去除率较为稳定,在74.0%~94.5%范围内波动,平均去除率为85.9%,可见该反应器对COD有较好的去除效果。反应器内混悬液污泥絮体中含有大量结构紧密的菌胶团,而菌胶团有较强生物吸附能力和氧化有机物的能力,对COD的去除有较大促进作用。在悬浮填料表面的污泥絮体中,生长着大量利于菌胶团吸附的丝状菌,不仅改善了污泥沉降性能,还有效促进了有机物氧化分解。
反应器对NH3-N去除效果如图4所示。宿舍生活污水氨氮浓度较低,进水氨氮在18.40~35.20mg/L范围内,平均值为28.02mg/L;出水氨氮在5.94~9.39mg/L范围内,平均值为7.95mg/L,满足城市杂用水标准。由图可以看出,氨氮的去除率较为稳定,在62.05%~76.64%范围内波动,平均去除率为71.11%,可见系统对氨氮去除效果一般。分析认为是由于生物挂膜时间太短,挂膜不充分,导致虽然填料为硝化菌生长提供了良好附着条件,但反应器内单位体积生物量并不是太充足,硝化能力不是太高。
反应器对TP的去除效果如图5所示。进水TP浓度为2.12~3.60mg/L,进水平均浓度为2.85mg/L;出水TP浓度为0.16~0.48mg/L,出水平均浓度为0.31mg/L,满足城市杂用水标准;TP去除率为85.33%~91.20%,平均去除率为89.28%,可见此工艺对TP有较好的去除效果。分析认为,是由于缺氧池内投加填料,阻碍了表面空气进入缺氧池内部,降低了氧传质效率,造成了缺氧段的厌氧微环境,形成了微型厌氧/缺氧/好氧系统,聚磷菌在厌氧环境下释磷,经过O段好氧吸磷,再随着脱落的生物膜和悬浮污泥排出系统,达到除磷效果,同时系统通过底部泥斗定期排泥,大量含磷污泥随底部积泥排出,保证了系统的磷平衡,也加快了聚磷菌的生长繁殖,故系统呈现出较好的TP效果。
4 结论与展望
4.1 结论
(1)通过分析高校宿舍生活污水水质特征,确定处理工艺为:“格栅-初沉池-A/O池-生物接触氧化池-二沉池-表面流人工湿地”。
(2)根据实际情况,按照工艺设计实验小试装置“格栅-初沉池-A/O池-生物接触氧化池-二沉池”,在MLSS为3000-3500mg/L,曝气池溶解氧为2.0-3.5mg/L的条件下,以污泥回流比为75%,水力停留时间为12h,缺氧好氧HRT为6h和12h,污泥回流比和硝化液回流比分别为100%和200%;生物接触氧化中最佳气水比为16:1,最佳水力负荷为5.0m3/(m3・d)为运行参数,结果表明COD去除率在93.77%~94.69%,NH3-N去除率在62.05%~76.64%,TP去除率在85.33%~93.82%,其出水中COD在4.98~7.83mg/L,,NH3-N在5.94~9.39mg/L,TP在0.16~0.48mg/L。
(3)景观娱乐用水C类水质标准中规定COD≤30mg/L,NH3-N≤0.5mg/L,TP≤0.05mg/L,城市杂用水水质标准中规定COD≤50mg/L,NH3-N≤10mg/L。由于NH3-N出水指标超过了景观娱乐用水C类水质标准中的规定,因此出水只达到了城市杂用水标准,并未达到景观娱乐用水C类标准。
4.2 展望
(1)由于氨氮去除率过低,未到达回用于景观用水水质标注的预期目标,分析原因应是因在本实验的小试装置运行时的运行参数是查阅文献所得最佳运行参数,未在实验过程中寻找适合本工艺流程的最佳运行参数,导致运行时未达到最佳状态;还有可能是由于生物接触氧化池形成的生物膜不够完善,在以后的研究中应加强注意。
(2)由于小试装置运行时未设置人工湿地环节,出水水质未达到景观用水的回用标准,而在实际工程应用中,可以在后续的研究中,可以对人工湖进行改造,通过大量种植芦苇、睡莲、香蒲等湿地植物,构建表面流人工湿地,充分利用学校资源,改善水质的同时达到减少人工湖地下补水量以及供人们观赏的景观价值。
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