探索小區中水回用工程實例

1.引言

我國是一個水資源匱乏的國家，人均水資源佔有量僅為世界平均水平的1/4，居世界第88 位，是世界上13 個貧水國家之一。水源不足、水體污染和生態環境惡化已成為社會發展的主要制約因素。特別是經濟的飛速發展與城市化進程的加快，缺水問題更為突出。對工業和生活污水進行處理所的得到的中水回用正是解決缺水問題的有效途徑[1-3]。為有效緩解水資源短缺的問題，目前在中高檔住宅小區的建設中普遍採用了中水回用工程，使水資源得到充分利用。本文主要介紹山西某中檔住宅小區的中水回用工程的設計和運行情況。

2.廢水狀況及排放標準

2.1 廢水水量及水質中

水回用工程所處理的原水全部來自於該住宅小區的居民日用雜排水，水質狀況見表1。 小區內總入住人口約為7700 人，排水總量約600m3/d。中水主要用於住宅小區衝廁，以及用於綠化澆水使用，故中水用量包括澆灑綠化用水量62.2m3/d、居民住宅衝廁用水量231.6m3/d 和公共場所衝廁用水量291.0m3/d，即總用水量為584.8m3/d。故中水製備系統的設計規模為：600m3/d。

根據對小區排水狀況進行的調查,並參考類似工程的設計經驗，考慮到中水用途及當地有關部門的要求[4-5]，確定設計水質。

2.2 回用標準

該工程處理後出水，主要用於衝廁和城市綠化，其水質要求達到《城市污水再生利用城市雜用水水質》（gb/t18920—XX）中衝廁和城市綠化的標準。

3. 工藝過程和主要設備

3.1 工藝過程本設計

採用多級平行並聯方式佈置工藝流程，各處理設施預留有串聯接口和直排口，設計工藝流程。

3.2 工藝流程説明

小區生活雜排水首先經過格柵除去水中粒徑較大的雜物，再通過毛髮過濾器後出水進入調節池進行均質均量，並通過水解、酸化反應，將污水中的有機固體及不易生物降解的有機物分解為小分子溶解性有機物，調節池的出水經提升泵進入沉澱池進行初沉處理沉澱比重較大的無機顆粒雜質；沉澱池出水自流進入缺氧池，去除一部分cod 和從中間水池迴流的亞硝酸和硝酸氮。缺氧池出水進入接觸沉澱池，去除懸浮物減少曝氣生物濾池反衝洗次數。出水進入曝氣生物濾池，去除大部分cod、氨氮和懸浮物。出水進入中間水池，其部分水迴流至缺氧池。出水進入石英砂過濾器去除雜質後進入回用水池進行二氧化氯消毒，部分水用於曝氣生物濾池反衝洗。出水經回用水泵加壓送到用户回用。初沉池排泥進入貯泥池，經污泥泵打入市政管網，接觸沉澱池排泥、反衝洗排水和曝氣生物濾池反衝洗排水排入調節池，在調節池內安裝排水泵，在事故時排入市政管網。曝氣生物濾池和石英砂過濾器的反衝洗均來自中水池。羅茨風機通過閥門調節對缺氧池進行氣攪拌，對接觸沉澱池進行氣沖洗，對曝氣生物濾池進行曝氣和氣沖洗。

3.3 主要構築物和設計參數

根據該小區地形特點，主要中水處理與回用設備及構築物順地勢建設在該住宅小區的東南角。佔地面積約620m2，主要構築物如下：

（1）格柵間格柵間設人工格柵1 台，機械格柵事故時使用。迴轉式格柵機1 台，格柵用於攔截較大雜質及懸浮固體，以保證水泵提升系統正常運行，並減少後序處理單元的負荷。

（2）調節池調節池的作用是調節水量和均衡水質，並通過水解、酸化反應，將污水中的有機固體及不易生物降解的有機物分解為小分子溶解性有機物。調節池有效容積125m3，停留時間t=5h，工藝尺寸為13500×4500×7200mm，採用鋼砼結構，建於格柵間下部。

（3）初沉池初沉池採用豎流式沉澱池，與調節池、格柵間合建，工藝尺寸為4500×4500×7200mm，採用鋼砼結構。初沉池設計流量：q=25m3/h，表面水力負荷：1.56m3/(m2·h)，停留時間：

t=2.0h，有效水深：h=3.1m。

（4）缺氧池曝氣生物硝化池出水的一部分迴流到缺氧池，缺氧池內的反硝化菌以原廢水中的有機底物作為碳源，以迴流液中的硝酸鹽的氧作為受電體，進行呼吸和生命活動，將硝態氮還原為氣態氮。分為2 格，單格設計總容積42.17m3，有效容積38.61m3，工藝尺寸為2500×3000×7100mm，採用鋼砼結構，池內裝彈性填料。缺氧池設計流量：q=25m3/h，迴流比：r=300%，停留時間：t=3h，有效水深：h=6.5m，填料高度：h=4.0m。

（5）接觸沉澱池降低曝氣生物濾池的進水懸浮物，減少曝氣生物濾池反衝洗。分為2 格， 單格設計總容積42.17m3，有效容積11.88m3，工藝尺寸為2500×3000×7100mm，採用鋼砼結構，採用礫石填料，粒徑為10~20mm。接觸沉澱池設計流量：q=25m3/h，表面水力負荷：2.1m3/(m2·h)，停留時間：t=57min，有效水深：h=2m，填料高度：h=0.5m。

（6）曝氣生物濾池污水由上至下流過濾料層，濾料層下部提供曝氣供氧，氣水為異向流。一方面可積累高濃度微生物進行好氧降解和硝化脱氮，容積負荷增大，另一方面可將生物轉化過程中產生的剩餘污泥和進水帶入的懸浮物截留到濾牀內，起到過濾的作用，不用另設二沉池。但為避免積累的生物污泥和懸浮固體堵塞生物濾池，需定期利用處理後出水進行反衝洗。分為2 格，單格設計總容積57.79m3，有效容積30.12m3，工藝尺寸為2500×4000×7100mm，採用鋼砼結構，採用鵝卵石支持層：φ2~16mm 級配。曝氣生物濾池設計流量：q=25m3/h，濾速：4.61m/h，水力停留時間：2.41h，nh4-n 容積負荷：0.44kgnh4-n/（m3 濾料·d）。

（7）中間水池中間水池供二級提升泵和迴流泵吸水使用，分為2 格，單格設計總容積26.55m3，有效容積11.59m3，工藝尺寸為2500×XX×7100mm，採用鋼砼結構。

（8）淨水間淨水間分三層，上層為操作間，上層操作間有壓力過濾器和二氧化氯發生器。以下又分為兩部分，一部分用作清水池，一部分為設備間，此設備間又分為兩層，上層設備間有鼓風機，下層設備間有混合液迴流泵、壓力泵、曝氣生物濾池反衝洗泵、回用水泵和排污泵。

4.運行結果

該工程竣工後，經過近兩年連續運行，處理效果穩定，運行結果。

採用該工藝處理後回用中水水質完全達到了《城市污水再生利用景觀環境用水》水質中觀賞性景觀環境用水標準，回用水ss、cod、bod、nh4-n 的總去除率分別達到92%、97%、98%和75%。

5.經濟分析

本項目總佔地面積約 620 m2，總造價300 萬元，其中土建總造價183.4 萬元，設備總造價 116.6 萬元。本項目直接運轉費用分析。

為主，該地工業用水為2.7 元/m3，污水處理費為0.6 元/m3。因為每回用1m3 水，就可減少1m3 新水消耗，同時可減少1m3 污水排放。因此1m3 回用水的價值為(2.7+0.6)×0.7=2.31 元(按自來水價格的70%計算)。查看海洋微小生物快速監測論文。

本工程項目的不僅工藝簡單、操作方便、處理效果穩定，滿足了小區污水處理、水資源重複利用的要求，而且具有明顯的社會效益、環境效益和一定的經濟效益。

6.結論

（1）a/o 生物膜法處理工藝應用於小區中水回用，工藝簡單，管理方便，運行可靠；自XX 年6 月投入運行以來，運行狀態良好，出水水質完全達到《城市污水再生利用城市雜用水水質》（gb/t18920—XX）中衝廁和城市綠化的標準；

（2）經濟分析結果顯示，設計規模為600m3/d 的中水回用系統運行成本為0.934 元/ m3，可直接實現盈利8140 元/月，不僅能滿足了小區污水處理、水資源重複利用的要求，而且具有明顯的社會效益、環境效益和經濟效益。