【正文】 廢水回收（ waste water recovery），是把工業(yè)、農(nóng)業(yè)和生活廢水引到預定的凈化系統(tǒng)中采用物理的、化學的或生物的方法進行處理，使其達到可以重新利用標準的整個過程。這是提高水資源利用率的一項重要措施。還有多達 60%的水是用在工業(yè)、農(nóng)業(yè)灌溉、環(huán)衛(wèi)、沖洗地面和綠化等方面，這部分對水質(zhì)要求不高，可用中水替代清潔水。 2020 年全國年污水排放量為 400 億 m3， 按規(guī)劃到 2020 年全國城鎮(zhèn)污水處理率要達到 45%。同時水務市場的資金短缺也漸漸顯現(xiàn)出來。城市給水（上水）與城市排水（下水）之間的可被再利用的水 [3]，主要是指城市生活污水或城市污水經(jīng)一定的處理后達到一定的水質(zhì)標準，并在一定的范圍內(nèi)可使用的非飲用水。 ③ 生活污水，即 所有生活排水之總稱，包括廁所排水。生物接觸氧化法具有以下特點： ① 用分段法提高凈化能力。同時 它的反沖洗水量、水頭損失都較大。 所以對 CASS 工藝二級處理的投資 ， 可達到三級處理的水質(zhì)； ⑤ 管理簡單 ， 運行可靠 ： 污水處理廠設(shè)備種類和數(shù)量較少 ， 控制系統(tǒng)比較簡單 ， 工藝本身決定了不發(fā)生污泥膨 脹； ⑥ 污泥產(chǎn)量低 ， 污泥性質(zhì)穩(wěn)定； ⑦ 具有脫氮除磷功能。 . 湖畔之夢居住小區(qū)中水處理工程 （ 1）工程概況 北京藍谷竹園住宅小區(qū)中水處理工程設(shè)計 12 “ 湖畔之夢 ” 是一個以居住建筑為主的社區(qū)。反應池主體為 CASS 反應池，其具有工藝簡單等一系列優(yōu)點，是近年來常用的污水處理工藝之一。但一般絲狀菌的比增殖速率比非絲狀菌小，在高底物濃度下菌膠團和絲狀菌都以較大速率降解底物與增殖，但由于膠團細菌比增殖速率較大，其增殖量也較大，從而較絲狀菌占優(yōu)勢，這樣利用基質(zhì)作為推動力選擇性地培 養(yǎng)膠團細菌，使其成為曝氣池中的優(yōu)勢菌。 潷水 機研制的關(guān)鍵是解決潷水過程中，堰口、導水軟管和升降控制裝置與水流之間形成的動態(tài)平衡，使之可隨排水量的不同調(diào)整浮動水堰浸沒的深度，并隨水位均勻地升降，將排水對底 層污泥的干擾降低到最低限度，保證出水水質(zhì)穩(wěn)定。 ② 進水過程是連續(xù)的，因此進水管道上無需電磁閥門等控制元件，單個池子可獨立運行，而 SBR 進水過程是間歇的，應用中一般要 2 個或 2 個以上的池子交替使用。 故集水池最低工作水位與所提升最高水位之間高差為： ()= 出水管管線水頭損失計算如下： 出水管 Q=,選用管徑為 100mm 的鑄鐵管 ； V=,1000i= 出水管線長度估為 5m,局部系數(shù)為 ， 則出水管管線水頭損失為： 22viL gx+ （ 37） = 2???? = 泵站內(nèi)的管線水頭損失假設(shè)為 ,考慮自由水頭為 1m,則水泵總揚程為： H=+++= 所以選取 IP 型污水泵兩臺（ 1 臺備用），型號為 IP8050250：電動機轉(zhuǎn)速為1450r/min；功率為 3kw；電動機型號為 Y100L24。4=6 北京藍谷竹園住宅小區(qū)中水處理工程設(shè)計 26 則池內(nèi)設(shè)計最高水位至潷水機排放最低水位之間的高度 H1： 60021 m a x1 ?????? ANN QH= （ 43） 池內(nèi)混液污泥濃度設(shè)計為 Nw =污泥體積指數(shù) SVI=120 則潷水結(jié)束時泥面高度 H2： H2=HNwSVI103=120103=。 （ 2）設(shè)計與計算 集泥井的直徑： mhQD s 1 ?????? （ 52） (2)污泥濃縮池的設(shè)計 濃縮池面積： mMQ CtA ????? （ 53） 北京藍谷竹園住宅小區(qū)中水處理工程設(shè)計 32 式中， Q—污泥量， m3/d； C—污泥固體濃度， kg/m3； M—污泥固體通量， kg/m3它比石英砂的強度高，通常的過濾及反洗強度，不會發(fā)生破損和跑料。 （ 5）截污容量大：設(shè)備的截污空量為 510kg/m3（濾料）。 取寬 B=2m，則中間水池邊長 L=A/B=。 則 單格池面積 A： ???? HN VA= （ 42） 由于設(shè)計要求 B/H= 介于 12 之間，才能符合規(guī)定， 取 B= 則 L=247。 北京藍谷竹園住宅小區(qū)中水處理工程設(shè)計 21 污水提升泵的設(shè)計與計算 設(shè)計說明 污水泵房用于提升污水廠的污水，以保證污水能在后續(xù)處理構(gòu)筑物內(nèi)暢通的流動，它由機器間、集水池、格柵、輔助間等組成，機器間內(nèi)設(shè)置水泵機組和有關(guān)的附屬設(shè)備，格 柵和吸水管安裝在集水池內(nèi)，集水池還可以在一定程度上調(diào)節(jié)來水的不均勻性，以便水泵較均勻工作，格柵的作用是阻攔水中粗大的固體雜質(zhì)，以防止雜物阻塞和損壞水泵，輔助間一般包括貯藏室，修理間，休息室和廁所等。 ⑧ 無異味。 潷水 設(shè)備： 潷水 機是 CASS 工藝的關(guān)鍵組成部分，其性能是否穩(wěn)定可靠直接影響到 CASS 工藝的正常運行。 據(jù)有關(guān)資料介紹，污泥膨脹的直接原因是絲狀菌的過量繁殖。然后進入調(diào)節(jié)池調(diào)節(jié)水量。 ⑥ 設(shè)備折舊費 ： 設(shè)備投資以 120 萬元計，設(shè)備折舊年限以 10 年計，則設(shè)備折舊費為 328 元 /d。 對可生物降解的工業(yè)廢水即使進水 COD 高達 3000mg/L， 出水仍能達到 50m g/L 左右 。 污水 → 格柵 → 初沉 → 曝氣生物濾池 → 消毒 → 中水回用 圖 16 曝氣生物濾池工藝流程圖 工藝特點 ： ① 一次性投資比傳統(tǒng)方法低 1/4； ② 占用面積為常規(guī)工藝的 1/0 1/5，運行費低 1/5； ③ 進水要求懸浮物 5060mg/L，最好與一級強化處理相結(jié)合，如采用水解酸化池； ④ 填料多為頁巖陶粒，直徑 5mm，層高 ； ⑤ 水往下、氣往上的逆向流可不設(shè)二沉池。 （ 1） 生物 接觸氧化法 生物接觸氧化法是一種介于活性污泥法與生物濾池之間的生物膜法工藝，其特點是在池內(nèi)設(shè)置填料，池底曝氣對污水進行充氧，并使池體內(nèi)污水處于流動狀態(tài)，北京藍谷竹園住宅小區(qū)中水處理工程設(shè)計 8 以保證污水與污水中的填料充分接觸，避免生物接觸氧化池中存在污水與填料接觸不均的缺陷 [8]，其工藝流程為圖 15。該組合稱為優(yōu)質(zhì)雜排水，為中水水源水質(zhì)最好者，應優(yōu)先選用。 中水定義 中水是指將人們在生活和生產(chǎn)中產(chǎn)生的污水經(jīng)集流再生處理后達到相關(guān)標準的水。 1992年符合此規(guī)定的有 200 項 ， 可節(jié)水 萬 m3/d。同時我國水資源的地區(qū)和季 節(jié)的分布極不均勻 ， 特別是長江以北的各大、中城市的水資源問題將更嚴重 ，將會更嚴重的制約地區(qū)經(jīng)濟和社會的發(fā)展。在生產(chǎn)、生活中并非所有用水或用水場所都需要優(yōu)質(zhì)水，有些用水只需滿足一定的水質(zhì)要求即可。s water deepening, reclaimed water is used more and more in people39。各種污水（工業(yè)廢水、農(nóng)業(yè)污水和生活污水等）的性質(zhì)和物質(zhì)組成有很大差異，需用不同的方法處理后網(wǎng)收利用。以中水替代這部分清潔水 所節(jié)省的水資源量是相當可觀的 [2]。而目前我國的城市污水量正以 %的速度增長 ， 而由于資金、能源等方面原因的限制 ， 城市污水處理率很低 ， 只有 %的城市污水和 17%的工業(yè)廢水得到處理 ， 大部分污水未經(jīng)處理直接派入水體 ， 其結(jié)果是使城市的地下水和地表水受到嚴重污染。雖然 20 世紀 90 年代以后 ， 我國城市供水固定資產(chǎn)投資額年均遞增 %， 預計“十五”期間 ， 我國還有超過 300 億元的陳舊供水設(shè)施面臨更新改造 ， 如果再加上采用深度處理對工藝升級換代的壓力 ， 供水投資缺口將更大。 北京藍谷竹園住宅小區(qū)中水處理工程設(shè)計 5 中水 水 源 類型 及收集系統(tǒng) 中水水源 中水水源的選擇是中水工程設(shè)計中的一個關(guān)鍵問題，一般應根據(jù)下述要求選用 : （ 1） 中水水源選擇應根據(jù)原水水質(zhì)、水量、排水狀況和中水回用的水質(zhì)水量來確定。這種水質(zhì)最差。生化過程分為兩個階段。 另外，曝氣生物濾池作為集生物氧化和截留懸浮固體于一體的新工藝，節(jié)省了后續(xù)沉淀池 (二沉池 )，具有容積負荷、水力負荷大，水力停留時間短，所需基建投資少，出水水質(zhì)好 ， 運行能耗低，運行費用少的特點。 北京藍谷竹園住宅小區(qū)中水處理工程設(shè)計 11 CASS 設(shè)計參數(shù) ： 污泥負荷 (kg ) ， 污泥齡 1530d。其規(guī)劃居住總?cè)藬?shù)為 9200 人 ，分兩期建設(shè)，其中一期規(guī)劃為 5200 人。后續(xù)處理階段加 采用高效纖維器進行處理以 保證污水達標 排放。所以在 CASS池進水端增加一個設(shè)計合理的生物選擇器，可以有效地抑制絲狀菌的生長和繁殖，克服污泥膨脹，提高系統(tǒng)的運行穩(wěn)定性。 與傳統(tǒng)活性污泥法的比較： CASS 工藝具有以下優(yōu)點： ① 建設(shè)費用低。 ③ 排水是由可升降的堰式撇水機完成的，隨水面逐漸下降，均勻?qū)⑻幚砗蟮那逅懦?，最大限度降低了排水時水流對底部污泥的攪動。 北京藍谷竹園住宅小區(qū)中水處理工程設(shè)計 22 調(diào)節(jié)池的設(shè)計計算 （ 1） 設(shè)計參數(shù) ： 水力停留時間為 4h； 池形為矩形 ； 長寬比為 ； 有效水深 h3=4m。 撇水水位和泥面之間的安全距離 H3： H3=H(Hl+H2)=(+)= m 池子超高取 H4= 則池總高度 H0=H+=， 長度 L1 === 連通孔口尺寸 厭氧區(qū)和好氧區(qū)的隔墻底 部設(shè)置連通孔，連通預反應區(qū)與主反應區(qū)水流，連通孔數(shù)的確定為 n3=2 隔墻底部設(shè)連通孔，連通兩區(qū)水流，連通孔數(shù)量選擇見表 41。d ，取 10 kg/m3 （ 7）噸水造價低：反洗水僅為制水量的 2%左右，尤其是它可以利用濾前水進行反洗，所以 每 噸水造價僅為傳統(tǒng)過濾器的 1/3 左右。 （ 4）設(shè)備體積?。涸O(shè)備體積為相同濾水量的石英砂過濾器體積的 1/3 左右。 則中間水池面積： A=V/H=11/=。 外形尺 寸 池內(nèi)最大水深一般為 35m，設(shè)計為 H=。60tan ?m= （ 8）日柵渣量 W 在柵間隙為 20mm 下，設(shè)柵渣為 m3/400m3 廢水 W= 10 36 00 36 00241m a x ? ????? ??? KWQ （ 36） = m3/d 由于柵渣量小于 m3/d 所以采用人工格柵除污 。 ⑦ 不僅能有效去除污 水中有機碳源污染物，而且具有良好的脫氮、除磷功能。另外 由于 CASS 工藝獨特的運行 方式，采用水下曝氣機可省去復雜的管路及閥門，安裝、維修方便，使用靈活，可根據(jù)進出水情況開不同的臺數(shù)，在保證效果的條件下，達到經(jīng)濟運行的目的。生物選擇器的工藝過程遵循活性污泥的基質(zhì)積累再生理論，使活性污泥在選擇器中經(jīng)歷一個高負荷的吸附階段 (基質(zhì)積累 )，隨后在主反應區(qū)經(jīng)歷一個較低負荷的基質(zhì)降解階段，以完成整個基質(zhì)降解的全過程和污泥再生。 表 21 進出水水質(zhì) COD(mg/L) BOD(mg/L) SS (mg/L) NH3N(mg/L) pH 進水水質(zhì) 出水水質(zhì) 300 ≤ 50 200 ≤ 15 250 ≤ 10 35 ≤ 20 8 8 工藝流程 的確定 結(jié)合北京籃谷竹園住宅小區(qū)中水處理工程 的處理要求 ， 工藝流程如圖 21所示，采用 總提升泵前設(shè)置 格柵 。 ⑤ 維修費 ： 50 元 /d。 根據(jù)研究結(jié)果和工程應用情況 ， 通過 對城市污水 合理的設(shè)計和良好的管理 ， 進水 COD 為 400mg/L 時 ， 出水小于 30mg/L以下 。曝氣生物濾池集生物氧化和截留懸浮固體一體，節(jié)省了后續(xù)沉淀池 （ 二沉池 ） ，具有容積負荷、水力負荷大，水力停留時 間短，所需 基北京藍谷竹園住宅小區(qū)中水處理工程設(shè)計 9 建投資少，出水水質(zhì)好 ， 運行能耗低，運行費用少的特點 ， 其工藝流程如圖16。選用工藝時應考慮污水原水水質(zhì)、中水用途與水質(zhì)要求、工藝本身的處理能力、運行穩(wěn)定性，占地與運行管理等。一般可以分成下列三種組合 :① 盥洗排水和沐浴排水 (有時也包括冷卻水 )組合。 中水回用，實現(xiàn)污水資源化，是目前解決節(jié)水治污兩大問題的最有效的途徑，在水資源嚴重短缺的當今社會有著重要意義。深圳市規(guī)定建筑面積大于 2 萬 m2 的商住區(qū) 及 4 萬 m2以上的辦公建筑 ， 日排水量 為 250 m3 以上須設(shè)置中水設(shè)施。我國多年平均水資源總量 28124 億 m3， 按1998 年人口計 ， 人均資源量只有 2221 m3， 為世界人均水資源量的 1/4， 預計在 2020北京藍谷竹園住宅小區(qū)中水處理工程設(shè)計 3 年遇到中等干旱年份 ， 水資源供需缺口將更大達 318 億 m3。 北京藍谷竹園住宅小區(qū)中水處理工程設(shè)計 2 研究意義 中水利用在可持續(xù)發(fā)展中的作用 （ 1）中水利用可以有效地保護水源，減少清潔水的取用量。 關(guān)鍵詞 ： 住宅小區(qū)，