【正文】 3，由于缺水每年影響工業(yè)產(chǎn)值 總計多達2021 多億元。因此，加快城市污水治理并使其形 成可為人們所接受的再用資源，既是當務(wù)之急，又是貫徹可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略、創(chuàng)造良好生存空間的長遠之計。 污水資源化就是將城市生活污水進行深度處理后作為再生資源回用到適宜的位置上 。由于其水質(zhì)介于自來水 (上水 )與排入管道內(nèi)污水 (下水 )之間，亦故名為中水。 中水利用也稱作污水回用， 經(jīng)過了沉淀、加氯消毒、混凝、澄清、過濾等多道 污水深度處理 工藝，水質(zhì)符合國標（ GB/T18920－ 2021）《城市雜用水水質(zhì)標準》，能夠 回 用于城市綠化、園林景觀、道路噴灑、市政施工、工業(yè)冷卻、家庭沖廁、洗車用水等 ，甚至可做地下回水。目前，世界上無論是水資源豐富還是水資源緊缺的國家都將中水回用作為節(jié)約用水加強環(huán)境保護的一種重要舉措。 中水回用的 目的及意義 小區(qū)中水回用技術(shù)的目的是將小區(qū)居民生活廢污水（來自沐浴、盥洗、洗衣、廚房、廁所）集中處理后，達到一定的標準回用于小區(qū)的綠化澆灌、車輛沖洗、道路沖洗、家庭坐便器沖洗等，從而實現(xiàn)節(jié)約用水，盡量把污水就地消化以 減少排放量。 小區(qū)生活污水其水質(zhì)水量特征可概括為：水質(zhì)水某小區(qū)生活污水中水回用處理工程設(shè)計 2 量變化較大，污染物濃度偏低，即比城市污水低，污水可生化性好，處理難度小。該工藝 具有出水水質(zhì)好、運行穩(wěn)定、管理簡單、占地少、產(chǎn)泥量低等特點 ， 出水經(jīng)過 簡單 過濾和消毒處理即可達到中水回用的標準 。設(shè)置中水回用的意義在于既可以有效地利用和節(jié)約有限的、寶 貴的淡水資源，又可以減少污、廢水排放量，減少水環(huán)境污染，還可以緩解城市下水道的超負荷現(xiàn)象，具有明顯的社會效益、環(huán)境效益和經(jīng)濟效益。早在 20 世紀 50 年 代 ，美國污水研究者俱樂部就利用模型進行了污水深度處理試驗研究， 1965 年將其成果用于加利福尼亞的南塔湖污水處理廠， 每日的 處理能力 可 達28400 m3/d。目前，以色列 100%的生活污水和 72%的城市污水得到了回用 ，其國內(nèi) 現(xiàn)有 200 多個污水回用工程，規(guī)模最小為 27m3/d，最大為 105m3/d，處理后的污水 42%用于農(nóng)灌 ， 30%用于地下水回灌，其余用于工業(yè)及市政建設(shè)等。以色列將污水回用以法律的形式給予保障，如法律規(guī)定在緊靠 著 地中海的濱海地區(qū)，若污水沒有充分利用就不允許使用海水淡化水。污水再生后用于中水道系統(tǒng)、農(nóng)田或城市 的 灌溉、河道補給等。中水道系統(tǒng)除采用傳統(tǒng)的處理裝置外 （ 如生物及物化處理 ）， 近年來又開發(fā)出一種地下毛細管滲濾系統(tǒng)，把污水處理與綠化 很好的 結(jié)合起來。莫斯科市東南區(qū)有 36 家工廠 的 回用污水總量 為 105m3/d； 南非和納米比亞等國甚至建起了飲用再生水制造工廠。 中北大學(xué)分校畢業(yè)設(shè)計 3 我國 中 水回用發(fā)展現(xiàn)狀 我國是水資源匱乏的國家，人均占有量僅為 ~ 10? m3，列世界第 88 位 ，但目前還沒有中水利用專項工程，也沒有專項資金，只是政策上引導(dǎo)，各城市的中水利用量是根據(jù)此城市的缺水程度不同而 確 定的。建設(shè)部在“六五”計 劃中，最先列入了城市污水回用課題，分別在青島和大連做試驗探索。青島于 1984年也順利完成了中試研究。 1987 年北京市政府就將使用中水（再生污水）替代新鮮水的節(jié)水措施列入了《中水工程建設(shè)試運行辦法》，并已逐步按計劃實施。 按照北京《 2021 年奧運工程 —— 污水及中水項目規(guī)劃》，到 2021 年污水管道普及率及污水處理率將達到 90%以上，其中回用的再生污水量將達到 50%。臺灣地區(qū)的污水回用也有報導(dǎo)， 20 世紀 70 年代臺北市開始污水回用設(shè)施建設(shè)，目前該市的八里、民生、內(nèi)湖和迪化 4 座污水處理廠不同程度考慮將深度處理后污水回用于工業(yè)生產(chǎn)和廠內(nèi)用水。到 1992 年為 止除北京高碑店污水處理廠日回用量 10? m3 外，其他城市回用項目規(guī)模均在 4110? m3/d 左右，范圍也僅限于工業(yè)冷卻及園林綠化，用于居民沖廁幾乎沒有。我國的中水回用研究以及普及工作還需進一步加大力度，爭取盡快趕上國際先進步伐。為了充分利用水資源，響應(yīng)國家節(jié)水政策，降低小區(qū)用水費用，擬建一套生活廢水處理再生利用設(shè)施，以達到《城市污水再生利用 —— 城市雜用水水質(zhì)》要求。 氣象及水文資料 ⑴ 氣象：小區(qū)所處區(qū)域位置屬于北亞熱帶季 風氣候區(qū)，是典型的海洋性氣候，溫和濕潤，四季分明，雨水充沛，無霜期長。 ⑵ 河道、水文情況：小區(qū)地處長江三角洲古太湖流域的湖沼平原。區(qū)域內(nèi)東側(cè)有河道一處，常水位 ，歷年最高水位 ?；赜盟_到《城市污水再生利用 —— 城市雜用水水質(zhì)》（ GB/T18920— 2021）的標準。生活污水水質(zhì)相對比較穩(wěn)定，但渾濁、深色且具有惡臭，呈微堿性，一般情況不含有毒物質(zhì)，同時生活污水很適合微生物的繁殖，因此常含有大量的細菌（包括病原菌）、病毒和寄生蟲卵。設(shè)計進水水質(zhì)指標見表 表 進水水質(zhì) 指標 BOD5/(mg/L) COD/(mg/L) SS/(mg/L) NH3?N/(mg/L) pH 值 110 200 180 12 ~ ⑵ 設(shè)計水量 中北大學(xué)分校畢業(yè)設(shè)計 5 根據(jù)《建筑給水排水設(shè)計規(guī)范》（ GB50015— 2021）規(guī)定，見表 、表 可得 表 澆灑道路及綠地用水標準 用水量 /(L/m2) 次數(shù) 澆灑道路及場地 1~ 2~3 綠地用水 ~2 1~2 表 洗車用水標準 軟管沖洗 /L 高壓沖洗 /L 循環(huán)水沖洗 /L 軟布清洗 /L 轎車 200~300 40~60 20~30 10~15 ① 采用 道路地面每日沖洗 2 次，每次每平米用水 ，則日平均沖洗道路地面所需用水量 12 00 0 2? ? ? ?36000L/d； ② 選擇每日澆灌綠地 1 次，每次每平米用水 ，則日平均澆灌綠地所需的用水量 57600 ? ? ?103680L/d； ③ 設(shè)計所有車輛清洗完畢周期為 4 天，日平均清洗，采用軟管沖洗方式，每車每次用水 250L，則日平均洗車用水量 900 2504???56250L/d； 得日平 均總用水量 3 6 0 0 0 1 0 3 6 8 0 5 6 2 5 0? ? ? ?195930L/d。根據(jù)《建筑中水設(shè)計規(guī)范》中規(guī)定，水源量為處理出水量的 110%~115%，取 115%，則日處理量 ? ? ?? 。 其指標主要有大腸菌群數(shù)、細菌總數(shù)、余氯量、懸浮 性固體含量 、 BOD5等。 其衡量指標主要有濁度、色度、臭味等 。 其衡量指標有 pH 值、硬度、蒸發(fā)殘渣、溶解性物質(zhì)等。 設(shè)計要求具體主要指標達到標準中的相關(guān)要求。 《建筑給水排水設(shè)計規(guī)范》（ GB50015— 2021） 《生活雜用水水質(zhì)標準》（ — 89） 《城市雜用水水質(zhì)標準》（ GB/T18920－ 2021） 《 建筑中水設(shè)計規(guī)范 》 （ GB50336— 2021） 《給水排水設(shè)計手冊 第 1 冊》（常用資料） 中北大學(xué)分校畢業(yè)設(shè)計 7 第三章 中水回用工藝介紹及比選 中水回用工藝選擇的原則 ⑴ 一般來說，不同 的 小區(qū)對出水的要求差異較大，應(yīng)根據(jù)我國《地面環(huán)境質(zhì)量標準》 （ GB3838— 88） 和《污水綜合排放標準》 （ GB8978— 96） 的 有關(guān)規(guī)定和當?shù)丨h(huán)保部門的要求確定處理程度，以確保出水水質(zhì)。 ⑶ 在污水處理工藝上力求簡單實用，以方便管理。平面布置上要緊湊，以節(jié)省用地。 ⑹ 設(shè)備化，定型化，模塊化，施工安裝方便，運行簡易，設(shè)備性能穩(wěn)定，適合分期建設(shè)。 ⑻ 處理構(gòu)筑物對水力負荷和有機物負荷的適應(yīng)范圍較大，使系統(tǒng)有較好的經(jīng)受沖擊負荷的能力。 常見 中水回用工藝 中水系統(tǒng)水源分類 中水水源應(yīng)根據(jù)排水的性質(zhì)、水量、排水狀況和中水回用的水質(zhì)水量來選定。 ⑵ 雜排水 除上述外，還含廚房排水。 ⑶ 生活污水 雜排水和廁所污水的混合水，含較高的細菌、 BOD、 COD，不僅有前兩類廢水的污染性，且含有氮、磷的富營養(yǎng)化的性質(zhì)，雜物多，處理起來較為復(fù)雜，費用高，但回用時某小區(qū)生活污水中水回用處理工程設(shè)計 8 經(jīng)濟上合算。按其機理分物理法、化學(xué)法、物理化學(xué)法和生物化學(xué)法。采用哪種工藝首先都需要經(jīng)過預(yù)處理 和初級處理，其后續(xù)處理一般分三類：先生化后物化再消毒；物化和消毒；物理處理和消毒。預(yù)處理包括格柵、調(diào)節(jié)池；主要處理包括沉淀、活性污泥法、生物膜法、膜生物反應(yīng)器、氣浮以及土壤處理等處理單元；后處理包括過濾、活性炭吸附、消毒。 該工藝將不同水量、不同水質(zhì)的原水在調(diào)節(jié)池中混合均勻，并進行預(yù)曝氣處理，通過混凝過濾后，進入中空纖維超濾器，利用膜孔的選擇性 篩分有機物，將大分子有機物、膠體截留去除，水及小分子可通過，對水質(zhì)水量的變化有較大適應(yīng)性。 該工藝將不同水量、不同水質(zhì)的原水在調(diào)節(jié)池中混合均勻，并進行預(yù)曝氣處理，進入生化池后，利用填料上的生物膜吸附、氧化有機物，經(jīng)過濾消毒，得到穩(wěn)定的中水。 中水回用中常用的方法有好氧生物處理（如生物接觸氧化法、活性污泥法、生物膜法），物化處理（如混凝沉淀、過濾、活性炭吸附，用紫外線、氯氣、臭氧或二氧化氯消 毒）等。我國重點科技攻關(guān)計劃中針對它的各個子課題進行深入研究，產(chǎn)生了不同工藝系列的技術(shù)體系及示范工程，即第三類工程。 該工藝將生物處理技術(shù)與膜分離技術(shù)相結(jié)合，污水中的有機物被微生物分解，根據(jù)篩分原理，膜組件又將微生物直徑大于膜孔徑的顆粒截留下來，從而得到優(yōu)質(zhì)的中水。 三種中水處 理工藝流程比較見表 中北大學(xué)分校畢業(yè)設(shè)計 9 表 三種中水處理工藝流程比較 以生物處理為主的處理 流程 以物理化學(xué)處理為主的 處理流程 以膜生物處理為主的處 理流程 處理水量回收率 ＞ 90% ＞ 90% 50%~80% 要求生活污水的水質(zhì) ； 水； ； 水 （ F）； （ RO） 中水適用對象 ； B、 ； ； 水量變化的適應(yīng)性 小 較大 大 間歇運行的適應(yīng)性 較差 稍好 好 水質(zhì)變化的適 應(yīng)性 較適應(yīng) 較適應(yīng) 適應(yīng) 設(shè)備密閉性 差 稍差 好 臭氣產(chǎn)生量 多 較少 少 處理產(chǎn)生的污泥 稍多 多 很少 占地面積 多 較少 小 運行管理 較復(fù)雜 較容易 容易 動力費 小 較小 ； 處理后水質(zhì) (BOD/SS) 好 /一般 一般 /好 好 /好 運行經(jīng)驗 多 少 少 以優(yōu)質(zhì)雜排水和雜排水為水源時，其工藝如圖 和圖 所示 圖 以優(yōu)質(zhì)雜排水為水源的物化處理工藝 圖 以 雜排水為水源的生物處理和物化處理相結(jié)合工藝 中水 原水 格柵 調(diào)節(jié)池 生物處 理 過濾 消毒 消毒劑 沉淀 混凝劑 中水 原水 格柵 調(diào)節(jié)池 混凝沉淀或氣浮 過濾 消毒 消毒劑 某小區(qū)生活污水中水回用處理工程設(shè)計 10 以含有生活污水的排水為中水水源時，宜用二段生物處理和物化處理相結(jié)合的工藝，見圖 圖 以混合污水為中水水源的處理工藝 以城市二級出水為水源時，可以采用物化或物化與生化相結(jié)合的深度處理工藝，見圖 及圖 圖 以污水廠二級出水為中水水源的物化深度處理工藝 圖 以污水廠二級出水為中水水源的物化與生化結(jié)合的深度處理工藝 建筑小區(qū)中水處理采用的工藝也不同，原則上應(yīng)根據(jù)中水水源的水質(zhì)水量和用水要求，經(jīng)過水量平衡通過實驗確定工藝流程，同時考慮投資、運行管理和設(shè)備情況進行經(jīng)混凝劑 中水 二級出水 格柵 調(diào)節(jié)池 生物活性炭 微絮凝過濾 過濾 消毒劑 消毒 混凝劑 中水 二級出水 格柵 調(diào)節(jié)池 混凝沉淀或氣浮 過濾 消毒 消毒劑 污泥 中水 污泥 原水 格柵 調(diào)節(jié)池 一段生物處理 過濾 消毒 消毒劑 沉淀 二段生物處理 沉淀 污泥 混合反 應(yīng) 混凝劑 中北大學(xué)分校畢業(yè)設(shè)計 11 濟技術(shù)分析，優(yōu)選方案， 應(yīng)選擇處理效果穩(wěn)定、產(chǎn)泥少、節(jié)能的處理方法。由于小區(qū)污水量較小，管理者水平不高，所以在工藝設(shè)計時盡可能選用無污泥或少污泥的處理工藝，以防因污泥處理不善造成二 次污染。 最終確定選擇 具有出水水質(zhì)好、運行穩(wěn)定、管理簡單、占地少、產(chǎn)泥量低等特點 的CASS 工藝 。 CASS 工藝同其他活性污泥法的比較 1. CASS 工藝與傳統(tǒng)活性污泥法的比較 ⑴ 建設(shè)費用低，由于省去了初次沉淀池、二次沉淀池及污泥回流設(shè)備，建設(shè)費用可節(jié)省 20%~30%。 ⑵ 運行費用省，由于曝氣是周期性的，池內(nèi)溶解氧的濃度也是變化的，沉淀階段和排水階段溶解氧降低，重新開始曝氣時，氧濃度梯度大，傳遞效率高，節(jié)能效果較顯著，運行費用可節(jié)省 10%~25%。 ⑷ 管理簡單，運行可靠，不易發(fā)生污泥膨脹，污水處理廠設(shè)備種類和數(shù)量較少，控制系統(tǒng)簡單，運行安全可靠。 2. CASS 工藝與間歇進水的 SBR 或 CAST 的比較 ⑴ CASS 反應(yīng)池由預(yù)反應(yīng)區(qū)與主反應(yīng)區(qū)組成，預(yù)反應(yīng)區(qū)控制在缺氧狀態(tài)，因此，提高了對難降解有機物的去除效果