【正文】 關鍵詞：中水回用，循環(huán)冷卻水，微絮凝，過濾，紫外線消毒 65 AbstractIncreasingly serious water shortage in China, from the longterm development, water reuse as a protection of the environment, energy conservation measures. Will promote the sustainable development of cities and accelerate the construction of ecological city. Water reuse is one effective way to solve the water crisis.In the design of water reuse project of water plant, to meet the high standards of multiple users of recycled water quality, detailed parison of the depth of Treatment Process, ultimately determine the use of microflocculation / filtration / ultraviolet disinfection process for advanced treatment. The implementation of the project, which can effectively alleviate the water shortage situation in the City.Key words：water reuse, cooling water, microflocculation, filter, UV disinfection目 錄第一章 前 言 1 選題背景及研究意義...................................................................................... 1 國內(nèi)外中水利用 2 我國中水回用的迫切性 3 目前我國中水回用中存在的問題 4 中水技術發(fā)展趨向 5 中水生物處理工藝的評析比較 7 中水利用的經(jīng)濟評價 11 中水利用的舉例 12第二章 污水廠設計方案的確定 15 污水處理方案的確定 15 工藝流程圖 16第三章 主體構筑物及各部分的設計計算 17 藥劑溶解池和溶液池的設計計算 17 微絮凝池的設計計算 22 普通快濾池的設計計算 26 紫外線消毒渠的設計計算 38 清水池的設計計算 42第四章 污水處理廠平面及高程布置 44 中水處理廠平面布置 44 中水廠高程布置 45第五章 安裝要求與調(diào)試維護 48 管道安裝要求 48 調(diào)試維護 49第六章 安全生產(chǎn)、環(huán)境影響、消防和節(jié)能 50 安全生產(chǎn)、勞動保護 50 環(huán)境影響 50 消防及節(jié)能 51第七章 經(jīng)濟預算分析 52 概算依據(jù) 52 技術經(jīng)濟分析 52第八章 結論與未來展望 53 結論及工作總結 53 工作展望 53參考文獻 54致 謝 55聲 明 56第一章 前 言 選題背景及研究意義我國是水資源短缺的國家，全國669個城市，400個城市常年供水不足，共中有110個城市嚴重缺水，日缺水量達1600萬m3，年缺水量60億m3，由于缺水，每年至少造成工業(yè)產(chǎn)值損失2000億元。據(jù)統(tǒng)計，我國工業(yè)萬元產(chǎn)值用水量平均為103m3，是發(fā)達國家的1020倍；我國水重復利用率平均為40%左右，而發(fā)達國家平均為75%85%。為了加速中水回用工作的開展，規(guī)范中水回用工程的工藝、設計等，我國已在總結國內(nèi)外成功經(jīng)驗的基礎上，制定出《建筑中水設計規(guī)范》(CECS3091)、《生活雜用水水質(zhì)標準》(CJ25?189)。“十五”期間，國家要求污水處理量的10%作進一步處理后回用。首先，中水回用可以改變城市供水短缺的局面，使污水資源化。由于自來水水價較高，使一些企業(yè)的產(chǎn)品成本升高，降低了產(chǎn)品的市場競爭力。另外市政以及居民生活用水的開支也會降低；再次，中水回用可促使污水處理盡快走向市場。如果污水處理廠增設了中水回用系統(tǒng)，每年中水回用收費以及收取的排污費除保證污水處理廠正常運行外，還可有少量盈利[2]。中水是指將人們在生活和生產(chǎn)中使用過的水，經(jīng)集流再生處理后，回用充當?shù)孛媲鍧?、澆花、洗車、空調(diào)冷卻、沖洗便器、消防、景觀等不與人體直接接觸的雜用水。第二，中水回用不得影響衛(wèi)生方面，在利用時不得有嗅覺和視覺上的不快感，對管道、衛(wèi)生設備等不能產(chǎn)生腐蝕和堵塞等影響，并要求有穩(wěn)定、可靠的水處理技術，同時，要建立相應的考核指標，便于監(jiān)督、管理和監(jiān)測，在維持必要的水質(zhì)條件下，處理成本要求經(jīng)濟、合理等。《城市污水再生利用城市雜用水水質(zhì)》(GB/T18920 2002)、《城市污水再生利用景觀環(huán)境用水水質(zhì)》(GB/T18921 2002)已于2003年5月1日起正式實施[3]。美國、日本、以色列等國，廁所沖洗、園林和農(nóng)田灌溉、道路保潔、洗車、城市噴泉、冷卻設備補充用水等，都大量地使用中水。日本自20世紀60年代起就開始使用中水，至今已有30余年，較大的辦公樓或者公寓大廈都有就地廢水處理設備，主要用作廁所沖洗。%，并以每年4%5%遞增。印度孟買已建成7座處理能力為150250m3/d的中水工程，用于補充空調(diào)冷卻用水。而我國在中水回用方面起步較晚，但中水回用已受到廣泛關注，尤其在缺水城市[5]。此后，我國天津、大連、青島、濟南、深圳、西安等缺水的大城市相繼開展了污水回用的試驗研究，有些城市已經(jīng)建成或擬建一批中水回用項目。大連是我國嚴重缺水城市之一。青島市海泊河污水處理廠的中水回用試點項目已經(jīng)啟動。濟南市位居全國40個嚴重缺水城市之列，水資源形勢非常嚴峻，已影響到城市經(jīng)濟、城建、生活等各個方面。目前，已建成并投入使用的中水工程單位有20余家，日處理能力達到1萬m3。玉泉森信是濟南首家主體工程與中水工程同時設計、施工、使用的項目。僅使用中水，玉泉森信每月便可節(jié)省開支2萬多元，一年便節(jié)省25萬多元。我國其他一些城市，如天津、石家莊也在嘗試利用中水清洗汽車或建立建筑小區(qū)的中水系統(tǒng)。 中水回用在我國的定位我國是一個缺水大國，根據(jù)水利部《21世紀中國水供求》分析，2010年我國工業(yè)、農(nóng)業(yè)、生活及生態(tài)環(huán)境總需水量在中等干旱年為6988億m3，供水總量6670億m3，缺水318億m3。由于區(qū)域性或水質(zhì)性缺水，我國大部分城市自來水價格將有較大的提高，以通過價格杠桿加強公民的節(jié)水意識。實施中水回用可將治理與開發(fā)并舉，是一種立足本地水資源，解決水資源短缺的現(xiàn)實可行的有效措施。因此，中水回用在我國的定位是：“十五”計劃要求2005年城市污水集中處理率達到45%，為中水回用創(chuàng)造了基本條件；國家環(huán)境保護“十一五”規(guī)劃中將“城鎮(zhèn)污水處理和中水回用工程”列為國家重點支持的9大工程之一。”2001年11月由建設部編制的《污水回用設計規(guī)范》(征求意見稿)產(chǎn)生。與此同時，《建筑中水設計規(guī)范》也進行全面修訂，并提升為國家標準?！督ㄖ兴O計規(guī)范》2003年3月1日開始實施，標志著中水設施建設進入全國推進的新階段[7]。(2)相應的設施不配套由于以前在道路和市政管道建設時未考慮修建中水管道，一些道路下面各種管道已安排得很滿，沒有中水管道的位置，還有的道路雖然可安排中水管道，但需破路才能埋設，影響交通。(4)缺乏配套的政策法規(guī)目前還沒有一部關于中水回用方面的法律或法規(guī)，缺乏法律強制性條款作為保障。實踐證明，城市中水回用事業(yè)的發(fā)展需要國家強制性法律法規(guī)的支持和約束，建議通過人大立法，頒布《中水回用法》，從立法和執(zhí)法的角度促進污水的資源化。(5)管理體制沒有理順實施城市中水回用是一項龐大而復雜的系統(tǒng)工程，涉及到城市規(guī)劃、建設、環(huán)保、市政、工業(yè)、農(nóng)業(yè)、水利、衛(wèi)生等眾多單位與部門，但長期以來，沒有一個具體的機構來統(tǒng)一協(xié)調(diào)、規(guī)劃及管理城市的中水回用。(6)公眾對水資源的理解存在誤區(qū)在人們傳統(tǒng)的水觀念中，只有清潔水和污水之分，對中水缺乏了解。日本中水水源分為A、B、C、D這4類。在A類水充足時，以A類水為中水水源，如果A類水不夠，則補充D類水做為中水水源，若還不夠則取B類水+D類水。日本對于以雨水為水源的中水利用日益重視，且發(fā)展也較快，其利用已遠大于以生活污水為水源的中水利用量，近來又有雨水利用計劃指導。2003年北京海淀公園雨水回用系統(tǒng)建成，表明我國也開始重視雨水利用[9]。建筑中水系統(tǒng)是以單個建筑物內(nèi)的雜排水或生活污水或屋頂雨水為水源，處理成中水再利用，實施容易。其給水、排水、雨水和中水等組成一個系統(tǒng)，中水為共同使用，其管理集中，處理運行費用相對較低，供水水質(zhì)較穩(wěn)定，城市區(qū)域中水系統(tǒng)是以城市污水處理廠的出水為水源，深度處理后供大面積的建筑群作中水使用。中水回用的經(jīng)濟性是決定其能否廣泛應用的關鍵因素之一，在一定背景的經(jīng)濟條件下，不同類型的中水工程只有達到一定經(jīng)濟規(guī)模的時候才是經(jīng)濟的，否則就是不經(jīng)濟的。為了擴大規(guī)模，降低中水的成本，目前日本正在以新建小區(qū)為重點， 普及中水建設，而一些大城市如東京，則建設了全地區(qū)的城市中水系統(tǒng)。北京市給我國城市區(qū)域中水系統(tǒng)的建設帶了頭[10]。預處理包括格柵、調(diào)節(jié)池、毛發(fā)過濾器 主處理分別為絮凝沉淀或氣浮、生物處理、膜分離及土地處理等，后處理包括過濾、消毒等。在以生物處理為中心的流程中，蘇格蘭設計出家庭規(guī)模的CBR和RBC旋轉生物反應器，德國的Bavaria廠的SBR系統(tǒng)處理的生活污水回用可滿足4002500人的需要，據(jù)報道，德國采用活性污泥SBR和生物膜SBR插入到主體活性污泥反應器中脫氮，脫氮率90%。英國的STW政策是使用生物轉盤對生物廢水提供二級治理 (502000)人 。澳大利亞的建議配備生物轉盤反應器來提高廢水處理廠的脫氮和脫磷的能力。科威特有人介紹了一種好氧固定床反應器，該系統(tǒng)為懸浮系統(tǒng)，對廢水進行二級處理，BOD、COD、氨的去除率分別為65%、75%。希臘有很多小型市政廢水處理廠(MWTP)，一級處理廠包括機械預處理，沉淀，氮化和污泥的空氣干燥脫水，二級處理廠主導系統(tǒng)是好氧系統(tǒng)，液流包括機械預處理，好氧，沉淀，氯化，用的較少，接觸系統(tǒng)在希臘也不普遍，希臘有12個高級處理系統(tǒng)，主要在各個階段注意氮的控制。在以物理化學方法為中心的流程中，California使用臭氧和顆粒狀活性炭GAC工藝處理大量的不同二級出水西班牙水處理廠用過量的臭氧劑量(大于9mg/L)對過濾后的二級出水消毒，再用于農(nóng)業(yè)灌概。在以膜法為中心的處理流程中，美國的Belgium在微濾(MF)后再反滲透(RO)得到高質(zhì)量的處理水，Georgia 實驗了超濾 (UF) 和納濾(NF)處理二級出水。OCSD組織計劃發(fā)展非直接飲用水的GRS系統(tǒng)，擬采用MFROUV技術處理二級出水，在20年內(nèi)完成。PCI公司在英國千年宮水回用工程中采用UF，NF，RO技術處理生活污水和雨，地面水用于沖廁所，供應量為500 m3/d。(MBR)的中水處理系統(tǒng)，出水水質(zhì)明顯高于生物接觸氧化法[11]。一個完整的中水回用系統(tǒng)的構成如圖11所示，其中主處理單元是中水處理的核心部分，通常采用生物處理。 圖11中水回用系統(tǒng)的構成(Rotating Biological Contactor，RBC)生物轉盤是一種附著生長反應器，其主要優(yōu)點體現(xiàn)在：工藝簡單，易于控制； 所需能耗低，僅限于驅(qū)動盤片旋轉；標準化結構，易于建造和擴建。經(jīng)過幾年實踐，生物轉盤使用比例有所下降，原因是運行中存在以下問題：(1)生物轉盤盤片與空氣直接接觸，當污水濃度較高或轉盤槽中溶解氧不足時，產(chǎn)生的臭味會逸散到處理間及其周圍環(huán)境中。蓋子可以保護設備免受惡劣天氣、凍結以及日曬等因素的影響；蓋子還能減少熱損失，便于廢氣收集，使臭味得到控制， 而且可使藻類的生長速度減至最小。(3)進水中較高濃度的硫化氫將會促使硫化物氧化細菌—貝氏硫細菌屬的生長，形成難以脫落的粘滯性生物膜，影響生物轉盤的運行。(4)生物轉盤的易磨損機械部件較多，如減速機件、傳動機件、盤片及其零部件，而這些設備多為進口。因此許多專業(yè)人員把生物轉盤作為一種可供選擇的處理工藝，并致力于它的改進。(BioContact Oxidation，BCO)生物接觸氧化法也叫浸沒式生物膜法，是中水工程中應用最為廣泛的生物處理工藝。BCO工藝有如下特點：(1)容積負荷高，處理時間短。d)。污泥產(chǎn)量低是由于氧化池內(nèi)溶解氧高，微生物的內(nèi)源呼吸進行得較充分，合成物質(zhì)被進一步氧化；微生物食物鏈比較完整和穩(wěn)定；生物膜中的厭氧層將部分生物膜分解、溶化，轉化成有機酸和甲烷。BCO工藝在設計時要注意以下幾點：(1)填料上生物膜的數(shù)量視BOD負荷而異；BOD負荷高，則生物膜數(shù)量多?？傮w而言，BCO技術成熟，有多種填料及方式可供選擇，具備多種凈化功能。(Biological Aerated Filter，BAF)曝氣生物濾池BAF工藝是20世紀80年代末在普通生物濾池的基礎上，借鑒給水濾池而開發(fā)的污水處理新工藝。濾料表面為好氧環(huán)境，內(nèi)部為厭氧、缺氧的微環(huán)境，因此在厭氧、缺氧、好氧微生物的作用下，硝化、反硝化作用同時進行。曝氣生物濾池具有很多優(yōu)點：(1)池容較小，節(jié)省占地面積。d)，是常規(guī)活性污泥法的612倍，因此它的池容積和占地面積只有活性污泥法的1/10左右，大大節(jié)省了占地面積和土建費用。在BOD容積負荷為6kg/( m3(3)處理流程簡單。(4)設施可間斷運行。因此，BAF工藝在中水工程中具有廣泛的應用前景，目前在我國處于實用化的起始階段。根據(jù)膜組件的設置位置不同，MBR有分置式和一體式兩大類，圖12為一體式膜生物反應器，它是在活性污泥法的曝