城市污水再生回用新技術(shù)

城市污水再生回用新技術(shù)摘要：分析了我國水資源危機(jī)的原因,國內(nèi)外中水的各種處理工藝，以北京市的中水應(yīng)用為例,闡述了發(fā)展城市中水應(yīng)用的必要性和重要性,提出應(yīng)對水資源危機(jī)的主要對策，還有最為典型的SBR工藝在中水回用工程應(yīng)用的具體實例。

關(guān)鍵字：水資源危機(jī)中水回用SBR1.水資源危機(jī)機(jī)原因聯(lián)合國早在在1977年2月就向全世世界發(fā)出警告告“水不久將成成為一個重要要的全球性危危機(jī)”。如今,全世界面臨臨水資源危機(jī)機(jī),產(chǎn)生的原因因主要包括用用水量急劇增增加、水污染染、水資源開開發(fā)不合理、浪浪費嚴(yán)重等幾幾個方面。隨著社會的的迅速發(fā)展和和文明的不斷斷進(jìn)步,特別是人口口的急劇增加加,人類對水的的依賴程度越越來越高,世界用水量量急劇增加。而而且,我國用水浪浪費嚴(yán)重,水資源利用用效率較低。目目前,我國農(nóng)業(yè)用用水利用率僅僅為40%～50%,灌溉用水有有效利用系數(shù)數(shù)只有0.4左右。工業(yè)業(yè)方面,工業(yè)用水重重復(fù)利用率低低,僅為20%～40%,單位產(chǎn)品用用水定額高。城城市生活用水水方面,供水管網(wǎng)和和衛(wèi)生設(shè)備的的漏水是形成成浪費的主要要原因,我國城市供供水管網(wǎng)的漏漏水量約占全全部供水量的的10%左右。此外,我國國產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不不合理,高耗水量行行業(yè)發(fā)展集中中,生產(chǎn)管理水水平低,生產(chǎn)用水浪浪費嚴(yán)重;人們思想認(rèn)認(rèn)識模糊,缺乏危機(jī)感,節(jié)水意識差,城市生活用用水、家庭用用水浪費現(xiàn)象象普遍;缺少全局控控制,違反生態(tài)規(guī)規(guī)律發(fā)展,出現(xiàn)掠奪式式開發(fā)、浪費費式利用、混混亂式管理;水的重復(fù)利利用率低,相關(guān)法律、制制度不健全,都是我國水水資源危機(jī)出出現(xiàn)的原因。應(yīng)對水資源源危機(jī)的主要要對策:1)轉(zhuǎn)變觀觀念,水不是取之之不盡,用之不竭的,水是一種資資源,淡水更是一一種極其有限限的資源,需要給予足足夠的重視和和保護(hù)。加強(qiáng)強(qiáng)環(huán)境教育,培養(yǎng)個人良良好的節(jié)水習(xí)習(xí)慣,避免用水浪浪費。另外控控制世界人口口的增長,也是緩解人人類對水需求求緊張形勢的的必然選擇。2)改善生生態(tài)環(huán)境,提高水資源源的可利用率率,植樹造林,擴(kuò)大森林覆覆蓋率,可提高水源源涵養(yǎng)量。在在充分考慮生生態(tài)環(huán)境影響響的前提下興興修水利,攔洪蓄水,可趨利避害,并加強(qiáng)水體體保護(hù)、水土土保護(hù),PE線的電位升升高、可能達(dá)達(dá)到幾千伏(取決于接地地電阻的大小),通過PE線可使戶外外的燈具外殼殼電壓大大超超過安全電壓壓,在高壓斷路路器規(guī)定的未未跳間時間內(nèi)內(nèi),人觸及燈具具外殼時,將造成觸電電事故。建筑中水中中所謂的中水水是相對于上上水（給水）和和下水（排水水）而言的。建建筑中水系統(tǒng)統(tǒng)是指民用建建筑或建筑小小區(qū)使用后的的各種污廢水水經(jīng)處理，回回用于建筑或或建筑小區(qū)作作為雜用水。中中水回用是解解決城市缺水水的有效途徑徑,是污水資源源化的一個重重要方面。北京贏得了了2008年奧運會的的舉辦權(quán),按照“綠色奧運,人文奧運,科技奧運”的精神,一大批場館館設(shè)施建設(shè)在在即;北京市危房房改造工作已已啟動;推行分質(zhì)用用水,實現(xiàn)污水資資源化是一項項十分緊迫的的任務(wù),大力推廣中中水的使用是是城市節(jié)水的的重要內(nèi)容。2.我國建筑中中水處理工藝藝：我國建筑中中水處理工藝藝分為以下幾幾種：當(dāng)以優(yōu)優(yōu)質(zhì)雜排水和和雜排水為中中水水源時因因中水濃度較較低，處理目目的主要是去去除原水中的的懸浮物和少少量有機(jī)物，降降低水的濁度度和色化學(xué)處處理為主度，可可采用以物理理工藝流程或或采用生物處處理和物化處處理相結(jié)合的的處理工藝。如如下圖：當(dāng)利用生活活排水為中水水水源時，因因中水原水中中有機(jī)物和懸懸浮物濃度都都很高，中水水處理的目的的是同時去除除水中的有機(jī)機(jī)物和懸浮物物，可采用二二段生物處理理，或生物處處理與物化處處理相結(jié)合的的處理工藝。如如下圖：當(dāng)利用污水水處理廠二級級生物處理出出水作為中水水水源時，處處理目的主要要是去除水中中殘留的懸浮浮物，降低水水的濁度和色色度，應(yīng)選用用物理化學(xué)處處理（或三級級處理），工工藝流程如下下圖：污水廠二級出水水為中水水源源的水處理流流程除了以上方方法以外，根根據(jù)國內(nèi)外水水處理技術(shù)的的發(fā)展?fàn)顩r，還還有一些典型型的中水處理理工藝流程。下下表所列即為為國內(nèi)常用的的典型工藝流流程。表中第第1、4和7是以物理化化學(xué)處理為主主的處理流程程，處理方法法主要有混凝凝沉淀或氣浮浮、化學(xué)氧化化法二氧化氯氯、臭氧、次次氯酸鈉、氯氯、碘化鉀）、活活性炭吸附法法。具有流程程簡單、占地地少、設(shè)備密密閉性好、無無臭味、易管管理的特點。第2、3、5和6是以生化處理為主的處理流程。以優(yōu)質(zhì)雜排水和雜排水為中水水源時，采用生化處理的目的是去除水中的洗滌劑。過去常采用生物轉(zhuǎn)盤法，因室內(nèi)臭味問題一直未能解決，所以成功實例不多，目前，多采用接觸生物膜法。以生活排水為中水水源，采用二級生化處理時，多采用A/O法和A2/O。第8為物化與生化處理相結(jié)合的處理流程。其中，第7和8流程中含有濾膜裝置，具有裝置小型簡單、可以間斷運行和無污泥的特點。表1典型型處理流程序號處

理

流流

程1格柵→調(diào)節(jié)池→→混凝沉淀淀（氣?。瘜W(xué)氧化→消毒2格柵→調(diào)節(jié)池→→一級生化化處理→過濾→消毒3格柵→調(diào)節(jié)池→→一級生化化處理→沉淀→二級生化處處理→沉淀→過濾→消毒4格柵→調(diào)節(jié)池→→絮凝沉淀淀（氣浮）→過濾→活性炭→消毒5格柵→調(diào)節(jié)池→→一級生化化處理→混凝沉淀→過濾→活性炭→消毒6格柵→調(diào)節(jié)池→→一級生化化處理→二級生化處處理→混凝沉淀→過濾→消毒7格柵→調(diào)節(jié)池→→絮凝沉淀淀→膜處理→消毒8格柵→調(diào)節(jié)池→→生化處理理→膜處理→消毒在國外日本本80年代初總結(jié)結(jié)了8種標(biāo)準(zhǔn)處理理流程，如下下圖表2所示，其中中前4種是以生化化處理為主的的流程，后4種是以物化化處理為主的的流程。隨著著水處理機(jī)理理研究的不斷斷深入，新的的處理方法、新新的構(gòu)筑物、新新的處理裝置置和新的工藝藝流程會不斷斷出現(xiàn)。3.中水工程在在北京的實施施北京市將在在以下方面改改進(jìn)中水利用用的管理工作作:1)加強(qiáng)立立法,完善中水利利用的地方性性法規(guī);2)建立完完整的水價體體系,用經(jīng)濟(jì)手段段推動中水利利用的實施;3)將推行行使用中水納納入城市規(guī)劃劃;4)改革中中水設(shè)施的管管理體制;5)加強(qiáng)中中水利用研究究,推動中水設(shè)設(shè)計、建設(shè)、運運行管理有序序進(jìn)行。為解決北京京市水資源嚴(yán)嚴(yán)重緊缺的局局面,北京市總體體規(guī)劃提出“節(jié)流、開源源與保護(hù)水資資源并重”的方針,確定了利用用有限水資源源滿足城市發(fā)發(fā)展是必由之之路的總體思思路,大范圍、大大規(guī)模的污水水處理回用被被納入城市總總體規(guī)劃。根根據(jù)總體規(guī)劃劃要求,北京市將建建設(shè)10余座城市污污水處理廠,在解決污水水處理、保護(hù)護(hù)環(huán)境的同時時,加大再生水水的回用力度度,開發(fā)城市第第二水源,緩解北京的的缺水狀況。在在當(dāng)前集中污污水處理廠投投資大、回用用難度大的情情況下,作為總體回回用工程的補(bǔ)補(bǔ)充,加強(qiáng)區(qū)域性性中水處理回回用及居民小小區(qū)中水聯(lián)建建工作顯得尤尤為重要。事實證明,,建筑物中水水回用、區(qū)域域中水回用、城城市污水再生生回用的多種種回用系統(tǒng)形形式相結(jié)合的的技術(shù)可行,經(jīng)濟(jì)合理,有利于中水水回用政策的的貫徹實施,符合城市污污水資源化發(fā)發(fā)展的方向。并并寄希望于更更多關(guān)心和愛愛護(hù)人類生存存環(huán)境的人們們在各自的領(lǐng)領(lǐng)域中多作貢貢獻(xiàn),共同推動環(huán)環(huán)境保護(hù)工程程朝著更加健健康、科學(xué)的的方向發(fā)展。目前,國內(nèi)內(nèi)城市污水經(jīng)經(jīng)二級處理后后再生回用于于工業(yè)循環(huán)冷冷卻系統(tǒng)的并并不多。華能能北京熱電廠廠設(shè)計容量為為654/7770MW,,其工業(yè)用水水和循環(huán)冷卻卻系統(tǒng)補(bǔ)充水水源為高碑店店污水處理廠廠的二級處理理出水,具體再生流流程見圖1。經(jīng)深度處處理后的回用用水質(zhì)為BOD<55mg/l、SIO2<<18.4mmg/l、CL-<1180mg//l、SS<100mg/l、堿度<300mmg/l,已達(dá)到循環(huán)環(huán)冷卻水的水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。圖1此外,河北北邯鄲熱電廠廠、山西侯馬馬熱電廠利用用石灰深度處處理城市二級級出水,也成功地回回用到冷卻系系統(tǒng)。4．SBR工藝藝在中水回用用工程中實例例分析SBR工藝藝最為典型，該該工藝設(shè)備簡簡單,占地少,運行方便。下下面我介紹一一下活性污泥泥工藝(SBR)處理學(xué)校洗洗浴廢水的工工程實例。該工藝對洗洗浴廢水中COD,BBOD,SSS及LAS有較高的去去除率,處理后出水水用于學(xué)生公公寓沖廁,其水質(zhì)符合合《城市污水水再生利用城市雜用水水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》(GB/TT189200-20022)。間歇式活性性污泥法簡稱稱SBR,是近年來在在國內(nèi)外被引引起廣泛重視視和研究日趨趨增多的一種種廢水生物處處理工藝,并在中水回回用工程中得得到了大量的的應(yīng)用。工程概況石家莊鐵道道學(xué)院在2002年利用國家家財政部的專專項資金進(jìn)行行校園污水管管網(wǎng)改造工程程中,采用了SBR工藝處理洗洗浴廢水并回回用于學(xué)生公公寓的沖廁。中中水原水為優(yōu)優(yōu)質(zhì)雜排水,處理后出水水水質(zhì)執(zhí)行《城城市污水再生生利用城市市雜用水水質(zhì)質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》(GB/TT189200-20022)。該工程主主要包括建設(shè)設(shè)中水處理站站和改造三棟棟學(xué)生公寓的的室內(nèi)外中水水供水管網(wǎng),其中室內(nèi)外外中水管網(wǎng)改改造在2002年學(xué)院寒假假期間完成,中水處理站站于2003年8月建成并投投入正式運行行。中水原水及及水量平衡該中水回用用工程的原水水采用學(xué)院浴浴室排放的洗洗浴廢水,水源單一,原水中有機(jī)機(jī)物污染濃度度較低,實測BOD=445.4mgg/l,COOD=93mmg/l,屬于優(yōu)質(zhì)雜雜排水。學(xué)院院浴室每天開開放5h(144:00～19:000),共有160個紅外傳感感淋浴噴頭,經(jīng)實測每個個淋浴器平均均用水量為450l//h,該浴室每天天的用水量為為360mgg/d。此理論計計算結(jié)果與浴浴室總水表的的每天實測用用水量基本一一致?？紤]損損耗,水量折減系系數(shù)取0.85,本工程中水水原水量QY按306mgg/d計算。處理后的中中水主要用于于學(xué)院9#,100#,11##三棟學(xué)生公公寓的沖廁,每天供水時時間為6:00～23:00。學(xué)生公寓寓沖廁用水不不均勻,流量變化較較大,因此采用變變頻泵供水。其其中9#為6層男生公寓,每層3個廁所;10#為5層男生公寓,每層2個廁所;11#為5層女生公寓,每層2個廁所。三三棟學(xué)生公寓寓共有男生2700余人,女生800余人。所需需中水沖廁水水量QZ計算如下:(1)蹲便便器每天沖洗洗用水量Qz1:每天沖廁次次數(shù)n=27000人×2次/(男生·d)+800人×4次/(女生·d)=88600次/d,高水箱蹲便便器沖洗用水水量q1=100L/次,則Qz1==nq1=886mg/dd。(2)小便便池每天沖洗洗用水量Qz2:小便池多孔孔管小時用水水定額為q2=1660L/(mm·h),供水時間t=17h。每個男廁廁內(nèi)小便池多多孔管實測長長度為2.5m,總長度L=70mm,則Qz2=qq2tL=1190.4mm3/d以上兩項用用水量總計為為:QZ=QQZ1+QZZ2=2766.4m3//d。中水回用用沖廁水量QZ與中水處理理水量QY相近,QY≈1.1QZ利于實現(xiàn)水水量平衡,其多余水量量可利用室外外中水管網(wǎng)上上已預(yù)留好的的地下給水栓栓澆灑綠地。4.1.33工藝流程程中水處理工工藝流程:洗浴廢水→毛發(fā)截留井→調(diào)節(jié)池→提升泵→SBR反應(yīng)池→潷水器→重力式過濾濾罐→消毒→中水池→沖廁。該工程的處處理構(gòu)筑物包包括毛發(fā)截留留井、調(diào)節(jié)池池、SBR反應(yīng)池及中中水池均為埋埋地半封閉式式聯(lián)體設(shè)置,工藝布局緊緊湊,主體為鋼筋筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu),地面綠化。只只有過濾罐和和消毒裝置設(shè)設(shè)置于地上磚磚混結(jié)構(gòu)的設(shè)設(shè)備間內(nèi),管理人員只只需在設(shè)備間間內(nèi)便可完成成操作和管理理,工程總占地地面積為144.6平方米。洗洗浴廢水經(jīng)原原有排水管道道匯集后,截流引入毛毛發(fā)截留井,以去除原水水中的毛發(fā)纖纖維及塑料固固形物。調(diào)節(jié)節(jié)池用于均衡衡原水水質(zhì)水水量,內(nèi)設(shè)4臺提升泵(2用2備),由時間繼電電器控制啟泵泵,SBR反應(yīng)池內(nèi)的的液位傳感器器控制高水位位停泵。SBR反應(yīng)池共設(shè)2座,每座SBR反應(yīng)池設(shè)2臺水下自吸吸式射流曝氣氣機(jī),1臺浮筒式潷潷水器。射流流曝氣機(jī)直接接安裝于池底底,進(jìn)氣管頂端端設(shè)消音器,設(shè)備運行時時噪音很小,傳質(zhì)效果較較好,充氧效率可可達(dá)到16%～22%。浮筒式潷潷水器通過四四組滑輪固定定于兩端的導(dǎo)導(dǎo)軌上,在潷水器內(nèi)內(nèi)水泵壓力排排水(揚程8m)的過程中,利用水的浮浮力,潷水器本身身隨水位變化化沿導(dǎo)軌上下下移動,其收水口始始終淹沒于水水面下20cm處。出水管管采用波紋管管實現(xiàn)變形,撇水最低水水位處設(shè)固定定支架,防止已沉淀淀的活性污泥泥排出。該工程處理理設(shè)備由電氣氣自控系統(tǒng)程程序化周期運運行,設(shè)計每天運運行4個周期,每周期6h。第一個SBR反應(yīng)池第一一周期開始時時間定為5:00,第二個SBR反應(yīng)池第一一周期開始時時間延后1h。各過程的的歷時和相應(yīng)應(yīng)的設(shè)備運行行均按事先編編制并可調(diào)整整的程序,由繼電器集集中自動控制制。在每個周周期中,提升泵進(jìn)水水約1h左右停止,在進(jìn)水階段段采用限制曝曝氣,以利于提高高反應(yīng)階段混混合液的基質(zhì)質(zhì)濃度和抑制制絲狀菌污泥泥膨脹,同時維持缺缺氧厭氧狀態(tài),促進(jìn)聚磷菌菌釋放磷;反應(yīng)階段連連續(xù)曝氣3h,活性污泥在在好氧狀態(tài)下下充分降解有有機(jī)物、硝化化和攝取磷;沉淀階段1h,此時的SV(污泥沉降比)達(dá)到15%左右,不易發(fā)生污污泥膨脹;出水和閑置置階段共1h。中水池貯貯存處理后出出水,用于中水水水量調(diào)節(jié),同時起到消消毒接觸池的的作用,以保證消毒毒接觸時間大大于30min。中水池內(nèi)內(nèi)設(shè)2臺潛污泵,變頻控制向向?qū)W生公寓供供水,并設(shè)自來水水緊急補(bǔ)水管管道,以備假期浴浴室關(guān)閉或設(shè)設(shè)備檢修時向向中水池補(bǔ)水水。浸于水中中的機(jī)械設(shè)備備均安裝自耦耦裝置,以利于提升升檢修。4.1.44調(diào)試運行行及處理效果果該工程于22003年3月開工,到4月底完成了了全部土建施施工及處理設(shè)設(shè)備的安裝,隨后進(jìn)行活活性污泥培養(yǎng)養(yǎng)。接種污泥泥取自石家莊莊市橋西污水水處理廠污泥泥脫水機(jī)房的的干化污泥,含水率60%左右,每座SBR反應(yīng)池投加加干污泥1200kkg,注入原水后后進(jìn)行連續(xù)曝曝氣。其間用用100ml量筒取水樣樣觀測SV,當(dāng)SBR反應(yīng)池內(nèi)混混合液中出現(xiàn)現(xiàn)少量活性污污泥絮體時,停止曝氣,靜置沉淀后后上清液排至至室外污水管管道,然后重新進(jìn)進(jìn)水、曝氣。約1個月左右,觀測到混合液的SV達(dá)到8%～12%。此后按設(shè)計運行時間3h曝氣,沉淀1h,潷水器出水經(jīng)過過濾器排出,投加消毒劑,檢測此時的出水水質(zhì)。8月初各項出水水質(zhì)指標(biāo)均達(dá)到設(shè)計要求,通過驗收并正式投入中水沖廁回用。運行管理由于該工程程的主要處理理構(gòu)筑物均為為地埋式鋼筋筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu),因此一定要要做好土建工工程的主體防防水,并做好水下下處理設(shè)備的的預(yù)埋件,特別是調(diào)節(jié)節(jié)池池底提升升泵基礎(chǔ)支座座,SBR池內(nèi)曝氣機(jī)機(jī)及潷水器導(dǎo)導(dǎo)軌固定支座座等,嚴(yán)禁鑿洞后后補(bǔ),以免池體漏漏水。調(diào)節(jié)池、SSBR反應(yīng)池及中中水池均應(yīng)合合理設(shè)置各自自的溢流管道道,以確保系統(tǒng)統(tǒng)能夠安全運運行。過濾器應(yīng)及及時進(jìn)行反沖沖洗。本工程程在正式運行行20多天后,發(fā)現(xiàn)出水水水質(zhì)下降,主要是懸浮浮物增多,及時反洗后后水質(zhì)重新達(dá)達(dá)標(biāo)。且過濾濾器的反沖洗洗排水應(yīng)設(shè)置置固定的排放放管路,本工程利用用處理后中水水作為反沖洗洗水源,排水接入調(diào)調(diào)節(jié)池,二次加壓水水泵兼做反沖沖洗水泵,降低了設(shè)備備投資。該工程的毛毛發(fā)截留井起起初按標(biāo)準(zhǔn)圖圖集98S7只做了一道道濾網(wǎng),在調(diào)試運行行中出現(xiàn)了調(diào)調(diào)節(jié)池提升泵泵和SBR反應(yīng)池內(nèi)曝曝氣機(jī)堵塞現(xiàn)現(xiàn)象,后又增設(shè)兩兩道空隙寬度度為2mm細(xì)格柵,截留效果較較好,但要及時進(jìn)進(jìn)行人工清理理。由于該校寒寒暑假期間浴浴室基本關(guān)閉閉,每周只開放放一天,在此期間(約40d)中水處理站站需隔天運行行一個處理周周期。經(jīng)過今今年一個暑假假的間歇運行行表明,基本維持了SBR反應(yīng)池內(nèi)活活性污泥的生生物活性,暑期結(jié)束后2～3d能迅速達(dá)到到連續(xù)運行的的條件。結(jié)語(1)SBBR工藝處理洗洗浴廢水,由于原水中中有機(jī)物濃度度較低,但是BOD/CCOD=0..48左右,其可生化性性尚好,因此關(guān)鍵是是確定好反應(yīng)應(yīng)階段的曝氣氣時間和溶解解氧濃度。本本工程設(shè)計曝曝氣時間為