阳泉市中水回用在居住小区的应用方法及分析

武彩宏

（太原理工大学阳泉学院，山西 阳泉 045000）

阳泉市中水回用在居住小区的应用方法及分析

武彩宏

（太原理工大学阳泉学院，山西 阳泉 045000）

新建小区内污水处理AOC工艺，其核心是“AOC”生物池，该工艺设计简单，兼具生物膜法和活性污泥法许多优点。适合北方缺水的环境。结合工程案例，探讨了小区内污水处理回用实施的可行性。

居住小区；污水处理；回用；AOC工艺

阳泉市位于山西省东部，太行山西麓、晋冀两省交界地，不仅是以煤炭工业为主的新兴中等城市，而且也是山西省的交通要冲。城市性质为：“以煤炭工业为主的工业城市并成为晋东的经济中心。”以能源、矿产含量丰富，种类繁多著称。随着城市的发展，城市废水、污水的排放量在不断增加，对城市的环境影响也越来越大，尤其是现在哥本哈根会议提出的一系列环境问题。低碳经济的提倡更表明环境问题日益受到重视，低碳经济是党中央坚持可持续发展四大战略措施之一。所谓低碳经济是指依靠太阳能、风能、水能等可再生能源为主要能源，以低能耗、低排放、低污染为特征的新型经济发展方式。

阳泉市是个水资源缺乏的城市，水能的利用是不太可行的，那么作为水资源缺乏的城市，更有必要考虑对生活污水的回用问题。也就是所谓的中水回用，中水是指城市污水或生活污水经处理后达到一定的水质标准、可在一定范围内重复使用的非饮用杂用水，其水质介于上水与下水之间，是水资源有效利用的一种形式。中水因用途不同有两种处理方式：一种是将其处理到饮用水的标准而直接回用到日常生活中，即实现水资源直接循环利用，这种处理方式适用于水资源极度缺乏的地区，但投资高，工艺复杂；另一种是将其处理到非饮用水的标准，主要用于不与人体直接接触的用水，主要有两个方面，一是用于工业，如印染、造纸、钢铁、电力、冷却设备补充用水等，另一方面就是生活污水，如冲厕、园林和农田灌溉、汽车清洗、消防、道路清洁、绿化浇洒等。阳泉的处理污水有两部分，一部分是污水处理厂的处理污水，一部分是越来越多的居住小区自行排放的处理污水，如果这两部分污水加以回用就能达到对水资源的重复利用。目前污水处理厂的出水回用水用于电厂、绿化等工业，可暂缓阳泉市供水紧张的矛盾。但随着目前阳泉市新建小区越来越多，对环保要求越来越高的趋势，小区中自产的污水也越来越多，小区中自身的污水回用也不失为一种环保的措施。本文就针对阳泉新建小区的用水问题从两个方面做一些探讨。一是从污水厂直接引管到小区，二是小区自行设计污水处理系统，即利用小区内部的中水。

一、排水量预测

根据阳泉市总体规划及排水规划，确定市区的排水系统为雨污分流制，雨水就近排入桃河。污水量预测见表1，其中生活排水量中包括城市居民、流动人口的生活污水量及大型公建和企事业单位的排水量。

表1 阳泉市污水量预测表

二、污水处理工程建设规模

由表1可以看出：总排水量为14.14万m3/d，但其中包括了所有工业废水的排放量，根据环保局对重点污染企业防治的规划，重点污染企业的废水经过内部处理达标后直接排入水体，不再进入城市管网，此部分用水量为6.45万m3/d。由此可见污水处理厂的污水处理量为7.96万m3/d。目前主要的污水回用对象为河坡发电厂（与污水处理厂一墙之隔），循环冷却补充水需要量为3万m3/d。但其他工业项目目前还没有具体的回用计划，暂按1.5万m3/d计算，那么剩下的回用约为3.5万m3/d。污水处理厂的三级处理部分建设规模为4.8万m3/d。剩下的污水就可以回用到新建的居住小区。三级处理出水水质见表2。

表2 三级处理出水水质表

三、小区污水处理系统

1.设计水量

居住小区用地10ha，人口为7000人左右，居住用地用水量指标见表3（注：本表规划期为最高日指标）。

表3 居住用地用水量指标表（单位：m3/ha.d）

阳泉市属于二级区域，按上表计算，新建的居住区每天最高日最大用水量约为1000m3/d。如居住小区的供水包括居民生活用水，各类公共服务设施用水、绿化用水、环境清洁用水和消防用水。鉴于采用处理后的污水系统供水，要准备两套管网，一套直接采用地下水饮用，另一套采用污水处理厂出来的三级处理水，也就是所谓的分质供水。

2.设计水质

参考类似工程设计经验，确定设计水质。

表4 设计水质参数表（单位mg/l）

回用标准执行《城市污水再生利用景观环境用水水质》(GB/T18921－2002)中观赏性景观环境用水标准。而阳泉市污水处理厂的三级处理污水和这个指标符合。让三级处理的水用于除饮用、洗菜等以外用水。

四、设计流程

在新建小区内部自行处理一些污水，使之变为中水，即介于污水和清水之间的水质。例如可以把洗脸、洗菜的水排出来冲洗厕所。

1.工艺原理介绍

AOC工艺的基本原理为通过好氧生化过程的泥龄，在降解碳原有机物的同时，在供氧充足的条件下，利用世代周期较长的硝化菌将氨氮转化为硝态氮，大量的NO3-N通过混合液回流到缺氧段，在缺氧条件下反硝化菌利用NO3-N为最终电子受体氧化污水中的有机物，与此同时硝态氮被异化还原成氮气从水中逸出，从而达到脱氮的目的。与此同时水中有机物BOD、COD也均可达到较高的去除率。

2.主要工艺设计参数

格栅：去除污水中较大漂浮物，并拦截直径大于30mm的杂物来保证提升系统的正常运行。

曝气沉砂池：去除原水中比重大于2.65g/cm3，粒径大于0.2mm的无机砂粒，以保证后续流程的正常运行。

AOC生物池：利用池中大量繁殖的活性污泥微生物以及硝化计反硝化菌群，在好氧段和缺氧段降解原水中含碳和含氮有机污染物质，以达到净化水质的目的。此构筑物为污水处理的核心，包括缺氧段潜水搅拌器，好氧段潜水搅拌器、混合液回流泵、曝气系统调节阀门。

二沉池：将曝气后的混合液，进行固液分离，以保证最终出水的水质。出水加氯后能保证30min的接触时间，以达到消毒效果。

三级氯接触池：二级处理出水经提升进入V型滤池直接过滤，滤后水经加氯消毒后，进入清水池，一面进行接触反应，一面实施调供，尔后又以重力流供再生水用户使用。

五、结论

⑴小区内污水处理采用的是AOC工艺，其核心是“AOC”生物池，该池在“AOC”工艺机理上，将传统的方型推流式生物池，转变为内外二环的圆型完全混合延时曝气生物池，池中内环为缺氧段进行反硝化；外环为好氧段。工作方式为污水首先进入内环，通过水下搅拌器与池中混合液完全混合，充分反应，在内池循环一周后进入外环。在外环，混合液在水下推进器推动下循回流动，呈完全混合状态。在外环池底设曝气系统以保证外环的好氧条件。污水经生物池外环流至二沉池，外环混合液则经潜水泵提升至内环，回流污泥也自二沉池回流至内环。该工艺设计简单，水力负荷及容积负荷大，具有投资省，运行成本较低，出水水质好等优点，池体结构较复杂，设备较多，自动化程度较高。这项工艺合理，适合阳泉这样缺水的地方。

相对于工业废水处理，在居住小区内设置这样的水处理系统，对开发商来讲耗资比较大，再有就是中水的费用相对来说要大点。这样的话，房价的高涨，同时水费的高涨，老百姓要承受的压力会更大一些。

⑵对于污水处理厂处理的污水，要用到各个新建小区，管网的布置也是一项很大的工作，尤其要加大泵的数量和扬程，相对来说难度也很大。另外费用高，利用率低；法规政策不完善；设施布局不合理，输配水管道系统不健全；施工难度大；投资大，运行成本高；能耗高，异味、泡沫问题难以解决。所以实施这项工艺有一定的难度。并且在利用的过程中由于各种资金和人为的原因，污水处理系统也在采用了。但从环保的角度来说，中水的利用势在必行。

AOC流程图

［1］武贵桃.大力推广中水回用实现污水资源化［J］.中国人口、资源与环境，2003，（2）:120-121.

［2］马志毅，米晓军.城市污水回用的思考［J］.太原理工大学学报，1998，（1）.

［3］沈光范，徐强.积极稳妥地开展中水回用工作［J］.中国给水排水，2001，（14）.

TU

A

1673-0046（2011）05-0172-02