某钢结构制造基地生活污水处理及效益分析

刘 梦

（武汉大学信息管理学院 湖北 武汉：430072）

0 前言

中水，主要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。中水回用是污水处理后的再利用，也是污水处理的延伸和开发。本文以某民用钢结构制造基地生活污水回用项目为例，建筑中水回用的工艺方案和该项目的经济、环境效益进行分析和探讨。

1 工程概况

某民用钢结构制造基地工程生活污水回用项目实施内容为：对该基地内的生活设施，包括办公楼、食堂、倒班宿舍楼等排出的生活污水进行收集，经过处理达到《生活杂用水水质标准》要求后回用。中水用户主要包括：冲厕用水，车辆冲洗用水，绿地、道路浇洒用水等。

2 中水水源

中水来源于建筑生活排水，包括人们日常生活中排出的生活污水和生活废水。生活污水经化粪池沉淀后排入基地污水管网；生活废水包括盟洗排水、沐浴排水、洗衣排水及厨房排水等杂排水，其中厨房排水经隔油池预处理后排入基地污水管网，其他生活废水直接排入基地污水管网。

3 处理工艺

3.1 设计处理水量

根据基地工作生活人数及工业企业建筑生活用水定额，基地内生活用水量见表1。

表1 生活用水量表

生活排水按生活用水量90%计算，最高日生活污水量为（75＋75＋50）×0.9＝180m3／d，中水设施每日设计运行时间按8h（按需要可连续运行）计算，污水回收率按85%计，则中水原水量即中水设计处理能力为（180／8）×0.85≈20m3／h考虑。

3.2 进水水质

进水水质指标见下表2。

表2 进水水质指标

3.3 工艺流程

中水处理采用如图1所示处理工艺流程。

图1 中水处理工艺流程图

根据进水水质指标，BOD5／CODcr＝0.5，污水的可生化性好。因此本项目采用缺氧－好氧（A／O）的生物接触氧化法处理技术。即污水与生活膜充分接触，利用微生物作用，有效去除污水中的有机物，脱除污水中的氮，使污水得到净化。处理流程如下：生活污水通过污水管网收集进入截污井，经过截污器拦渣后进入调节池。调节池起调节水量、均化水质的作用，在底部均布穿孔曝气管，以防止悬浮物沉淀。调节池污水经提升泵提升进入前级处理室，通过沉淀去除一些重颗粒小杂质，以避免杂质积累影响后续处理。前级处理池出水溢流至缺氧池，此时污水中溶解氧浓度为0.2mg／L～0.5 mg／L，在缺氧状态下异养菌将污水中的悬浮污染物和可溶性有机物水解为有机酸，将大分子有机物分解为小分子有机物，不溶性有机物转化为可溶性有机物，提高了污水的可生化性，为后续处理创造条件；同时进行反硝化反应，即反硝化菌在缺氧状态下将硝态氮还原为氮气。经过缺氧池的处理，降低了污水中的有机物浓度，减轻了后续处理的有机负荷。缺氧池出水自流进入富氧池，此时污水中仍有一定量的有机物和较高浓度的氮氨。富氧池内溶解氧浓度≥3 mg／L，气水比为15∶1，此时污水中的微生物进行硝化反应，即硝化菌在好氧状态下，利用有机物分解产生的无机碳源或空气中的二氧化碳作为营养源，将氨氮氧化成硝态氮。富氧池一部分出水回流至缺氧池进行内循环，将硝态氮还原为氮气，以达到最终脱氮的目的。经过富氧池的处理，可以进一步去除反硝化作用完成后剩余的有机物，以达到出水水质要求。在缺氧池和富氧池中均布有生物膜填料，为微生物栖息和繁殖提供良好的环境，同时使污水和微生物得到充分的接触，提高生化反应的效率。富氧池出水自流进入中段处理室，通过沉淀进一步去除部分的悬浮物和沉淀分离脱落的微生物膜。前级处理室和中段处理室底部沉积的污泥通过气提装置提升至污泥池，污泥池底泥定期人工外运处理，上清液回流至调节池。中段处理室上清液进入灭菌室，投加消毒药剂杀灭出水中的病毒细菌和大肠杆菌。灭菌室出水进入中间水池。中间水池起到贮存和调蓄处理后污水的作用，池内设中间水泵，通过中间水泵加压后进入后续精处理器进行过滤，以进一步去除水中细小悬浮物，使出水浊度、色度达到中水回用的水质标准。后续经处理器出水进入清水池，通过中水回用水泵将中水输送至杂用水管网及绿化管网，供给用户使用。

3.4 主要建构筑物和设备设计参数

3.4.1 截污井

内置截污器1只，截污渣定期清理。截污器宽度：500mm；截污网密度：5mm；材质：不锈钢。

3.4.2 调节池

有效容积：V＝160m3；调节时间：8h。

池底均匀布置曝气管，材质：UPVC 给水穿孔管。

内设潜污泵2台（1用1备），用于污水提升，单台性能参数为：Q＝20 m3／h；H＝15 m；N＝1.5 kW／380V。

3.4.3 集成式中水回用处理器（成套，采用埋地形式）

（1）前级处理室。水力停留时间：1.2h；有效容积：24m3；形式：竖流式；材质：Q235－A 防腐。底部污泥通过气提装置提升至污泥池。

（2）缺氧池

水力停留时间：1.2h；有效容积：24m3；材质：Q235－A 防腐。

内设悬挂式生物床；比表面积：296m2／m3。

（3）富氧池

生化时间：5h；生池有效容积：100m3；总气水比：12∶1。

池内设悬挂式生物床：比表面积为296m2／m3。溶气装置：溶气率为18.4%～27.7%；服务面积为0.25～0.55m2／个；空气流量为1.5～3m2／个·h。并设置潜污泵2台（1用1备），用于富氧池硝化液回流至缺氧池，单台性能参数为：Q＝60m3／h；H＝13m；N＝4.0kW／380V。

（4）中段处理室

有效容积：20m3；表面负荷：2.6m3／m2·h；形式：竖流式；材质：Q235－A 防腐。底部污泥通过气提装置提升至污泥池。

（5）灭菌室

设计水力停留时间：30min；有效容积：10m3。

灭菌剂选用固体灭菌剂，有效氯投加量为5 mg／L，人工投加。灭菌剂投加在灭菌室入口处溶液箱内，设计按一周投一次药。

（6）污泥池

有效容积：9.0m3；上清液回流至调节池，污泥定期人工外运处理。

3.4.4 中间水池

有效容积：V＝80m3。内设潜污泵2台（1用1备），用于处理后中水提升至后续精处理器，单台性能参数为：Q＝25m3／h；H＝30m；N＝4.0kW／380 V。

3.4.5 后续精处理器

数量：1台；处理量：Q＝20m3／h；形式：圆筒立式；过滤精度：50μm。定时反洗。

3.4.6 清水池

有效容积：V＝80m3。

3.4.7 回转式鼓风机

调节池空气搅拌、富氧池曝气、前级处理室及中级处理室污泥气提采用鼓风机供气。

数量：2台（交替使用）；风量：2.85 m3／min；风压：0.4kgf／cm2；功率：5.5kW。

3.4.8 中水回用供水泵

用于清水池中水提升至管网，并兼作精处理器反洗水泵；数量：2台（1用1备）；流量：20m3／h；扬程：38m；功率：5.5kW／380V。

3.4.9 设备用房

回转式鼓风机、中水回用供水泵、后续精处理器、电控柜设置于设备用房内。

3.5 方案特点

（1）生活污水处理采用集成式设备，工艺布置紧凑，占地省。工艺设备一体化，可进行整体安装和设备调试，工期短，为施工带来方便，且便于维护。

（2）通过PLC程序管理，自动化程度高，可自动控制生产运行，日常管理方便。

（3）基地生活污水流量小，污水成分及来源较稳定，可生化性好，根据此特点选用缺氧－好氧（A／O）生物接触氧化工艺，具有微生物丰富、浓度高，食物链长，不易发生污泥膨胀，污泥生成量少且沉降性能好等优点。

（4）设计中充分考虑二次污染的防治，设备均耐腐蚀、噪音低，处理设施采取了密封措施，基本无异味，不会影响周围环境。

（5）除设备用房外的构建筑物及设备均为地下式，地面上可用作绿化用地，既节省了地面空间，又起到了美化环境的作用。

4 中水处理的结果及效益分析

该项目出水水质如表3 所示，完全符合GB／T18920－2002《城市污水再生利用 城市杂用水水质》所规定的杂用水水质标准。处理后的出水可以用于冲厕、洗车以及绿化等。

4.1 出水水质

表3 出水水质

4.2 经济效益

污水经过处理达标后回用，就整个工程来讲，虽要增加建设投资，但中水就近回用，水量有保证，输送距离短，并且由于减少了供水和排水的水量，从而减轻了给水排水管网和处理工程的负荷，同时开辟再生污水水源，经济上低于开发其它水源。

4.3 环境效益

（1）中水利用在对健康无影响的情况下.为我们提供了一个非常经济的新水源，可以减少新鲜自来水用量，有效的节约了有限的水资源。

（2）中水利用还可以减少污水排放数量，减少二次污染，减少和控制水体污染引起的各类环境问题。

［1］2吨每小时一体化地埋式污水处理设备方案［EB／OL］.［2013－04－17］http：／／www.jsxyep.com／hbcl＿nwestext＿1019.html

［2］刘 纲，王纪军.一体化设备处理小区污水工艺探讨［J］.河南水利，发表时间：2006，（06）：14－15.

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