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21世纪绿色环保住区新技术 中 水 回 用 工 程 技术方案 目 录 §1 中水概况……………………………………………………………3 §2 工程实例……………………………………………………………4 §3 综合效益……………………………………………………………5 §4 参考水质……………………………………………………………6 §5 相关设备功用说明…………………………………………………6 §6 建筑中水处理工艺的选择…………………………………………7 附图 图一 中水水量平衡图…………………………………………………14 图二 双列MBR工艺流程图……………………………………………15 图三 设备平面布置图…………………………………………………16 图四 设备布置剖面图…………………………………………………17 中水回用工程 §1 中水概况 建筑中水是指民用建筑或建筑小区使用后的各种排水（生活污水、盥洗排水等），经适当处理后回用于建筑和建筑小区作为杂用的供水系统。 我国是一个水资源贫乏的国家，又是一个水污染严重的国家，供水短缺和水环境质量恶化的形势都十分严峻。建筑物和建筑小区是生活用水的终端用户，随着我国快速发展的城市化进程日益增长，已成为我国各个地区污水的主要来源。建筑中水回用正是可以同时实现污染治理和开发非传统水源的双赢之举，国外和国内多埠多地的业内企业实践早已证明，中水回用不仅能产生用户、商客超值的微观效益，而且能综合显示良好的社会宏观效益。至今已成为提高人民健康水平和发展社会经济的自然和必需。 在建筑小区内建设中水回用工程，是城市绿色环保住区建设的新理念。建筑中水的广泛回用，在经济上相对于传统的“大范围给排水管网－大型污水处理厂－废物处理与处置厂”的集中式卫生系统也具有总体上的比较优势，同时对于提高公众合理利用资源的意识也会产生深远的影响。 中水用途极其广泛，前景十分广阔。污水经过技术处理变成中水后，其水体无色、无味、水质清澈透明，且达到或好于国家规定的杂用水(或相关规定)标准。这种合乎标准的中水可用于冲厕、洗车、浇灌绿地、洒扫卫生、冲洗路、站、台、库、景观用水、建筑工地用水、消防补充水、水冷却循环补充用水等等。 中水的适用范围有宾馆，饭店，居民小区，公寓楼宇，学校，医院，工厂区域，机关部队，和一些缺少排水设施的区域建筑和缺水的自然村镇。 保定市格林水处理技术有限公司是一家高科技专业水处理公司。在给水净化、污水排放、中水回用各种领域中有多项专有技术。是国内较早引进国外反渗透技术并把反渗透与各种膜技术相结合，开发、研制、使用的企业之一，也是最先在保定把中水回用系统推向社会的企业。特别是近几年的中水开发实践，本公司在膜生物反应器中膜的选择、维护、清洗和使用方面，均有重要突破。 多年来，本公司依托清华大学环境工程系、天津大学环境工程系、华北电力大学环境工程系、北京碧水源科技有限公司，已成为对工程项目集设计、制造、安装、调试为一身，集操作培训、安全运行、保质、保期、交钥匙为一体的水处理专业公司。 美化社会环境、提高人民生活质量是通用水公司不懈的追求，为广大用户服务兼顾社会、企业综合效益是本公司的最高目标。不断完善、不断创新，向科技更高、更好、更精方向发展是我们的宗旨。 §2 工程实例 某房地产开发商建14万m2小区，包括二栋住宅、一栋写字楼。两栋住宅33层，写字楼32层，总建筑高度1OOm，三栋建筑下是底商(3层，已包含在各建筑的楼层数中)。两栋住宅纳住348户，每户一厨两厕；商场共四个厕所；写字楼每层4个厕所；绿地1.2万m2，场、台、路、地1.4万m2。建设单位当时要求同时建立纯净水站(略)和中水站，以实现中水冲厕、洗车、浇灌绿地、喷洒路、站、台、库。 2.1 分析和计算总排水量 Qp＝ 中水原水量 Qy＝ 中水处理量 Qc＝ 原水调储量 Qyc＝6Om3(有效容积)， 中水设施处理能力 Qg＝ 中水储存调节水量： Q＝ 自来水补给量 QG＝ 中水水量平衡图(见图一) 2.2 工艺选择 根据该区域只是生活污水，但含有粪便水，氨、氮值较高，对工艺做了具体规定。 本公司选择了以公司研制的膜生物反应器设备。膜生物反应器是该套设备工艺技术的核心。该工艺技术在膜的制造技术形式，维护清洗，提升机构，提升后箱体出水口的止流机构，污泥的接种、驯化、培养，自动控制、光激化、紫外管显示及臭氧加注，操作运行，显示和管理都与众不同，突破了传统做法。在该系统中还采用了变频分枝分质供水技术。目前正在设计之中。在该系统关键设备均采用进口部件，系统处理水量 2.3 设备布置图 请参看图三、图四。 §3 综合效益 中水工程不仅有具体经济效益，而且有显著的社会效益。可总称为综合效益。把综合效益按投入产出转化成理论值后，当中水设施的总投入值小于总产出值，建设中水工程对整个社会来说就是合算的。 综合效益计算公式：Ez<E1+E2+E3+E4 Ez查资料后＝8.92 式中：Ez一中水工程投入值，包括中水工程土建、设备费、折旧费、运行费折合到每立方米产值(元／m3)(各地均不相同)E1、E2、E3、E4分别为饮水、净水边际费、节水可增加的收入；减少环境污染的社会损失。 Ez工程总投入值费用为： 土建费、机房 设备费89.83万元折为1.0元／m3；折旧费89.83万元折为1.0元／m3。 运行费 电：为176.64KW·h／d 每度按0.58元计，每m3水需电费O.625元／m3。 (年电费3.7万元，15年为5 6.O9万元) 人工工资5O元／d，折为0.3元／m3。 擦拭、检修费按设备总价的9‰计提，折为0.13元／m3 更换膜体及配件费用，在15年中共耗资0.127元／m3。 Ez＝O.22+0.05+1.00+1.00+0.625+0.30+0.13+0.153+3.47元／m3 用综合效益公式：Ez<E1+E2+E3+E4 3.478<8.92 此数字表明，投入产出为3.478：8.92＝1：2.6 这说明投入不超过8.92元／m3，建设中水设施对整个社会而言就是合算的。这 在以后从客观上为中水设施建设提供了决策的依据。 开发商的资金投入分析如下： 机房投入了1.665元／m2 调节池投入了0.375元m2 设备费投入了7.486元／m2 折旧费投入了7.486元／m2 运行费支出了：电＝4.67元／m2 工资＝2.281元／m2 检修＝O.675元／m2 换膜及配件＝O.078／m2 外部管线投入28万元计算，折每平米＝2.333元／m2；在14万m2建筑中因建设了中水 设施，设资增加了324.6万元(15年一个周期)。在一个周期内自来水的节约费(15增长平 均为4元／m3)359.2万元；再考虑物业管理费加收O.14元／m2.15年是302.4万元，仅此一 项就和投入的资金基本持平。 一个周期后，房屋的35年的使用权折成货币为46.62万元。 水处理设备款89.83万元，已有折旧费折回。 综上所述，在折旧期内不仅收回全部投资，且每年总效益每年纯赚25.57万元(不含折旧完后5年的工作收益。在《建筑中水设计手册》上规定按20年折旧计算)。 §4 参考水质
§5 相关设备功用说明 5.1 机械格栅 截留中水原水中部分漂浮状杂物，如纸屑、布条、塑料薄膜等，防止影 响后续处理设备运行。 5.2 调节池 因水量和水质不均衡甚至一日内发生很大变化，这种变化对于膜生物反应 器设备正常发挥其净化功能不利。采用污水调节池，用以进行水量的调节和水质的均合，以保证膜生物反应器处理的正常进行。在调节池中增设射流曝气器，使水质均合效果良好，能够防止水中：悬浮物的沉积，且兼有吹脱水中气体污染物作用，另外还能氧化部分易降解的物质，减轻后续水处理设备的负荷。(土建部分) 5.3 毛发聚集器 毛发聚集器用于水处理Lh作为过滤前处理，去除水中毛发、纤维状物 质及大块颗粒状杂物，以保障系统正常连续运行。毛发过滤器过滤面积大，阻力小，过 滤效率高，设有快开式顶盖，清理方便，采用不锈钢滤网寿命长。 5.4 提升泵、加压泵 采用潜水泵提升加压污水，占地省，寿命长。每台泵正常运行8000小时以上。 5.5 膜生物反应器 MBR反应器是将膜分离技术与生物处理技术相结合而产生的一种全新污水处理技术，主要由生物处理装置(曝气池)和膜分离组件组成，膜分离组件置于曝气池内部，污水中的绝大部分有机物被微生物所分解，根据筛分原理，膜分离组件将混合液中微粒直径大于膜孔径的颗粒截留下来，得到优异的处理出水。 5.6 加药装置 户于投加消毒剂，保持水中余氯含量，达到水质卫生标准。 5.7 清水池 经过处理的水贮存于清水池中，以供使用。 §6 建筑中水处理工艺的选择 本公司将膜-生物反应器（MBR）、人工湿地、连续微滤（CMF）、生物接触氧化法、等技术进行工程化应用的成功经验。综合考虑中水水源、中水用途、处理规模、土地条件、管网型式等因素，可为客户提供应用上述技术或其组合的先进工艺方案，并使处理系统在基建投资和运行费用两方面具有竞争优势。
6.1 膜生物反应器 膜生物反应器是将膜分离技术与传统生物处理工艺有机结合的新型高效污水处理 与回用工艺。在MBR系统中，污水中的各类污染物仍然主要通过微生物的生物降解作用加以去除，但与传统生物处理工艺不同的是，微生物与水的分离不再通过重力沉淀，而是在压力的驱动下，使水和部分小分子物质透过膜，微生物和大分子物质则被膜截留在反应池内，从而使系统获得了优良的出水水质，各项指标都优于国家和地方标准，特别是对悬浮固体、病原微生物的去除效果尤为显著。MBR工艺基本解决了传统生物处理工艺普遍存在的出水水质不稳定、占地面积大、运行维护复杂等突出问题，是极具发展潜力的建筑中水处理工艺，尤其是在人口密集区，当以生活污水为中水水源时，MBR工艺往往被业主作为首选工艺。 出水清澈，悬浮物和浊度接近于零，细菌和病毒被大幅去除，水质全面优于国家现行标准，使用安全，易于为中水用户接受； 占地面积很小，不受设置场合限制，可做成全地下式、半地下式或地面式 剩余污泥产量少，排泥周期很长； 运行稳定，操作简便，可以全自动无人看护运行。 MBR工艺出水水质与国家有关标准的比较：
6.2 人工湿地 天然湿地是处于水陆交接相的复杂生态系统，而人工湿地（Constructed Wetland） 则是为处理污水而人为设计建造的、工程化的湿地系统，是近些年出现的一种新型的水处理技术，它对污染物的处理综合了物理、化学和生物三重作用。人工湿地通过植物的光合作用及茎、根的输氧作用，供给湿地床除污需要的氧气，同时利用发达的植物根系及填料表面生长的生物膜的净化作用、填料床体的截留和吸附作用以及植物对营养物质的吸收作用，实现对水体的净化。水在水体和湿地之间不断循环，可以有效去除水中的多种污染物，使水体长期保证较好的水质情况。 根据污水流经方式，人工湿地可分为以下两种类型： 表面流人工湿地（Surface Flow Wetland，SFW）：水在填料表面漫流与自然湿地最为接近。绝大部分有机物的降解是由附着在植物水下茎杆上的微生物来完成。这类湿地的缺点是不能充分利用填料和丰富的植物根系的作用，卫生条件不好等。 潜流式人工湿地（SubSurface Flow Wetland，SSFW）：水在填料内部渗流，可充分利用填料表面及植物根系上的微生物及其他各种作用来处理废水，因此污染物去除效率高，而且卫生条件较好。 投资省、能耗低、维护简便：人工湿地不采用大量人工构筑物和机电设备，无需曝 气、投加药剂和回流污泥，也没有剩余污泥产生，因而可大大节省投资和运行费用。至于维护技术，人工湿地基本上不需要机电设备，故维护上只是清理渠道及管理作物，一般人员完全可以承担，只需个别专业人员定期检查。 脱氮除磷效果好、病源微生物去除率高：人工湿地是低投入、高效率的脱氮除磷 工艺，无需专门消毒便可对病源微生物大幅去除，处理后的水可直接排入湖泊、水库或河流中，亦可用作冲厕、洗车、灌溉、绿化及工业回用等。 可与水景观建设有机结合：人工湿地可作为滨水景观的一部分，沿着河流和湖泊的 堤岸建设，可大可小，就地利用，部分湿生植物（如美人蕉、鸢尾等）本身即具有良好的景观效果。 6.3 连续微滤 连续微滤（Continuous MicroFiltration，CMF）工艺是在膜的一侧施加一定的 压力，使水透过膜，而将大于膜孔径的悬浮物、细菌、有机污染物等截留的处理工艺。连续微滤系统一般以微滤膜组件为中心处理单元，配以特殊设计的管路、阀门、自清洗单元、加药单元和自控单元等，形成闭路连续操作系统。汇佳汉青的CMF技术专为以优质杂排水和二级污水处理厂出水为原水的中水工程而设计，采用柱式中空纤维膜组件，高效滤除细菌、微生物和悬浮物等杂质，净化后的水清澈透明，浊度近于零，创新的气水双洗技术可以有效地对膜组件实施在线清洗，确保系统连续稳定运行。 产水水质好，浊度＜0.5NTU，SDI≤3，悬浮物＜1mg/L，细菌总数＜3个/L，大肠 杆菌数为0个/ml； 占地小、结构紧凑，模块化设计； 运行费用低廉； 高抗污染的聚偏氟乙烯（PVDF）膜材料，耐氧化，使用寿命长； 在线气水双洗，采用氧化性清洗剂进行系统清洗，膜通量恢复率高。 6.4 生物接触氧化法 生物接触氧化法又称“淹没式生物滤池”、“接触曝气法”、“固着式活性污泥法”， 其技术实质是在生物反应池内放置填料，已经充氧的污水浸没全部填料，并以一定的流速流经填料。在填料上布满生物膜（Biofilm），污水与生物膜广泛接触，在生物膜上微生物的新陈代谢的作用下，污水中有机污染物得到去除，污水得到净化。生物接触氧化法兼有活性污泥法及生物膜法的特点，池内的生物固体浓度（5~10g/l）高于活性污泥法和生物滤池，具有较高的容积负荷，另外接触氧化工艺不需要污泥回流，无污泥膨胀问题，运行管理较活性污泥法简单，对水量水质的波动有较强的适应能力。我国早期的中水工程大多以优质杂排水为原水，采用生物接触氧化与混凝沉淀过滤的组合工艺。 污泥浓度高，生物种类多，活性生物量大，污染物去除效率高； 容积负荷高于传统活性污泥法，反应池体积小； 抗冲击负荷，可间歇运行。 |
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