某高校中水回用工程设计及运行

常 静，徐晓红，倪本会，王 建

（山东交通学院，济南 250357）

某高校中水回用工程设计及运行

常 静，徐晓红，倪本会，王 建

（山东交通学院，济南 250357）

通过对山东交通学院新校区中水工程原水水量和水质特点等进行分析，选用先进的工艺流程，使废水处理后出水水质达到了GB/T18920—2002《城市杂用水水质标准》，满足学校冲厕、绿化等需要。并通过技术经济分析，证实中水工程不仅节省了水资源，而且节约了资金。运行结果表明，其工艺流程达到了很好的处理效果，可为中水工程设计和管理提供参考。

中水工程；设计参数；设备配置；工艺流程；运行

1 原水水量、水质

1.1 来源

山东交通学院新校区污水排放系统室内采用废污合流制，室外采用雨污分流制，雨水就近排入主泄洪沟排水系统，污水收集后处理回用。生活污水主要来自学生和教职工盥洗、洗浴、办公楼洗涤、食堂、冲厕等。

1.2 水量、水质

通过水量平衡计算，确定校区内排水量即中水系统原水水量为2984m3/d，则本中水系统工程规模按3000m3/d计。

参考GB50336—2002《建筑中 水 设 计 规 范 》、GB500015—2003《建筑给水排水设计规范》及校区用水情况，确定综合污水水质即中水原水水质见表1。

经处理后的中水用于冲厕、室内消防、绿化、车辆冲洗、道路清扫等，回用水量见表2。

表1 中水原水水质指标

表2 回用水量一览

2 工艺流程及设计参数

2.1 工艺流程

根据生活污水可生化性好的特点，在保证废水达到杂用水标准要求的前提下，本工程本着“两低两高”的原则（即投资低、运行费用低、去除效率高、自动化程度高），确定处理工艺流程图（如图1）。

图1 处理工艺流程图

2.2 工艺说明及设计参数

2.2.1 隔栅

隔栅可拦截污水中大的悬浮物和漂浮物，保证后续处理构筑物的正常运行。

2.2.2 调节池

由于校区内排放废水的水质、水量不均匀，不同时期废水流量和污染物含量波动较大，所以将污水引入调节池中，在池内充分混和，均匀出水，以保证后续处理设施的稳定运行。

2.2.3 毛发过滤器

毛发过滤器用以去除污水中隔栅难以去除的烟嘴、毛发等细小的悬浮物。

2.2.4 水解酸化池

水解酸化池全称为水解酸化生流式污泥床（HASB）反应器，是改进的升流式厌氧污泥床反应器（UASB），但不设三相分离器。在水解酸化池内，利用水解和产酸菌，将不溶性有机物水解成溶解性有机物、大分子物质分解成小分子物质，大大提高污水的可生化性（污水经水解反应后，出水BOD/COD值有所提高）。众所周知，微生物对有机物的摄取只有溶解性的小分子有机物质才可直接进入微生物细胞内，而不溶性大分子物质，首先要通过胞外酶的分解才能进入微生物体内参与代谢过程。经过水解酸化处理，有机物在微生物的代谢途径上减少了一个重要环节，无疑将加速有机物的降解。

布水器是水解酸化池正常运行的关键设备，兼有配水和水力搅拌的功能：一方面使分配到各点的流量相同，确保单位面积的进水量基本相同，防止发生短路等现象；另一方面可以满足污泥床水力搅拌的需要，保证进水有机物与污泥迅速混和，防止局部发生酸化现象。本工程所用水解酸化池的布水器已经过多次改进并设备化，由原来的穿孔管式改进为一点一孔式，提高了布水器布水效果的均匀性和运行管理的方便性。

另外存在于水解酸化池内的膨胀污泥层对悬浮于水中的污泥颗粒或絮体具有很强的网捕作用，所以水解酸化池对于悬浮物的去除率较沉淀池高。

2.2.5 活性滤料生物滤池

本工程活性滤料生物滤池是一种高效生物反应器，因其技术的先进性和实用性，被国家环保总局评为国家重点环境保护实用技术，被国家五部委（科学技术部、国家环保局、对外贸易经济合作部、国家质量监督检验检疫总局、国家税务总局）评为国家重点新产品，并获山东省科技进步奖。活性滤料生物滤池最大特点是使用了一种新型粒状滤料，在其表面生长有生物膜。通过对滤料表面的电镜照片观察，在滤池中存在种群丰富、结构完整、功能稳定的生态系统。污水自下向上流过滤料，池底则提供曝气，使废水中的有机物得到吸附、截留与生物分解。

活性滤料生物滤池出水水质好、运行性能稳定，滤池内微生物量大、活性高，能够作为活性污泥法与常规的接触氧化法的革新替代技术。与国内现有的技术想比，活性滤料生物滤池具有以下优点：

（1）处理效果非常显著。能得到高质量的出水，其COD、BOD均能满足排放或回用要求，并且对氨氮、SS有较高的去除能力。

（2）抗冲击负荷能力强。能够适应来水水量与浓度较大的波动。

（3）占地面积小。其池容和占地面积是常规二级生物处理的1/5，不需要二沉池。

（4）节省能源消耗。由于使用了新型粒状填料，有高效切割气泡的能力，所以曝气量为普通生物处理的1/2；由于处理流程简化，因而能源消耗与设备维护费用较低。

（5）运行管理简便。脱碳、硝化、反硝化均在同一反应器内完成，因此运行管理简便。

2.2.6 回用清水池

由于处理后的水回用，考虑其用水特点，设回用清水池加以调节蓄水，以满足回用、消防、反冲洗及消毒的要求。

2.2.7 污泥处理系统

本处理工艺组合简单，污泥产量低，污泥经浓缩后，由市政吸泥车外运。

2.2.8 噪声处理

为减少污水处理系统的噪声污染，本方案设计时将风机和水泵等动力设备置于管廊内，鼓风机选用噪音小、效率高的三叶式罗茨鼓风机，并配带隔音装置；在土建设计中采用吸音材料；在设备安装中均设置减振装置，在设备与管道连接处均采用柔性接头，最大限度地减少噪声。

2.2.9 异味处理

调节池和水解酸化池可能产生异味，可加盖封住，将气体用风机引入活性滤料生物池中进行生物处理。

2.2.10 工艺单元设计参数

主要工艺单元设计参数见表3。

表3 各单元设计参数

序号 单元 说明8回用清水池（钢混凝土结构）设计流量：3000m3/d总容积：635m3回用清水泵：ISG100-250 3台（2用1备）Q=70m3/h H＝87m N=37kW变频系统1套，兼做消防水泵9污泥浓缩池（钢混凝土结构）总容积：27m3 10 管廊（钢混凝土结构） 面积80m2 11 加药间（砖混结构）面积15m2 ClO2发生器：H908-1000 1台12 值班控制室（砖混结构） 面积14m2 13休息室、卫生间（砖混结构）面积10m2

3 设计特点

（1）本工艺采用水解（酸化）反应池替代了功能单一的初淀池。主要优点有：对SS去除率高；改善污水的可生化性，有利于好氧处理；同时完成对污水污泥的处理，使污泥稳定，实现污泥一元化处理，精简了污泥消化处理工序。

（2）本工艺所选用的活性滤料生物滤池工艺具有三高一分的特点。三高即高生物量、高生物活性和高传质速度；一分是指反应器沿水流方向分为多层，各层分别生长着占优势的微生物。因此，活性滤料生物滤池工艺具有较高的生物发应速度和处理效率。同时，该工艺还具有过滤、截留悬浮颗粒的功能，不需设二沉池。

（3）为了保证污水处理效果，节省能源，提高管理水平，确保污水处理的安全经济运行，本项目采用手动和自动两大控制系统。自动部分采用可编程控制器（PLC）作为控制核心，将现场设备中的各开关信号引入PLC，经过判别和计算输出控制动作，自动化程度高、操作简便等特点，可对污水处理过程进行全面控制。手动部分可摆脱PLC的控制，由操作人员人为控制设备的运行。本控制系统的传感部分采用冗余设计，控制部分采用可靠性设计。

（4）本工艺组合简单，各构筑物布置紧凑，占地少，污泥产量低，工艺成熟、先进可靠，便于施工、操作、检修与运行管理。

（5）废水与污泥处理的流向充分利用原有地形，各构筑物之间的连接管渠简单而便捷，避免迂回曲折，减少水力损失，降低能耗。

（6）本工程设计中充分利用国内外先进的污水处理技术和高效节能设备，如高效曝气装置等。

（7）各处理单元构筑物的座（池）数，可根据水质水量的变化情况分格运行。运行、管理机动灵活，在维护检修时不影响正常运行。

（8）污水处理站内的污水，都经专门污水管收集，输送到污水处理系统中同原污水一起处理。

（9）污水处理系统采用地下式结构，处理站内除机房、值班化验室、控制室、休息室占地外，所有空地均充分绿化。各个构筑物上方覆土后可种植各种草皮、树木，充分起到美化环境、调节小气候、净化空气及降噪隔臭等作用。

4 处理效果分析

该处理站从竣工以来，一直满负荷运行，处理效果见表4。

表4 处理效果分析

结果显示各项指标均达到GB/T 18920—2002《城市杂用水水质标准》。

5 处理成本

中水处理成本包括日常运转费（设备运转费、药剂费等）和折旧费等。

5.1 日常运转费

定员：3人

月工资：800元/人

人工费：80元/d（0.03元/t水）

处理动力电费：0.7元/kW·h

处理动力运行费用：985.95元/d（0.33元/t水）

药剂费：0.10元/t水

直接处理费用（含消毒费、维修保养费等）：0.45元/t水

表5 处理动力分析表

表6 回用动力分析

回用动力电费：0.7元/kW·h

回用动力运行费用：388.5元/d（0.13元/t水）

5.2 折旧费用

设备投资230万元，设备折旧年限以10a计，则设备折旧费为：0.21元/t水。

土建投资110万元，折旧年限以20a计，则折旧费为：0.05元/t水。

5.3 总处理成本

综上，处理费为1.3元/t水。

6 经济效益

目前，山东交通学院新校区自来水费用为3.15元/m3，回用水处理成本为1.3元/m3，可获益1.85元/t水，按3000m3/d计，则每年可获益200万元，故投资回收期为1.7a。

［1］王小雨.住宅小区中水回用实例［J］.江苏环境科技，2005，18（2）.

［2］上海市政工程设计研究院.给水排水设计手册（第10册）［K］.北京：中国建筑工业出版社，2002.

［3］刘建斌，王飘扬.北京师范大学中水处理站设计与运行［J］.中国给水排水，2004，20（9）.

［4］褚俊英.中水回用的经济与中水利用潜力分析［J］.中国给水排水，2002，18（5）.

［5］刘米，王波.高等院校中水回用的可行性［J］.环境卫生工程,2006,12（2）.

［6］于洋，李喜林.高等院校中水回用工程研究［J］.工业安全与环保，2006，32（8）.

Design and Operating of Reclaimed Water System for a Certain University

CHANG Jing， XU Xiao-hong， NI Ben-hui， WANG Jian
（Shandong Jiaotong University， Jinan 250357， China）

Based on analysis of the raw sewage quantity and quality feature of reclaimed water system in Shandong Jiaotong University，the advanced technological process was adopted for practical uses such as flushing lavatory and greening etc,the effluent quality water reached Urban Miscellaneous Water Quality Standard （GB/T 18920-2002）.Considered from the technology and economy，the system saves water resources and money.The operating results indicated that the designed technical process works well，which provided valuable reference for the design and management of reclaimed water systems in future

reclaimed water system;design parameters;equipment allocation;technological process;operation

X703

A

1672-9900（2011）03-0038-04

2011-03-14

常静（1981—），女（汉族），山东鱼台人，工程师，主要从事高校基建工作，（Tel）13969058045。