中水回用洗浴废水作景观水处理(生化处理A)设计方案_secret.doc

中水回用工程设计方案中水回用工程设计方案 浙浙江江大大学学达达康康环环境境工工程程有有限限公公司司 杭杭 州州 浙浙 大大 环环 境境 工工 程程 有有 限限 公公司司 设计等级 甲级设计等级 甲级 证书编号 证书编号 3304 2006 年年 8 月月 中水回用工程设计方案 浙江大学 0 1 总论总论 1 11 1 概述概述 联合国早在1977 年 2 月就向全世界发出警告 水不久将成为一个重要的全球性 危机 如今 全世界面临水资源危机 产生的原因主要包括用水量急剧增加 水污 染 水资源开发不合理 浪费严重等几个方面 随着社会的迅速发展和文明的不断 进步 特别是人口的急剧增加 人类对水的依赖程度越来越高 世界用水量急剧增加 我国是一个水资源短缺的国家 人均水资源量约为2200 m3 约为世界平均水平 的四分之一 而且 我国用水浪费严重 水资源利用效率较低 目前 我国农业用水利 用率仅为 40 50 灌溉用水有效利用系数只有0 4 左右 工业方面 工业用水重复 利用率低 仅为 20 40 单位产品用水定额高 城市生活用水方面 供水管网和卫 生设备的漏水是形成浪费的主要原因 我国城市供水管网的漏水量约占全部供水量的 10 左右 此外 我国产业结构不合理 高耗水量行业发展集中 生产管理水平低 生产 用水浪费严重 人们思想认识模糊 缺乏危机感 节水意识差 城市生活用水 家庭用 水浪费现象普遍 缺少全局控制 违反生态规律发展 出现掠夺式开发 浪费式利用 混乱式管理 水的重复利用率低 相关法律 制度不健全 都是我国水资源危机出现的 原因 中水回用 是解决城市水资源危机的重要途径 也是协调城市水资源与水环境 的根本出路 生活污水处理回用 既能减小对地下水的开采 又能给我们带来一定 的经济效益 中水是指各种排水经处理后 达到规定的水质标准 可在生活 市政 环境等范围内杂用的非饮用水 因为它的水质指标低于生活饮用水的水质标准 但 又高于允许排放的污水的水质标准 处于二者之间 所以叫做 中水 由于 水危机 的困扰 许多国家和地区积极着手巩固和加强节水意识以及研 究城市废水再生与回用工作 城市污水回用就是将城市居民生活及生产中使用过的 水经过处理后回用 有两种不同程度的回用 一种是将污水处理到可饮用的程度 而另一种则是将污水处理到非饮用的程度 对于前一种 因其投资较高 工艺复杂 非特缺水地区一般不常采用 多数国家则是将污水处理到非饮用的程度 在此引出 中水回用工程设计方案 浙江大学 1 了中水概念 中水也就是将人们在生活和生产中用过的优质杂排水 不含粪便和厨房 排水 杂排水 不含粪便污水 以及生活污 废 水经集流再生处理后回用 充当地面清 洁 浇花 洗车 空调冷却 冲洗便器 消防等不与人体直接接触的杂用水 1 21 2 设计依据设计依据 1 室外排水设计规范 GBJ14 87 2 生活杂用水水质标准 GB T18920 2002 3 建筑给水排水设计规范 GBJ15 88 4 建筑中水设计规范 GB50336 2002 5 居民小区给水排水设计规范 CECS57 94 6 回用水标准符合国家 城市污水再生利用 景观环境用水水质 GB T18921 2002 7 建设方提供的有关生活污水水质 水量 布局 工程图纸等基础资料 8 其他相关标准及规范 1 31 3 设计原则设计原则 1 中水处理回用工程以投资省 运转费用低 占地面积小为原则 2 处理系统先进 设备运行稳定可靠 维护简单 操作方便 3 污水处理系统不产生二次污染源污染环境 4 控制管理按处理工艺过程要求尽量考虑自控 降低运行操作的劳动强度 使污水处理站运行可靠 维护方便 提高污水处理站运行管理水平 2 工艺设计工艺设计 2 12 1 设计水量水质及用水标准设计水量水质及用水标准 本项目洗浴污水排放量约 65m3 d 本工程设计时考虑到因有调节池对水量的调 节 后续构筑物的设计处理能力为 3 0m3 h 污水处理后全部回用于绿化等 污水深 度处理部分的处理能力为 3 0m3 h 经取样和参考类似工程设计经验 确定设计水质 表 2 1 表表 2 1 设计进出水水质设计进出水水质 项目CODCr mg L BOD5 mg L SS mg L NH3 N mg L LAS mg L 原水水质250 350150 200150 22020 305 8 中水回用工程设计方案 浙江大学 2 设计水质350200220308 出水水质 50 10 5 5 0 5 中水用于景观环境用水 其水质应符合 城市污水再生利用 景观环境用水水质 GB T18921 2002 的规定 中水用作城市杂用水 其水质应符合 城市污水再生利用 城市杂用水水质 GB T 18920 2002 的规定 见表 2 2 表表 2 2 城市污水再生利用城市污水再生利用 景观用水水质 景观用水水质 GB T18921 2002 mg L 观赏性景观环境用水娱乐性景观环境用水 序 号项目河道类湖泊类水景类河道类湖泊类水景类 1基本要求无漂浮物 无令人不愉快的嗅和味 2PH 无量纲 6 0 9 0 3五日生化需氧量 1066 4悬浮物 SS 2010 5浊度 NTU 5 0 6溶解氧 1 52 7总磷 以 P 计 1 0 0 5 1 0 0 5 8总氮 15 0 15 9氨氮 以 N 计 5 0 5 10色度 度 30 0 30 11石油类 1 0 1 0 12余氯 b 0 05 0 05 13阴离子表面活性剂 0 5 0 5 14粪大肠菌群 个 L 10000 2000 500 不得检出 注 1 对于需要通过管道输送再生水的非现场回用情况采用加氯消毒方式 而对于现场回用情况 不限制消毒方式 注 2 若使用未经过除磷脱氮的再生水作为景观环境用水 鼓励使用本标准的各方在回用地点积 极探索通过人工培养具有观赏价值水生植物的方法 使景观水体的氮磷满足表 的要求 使 再生水中的水生植物有经济合理的出路 a 表示对此项无要求 b 接触实际不应低于 30min 的余氯 对于非加氯消毒方式无此项无要求 2 22 2 工艺选择工艺选择 中水回用处理一般包括预处理 主处理及深度处理三个阶段 其中预处理阶段 主要有格栅和调节池两个处理单元 主要作用是去除污水中的固体杂质和均匀水质 主处理阶段是中水回用处理的关键 主要作用是去除污水的溶解性有机物 深度处 理阶段主要以消毒处理为主 保证出水达到中水水标准 中水回用主处理技术主要包括生物法 物化法及膜分离法 其中生物处理法是 利用水中微生物的吸附 氧化分解污水中的有机物 包括好氧和厌氧微生物处理 一般采用多种工艺相结合的办法 物理化学处理法以混凝沉淀 气浮 技术及活性 中水回用工程设计方案 浙江大学 3 炭吸附相结合为基本方式 提高出水水质 但运行费用较高 膜处理技术一般采用 超滤 微滤 或反渗透膜处理 其优点是 SS 去除率很高 占地面积少等优点 中水回用处理为达到最佳的处理效果 一般采用多种工艺相结合的办法 根据 国内外中水回用处理技术的发展状况 相关专家学者总结出国内外常用的典型工艺 流程 见表 2 3 表表 2 3 中水回用处理典型处理流程中水回用处理典型处理流程 序号处 理 流 程 1 格栅 调节池 混凝沉淀 气浮 化学氧化 消毒 2 格栅 调节池 一级生化处理 过滤 消毒 3 格栅 调节池 一级生化处理 沉淀 二级生化处理 沉淀 过滤 消毒 4 格栅 调节池 絮凝沉淀 气浮 过滤 活性炭 消毒 5 格栅 调节池 一级生化处理 混凝沉淀 过滤 活性炭 消毒 6 格栅 调节池 一级生化处理 二级生化处理 混凝沉淀 过滤 消毒 7 格栅 调节池 絮凝沉淀 膜处理 消毒 8 格栅 调节池 生化处理 膜处理 消毒 表中第 1 4 和 7 是以物理化学处理为主的处理流程 处理方法主要有混凝沉淀 或气浮 化学氧化法 二氧化氯 臭氧 次氯酸钠 氯 碘化钾等 活性炭吸附法 具有流程简单 占地少 设备密闭性好 无臭味 易管理的特点 第 2 3 5 和 6 是以生化处理为主的处理流程 以优质杂排水和杂排水为中水水源时 采用生化处 理的目的是去除水中的洗涤剂 过去常采用生物转盘法 因室内臭味问题一直未能 解决 所以成功实例不多 目前 多采用接触生物膜法 以生活排水为中水水源 采用二级生化处理时 多采用 A O 法和 A2 O 第 8 为物化与生化处理相结合的处理 流程 其中 第 7 和 8 流程中含有滤膜装置 具有装置小型简单 可以间断运行和 无污泥的特点 随着中水回用处理技术的不断发展 越来越多的新技术被广泛应用 其中以臭 氧氧化消毒技术及连续超滤技术表现得最为突出 O3作为高效的无二次污染的氧化 剂 是常用氧化剂中氧化能力最强的 O3 ClO2 Cl2 NH2Cl 其氧化能力是氯的 2 倍 杀菌能力是氯的数百倍 能够氧化分解水中的有机物 氧化去除无机还原物质 能极迅速地杀灭水中的细菌 藻类 病原体等 本工程即采用生化处理 连续超滤 催化氧化及活性炭吸附等主要工艺 经过 有机合理的组合 以期达到最佳的处理效果 满足回用要求 中水回用工程设计方案 浙江大学 4 2 32 3 工艺流程工艺流程 根据处理的废水水量 水质及处理要求 本方案采用生化处理与物化处理相结 合的工艺思路 工艺流程如图2 1 所示 图图 2 1 中水回用处理工艺流程图中水回用处理工艺流程图 中水回用工程设计方案 浙江大学 5 A2 O 处理池 二沉池 污泥池 中间水池 集水调节池 排放污水 65m3 d 过滤系统 砂滤 CMF 氧化消毒系统 回用水池 中水回用 接风管排放 污泥回流 剩余污泥外排 臭氧发生器 臭氧气接入 毛发捕集器 活性炭吸附系统 隔栅井 风机 自 动 加 药 系 统 水处理药剂加入 催化剂加入 废气氧化系统 2 42 4 流程说明流程说明 2 4 1 污水收集污水收集 排放污水在污水调节池中收集均质 调节池前端设置隔栅井 图图 2 1 中水回用处理工艺流程图中水回用处理工艺流程图 2 4 2 毛发捕集毛发捕集 本工程毛发聚集器设于污水泵吸水管上 毛发聚集器要求如下 1 过滤网的有 效过水面积等于连接管截面面积的 2 5 倍 2 过滤网的孔径为 3mm 2 4 3 A2 O 系统系统 采用 A2 O 工艺 即废水先经厌氧兼氧处理 然后进入好氧处理 这样的流程可 以提高废水中有机污染物的生物可降解性 运行得当还能达到脱氮效果 A2 O 池出 水在二沉池内进行分离 污泥一部分回流至厌氧池 兼氧池及好氧池 剩余生化污泥 接入污泥池 二沉池出水进入中间水池 以备后续过滤氧化反应 2 4 4 过滤系统过滤系统 生化出水首先经过砂滤罐 罐内置石英砂 该装置主要用于去除出水中较细小 的固体颗粒和其它悬浮在水中的微小杂质 本工艺采用新型的高效滤料 此滤料由 多种介质混合加工而成 具有强度高 过滤流速高 反冲洗方便和效果稳定可靠等 特点 从而使其对进水的过滤净化功能大大增强 提高了出水的水质状况 砂滤出水在中间水箱中收集 经过提升泵提升至精密过滤器 之后进入超滤系统 超滤系统截流废水中所有的微小悬浮物及微生物等 2 4 5 氧化消毒系统氧化消毒系统 经过砂滤的废水进入高级催化氧化系统 臭氧气由臭氧发生器产生 反应过程 加入催化剂双氧水 高级氧化过程几乎去除掉污水中所有细菌及有机物等 确保出 水符合回用水标准 2 4 5 活性炭吸附系统活性炭吸附系统 吸附法常用来去除水中的有机物 胶体物质 微生物等 而活性炭是目前水处 理中最为常用的吸附剂 其处理效果好 占地面积小 管理方便 又可再生 同时 中水回用工程设计方案 浙江大学 6 对某些金属及其化合物也有很强的吸附能力 本装置并非单纯的采用活性炭吸附 而是将活性炭进行了一种特殊处理 加大了活性炭的吸附容量 从而加强了活性炭 的吸附效果 使出水水质更加提高 活性炭吸附出水在回用水池中收集待用 供水采用变频泵组 2 4 6 废尾气处理系统废尾气处理系统 生化系统产生废气经过引风机收集 进入气相氧化塔 塔内通入臭氧 氧化后 接入风管排放 2 52 5 主要建 构筑物尺寸及设计参数主要建 构筑物尺寸及设计参数 2 5 1 调节池调节池 用于排出污水的收集均质 设计停留时间48 小时 平面尺寸4 0m 8 0m 有效 水深 4 0m 总深 4 5m 有效容积128m3 内设穿孔曝气管 用于废水的气力搅拌 池底设置集水井 配置潜水式排污泵两台 Q 3 0m3 h H 10 0m 一用一备 用于 废水的提升 2 5 2 A2 O 池池 A2 O 生化池设计停留时间 84 小时 其中厌氧池停留时间 30 小时 平面尺寸 4 0m 5 0m 有效水深 4 0m 总深 4 5m 有效容积 80m3 池内置弹性立体填料 用 于厌氧微生物的生长 兼氧池停留时间 45 小时 平面尺寸 6 0m 5 0m 有效水深 4 0m 总深 4 5m 有效容积 120m3 池内置弹性立体填料及穿孔曝气管 为兼氧微 生物提供生长住所及所需氧源 好氧池停留时间 24 小时 平面尺寸 3 0m 5 0m 有 效水深 4 0m 总深 4 5m 有效容积 60m3 池内置弹性立体填料及微孔曝气器 为 好氧微生物提供生长场所及所需氧源 生化系统氧气源由风机提供 采用罗茨风机两台 Q 1 30m3 min P 49mkPa 2 5 3 二沉池及污泥池二沉池及污泥池 二沉池平面尺寸 3 0m 3 0m 有效水深 4 0m 总深 4 5m 表面负荷 0 3m3 m2 h 二沉池底部设泥斗 污泥池平面尺寸 3 0m 3 0m 有效水深 4 0m 总 深 4 5m 底部设泥斗 设置潜水式排污泵两台 Q 3 0m3 h H 10 0m 一用一备 用于污泥的回流及剩余污泥输送 中水回用工程设计方案 浙江大学 7 2 5 4 中间水池中间水池 污水经过生化处理 二沉池出水进入中间水池 中间水池平面尺寸 3 0m 5 0m 有效水深 4 0m 总深 4 5m 有效容积 60m3 设置中间水泵 Q 3 0m3 h H 15 0m 将中间水池清水打入砂滤系统 2 5 5 回用水池回用水池 回用水池用于处理后中水的储存待用 设置变频泵组 2 5 6 综合机房综合机房 综合机房设于地下室 内设风机房 电控室及设备室等 2 62 6 主要设备主要设备 主要设备见表2 4 表表 2 4 主要设备表主要设备表 主要技术参数 序号名 称 型号规格性能参数 数量备注 1格栅B 3 8mm1 2毛发聚集器1 3废水提升泵Q 3 0m3 h H 10 0m2潜水式 4风机HSR50Q 1 30m3 min P 49mkPa2 5弹性填料 150250 6穿孔曝气管1 7微孔曝气器ZH21550 8污泥回流泵Q 3 0m3 h H 10 0m2潜水式 9中间水泵Q 3 0m3 h H 10 0m2立式离心泵 10砂滤罐 0 8 2 5m处理能力 Q 3 0m3 h2钢防腐 11中间水箱PT5000L1PE 12超滤系统包含以下非标 成套 进水泵Q 3 0m3 h H 20 0m2 保安过滤器处理能力 Q 3 0m3 h1 超滤膜组件4040处理能力 Q 3 0m3 h1 机架1钢防腐 清洗系统化学清洗 反冲洗1 控制系统1 13臭氧发生器50g h1 14高级氧化系统包含以下1 进水增压泵Q 3 0m3 h H 20 0m 氧化塔 0 8 2 5m处理能力 Q 3 0m3 h钢防腐 臭氧气混合器 15自动加药系统包含以下1非标 成套 药箱PT200L5 中水回用工程设计方案 浙江大学 8 加药计量泵酸碱 水处理药剂 催化剂等6 PH 计3 2716 8750 2 液位计等3 16活性炭吸附罐 0 8 2 5m处理能力 Q 3 0m3 h1钢防腐 17废气收集系统收集能力 Q 200m3 h1非标 成套 18尾气氧化系统处理能力 Q 200m3 h1非标 成套 19电气控制柜含 PLC 控制编程等1非标 成套 2 72 7 预期处理效果预期处理效果 预期处理效果见表2 5 表表 2 5 预期处理效果预期处理效果 水量CODBODSSPH 序 号 废水名称 t dmg Lmg Lmg L 1原水653502002206 0 9 0 2厌氧 兼氧出水 65 250150 3好氧出水 65 120120 4混凝砂滤 CMF 出水 65 801510 5氧化消毒出水 65 30105 6活性炭吸附 65 2055 7回用标准 501056 0 9 0 根据对相关中水回用的试验研究及工程实践 各处理单元要达到上述预期的处 理效率是可能的 3 土建设计土建设计 3 13 1 建筑设计建筑设计 略 3 23 2 结构设计结构设计 污水处理构筑物均为蓄水构筑物 采用防水整体现浇钢砼结构 3 33 3 主要工程材料主要工程材料 1 砖选用 Mu7 5 2 砂浆选用 基础以下M5 水泥砂浆 基础以上M5 混合砂浆 3 混凝土 建筑物选用C20 砼 道路 地坪选用C15 垫层 C10 构筑物采用 C25 砼 部分构筑物应掺入FN M 砼膨胀剂 抗渗标号S 6 中水回用工程设计方案 浙江大学 9 4 钢材 采用 级 级钢 电焊条用E43 E50 5 所有砼用砂石均应洗净 剔除泥木草根杂物 级配合理 6 石灰采用纯净块灰并预先化浆待用 4 电气 仪表电气 仪表 废水处理工程电气为三级负荷 拟直接从厂区变电室引380V 电源至本工程 动 力设备保护按厂内现有系统 接地电阻 10 电控室设配电屏一面 水泵 压滤机 在控制室控制 并结合现场控制 工程内照明采用马路弯灯 照明线路为BV 线管 本工程用电负荷见表4 1 表表 4 1 用电负荷用电负荷 设备名称装机容量数量工作 日工作时 间 hr 日用电量 kWh 备注 kW 参数 1 污水提升泵0 75212418一用一备 2 风机2 2212452 8一用一备 3 污泥泵0 75212418一用一备 4 中间水泵0 75212418一用一备 5 超滤系统中间水泵0 75212418一用一备 6 氧化系统增加泵1 5212436一用一备 7 臭氧发生器1 5112436 8 尾气收集风机1 5212436一用一备 9 供水变频泵组2 2212452 8一用一备 合计 285 6 由上表可知 本工程总装机容量22 3kW 实际运行容量11 9kW 实际用电容 量为 285 60 0 75 214 2 kWh d 其中 0 75 为功率因数 5 给排水给排水 略 6 劳动定员劳动定员 本工程劳动定员1 人 兼职作为中水回用工程现场的控制及管理等 7 投资估算投资估算 设备及总投资估算见表7 1 中水回用工程设计方案 浙江大学 10 表表 7 1 投资估算投资估算 万元万元 单价总价 序号名 称规 格数量 万元 万元 备注 一土建 m3 1综合池13 0 10 0 4 5m5850 0529 25钢砼 2水池防腐 1200 044 8环氧树脂 土建费小计土建费小计 34 05 二设备 1格栅B 5mm10 200 20U PVC 2毛发聚集器 10 200 20 3废水提升泵 Q 3 0m3 h H 10 0 m20 501 00一用一备 4风机HSR5020 801 60交替使用 5弹性填料 1502500 0410 00 6穿孔曝气管 20 200 40 7微孔曝气器ZH215500 042 00 8污泥泵 Q 3 0m3 h H 10 0 m20 400 80一用一备 9中间水泵 Q 3 0m3 h H 10 0 m20 400 80一用一备 10砂滤罐处理能力 Q 3 0m3 h11 503 00交替使用 11中间水箱PT500010 400 40 12超滤系统处理能力 Q 3 0m3 h16 006 00非标 成套 13臭氧发生器50g h17 507 50 14高级氧化系统 处理能力 Q 3 0m3 h18 508 50非标 成套 15活性炭过滤罐 处理能力 Q 3 0m3 h12 502 50钢防腐 16自动加药系统 PH 自动调节 水处 理药剂 催化剂自 动加入等15 005 00非标 成套 17尾气收集系统生化尾气14 004 00非标 成套 18尾气氧化系统气相氧化塔16 506 50非标 成套 19管阀件 15 005 00 20电气控制柜 含 PLC 及编程等16 006 00非标 成套 设备费小计 71 40 三直接费合计 105 45 四 其他费用 1设计费直接费 5 5 5 27 2调试费直接费 3 3 3 16 3污泥费 厌氧 兼氧及好 氧微生物培养引种 2 00 中水回用工程设计方案 浙江大学 11 4设备安装费设备费 5 5 3 57 5管理费直接费 3 5 5 27 6税金工程总价 4 3 5 59 小计 24 87 五工程总