中水回用工程設(shè)計要點分析
1 前言
伴隨著經(jīng)濟增長與水資源短缺的矛盾日益突出，為緩解地方用水緊張狀況，我國許多地區(qū)都正在大力推廣中水回用技術(shù)，建設(shè)中水回用工程。但在中水回用工程的設(shè)計施工及運行過程中，存在值得商榷問題，有必要進(jìn)一步解決改進(jìn)。筆者曾承擔(dān)多項中水回用工程設(shè)計并參與《沈陽市中水回用工程技術(shù)規(guī)定》的編制工作，在積累一定理論知識和實踐經(jīng)驗基礎(chǔ)上，簡要分析有關(guān)中水回用工程的設(shè)計要點。
2 中水回用水源選擇
建設(shè)中水回用工程，首先要解決的問題是要具備合適的水源。根據(jù)國內(nèi)外中水回用工程實踐，結(jié)合國內(nèi)現(xiàn)狀，在中水水源選擇方面主要有以下幾種途徑：a.冷凝冷卻水；b.屋面雨水；c.生活污水。從以上可選擇水源途徑分析，冷卻水水質(zhì)較好，一般不需深度處理，根據(jù)使用途徑只經(jīng)簡單過濾、消毒后即可使用。而收集屋面雨水需要在建筑物設(shè)計同時，建立能夠滿足使用水量需要的較大容積畜水池，此水源受季節(jié)及降雨影響較大，因此難以真正解決該地區(qū)的旱季缺水問題。采用生活污水作為中水水源則具有水質(zhì)相對穩(wěn)定、處理技術(shù)成熟、水源分布廣泛、成本低廉等一系列優(yōu)點，沈陽市環(huán)境保護工程設(shè)計研究院近年建設(shè)的中水回用工程，在水源選擇方面主要有大中院校、辦公樓、賓館、療養(yǎng)院、住宅小區(qū)及工業(yè)企業(yè)生活排水等，取得了良好的環(huán)境效益和經(jīng)濟效益。
3 中水水質(zhì)確定
目前我國建設(shè)中水回用工程主要采用水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)《生活雜用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》(CJ25.1-89)執(zhí)行，其中對中水的各種使用途徑規(guī)定相應(yīng)的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。近幾年，個別省市根據(jù)本地區(qū)的實際情況，正在編制適合本地區(qū)的中水設(shè)計規(guī)范及技術(shù)規(guī)定。
4 建設(shè)中水回用工程的環(huán)境保護要求
建設(shè)中水回用工程，在考慮生產(chǎn)中水達(dá)到合格使用要求的同時，還應(yīng)對建設(shè)項目本身對周圍環(huán)境的影響加以考慮。如在工程選址方面，要考慮建設(shè)地點與周圍臨近建筑物的安全防護距離，且位于區(qū)域的下風(fēng)向，確保中水工程對周圍環(huán)境不產(chǎn)生臭味、噪聲等二次污染；在處理設(shè)施的布置形式上，要盡可能采用地下，且宜采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，既解決了北方地區(qū)冬季低溫對處理效果的不利影響問題，又不改變地面原使用功能；采取切實有效的污泥處理措施，對產(chǎn)生污泥進(jìn)行妥善處理，根據(jù)我們的實踐經(jīng)驗，一般中小型中水回用工程產(chǎn)生的污泥可排入就近化糞池內(nèi)進(jìn)行消化處理，對于附近沒有污泥消化場所的工程，需要設(shè)污泥儲池，對污泥進(jìn)行脫水處理或存儲一定時間后外運集中處理，污泥儲池要設(shè)曝氣裝置，防止污泥腐敗發(fā)臭。
5 中水回用處理工藝
中水處理工藝的選擇確定應(yīng)考慮中水水源的水量、水質(zhì)和中水的使用功能等因素，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟比較分析后確定。以生活污水為水源而言，中水工程在技術(shù)、經(jīng)濟和管理方面都有成熟經(jīng)驗，目前廣泛采用的有以下幾種處理工藝：
對于污染較輕的原水(如漱洗、淋浴等)，一般BOD5≈50mg/L、SS≈100mg/L，可采用下列處理工藝流程見圖，處理后可達(dá)標(biāo)回用。
原水→格柵→調(diào)節(jié)池→絮凝沉淀(或氣浮)→過濾
↓
←回用消毒
若采用城市污水處理廠的二級出水作為中水原水，在二級處理出水后，再采用上述處理工藝即可達(dá)到回用水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。
對于污染較重的原水如(如食堂、餐廳、生活糞便污水等)，一般BOD5≈100mg/L、SS≈150mg/L、氨氮≈30mg/L、動植物油≈30mg/L，可采用下列處理工藝流程見圖，處理后可達(dá)標(biāo)回用。
原水→格柵→調(diào)節(jié)池→隔油沉淀→生物處理→過濾
↓
←回用消毒
對于其它對水質(zhì)有特殊要求(如電導(dǎo)率、總固體含量等)的中水回用工程，則根據(jù)具體要求采取相應(yīng)處理措施。在確保達(dá)到中水水質(zhì)要求情況下，可采用其它新的處理工藝。
6 消毒方式選擇
回用中水需要進(jìn)行消毒處理，消毒劑的選擇應(yīng)根據(jù)水量、水質(zhì)、回用途徑、工程投資、藥劑的供應(yīng)情況以及操作管理水平等因素，經(jīng)綜合比較后確定。目前液氯、二氧化氯及次氯酸鈉等消毒方式在國內(nèi)都有成熟的使用經(jīng)驗，其中二氧化氯消毒方式從近年開始普及應(yīng)用，主要產(chǎn)品二氧化氯(ClO2)是國際上公認(rèn)的新一代廣譜強力殺菌劑和高效氧化劑，為世界各國所采用。
消毒劑應(yīng)采用機械定比自動投加的加藥方式，這樣既可以節(jié)省藥劑消耗量，又可以實現(xiàn)中水處理工程的自動化運行。消毒劑與水的接觸時間應(yīng)根據(jù)中水回用時的余氯含量計算，但不應(yīng)小于30min。
7 中水回用安全防護措施及運行管理要求
由于中水水質(zhì)的特殊性(介于污水與飲用水之間)，在防止其它污水對其污染同時，也要防止中水進(jìn)入生活飲用水管道系統(tǒng)，污染生活飲用水。為了防止水質(zhì)污染事件發(fā)生，在中水工程的設(shè)計中必須注意以下幾點：
(1)中水管道嚴(yán)禁與生活飲用水管道連接；
(2)中水管道應(yīng)設(shè)明顯標(biāo)志，防止發(fā)生誤接、誤用、誤飲事故；
(3)中水儲池的溢流管應(yīng)設(shè)置格網(wǎng)，防止異物侵入；
(4)中水儲池在設(shè)自來水補水管道時補水管出口應(yīng)高于池內(nèi)最高液面并有一定空氣隔斷距離。
中水回用工程設(shè)計中，應(yīng)盡可能采用自動控制運行方式，處理構(gòu)筑物與設(shè)備的布置合理、緊湊，為工作人員操作管理提供方便。處理設(shè)施的進(jìn)、出水管應(yīng)設(shè)置取樣管及流量計量裝置，工作人員應(yīng)根據(jù)操作規(guī)程的要求，對中水水質(zhì)、水量進(jìn)行定時監(jiān)測，并記錄在案。
8 結(jié)論
(1)生活污水作為中水水源，具有水源廣泛、水質(zhì)水量相對穩(wěn)定等優(yōu)點。
(2)中水處理宜采用生物處理與物化深度處理相結(jié)合的處理工藝，該工藝流程處理成本低廉、技術(shù)成熟。
(3)回用中水均需按要求進(jìn)行消毒處理，生產(chǎn)的中水在儲存和回用過程中采取有效措施，防止水質(zhì)被二次污染。
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