简单中水回用技术设计方案1.docx

1、简单中水回用技术设计方案1 中水回用工程设计方案陕西恒荣环保科技有限公司2016年1月第1章 概述1.1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

2、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

3、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

4、，在此引出了中水概念。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。 1.2 项目概况根据业主提供的资料， 进水水量为20m3/h，进水水质为地表第四类排放水。进水水质按照中水回用模式要求，我们按照国家城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002）一级B标准来进行设计，保证出水达标，实现中水回用。城市生活污水主要污染物为COD、BOD、悬浮物、氨氮、总磷、色度、粪大肠杆菌等。根据我们的经验，生活污水的BOD/COD值在0.

5、3以上，可生化性非常良好，但根据城市污水再生利用景观用水水质的标准要求，我们对COD不做为主要的处理对象，主要对水质的色度、悬浮物、浊度等进行处理。针对污水特性，我们拟提供采用以下方案来进行中水回用污水处理：人工格栅+沉沙调节池+石英砂过滤+活性炭过滤+中水回用池+污泥池的深度处理工艺，保证出水水质可以达到城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002）一级B标准。 第二章 设计水质、水量2.1 污水水质分析根据甲方提供：原水水质为地表第四类排放水。2.2 设计处理量根据甲方提供：Q=20m3/h。则设计处理量：Q=480m3/d。 2.3 设计出水水质按照设计要求，处理后的中水回用于

6、景观、绿化。中水用于景观环境用水，其水质应符合城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002）一级B标准的规定。通过设计要求，其水质应符合城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002）一级B标准的规定。见表2-3。表2-3 城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002）一级B标准(mg/L)序号控制项目排放标准1化学需氧量（CODcr）60mg/L2生化需氧量（BOD5）20mg/L3悬浮物（SS）20mg/L4动、植物油3mg/L5氨氮（以N计）15mg/L6色度（稀释倍数）307PH698粪大肠菌群数/（个/L）104 第三章 设计依据及原则3.1 设计依据中华

7、人民共和国环境保护法中华人民共和国水污染防治法给水排水工程概预算与经济评价手册室外排水设计规范（GB50101-2005）建筑给水排水设计规范（GB50015-2003）污水再生利用工程设计规范（GB503352002）城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002）生活杂用水水质标准（GB/T18920-2002）；数据处理与分析（HY003，4-91）居民小区给水排水设计规范（CECS57-94）建筑中水设计规范（GB50336-2002）给水排水构筑物施工及验收规范（GBJ141-90）机械设备安装工程施工及验收规范（GBJ231-82）回用水标准符合国家城市污水再生利用景观环境

8、用水水质 （GB/T18921-2002）其他相关标准及规范。3.2 设计原则v 根据规划，最大限度减少投资，更好地发挥投资效益。遵循国家环境保护、 城市污水治理的有关政策、法律、法规、标准和规范；v 全过程控制原则 对中水产生、处理、排放的过程进行控制。v 达标排放的基本要求同时加强风险控制意识，从工艺技术、工程建设和监督管理方面提高应对突 发事件的事件。v 生态安全原则有效去除污水中有毒有害物质，减少处理过程中消毒副产物产生和控制出水 中过高余氯，降低二次污染的可能性，保护生态环境安全。v 因地制宜，尽最大限度的利用原有处理工艺中的构筑物及设备，减少改造 工程投资费用。v 采用技术先进，运

9、行稳定可靠，节能、占地少、污泥发生量少、加药量少、 处理率高、成熟、可靠的工艺流程。v 采用可靠的控制系统，做到技术可靠，经济合理。v 采用现代化的技术手段，逐步实现自动控制管理，做到技术可靠、经济合理、 管理方便。v 整体布置在满足使用功能的基础上，力求造型美观，与原有设施及环境协 调一致。第四章 工艺方案选择4.1 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

10、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4-1。表4-1 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

11、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格栅调节池石英砂过滤活性炭过滤清水池8格栅调节池絮凝沉淀膜处理消毒9格栅调节池生化处理膜处理消毒表中第1、4、7、8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、6和9是以生化处理为主的处理流程。以优质杂排水和杂排水为

12、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3、5和6为物化与生化处理相结合的处理流程。其中，第8和9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，但运行成本费用较高。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（O3ClO2Cl2NH2Cl），其氧化能力是氯的2倍，杀菌能力是氯

13、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。本工程通过对水质水量和回用水体的分析，对含有生物污泥处理的工艺流程需配套沉淀或者气浮处理，对含有化学凝沉淀处理的污水成本较高的影响，所以我们采用格栅、调节池、石英砂过滤及活性炭吸附、回用水池的高效处理工艺，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。4.2工艺简介石英砂过滤器，学名浅层介质过滤器，它是利用石英沙作为过滤介质，在一定的压力下，把浊度较高的水通过一定厚度的粒状或非粒的石英砂过滤，有效的截留除去水中的悬浮物、有机物、胶质颗粒、微生物、氯、嗅味及部分重金属离子等，最终达到降

14、低水浊度、净化水质效果的一种高效过滤设备。石英砂滤器是利用一种或几种过滤介质，常温操作、耐酸碱、氧化，pH适用范围为2-13。系统配置完善的保护装置和监测仪表,且具有反冲洗功能，泥垢等污染物很快被冲走，耗水量少，按用户要求可设置全自动功能。在一定的压力下，使原液通过该介质的触絮凝、吸附、截留，去除杂质，从而达到过滤的目的。其内装的填料一般为：石英砂、无烟煤、颗粒多孔陶瓷、锰砂等，用户可根据实际情况选择使用。其过滤精度在0.005-0.01m之间,可有效去除胶体微粒及高分子有机物。石英砂过滤是去除水中悬浮物最有效手段之一，是污水深度处理、污水回用和给水处理中重要的单元。其作用是将水中已经絮凝的污

15、染物进一步去除，它通过滤料的截留、沉降和吸附作用，达到净水的目的。石英砂过滤器集混凝反应、过滤、连续清洗于一体。简化了水处理工艺流程、占地面积小、结构简单、安装操作灵活方便。降低了原水处理工艺多环节的能耗和人工管理费用，减轻了操作难度。应用混凝反应机理和沉降机理，有效地去除水中的悬浮物和胶体物质，有利于在砂滤区进一步降胝出水浊度。过滤介质自动循环，连续清洗，无需停机进行反冲洗。活性碳吸附过滤器缸体采用水力模拟长径设计，并采用粒径合理，比表面积大于 1000/g 的高效活性碳，使其既有上层特效过滤又有下层高效吸附等功能，大大提高产水净化程度和碳的使用寿命。 经活性碳吸附过滤器处理后水质余氯含量：

16、0.1PPM。 对水体中异味、有机物、胶体、铁及余氯等性能卓著，对于降低水体的浊度、色度，净化水质，减少对后续系统（反渗透、超滤、离子交换器）的污染等也有很好的作用。活性炭过滤器是一种较常用的水处理设备，作为水处理脱盐系统前处理能够吸附前级过滤中无法去除的余氯,可有效保证后级设备使用寿命，提高出水水质，防止污染，同时还吸附从前级泄漏过来的小分子有机物等污染性物质，对水中异味、胶体及色素、重金属离子等有较明显的吸附去除作用，还具有降低COD的作用。可以进一步降低RO进水的SDI值，保证 SDI5，TOC2.Oppm。活性炭过滤器的设计参数应根据进水水质、处理要求和活性炭的种类，参考类似污水处理行

17、业的运行经验或通过试验确定，并应符合下列原则：1、应选择机械强度好、吸附速度快、吸附容量大的活性炭2、活性碳过滤器的滤速可参考下表滤速功能线速度（m/h）空间速度去除有机物10510去除游离余氯2010活性炭过滤器放在氢离子交换器之后，滤速可适当提高。3、活性碳过滤器应进行定期反洗。4.3工艺流程根据处理的废水水量、水质及处理要求，本方案采用格栅调节池+石英砂过滤处理+活性炭吸附过滤+回用水池和PLC自控系统相结合的工艺思路，工艺流程如图4 -3所示。图4-3 污水工艺流程图4.4工艺流程说明4.4.1 污水收集排放污水在污水调节池中收集均质，调节池前端设置人工格栅，经过滤器最终排入回用水池收

18、集，由提升泵进行景观绿化等工作。4.4.2石英砂过滤系统调节池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。4.4.3 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，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

19、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。4.4.4 污泥收集系统经过由石英砂过滤器和活性炭过滤器反冲洗的废水，通过PLC自动控制，废水排放至污泥池，污泥长时间浓缩之后排掉上清液，进行外运处置。4.5工艺特点 原水进入调节池后进行调节水量均匀水质，保证后续处理单元的稳定运行。 人工格栅可以有效的拦截大于5mm以上固体或者其他杂物，保护设备的正常运行，并且人工格栅操作简单，便于维护管理。 石英砂过滤器运行简单，方便维护，反冲洗利用过滤出水，节约成本，且石英砂耐污染，在进行反冲洗时，反冲洗污水排至调节池。石英砂过滤器采用一用

20、一备，进行反冲洗时通过阀门调节不影响整体运行。 活性炭能够有效的吸附水中的游离态物质和无机物，并且能够有效地去除余氯，对回用水起到很好的高效处理作用。 通过PLC远程自动控制，减少了人为繁琐操作，节约成本，经济可行。第五章 工艺设计5.1主要设备、构筑物设计5.1.1 格栅池 用以截阻大块的呈悬浮状态的污物。在污水处理流程中，格栅是一种对后续处理构筑物或水泵机组具有保护作用的处理设备。本工程采用人工格栅：型号GF-800，数量1台，渠宽800mm，渠深1700mm，栅隙5mm，栅前流速0.6 1.0 m/s，安装角度60度。由于处理水质为地表四类水质，出渣量相对较小，清渣方式采用人工清渣，定点

21、收集外运。 格栅池 LBH40.81.7m有效容积 4.5m3结构方式 地下式钢筋混凝土结构说明：在格栅池内安装一套人工格栅，材质碳钢做防腐处理。5.1.2调节池 由于原水排放具有非连续性，污水浓度和产生量波动较大，这些特点给污水处理带来一定的难度，必须设一调节池给予均合调节污水水质水量，才不致后续处理受到较大的负荷冲击。为了保证处理设备的正常运行，在污水进入处理设备之前，必须预先进行调节。将不同时间排出的污水，贮存在同一水池内，并通过机械或空气的搅拌达到出水均匀的目的，此种水池称为调节池。调节池根据来水的水质和水量的变化情况，不仅具有调节水质的功能，还有调节水量的作用，另外调节池还具有预沉淀

22、、预曝气、降温和贮存临时事故排水的功能。本设计中，拟选用矩形水质调节池。污水从栅后渠道自流入调节池。主要参数调节池 一座池体尺寸 LXBXH= 5*4*4.5m有效水深 4m总容积 90m3有效容积 80m3停留时间 4h 结构方式 半地下式钢筋混凝土结构配套设备 潜水泵2台（1用1备）型号：80WQ25-20-2.2 流量：25m3/h，扬程：20m，功率：2.2。说明：潜水泵配套与石英砂过滤器单元，和活性炭过滤器串联使用。5.1.3石英砂过滤器 作用是过滤去除污水中的杂质，降低出水中的悬浮物和浊度。滤罐采用上下向流，滤速取10.0米小时；反冲强度10升（米2秒）；反冲时间5分钟。型号 16

23、00mm设计容积 4.2m3材质 Q235R数量 2台（1用1备）滤料体积 2.8m3滤料 石英砂配套设备 反清洗泵1台定期对过滤系统进行 反冲，保证其 正常过滤出水水质。反洗泵参数： 流量：60m3/h， 扬程：27m，功率：11KW。说明：石英砂过滤器和活性炭过滤器共同配备1套反冲洗水泵，通过自动控制系统调节来控制其工作状态。5.1.4活性炭过滤器主要对水中异味、胶体及色素、重金属离子等有较明显的吸附去除作用，还具有降低COD的作用。型号 1600mm设计容积 4.8m3材质 Q235R数量 2台（1用1备）滤料体积 3m3滤料 活性炭5.1.5中水回用池过滤系统处理完毕排出的清水进入池中

24、存储，便于景观、绿化利用。多余的中水通过溢流口经市政管道外排。中水回用池 一座池体尺寸 LXBXH= 6*5*4.5m有效水深 4m总容积 135m3有效容积 120m3停留时间 6h 结构方式 半地下式钢筋混凝土结构配套设备 潜水泵1台型号：80WQ25-20-2.2 流量：25m3/h，扬程：20m，功率：2.2。5.1.6污泥收集池收集来自过滤器单元的污泥，并且经过污泥自身重力浓缩沉淀。污泥池 一座池体尺寸 LXBXH=3*3*4m总容积 36m3有效容积 31.5m3停留时间 24h有效水深 3m含水率 98%结构 半地下钢筋混凝土说明：由于产生的污泥量少，不设置污泥输送设备，污泥采用

25、人工定期清捞的方式处理池内污泥。5.1.7 PLC控制系统自动控制系统由一台PLC控制机（可编程序控制器）为核心，控制整个过滤处理系统所有的输入/输出开关量，起动或停止动力设备、阀门等执行机构，检测运行系统的各种状态参数等。控制柜 1套 外型尺寸 LBH=8006001200mm5.2建筑结构设计5.2.1设计依据砌体结构设计规范 GBJ388建筑地基基础设计规范 GBJ789建筑结构荷载规范 GBJ987混凝土结构设计规范 GBJ1089建筑抗震设计规范 GBJ1189给水排水工程结构设计规范 GBJ6984构筑物抗震设计规范 GB50191935.2.2 结构设计地基处理由于无详细的地质勘

26、探数据，所以本设计方案在土建报价中未包括特殊地基处理费用。如果地基情况一般，不是很坏，按常规做法可采用级配砂石换土、压实挤密，以改变地质状况，提高地基承载力。另外，如果地下水水位较高，施工时可采用井点降水（此时报价按常规地基处理来报价）保温措施 池体冻层部分采用苯板抹灰保温，地上管道部分采用岩棉包裹铁皮保温，地下管道部分采用岩棉包裹玻璃纤维布保温。结构选型及措施水池一律采用C25 抗渗混凝土加膨胀剂UEA，采用钢制止水带进行止水处理。辅助生产建筑物均采用砖混结构形式，砖墙承重，适当设置构造柱和圈梁，加强建筑物的刚度以利抗震，基础采用钢筋混凝土或砖条形基础，屋面采用预制钢混凝土空心板。5.2.3

27、钢筋混凝土工程 混凝土保护层厚度：基础及池底板底面35mm，池壁、池底板顶面、梁柱25mm，池顶板15mm。 池底板施工时，为固定上下层钢筋，可加马镫，12500梅花形布置，现场可根据自己的经验施工。 竖向池壁内双排筋拉筋6500梅花形布置。 圈梁转角处配筋做法按97G329（一）（九）之二中页10要求施工。圈梁内钢筋搭接也按此图施工。有关抗震节点要求等均选本图集。 构造柱施工要求见国标图集88SG363。 所有门窗过量均须预埋与门窗相联接预埋件，其位置详件与其相应的建筑图集。门窗做法可采用当地习惯做法。 预埋拣选自标准图集91SG362。 防水套管做法应按国标图集给水排水标准图集合定本S3（

28、上）防水套管S312页8-8型刚性防水套管图施工。 水池内外壁抹20厚1：2水泥砂浆（内掺5的防水剂）作为硬防水，水池抗渗应以混凝土本身抗渗为主，硬防水作为辅助抗渗措施，因此浇注混凝土时必须切实振捣密实，以防渗水。 水池施工中混凝土是施工的关键，在混凝土达到强度前，应严格控制连续保持 表面湿润，避免在干模后产生裂缝，混凝土中应采用UEA型混凝土膨胀剂，掺入量为水泥用量的812。 钢筋长度不足时应采用对焊，也可采用搭接焊或绑扎。搭接长度为焊接时不小于10d（d为钢筋直径）；绑扎时级钢筋不小于48d(用于C20)，42d(用于C25)；级钢筋不小于36d(用于C20),30d(用于C25)；搭接的

29、接头应相互错开，位于同一截面处的钢筋接头绑扎时不应大于总量的25（受拉区）；50（受压区）。 所有池壁及其它构件预留孔洞及埋件，预埋防水套管的大小及位置必须根据工艺设计图纸进行预埋或预留，在浇注混凝土前进行复查验收，在孔洞处的钢筋应尽量饶开（b或d=300mm。 孔洞尺寸大于300mm且小于1000mm，及预埋套管DN大于250mm且小于1000mm时洞管边应加固。 水池在土建完成后应及时回填覆土，回填时应沿水池四周分层进行，防止局部超填。5.2.4 其它 焊缝必须保证质量，焊缝高度除注明外均为6mm，沿搭接长度满焊。 所有外露铁件均须认真除锈刷防锈漆两道并加强检查，定期刷漆。 砖砌墙体要求灰

30、浆饱满，外墙转角及内墙转角交接处，应同时咬槎若采用留槎砌筑应采用坡槎。第六章 电气设计6.1 设计原则为了保证污水处理系统运行的稳定和高效，减轻劳动强度，改善操作环境，同时为了实现污水处理系统的现代化生产管理，自控仪表系统在充分考虑本工程污水处理工艺特性的基础上，按照具有先进技术水平的现代化污水处理厂进行设计。自控仪表设计中遵循以下原则： 操作、管理水平先进，技术应用合理，系统性能价格比最优的原则； 自控系统遵循“集中管理、分散控制、资源共享”的原则； 仪表系统遵循“工艺必需、计量达标、实用有效、免维护”的原则； 综合考虑配置的灵活性、易扩展性原则。6.2 设计范围本工程电气设计包括污水处理场内部的动力、照明设计、主要内容如下： 工程用电设备的电气负荷计算； 工程用电设备的电气控制； 动力电缆和照明电缆（线）的敷设； 构筑物防雷及接地注：设计界限为本工程电气控制系统。6.3 设计所遵循的文件、标准和规范 污水处理厂工程技术要求； 工艺流程对本专业的要求； 工艺专业及其它有关专业提供的资料、数据； 下列的设计标准、规范：工业自动化仪表工程施工及