城市中水回用處理工藝試驗(yàn)研究

蔣維

（杭州大禹水利工程咨詢有限公司，浙江杭州311231）

城市中水回用處理工藝試驗(yàn)研究

蔣維

（杭州大禹水利工程咨詢有限公司，浙江杭州311231）

針對杭州城市用水日趨短缺的嚴(yán)重問題，在杭州城西區(qū)塊進(jìn)行中水處理試驗(yàn)。通過構(gòu)建中水處理的兩種方案，確定在多雨、少雨、干旱3種情況下中水處理達(dá)到的效果。結(jié)果表明，原水—＞格柵—＞調(diào)節(jié)池—＞高效沉淀—＞過濾—＞消毒—＞中水回用的處理方式能取得較好的處理效果，具有較高的經(jīng)濟(jì)性。

民用建筑；中水；接觸氧化；高效沉淀

杭州市雖然位于江南水鄉(xiāng)，但正面臨缺水的尷尬。近年來，隨著杭州城市上游錢塘江、東苕溪兩大流域工業(yè)企業(yè)的快速發(fā)展，用水急劇增加，造成了水環(huán)境污染、水污染等問題，再加上居民生活用水需求的提高以及生態(tài)需水量的增加，杭州市水資源供需矛盾日益突出[1]。

城市雨水和生活污廢水的再生回用，是解決杭州市日益嚴(yán)重的缺水問題的主要途徑之一。本試驗(yàn)選擇杭州市城市雨水與生活雜排水作為中水原水，對中水處理的工藝進(jìn)行試驗(yàn)研究。通過對兩種中水處理工藝方法的比較和評價，為城市中水的處理提供參考依據(jù)。

1 試驗(yàn)材料和試驗(yàn)方法

1.1 試驗(yàn)地點(diǎn)

本試驗(yàn)地點(diǎn)選擇在浙江省杭州市西湖區(qū)城西區(qū)塊。該區(qū)塊地處杭州市西北部，地勢平坦，建筑物布置密集，高校云集，住宅小區(qū)多，人口密集且經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)，排水管網(wǎng)密布，在杭州城市區(qū)塊中具有典型性。

1.2 試驗(yàn)材料

收集該區(qū)塊在多雨、少雨、干旱時的水樣樣本，分多雨、少雨、干旱3種情況，模擬不同的氣候、季節(jié)條件，進(jìn)行水樣配比試驗(yàn)處理工藝流程。

水源分為以下3種情況：①多雨季節(jié)，雨水量豐富，受污染程度低，雨水與優(yōu)質(zhì)生活雜排水比例為7∶3；②在少雨情況下，雨水與生活雜排水比例為3∶7；③在干旱情況下，以生活雜排水為中水水源，即雨水量占比例為0[2]。3種不同情況下的中水原水詳細(xì)配比，見表1。

表1 不同情況下的中水原水詳細(xì)配比

1.3 試驗(yàn)方法

由于中水來源中有化糞池水，在中水處理過程中除降低原水的色度和濁度外，還要去除懸浮物和有機(jī)物。初步擬定以下兩種方案：

（1）方案1：原水—＞格柵—＞調(diào)節(jié)池—＞高效沉淀—＞過濾—＞消毒—＞中水回用。原水先由格柵去除污水中較大的固形污染物，之后將水由提升泵提升到曝氣調(diào)節(jié)池。同時，調(diào)節(jié)池進(jìn)行預(yù)曝氣，防止污水腐敗、沉淀，均化水質(zhì)，去除一定量的CODcr和BOD5，并在調(diào)節(jié)池內(nèi)增設(shè)了集泥坑和除臭排氣管。隨后進(jìn)入該方案的主要處理構(gòu)筑物高效沉淀池，使污水中較大的顆粒沉淀下來，從而進(jìn)一步處理水中懸浮物及其他污染物；經(jīng)過高效沉淀池處理后的水已去除了大部分的污染物、BOD5、CODcr；最后進(jìn)行過濾消毒截留水中懸浮雜質(zhì)，從而使水獲得澄清，降低水的濁度；水中的有機(jī)物、細(xì)菌乃至病毒都隨水的濁度降低而被部分去除，最終達(dá)到中水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。

（2）方案2：原水—＞格柵—＞調(diào)節(jié)池—＞生物接觸氧化—＞沉淀—＞消毒—＞中水回用。原水先由格柵去除污水中較大的固形污染物，經(jīng)格柵處理之后的水由提升泵提升到曝氣調(diào)節(jié)池。同時，調(diào)節(jié)池進(jìn)行預(yù)曝氣，防止污水腐敗、沉淀，均化水質(zhì)，且去除一定量的CODcr和BOD5，為后續(xù)的好氧生化處理創(chuàng)造有利條件。隨后出水進(jìn)入生物接觸氧化池。生物接觸氧化池是本處理工藝的核心單元，它是利用填料上附著生長的生物膜氧化水中的有機(jī)污染物，從而達(dá)到去除污染物的目的；同時，采用射流曝氣設(shè)備作為接觸氧化池的充氧手段去除大部分的污染物，最后經(jīng)二次沉淀消毒處理使水質(zhì)達(dá)到中水標(biāo)準(zhǔn)。

1.4 試驗(yàn)所測指標(biāo)及使用方法

本組試驗(yàn)研究所測指標(biāo)有濁度、pH、BOD5、CODcr、SS、總氮、氯化物，所測各種指標(biāo)方法見表2。

表2 各種指標(biāo)方法統(tǒng)計

1.5 試驗(yàn)數(shù)據(jù)及分析

在多雨時，方案1和方案2對濁度的去除率分別為86.8%、73.7%；pH處理前后都符合標(biāo)準(zhǔn)；BOD5去除率分別為83.3%、75.0%；CODcr去除率分別為88.9%、87.5%；SS的去除率分別為94.6%、93.6%；氯化物的去除率分別為78.3%、65.5%；總氮在處理前沒有受到大的污染，所以處理前后都符合標(biāo)準(zhǔn)，處理效果不明顯。

比較而言，方案1在濁度、BOD5、CODcr、氯化物方面的去除率略高，其他指標(biāo)相近且都達(dá)標(biāo)。在多雨時采用方案1比較適合，原水、出水指標(biāo)比較見表3。

表3 原水、出水指標(biāo)分析對比（多雨時）

在少雨的情況下，濁度、BOD5、CODcr、氯化物的去除率略高，SS略低。但就總?cè)コ识?，在少雨時仍是方案1更加適合去除污染物。具體原水、出水各指標(biāo)數(shù)據(jù)和去除率，見表4。

表4 原水、出水指標(biāo)分析對比（少雨時）

在干旱情況下，收集日常生活中的污、廢水進(jìn)行處理，在處理后發(fā)現(xiàn)方案1在去除濁度、BOD5、CODcr、SS、氯化物的程度上都略高于方案2?？傮w而言，在干旱時采用方案1處理工藝更加適合。具體原水、出水和去除率數(shù)據(jù)，見表5。

表5 原水、出水指標(biāo)分析對比（干旱時）

2 結(jié)果分析

根據(jù)以上數(shù)據(jù)，可以畫出不同水質(zhì)不同方案處理結(jié)果對比圖表，以便更加直觀地研究在什么情況下適合哪種方案？哪種方案對哪個指標(biāo)的去除率高？

由圖1可知，在每種情況下，方案1對CODcr、BOD5等的去除率都高于方案2，所以方案1的方法更適用于小區(qū)生活用水和雨水的處理。在多雨、少雨、干旱3種情況下，多雨處理后中水水質(zhì)優(yōu)于少雨，少雨優(yōu)于干旱。

圖1 不同水質(zhì)不同方案處理結(jié)果對比

兩方案在多雨、少雨和干旱情況下的各類污染物去除效果，如圖2-3所示。

3 結(jié)語

圖2 方案1多雨、少雨、干旱時處理結(jié)果對比

圖3 方案2多雨、少雨、干旱時處理結(jié)果對比

從上述數(shù)據(jù)分析看，不管方案1還是方案2，處理前后總氮指標(biāo)沒有太大變化，沒有明顯的去除率，而對總氮以外的其他指標(biāo)都有較高的去除率。作為中水水源而言，在雨量豐富的情況下，充分收集雨水，經(jīng)過處理獲得的水質(zhì)是最優(yōu)質(zhì)的，如北京奧運(yùn)場館的雨水利用和中水回用，就是充分利用雨水。

在多雨、少雨、干旱3種情況下，方案1比方案2更適合去除雜質(zhì)。在居住小區(qū)、校園生活區(qū)，妥善收集雨水和生活雜排水，建造中水處理回用站，處理后所得中水用來沖洗廁所、澆灑綠地、清潔道路等，可以節(jié)約水資源，減少污水向城市下水道的排放量，減輕城市污水收集和處理設(shè)施的負(fù)荷，具有良好的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。

[1]孟光輝，高增利.可持續(xù)利用的杭州市水資源[J].浙江水利水電專科學(xué)報，2008，（3）.

[2]孟光輝，高增利.中水工程實(shí)例及評價[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2003.

TV213.9

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1004-7328（2014）04-0057-03

10.3969/j.issn.1004-7328.2014.04.020

2014-03-14

蔣維（1980-），男，工程師，主要從事水利工程咨詢監(jiān)理工作。