第5章中水工程

1、小區(qū)中水回用的意義在國外比如美國，以色列，日本等國很早就開展了污水回用。在我國近20年發(fā)展起來。目前有一些地方已經(jīng)利用。北京的高碑店污水處理廠建成了我國最大的污水回用工程，回用規(guī)模為30萬m/d，回用對(duì)象主要是河湖補(bǔ)水、城市綠化、噴灑道路和熱電廠冷卻用水。 小區(qū)中水回用的意義 使水資源得到合理利用，并使其發(fā)揮最大效益。 污水回用比遠(yuǎn)距離調(diào)水造價(jià)低，比海水淡化經(jīng)濟(jì)，污水回用既節(jié)約了水資源，也消除了污染環(huán)境，具有雙重的經(jīng)濟(jì)效益1以色列位于地中海東岸，大部分為干早和半干早地帶，人口600多萬，水資源總量少，由于開采量過大，導(dǎo)致地下水水位下降和水質(zhì)惡化。為了解決水資源與用水需求之間的矛盾，采取了污水回

2、用措施。處理過程為:城市污水的收集一傳輸?shù)教幚碇行囊惶幚砑竟?jié)性儲(chǔ)存輸?shù)接脩粢皇褂眉鞍踩幹?。在回用方式上，包括小型社區(qū)的就地回用，中等規(guī)模城鎮(zhèn)和大城市的區(qū)域級(jí)回用。美國的城鎮(zhèn)污水處理設(shè)施已經(jīng)非常完善，城市二級(jí)污水處理廠己得到100%普及，城鎮(zhèn)污水回用己進(jìn)入大規(guī)模生產(chǎn)應(yīng)用階段，尤其是在氣候干旱的西部地區(qū) 佛羅里達(dá)州St. Petersburg城被認(rèn)為是美國城市污水回用的先驅(qū)。該城三面 環(huán)海，年降水量1400mm，其中50%集中在夏季，蒸發(fā)量很大(1000mm);地勢(shì)平坦，無法建庫貯水，余下400mm的降水變成徑流匯入大西洋。該城建成了世界上最大的城市污水回用系統(tǒng):將二級(jí)污水處理廠改造成三級(jí)處理廠

3、，建成回用水管網(wǎng)，將凈化后的再生水用于工業(yè)冷卻、草地澆灌、建筑中水的消防，剩余的回用水通過深井注入地下含鹽水層。 佛羅里達(dá)州的圣彼得堡，是美國唯一完全實(shí)現(xiàn)污水循環(huán)的大城市，它利用了自己產(chǎn)生的全部污水，不向周圍河湖排放任何污水，這個(gè)城市有兩套配水系統(tǒng)，一套系統(tǒng)輸送新鮮淡水供飲用和家庭用水，另一套系統(tǒng)輸送中水用于灌溉公園、 綠地、草坪以及清洗車輛等其它用水標(biāo)準(zhǔn)較低的地方。 美國污水回用最典型的城市是洛杉磯，當(dāng)?shù)厮Y源貧乏，歷來依靠外調(diào)水以滿足不斷增長的用水需求，由于昂貴的建設(shè)費(fèi)用與環(huán)境壓力，擴(kuò)建新水源異常困 難，污水回用成為彌補(bǔ)水資源供需缺口的重要方法。小區(qū)中水回用的措施小區(qū)中水的用途 1、小區(qū)環(huán)

4、境用水，用于道路澆灑、綠化、景觀、消防等用水 2、小區(qū)雜用水，沖洗汽車、建筑施工以及建筑內(nèi)廁所沖水污水回用措施小區(qū)污水直接回用 比如洗臉?biāo)葍?yōu)質(zhì)雜排水可直接沖洗便器小區(qū)污水處理后回用 各種小區(qū)的污廢水及雨水進(jìn)行收集再進(jìn)行處理達(dá)到所要求的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，用于小區(qū)的環(huán)境用水和小區(qū)雜用水，亦即中水回用。小區(qū)中水回用系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)完全的城市區(qū)域中水系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)有、建筑小區(qū)區(qū)域系統(tǒng)和單元系統(tǒng)組成，形成污廢水資源化最大的可靠網(wǎng)路城市區(qū)域系統(tǒng)：以城市污水廠為基礎(chǔ)，污水廠出水達(dá)標(biāo)后，增設(shè)處理設(shè)備和配套管網(wǎng)。用于城市的建筑用水，消防用水以及其他對(duì)水質(zhì)要求不高的地方?？梢灾苯佑糜谛^(qū)中水回用建筑小區(qū)中水回用系統(tǒng)單元中水回用系統(tǒng)

5、城市和小區(qū)供水和回用即水源 水處理 供水 排水 治污 中水回用的閉環(huán)系統(tǒng)建筑小區(qū)中水原水集流系統(tǒng)小區(qū)中水原水集流系統(tǒng)類別建筑小區(qū)中水原水系統(tǒng)分類方法有三種：1、按照用水設(shè)備排放水種類分，2、按小區(qū)雨水集流排放系統(tǒng)組分3、按排水體制分一、按用水設(shè)備排放水種類分類1、便溺排水集流系統(tǒng) 該系統(tǒng)專門收集和排除小區(qū)各建筑內(nèi)便溺衛(wèi)生器具后的糞便水2、盥洗排水集流系統(tǒng)該集流系統(tǒng)專門收集和排除小區(qū)各建筑內(nèi)盥洗槽、洗臉盆，洗衣機(jī)等排出的水3、淋浴排水集流系統(tǒng)該集流系統(tǒng)專門收集和排除小區(qū)各建筑內(nèi)淋浴器、浴盆、浴池排出水。4、廚房水排水集流系統(tǒng) 該集流系統(tǒng)專門收集和排除小區(qū)各建筑內(nèi)廚房、食堂、飯店用于鍋、碗、食品等

6、洗刷后的水，含有少量的食物油和動(dòng)物油。二、按小區(qū)雨水集流排放系統(tǒng)組成分類 小區(qū)雨水集流系統(tǒng)用于 收集和排除 在屋面和地面的雨水1、屋面雨水收集和排除系統(tǒng)（1）檐溝排水系統(tǒng)（2）天溝排水系統(tǒng)（3）內(nèi)排水系統(tǒng)地面雨水收集和排降系統(tǒng) 降落在地面上的雨水流入雨水口在進(jìn)入雨水井、雨水管進(jìn)行集流和排放 三、按排水體制分按小區(qū)排水體制分為合流制和分流制兩類1）合流制 兩種或兩種以上的污水用同一集流系統(tǒng)，稱為合流制 小區(qū)采用合流制能減少管材，構(gòu)筑物的建設(shè)費(fèi)用， 便于管理，建筑內(nèi)采用合流制使排水管最少，安裝簡單，投資少。但增加了中水處理的難度，和投資運(yùn)行費(fèi)用2）分流制常用的小區(qū)中水原水集流系統(tǒng)在中水工程中，中水

7、原水分優(yōu)質(zhì)雜排水，雜排水，生活污水三類優(yōu)質(zhì)雜排水指盥洗水，淋浴水，雨水，洗衣機(jī)水等雜排水指優(yōu)質(zhì)雜排水還含有廚房洗滌水生活污水指污水中含有糞便水中水原水的水質(zhì)、水量應(yīng)根據(jù)中水的水量，水質(zhì)進(jìn)行選擇和使用，有利于經(jīng)濟(jì)合理地設(shè)計(jì)中水工程優(yōu)質(zhì)雜排水集流系統(tǒng) 優(yōu)質(zhì)雜排水系統(tǒng) 主要收集和排除盥洗水、淋浴水、雨水、洗衣機(jī)水雜排水系統(tǒng) 主要收集和排除盥洗水、淋浴水、雨水、洗衣機(jī)水、廚房洗滌水生活污水集流系統(tǒng)生活污水集流系統(tǒng)收集排除含有糞便的污水建筑內(nèi)清污分流系統(tǒng) 為了實(shí)現(xiàn)建筑小區(qū)排水清污分流，必須首先對(duì)建筑內(nèi)排水進(jìn)行清污分建筑小區(qū)中水原水、用水和水量平衡建筑小區(qū)的中水原水中水原水的概念中水原水系指中水水源，該水

8、源經(jīng)處理后達(dá)到中水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。中水水質(zhì)介于飲用水水質(zhì)和生活污水之間。即中水原水水質(zhì)低于中水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，更低于生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)中水原水的種類 中水原水有城市污水廠達(dá)標(biāo)排放的排出水，建筑小區(qū)居民生活排水和某些水質(zhì)較好的生產(chǎn)排水。1、城市污水廠達(dá)標(biāo)排放的排除水 該排放水若引致小區(qū)在經(jīng)過處理可作為不與人接觸的沖廁水， 綠化灑水，沖洗道路，和消防等用水，即中水 水量充足可靠，不受季節(jié)和環(huán)境的影響，但投資較大，受條件限制，作為水原困難相對(duì)較大小區(qū)生活污水中中水水原1）糞便污水2）洗滌水3）淋浴水4）洗衣水5）廚房用水降水其他水冷卻水，鍋爐排污水， 軟化水的反沖洗水可供小區(qū)中水用原水1、中水的選擇條件 有穩(wěn)定的水

9、量，滿足中水供應(yīng)的水量要求；原水污染較輕，易于處理和回用，投資和運(yùn)行費(fèi)用較低；易于收集和集流；原水本身和經(jīng)處理回用對(duì)人體、中水用水器具、環(huán)境無害；在處理過程中不產(chǎn)生嚴(yán)重污染；節(jié)約水資源效果明顯；有利于保護(hù)水環(huán)境；促進(jìn)當(dāng)?shù)氐母鞣N效益的提高；有助于小區(qū)建設(shè)；2、小區(qū)中水用原水 目前常用的有糞便污水，洗滌水，淋浴水，洗衣水，廚房排水，冷卻水。一般有三種組合1、盥洗水和淋浴排水（有時(shí)包括冷卻水）組合2、盥洗水和淋浴排水和廚房排水 3、生活污水水量平衡水量平衡的作用 小區(qū)中水系統(tǒng)水量平衡，是指中水的原水量、處理水量、和中水用量三者之間形成的平衡，亦即中水原水量，處理水量能夠滿足中水用量的要求。 水量平衡

10、是進(jìn)行中水原水集流和處理，中水輸配水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、施工、投資的重要依據(jù)水量平衡的原理在建筑小區(qū)中，污水經(jīng)處理以后再回用至衛(wèi)生器具、用水器具用水。若是中水系統(tǒng)，上述污水為中水原水，處理后水為中水，原水量與中水量相等，無需自來水補(bǔ)充，形成一個(gè)閉合循環(huán)系統(tǒng)。他們之間即中水原水量和中水量相等，處在水量平衡若在中水和輸送的過程中有漏失和蒸發(fā)量，使得中水原水量減少，也減少了中水量，需部分自來水補(bǔ)充，建筑小區(qū)中水站 建筑小區(qū)中水站 在實(shí)際的建筑小區(qū)中，有些衛(wèi)生器具和用水只能用自來水， 而有些器具和用水可用低于自來水水質(zhì)的其他水，即中水中水原水量計(jì)算 按日用水量定額分配比例法計(jì)算公式 如下：dbQQ1按最高日中

11、水用水量不同用途計(jì)算 Q3=Qc+Qs+Qq+Qn+QxQ3中水用水量Qc沖廁中水用水量Qs澆灑綠化道路保潔中水用水量Qq汽車中水用水量Qb空調(diào)冷卻水中水補(bǔ)充量Qn中水作采暖系統(tǒng)補(bǔ)充水量Qx汽車庫地面沖洗用水中水用水量的計(jì)算水量平衡1、水量平衡設(shè)計(jì)步驟1）根據(jù)所定的中水用水時(shí)間及計(jì)算用量擬定出中水用量的逐時(shí)變化曲線2）繪出中水站處理水量變化曲線，其由處理設(shè)備工作情況所決定。處理量 q=（1.101.15）Qd/t3）根據(jù)以上兩條曲線之間所圍面積最大者確定中水系統(tǒng)中原水、處理水、用水之間的調(diào)節(jié)量4）如中水最大用量是連續(xù)發(fā)生在幾小時(shí)內(nèi)，可將這連續(xù)幾小時(shí)道德最大用量之和作為中水調(diào)節(jié)池容積，一般連續(xù)最

12、大小時(shí)數(shù)不超過6 水量平衡措施 為使中水原水量、處理水量、中水用量保持均衡，使中水產(chǎn)量和中水用量在一天內(nèi)逐時(shí)地不均勻變化以及一年內(nèi)各季的變化得到調(diào)節(jié)，必須采取水量平衡措施 平衡措施有中水原水貯存池（如調(diào)節(jié)池），中水貯存池（如中水池），還有自來水補(bǔ)充調(diào)節(jié)和水的溢流超越等某市居住小區(qū)，人口4920人， 可住224人/幢，共10幢，用水量140L/（人.天)可住200人/幢，共8幢，用水量150L/（人.天）;可住180人/幢，用水量160L/（人.天）,共6幢;幼兒園，130人，60L/（人.天）; 綜合商店面積1480平方米,用水量10L/m2.天 沖廁水30%，廚房30%， 洗滌水17%，洗浴

13、水7%,洗衣12%，序號(hào)建筑名稱無中水沖廁自來水用量自來水用量中水原水量=無中水沖廁自來水用量*(洗滌水17%+洗浴水7%+洗衣12%) 中水用量沖廁水綠化總量224人/幢，10幢313.6219.52112.89694.0815.68109.76200人，8幢24016886.4721284180人,6幢172.8120.9662.20851.848.6460.48幼兒園7.85.462.8082.340.392.73綜合商店4.83.361.7281.440.241.68總計(jì)739517.3266.04221.736.95258.65（ 原 排 水 739）219.52168200.741

14、53.6110.5924.9923.072120.965.463.36316.6240172.87.84.836.95綠化258.68266.0494.087251.842.341.441.7282.80862.20886.4112.896中 水 原 水中水工程污水處理工藝及設(shè)備設(shè)施本部分重點(diǎn)1.掌握常見的污水處理方法及工藝流程2.掌握各處理設(shè)備的選型特點(diǎn)（一）污水的物化處理方法 1.篩濾法:篩網(wǎng)、格柵、濾池等 2.沉淀法 ：沉砂池、沉淀池等 3.氣浮法：氣浮法用于從污水中去除密度小于1的 懸浮物，油類和脂肪，并用于污泥的濃縮。 4.反滲透法:多用于海水淡化. 5.活性炭吸附法：去除常規(guī)處理方

15、法難以去除的 臭味,色度和有機(jī)物.一、常見的污水處理方法（二）污水的生化處理法污水的生物化學(xué)處理法是利用微生物的代謝作用,使污水中呈溶解、膠體狀態(tài)的有機(jī)污染物轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的無害物質(zhì).主要有: 1.好氧法：多用于處理城市污水及有機(jī)性生產(chǎn)污水，有活性污泥法和生物膜法 2.厭氧法：多用于處理高濃度有機(jī)污水或污水 處理過程中產(chǎn)生的污泥。（三）污水處理膜濾法污水處理的膜處理法即采用膜把水中的污染物分離出去，達(dá)到凈化的目的。膜去除水中的污染物機(jī)理是：膜表面孔徑的機(jī)械篩分作用，膜孔阻塞、阻滯作用和膜表面及膜孔對(duì)污染物的吸附作用。二、中水污水處理工藝中水污水處理的特點(diǎn)和要求l污水處理的特點(diǎn)1、污水處理的水量較小

16、2、污水處理水量變化大3、污水處理綜合技術(shù)強(qiáng)4、污水處理環(huán)保要求高l污水處理的要求1、中水回用水質(zhì)必須符合雜用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)2、要求有充裕的資金3、管理水平要高工藝選擇工藝選擇中水回用處理一般包括預(yù)處理、主處理及深度處理三個(gè)階段。預(yù)處理階段主要有格柵、格網(wǎng)、毛發(fā)聚集器和調(diào)節(jié)池，主要作用是去除污水中的固體雜質(zhì)和均勻水質(zhì)及調(diào)節(jié)水量；主處理階段是中水回用處理的關(guān)鍵，主要作用是去除污水的溶解性有機(jī)物；深度處理階段砂過濾、活性炭過濾及消毒主要以消毒處理為主，保證出水達(dá)到中水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。處理工藝的選擇依據(jù)1、根據(jù)中水原水的水量與水質(zhì)，供應(yīng)的中水水量與水質(zhì)等實(shí)際情況確定處理工藝。2、小區(qū)生活污水的污染處理主要為有

17、機(jī)物、降解有機(jī)物的處理流程以生物處理為主。小區(qū)生物處理多以接觸氧化、生物轉(zhuǎn)盤、MBR（膜生物反應(yīng)器）為主3、中水處理工藝的消毒工藝是必不可少的，應(yīng)采用先進(jìn)可靠的消毒滅菌工藝4、盡可能選擇小型的、高效的、一體化的中水處理，努力降低工程費(fèi)用和能耗5、充分注意水處理工藝中所選設(shè)備對(duì)小區(qū)帶來的臭味、噪聲的危害6、因小區(qū)中水處理中有自己的特點(diǎn)，切不可生搬硬套城市污水處理廠的處理工藝7、選用中水工藝時(shí)，應(yīng)進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，擇優(yōu)選用。污水處理常見的工藝流程中水處理設(shè)施（一）預(yù)處理1、化糞池 1)、普通化糞池 用于去除生活污水中的可沉淀和懸浮的物質(zhì)，貯存并厭氧消化在池底的污泥，使有機(jī)物化為穩(wěn)定的無機(jī)物。 起集

18、流生活污水的作用，埋于地下，不占小區(qū)的地面面積。如果在化糞池后再建地下貯（集）水池，對(duì)后序的污水處理能提供一定的幫助。 2）、沼氣化糞池 除了起化糞池的作用外，還能夠使糞便水產(chǎn)生沼氣、使出水水質(zhì)更好。2、格柵、格網(wǎng)和毛發(fā)聚集器 截留去除原水中較大的飄浮物、懸浮物和毛發(fā)等。參數(shù)有:間距水的流速格柵傾角3、調(diào)節(jié)池 調(diào)節(jié)池的功能用于調(diào)節(jié)流量和水質(zhì)，保持恒流并保持減少污染物的變化幅度，以改善后序構(gòu)筑物的水處理效果。（1）原水調(diào)節(jié)池（2）中水調(diào)節(jié)池參數(shù):容積的確定（二）主處理設(shè)施1、沉淀處理設(shè)施 主要去除原水中懸浮物和膠體狀雜質(zhì)，對(duì)可溶性物質(zhì)去除力較差。豎流沉淀池斜板（管）沉淀池參數(shù):表面水力負(fù)荷水力停

19、留時(shí)間2、氣浮處理設(shè)施 由氣浮池,溶氣灌,釋放器,回流水泵和空壓機(jī)等組成.參數(shù):水氣回流比各流速反應(yīng)時(shí)間3、生物處理設(shè)施 生物處理主要用于去除水中可溶性有機(jī)物。主要有：接觸氧化池生物轉(zhuǎn)盤曝氣生物濾池土地處理（三）深度處理設(shè)施1、過濾設(shè)施 參數(shù):濾料,濾速,反沖洗強(qiáng)度,反沖洗時(shí)間2、膜分離 參數(shù):膜材料,操作壓力,膜通量,料液流速,溫度等3、中水消毒常用的消毒劑1)液氯2)次氯酸鈉溶液3)二氧化氯消毒4)漂白粉消毒5)臭氧消毒 采用氯化消毒時(shí)， 加氯量一般應(yīng)為5-8mg/L，接觸時(shí)間應(yīng)大于30min，余氯量應(yīng)保持0.5-1mg/L可作為中水處理的一體化設(shè)備1、國產(chǎn)中水初級(jí)處理設(shè)備 我國生產(chǎn)制造的

20、WSZ型可埋入地下的生活污水處理設(shè)備集沉淀、接觸氧化、消毒、污泥處理于一體。處理水量為1-30m3/h， 進(jìn)水水質(zhì)BOD5=100-600mg/L， 處理后水質(zhì)BOD5=10-30mg/L。 處理工藝為: 生活污水 初沉池 接觸氧化池 二沉池 消毒池 排放2、國外中水初級(jí)處理設(shè)備 我國某地安裝的國外引進(jìn)的小型生活污水處理埋地設(shè)備，設(shè)備采用沉淀，曝氣于一體，鋼制圓筒型。處理流程為建筑小區(qū)中水處理站 中水處理站是收集和貯存從集流管道內(nèi)流來的污廢水，然后把污廢水按所選的處理工藝進(jìn)行處理，使處理后的水達(dá)到用戶所要求的中水用水量和水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，繼而又把它們輸送到中水用水管網(wǎng)。它是中水工程的核心，起著保證輸送

21、所需中水的水質(zhì)、水量和水壓作用。 中水處理站的設(shè)置要求中水處理站的選址 中水處理站位置應(yīng)根據(jù)建筑的總體規(guī)劃、中水原水的產(chǎn)生、中水用水的位置、環(huán)境衛(wèi)生和管理維護(hù)要求等因素確定。1、室外處理站 1）小區(qū)中水處理站按規(guī)劃要求獨(dú)立設(shè)置，處理構(gòu)筑物宜為地下式或封閉式; 2）應(yīng)設(shè)置在靠近主要集水和用水地點(diǎn); 3）處理站應(yīng)與環(huán)境綠化結(jié)合，應(yīng)盡量作到隱蔽、隔離和避免影響生活用房的環(huán)境要求，其地上建筑宜與建筑小品相結(jié)合; 4）生活污水為原水的地面處理站與公共建筑和住宅的距離不宜小于15m 2、室內(nèi)處理站 1）建筑物內(nèi)的中水處理站宜設(shè)在建筑物的最低層，建筑群(組團(tuán))的中水處理站宜設(shè)在其中心建筑物的地下室或裙房內(nèi);

22、 2）應(yīng)避開建筑的主立面、主要通道人口和重要場(chǎng)所，選擇靠近輔助入口方向的邊角，并與室外結(jié)合方便的地方; 3）高程應(yīng)滿足原水的自流引人和事故時(shí)重力排人污水管道。安全防護(hù)及控制監(jiān)測(cè)安全防護(hù) 回用水的衛(wèi)生學(xué)指標(biāo)是中水供水安全性的重要指標(biāo)。該項(xiàng)指標(biāo)的達(dá)標(biāo)首先要從中水處理流程和設(shè)備選型上予以保證。此外在中水系統(tǒng)敷設(shè)和使用過程中，為了防止中水供水的中斷、誤用、誤接等事故發(fā)生，還必須采取措施，以確保中水供水的安全性 主要安全防護(hù)措施有主要安全防護(hù)措施有: :(1)中水管道宜明裝敷設(shè)，不宜暗裝于墻體和樓面內(nèi)。中水管路系統(tǒng)、閥門配件、處理設(shè)備等應(yīng)有明顯的“中水”標(biāo)志，不得裝水龍頭。(2)中水管道嚴(yán)禁與生活飲用水給水管道直接連接，以防止誤用和污染生活用水。 補(bǔ)水管接到中水貯存池時(shí)應(yīng)設(shè)有空氣隔斷，即保證補(bǔ)水管出口距中水貯存池最高液面不小于2.5倍補(bǔ)水管徑的凈距。 （3）嚴(yán)格控制中水的消毒過程，保證接觸時(shí)間和管網(wǎng)末端的余氯量。 (4)中水管道與生活飲用水管道、排水管道埋設(shè)時(shí)，要有間距要求。 (5)中水貯存池的溢流管、泄空管不得直接與下水道連接，應(yīng)采用間接排水的隔斷措施，以防止下水道污染中水水質(zhì)。溢流