生活廢水再利用裝置的結(jié)題報告

1、生活廢水再利用裝置的結(jié)題報告1 、課題提出的背景我國是一個干旱嚴(yán)重缺水的國家。淡水資源總量為28000億立方米，占全球水資源的6%,僅次于巴西、俄羅斯和加拿大，居世界第四位，但人均只有2300立方米，僅為世界平均水平的1/4、美國的1/5,在世界上名列121位，是全球13個人均水資源最貧乏的國家之"o扣除難以利用的洪水涇流和散布在偏遠地區(qū)的地下水資源后，我國現(xiàn)實可利用的淡水資源量則更少，僅為11000億立方米左右，人均可利用水資源量約為900立方米，并且其分布極不均衡。據(jù)監(jiān)測，目前全國多數(shù)城市地下水受到一定程度的點狀和面狀污染，且有逐年加重的趨勢。日趨嚴(yán)重的水污染不僅降低了水體的使用

2、功能，進一步加劇了水資源短缺的矛盾，對我國正在實施的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略帶來了嚴(yán)重影響，而且還嚴(yán)重威脅到城市居民的飲水安全和人民群眾的健康。水利部預(yù)測，2030年中國人口將達到16億，屆時人均水資源量僅有1750立方米。在充分考慮節(jié)水情況下，預(yù)計用水總量為7000億至8000億立方米，要求供水能力比現(xiàn)在增長1300億至2300億立方米，全國實際可利用水資源量接近合理利用水量上限，水資源開發(fā)難度極大。2 、課題研究的意義水循環(huán)利用，根本途徑是將污水作為寶貴的資源，利用自然資源和城市資源，強化水的自然循環(huán)，低投入、低成本、高效益、大規(guī)模地再生水資源。循環(huán)一噸水就減少一噸污水排放，節(jié)省一噸優(yōu)質(zhì)水資源，水循

3、環(huán)利用不僅可以大大減輕水資源短缺的壓力，也是最積極主動地保護水環(huán)境，還是解決生態(tài)用水和環(huán)境用水的最佳途徑。大規(guī)模開發(fā)污水資源，實現(xiàn)水資源再生利用可以從源頭上解決水環(huán)境污染問題，可以大大增加可利用水資源量，可以發(fā)揮水資源更大的作用，一舉多得。3 、課題研究的理論依據(jù)我國的“水”存在兩大主要問題：一是水資源短缺，二是水污染嚴(yán)重。有資料顯示，我國是一個干旱嚴(yán)重缺水的國家。人均可利用水資源量極少，僅為900立方米，并且分布極不均衡。20世紀(jì)末，全國600多座城市中有400多個城市存在供水不足問題，其中比較嚴(yán)重的缺水城市達110個，全國城市缺水總量為60億立方米。據(jù)監(jiān)測，全國廢污水排放量由1980年的3

4、15億噸增加到2002年的631億噸。多數(shù)城市地下水受到一定程度污染，并且有逐年加重的趨勢。日趨嚴(yán)重的水污染不僅降低了水體的使用功能，進一步加劇了水資源短缺的矛盾，而且還嚴(yán)重威脅到城市居民的飲水安全和健康。另一方面，雨水作為一種極有價值的水資源，具有年降水量穩(wěn)定、污染性較少等特征，其ph值、色、臭度、bod、cod、細菌總量基本接近日雜用水標(biāo)準(zhǔn)。開展雨水收集與開發(fā)應(yīng)用，將可使經(jīng)濟、社會、環(huán)境三者同時受益。4 、課題研究的目標(biāo)實現(xiàn)宿舍廢水的再利用；校園雨水資源的回收利用；建設(shè)環(huán)保型校園。5 、課題研究的主要內(nèi)容以學(xué)校為大環(huán)境，進行環(huán)保型校園的建設(shè)。主要分為生活區(qū)、教學(xué)區(qū)、浴室區(qū)三個區(qū)域。宿舍區(qū)主

5、要研究廢水再利用裝置，教學(xué)區(qū)包括屋頂雨水收集裝置和附近路面雨水收集裝置，并將收集的雨水儲存到景觀水體下方的儲水池以方便日常的使用。浴室區(qū)主要研究的是熱水的再利用，包括洗浴廢水的處理利用和余熱的循環(huán)利用。6 、課題研究的方法本課題研究方法主要涉及到文案調(diào)查法和分析法。在網(wǎng)上搜尋各種廢水利用的資料進行整合分析，結(jié)合我們學(xué)校的實際情況進行研究并設(shè)計方案。7 、課題研究的步驟和過程準(zhǔn)備階段每個人負責(zé)不同網(wǎng)站的文獻搜索收集分析可以借鑒的觀點，思考本課題的新穎點多次進行討論，確定方案的最初研究方向為新型校園節(jié)水系統(tǒng)實施研究階段分任務(wù)，每個人負責(zé)不同的區(qū)域進行研究張明月和劉彬負責(zé)教學(xué)區(qū)雨水再利用的研究，陳小

6、波負責(zé)宿舍區(qū)生活廢水再利用裝置的研究，陳欣光和余通川負責(zé)浴室區(qū)熱水再利用的研究。不斷討論和修改方案在中期報告以前，主要是進行了宿舍區(qū)和教學(xué)區(qū)的研究分析，浴室區(qū)由于材料不齊全所以推遲了方案確定的時間。在討論的過程中對彼此的方案提出自己的想法和建議，使得方案更加新穎和完善。在討論和修改的過程中也遇到一些困難，比如數(shù)據(jù)不齊全、想法已經(jīng)被別人采用等，但是通過長期的修改完善，我們最終完成了課題的研究任務(wù)。將每個方案用圖形表示出來這一階段主要是利用autocad繪圖軟件繪制每一區(qū)的裝置或管道布置圖?？偨Y(jié)階段將每個部分聯(lián)系起來，形成一個節(jié)水系統(tǒng)。整理項目研究中所用到的資料，由項目負責(zé)人編寫論文和結(jié)題報告等需

7、要上交的所有材料。8、課題研究成果8.1 宿舍區(qū)廢水再利用裝置研究8.1.1 水源的選擇宿舍生活用水可以分為洗簌間用水和衛(wèi)生間用水兩大類，廢水通常主要有洗臉?biāo)?、沐浴水、洗衣水，水質(zhì)比較穩(wěn)定，雜質(zhì)主要為泥污和殘留的洗衣粉，水質(zhì)能夠滿足沖洗便器的要求。8.1.2 廢水的收集由于面盆、洗浴、洗衣排水點低，很難自流收集用于本戶沖便，所以本層廢水只能用于下層沖洗馬桶。如圖1所示，本部分包括一級儲水箱、導(dǎo)水軟管、過濾篩、除污劑四部分。一級儲水箱上方有進水口，通過與盥洗池、浴盆等出水口管道連接，且處導(dǎo)水軟管里裝有與一致的除污劑。開關(guān)與澡盆連接處安裝有過濾鐵網(wǎng)及濾膜（100目篩孔）可以對收集的廢水進行初步過濾

8、，去除雜質(zhì)。導(dǎo)水軟管內(nèi)壁固定有鹽酸、明膠、六甲基四按、乙二醛等組成的去污劑，對流經(jīng)的廢水進行去污處理。經(jīng)過篩濾、去污的廢水通過軟管流入二級儲水池。頂層可以利用收集來的雨水。利用現(xiàn)有的下水管道，將雨水通入蓄水桶，經(jīng)過沉淀后，送到頂層的馬桶中。8.1.3 廢水的處理分別通過可以防臭的“s”型軟管（直徑1.5厘米）和軟塑料管，“s”管與盆的接口處裝有富含濾膜的鐵網(wǎng)，在浴盆水龍頭與盆的接口處也裝有富含濾膜的鐵網(wǎng)，起到一次過濾作用，兩管的管壁上都裝有鹽酸，明膠，六次甲基四胺，乙二醛組成的除污劑，這樣做防止雜污質(zhì)將管堵塞，也防止雜污質(zhì)流入到下一個環(huán)節(jié)中，既對器材（裝置）環(huán)境造成污染，也造成操作不便。經(jīng)一次

9、過濾，且除雜的水分別通過“s”管及軟塑料管經(jīng)過集水箱蓋子上的兩空流入集水箱中，經(jīng)集水箱濾膜后，雜污質(zhì)留在了鐵網(wǎng)上，清水經(jīng)鐵網(wǎng)順利流下，起到了二次過濾作用，為使裝置布局美觀，且為使排水達到很有效利用（利用大氣原理），集水箱要用支架支起，且支架要足夠高，集水箱底部放有沸石，氯化鎂，安息香酸配成的除臭劑，防止臭味污染。8.1.4 再利用集水箱側(cè)部安有一個水龍頭，經(jīng)二次過濾后的清水，經(jīng)水龍頭流出，再通過一根接往馬桶集水箱的出水管，形成改造水，這樣收集到的水循環(huán)利用，與自來水箱即可沖馬桶。8.1.5 水量不足時的補給措施由于二級集水箱的收集受到上部用水量的制約，所以為了提高二級集水箱水位的穩(wěn)定性應(yīng)將馬桶

10、的水箱適當(dāng)加大、以便存儲適量的水，提高二級集水箱水量的穩(wěn)定性。但無論如何都很難使二級集水箱的水量隨時得到保證，所以應(yīng)在馬桶水箱處安裝自來水管以確保水量的可靠性。根據(jù)以上措施，自流式系統(tǒng)設(shè)計如下：將本層衛(wèi)生間用水器具的下水管連接集中于二級集水箱干管，將此管接入下層馬桶水箱，為了保證水箱水位不至過高溢出，在中水管上做溢流管，溢流管與下層二級集水箱干管相連，為了保證二級集水箱的水量，水箱宜采用大容量水箱，并接一根自來水管備用。水箱沖水方式應(yīng)選擇能夠人工控制水量的沖水水箱。這種中水利用系統(tǒng)有以下特點：(1)投資少。只比普通給排水系統(tǒng)多一根中水管，不需要水池及水泵系統(tǒng)。(2)日常維護費用低。由于本系統(tǒng)為

11、重力自流，基本不需日常維護。(3)節(jié)約能源。由于本系統(tǒng)為重力自流，不需要消耗電力等能源。(4)建筑層數(shù)越多，中水水量保證率越高。(5)越是下層用戶，中水水量越可靠。由于下層用戶可以收集到其上部所有樓層的過量中水，所以越是下層中水水量越可靠。圖1.宿舍廢水利用裝置8.2教學(xué)區(qū)雨水收集回用系統(tǒng)8.2.1 雨水再利用綜述考慮到教學(xué)區(qū)主要用水處是衛(wèi)生間沖廁用水，而可再回收利用水源較少，所以這一部分主要采用建筑物屋頂雨水和教學(xué)樓附近硬地面雨水收集回用系統(tǒng)，即將屋頂和附近地面收集的雨水儲存再利用到衛(wèi)生間沖廁用水和湖泊。雨水收集回用系統(tǒng)包括雨水收集和雨水回用兩個方面，若在校園內(nèi)實現(xiàn)雨水資源化，必須在校內(nèi)建立

12、起雨水收集和雨水回用相互配套的完備系統(tǒng)。8.2.2 屋頂雨水收集系統(tǒng)我校教學(xué)區(qū)主要是博學(xué)樓，此教學(xué)樓人流量最大，屋頂面積也最大，而且其他幾個教學(xué)樓相對分散，廢水回收利用率低，因此設(shè)計的方案僅適用于博學(xué)樓。此樓處于學(xué)校的中心，其屋面雨水資源量約占校園雨水資源量的10%右，而建筑物屋頂受到學(xué)生活動和環(huán)境的影響比較小，水質(zhì)比路面徑流要好，雨水量主要受屋頂形狀、屋面材料和地理位置的影響，因此需要在現(xiàn)有的教學(xué)樓頂?shù)幕A(chǔ)上稍作改造，使之更有利于收集雨水。此系統(tǒng)要求教學(xué)樓屋頂保持一定的坡度以防止雨水的滯留降低雨水利用率，這樣也有利于雨水對污染物的沖刷和減少污染物的沉積，可使靠近匯流槽的一側(cè)低于另一側(cè)，另外匯

13、流槽也要有適當(dāng)?shù)钠露纫岳诩皶r排水。經(jīng)過調(diào)查取證，我校主教學(xué)樓的樓頂采用的是水泥屋頂，并未使用瀝青、焦油或石棉類含有化學(xué)和有毒物質(zhì)的材料，這樣可以降低雨水污染，又可減少細菌的滋生，提高雨水的可利用程度。另外需要定期檢查屋頂匯流槽的過濾網(wǎng)和雨水管，清除雜物?，F(xiàn)設(shè)計的屋頂雨水收集系統(tǒng)包括屋頂表面、過濾裝置、匯流槽、雨水管、棄流池、景觀式儲水池以及其他管道和處理設(shè)施。過濾裝置包括一個過濾網(wǎng)和雨水管處的球形過濾網(wǎng)，采用雙層過濾裝置可以有效地過濾和阻攔在干季落在屋頂上的樹葉、鳥糞，羽毛等雜物。屋面雨水污染物主要來源為屋面材料分解、大氣中的沉積物和天然降水。由于屋面徑流雨水經(jīng)常表現(xiàn)出初期沖刷效應(yīng)，初期徑流

14、雨水中污染物濃度較高，水質(zhì)混濁，隨著降雨的持續(xù)，一旦沖刷效應(yīng)完成，徑流雨水的水質(zhì)將明顯提高。所以要對初期雨水采用棄流措施。如圖2所示，初期雨水經(jīng)雨水管進入棄流池，棄流池中的浮球隨著棄流池中的水位提升而逐漸上升，當(dāng)棄流池中的水位到達設(shè)計水位時，浮球也上升至棄流器頂部，堵住了雨水管的進水口，之后產(chǎn)生的徑流雨水便改道流入儲水池，從而完成初期棄流過程。棄流池設(shè)在教學(xué)樓下的下水道旁邊，便于棄流池中的水通過地面直排下水道直接排到河流中，構(gòu)成一個校園節(jié)水系統(tǒng)。體積用下列公式計算：式1公式中：q棄流水量（l）,h-棄流雨水高度（mm,s屋頂集水面積（itf），其中棄流雨水高度可以取23mm設(shè)計水位高度式2式中

15、：si棄流池底面積（itf）,hl設(shè)計水位高度（mm。每次連續(xù)降水過后要打開棄流池閥門將其中的水排放到地面直排下水管道中，循環(huán)利用。公圖2,棄流池裝置8.2.3 附近硬地面雨水收集系統(tǒng)由于樓頂收集的雨水遠小于用水量，所以考慮將教學(xué)樓附近硬地面的雨水也收集儲存在貯水池中一同利用。硬地面雨水比樓頂雨水含雜質(zhì)更多，所以需要過濾沉淀消毒等處理。根據(jù)學(xué)校地形和地質(zhì)條件，考慮雨水收集的方式和途徑，決定采用暗渠收集地面雨水。暗渠可直接利用學(xué)校內(nèi)現(xiàn)有的雨水管道，并在進入前設(shè)置濾網(wǎng)以便將路面落葉石子等雜物過濾掉，然后將雨水收集后輸送到景觀水體下方的儲水池中。8.2.4 雨水儲存裝置從屋頂和硬地面收集的雨水首先儲

16、存到儲水池中，再利用水泵抽水供教學(xué)樓沖廁用，以實現(xiàn)雨水的節(jié)約利用。與雨水收集系統(tǒng)配套的雨水儲存裝置的設(shè)計會受到當(dāng)?shù)刈畲蠼邓?、材料、地理位置等因素的制約，為了經(jīng)濟實用，可以選用混凝土、水泥和聚乙烯。將其建造在博學(xué)樓附近的景觀噴泉水池的下方，這樣既能節(jié)省空間，美化環(huán)境，還可以與地表收集系統(tǒng)聯(lián)系起來構(gòu)成雨水再利用系統(tǒng)，增加雨水利用率。要注意的是要避免池中滋生藻類和菌類，影響水的再利用。在屋頂面積和附近硬路面面積確定的情況下，可用以下公式計算雨水收集量：式3公式中：v收集的雨水量（l）;k利用系數(shù)（根據(jù)實際情況取值在0.80.85） ;r降水量（mm）;h屋面滯水量（mm）;q棄流水量（mm）;s屋

17、-屋頂集水面積（m2）,s附近硬路面面積（itf）。雨水儲水池的容量在雨水收集量的基礎(chǔ)上按照以下公式計算：式4公式中：vt本月儲水容量（l）;vl上月余水（l）;c本月用水量（1）。vt應(yīng)取多年平均降水量最大的月為基準(zhǔn)，降水量r應(yīng)根據(jù)鹽城地區(qū)多年降雨統(tǒng)計資料和雨水利用工程投資規(guī)模、水量平衡等多重因素來合理確定。在實際設(shè)計時，可根據(jù)多年平均降雨量以及相應(yīng)的場次，計算出雨水儲水池平均每年可以灌滿的次數(shù)、可收集雨水總量、建造費用等，再進行技術(shù)經(jīng)濟比較后加以確定。8.2.5雨水回用系統(tǒng)教學(xué)區(qū)收集的屋頂雨水主要用作沖廁，由于雨水本身較潔凈，所以在消毒處理時只需沉淀和過濾并加入少量明磯作簡單消毒處理即可。

18、每棟樓需要一個水泵將水送到衛(wèi)生間以供使用?？紤]到夏季降水過多，故將儲水池設(shè)計成與校園湖泊相連通的裝置，利用溢流管即可實現(xiàn)，這樣不僅能保證儲水池的水源充足，還使整個校園水體相連，形成一個節(jié)水系統(tǒng)。8.3浴室熱水再利用8.3.1 浴室熱水再利用方式針對校園而言，浴室用水量占有很大一部分比例，建設(shè)節(jié)水型校園就必須考慮好浴室廢水的回收和利用。浴室廢水中有水和熱能兩種資源?；厥蘸蟮馁Y源可以用在我校新校區(qū)第一宿舍區(qū)近20棟宿舍樓和博學(xué)樓內(nèi)。將浴室廢水利用分為兩部分，（1）用于宿舍區(qū)衛(wèi)生清潔。（無需化學(xué)處理）（2）經(jīng)過沉淀與中水池（化學(xué)處理），將處理后的廢水排入校園湖泊，進入整個學(xué)校水系統(tǒng)。由于鹽城當(dāng)?shù)亟涤?/p>

19、量不均，根據(jù)季節(jié)不同，對水資源進行分配。8.3.2 浴室廢水處理方案洗浴廢水凈化處理流程：在學(xué)校浴池室外地下建立洗浴廢水處理系統(tǒng)，對洗浴廢水進行回收、凈化處理、儲存；在校內(nèi)鋪設(shè)供水管道，將凈化后的水運送至三棟教學(xué)樓的廁所及動力供應(yīng)中心或其它用水目標(biāo)；在用水地點與蓄水池之間鋪設(shè)一回流管道，使用不完的凈化水能回流至蓄水池內(nèi)；洗浴廢水水質(zhì)污染程度較輕，所含的污染物主要有人體皮膚分泌物、毛發(fā)、污垢、合成洗滌劑和香料，以及細菌、真菌、大腸桿菌等。洗浴廢水的濁度一般可達到幾十ntu，但色度不高，且溶解性總固體和總硬度指標(biāo)比標(biāo)準(zhǔn)值略高，嗅味主要為強烈的洗浴用品的芳香。經(jīng)處理后可以達到一定的物理性指標(biāo)（固體物

20、質(zhì)、渾濁度和顏色）和化學(xué)性指標(biāo)（化學(xué)需氧量），不會引起鐵、鎰、銅、神、鎘、銘、鉛、汞、硒和硼等物質(zhì)的超標(biāo)變化。由于洗浴用水對水質(zhì)要求很高，需要滿足生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，若想要洗浴廢水經(jīng)處理成為可以再次利用的洗浴用水，勢必要引起處理成本的大量增加，經(jīng)濟效益低下，因此洗浴廢水經(jīng)處理后主要用于對水質(zhì)要求不高的地點，比如沖廁、拖地水，工業(yè)水的補給、澆灑綠地或作為清洗汽車等雜用水。本套水處理系統(tǒng)主要通過物理化學(xué)方法對洗浴廢水進行處理，利用學(xué)校已修建的小型的沉淀池，通過對沉淀池的改造并在地下放置“靜電式沉淀池”等設(shè)備進行洗浴廢水的處理，并建造蓄水池，起到儲存部分凈化水的作用，最后經(jīng)由水泵輸送至目的地。處理流程：8