现场质量管理又称生产过程质量管理,是从原材料投入到工程竣工所进行的质量管理。由于施工现场是影响工程质量的诸要素的集中点,因此搞好现场施工可以稳定和提高工程质量,加快施工进度,降低成本,提高效益。由于现场质量管理在高楼渡槽成功应用,高楼渡槽优良的质量不仅降低了成本,提高了效益,而且缩短了工期,给企业增加了一笔巨大的无形资产。
城市污水回用指的是,生活和工业污水经过处理后,作为工业,农业或市政用水的水源。城市污水中含有污染物质的水量仅占整个污水量的0.1%,其余绝大部分是可用清水,而且城市污水就近可得。水量稳定、易于收集,污水处理技术也比较成熟,将城市污水经常规处理后回用于工业是完全可行的。目前,我国城市污水的回用率还很低,但是西方发达国家已经有了许多成功的实例。美国自50年代起,即开始着手这方面的工作,据报道,美国357个城市实现了污水回用,其中回用于农业占55.3%,回用工业占40.5%;日本早在1962年就开始污水回用的实践,70年代东京、名占屋和大皈等城市就已将城市污水处理后回用于工业;前苏联莫斯科东南区设有专用的工业水系统,有36家工厂使用处理后的城市污水,每日污水回用量达5.5-105m3;南非联邦不但丁业使用再生水,而且在约翰内斯堡市,每日自来水的85%加人的是城市再生水,开创了使用污水回用到饮用水的先例。 一、城市污水的产生,主要污染物及污染特征 1、工业污染源 各种工业生产中所产生的废水排入水体就造成了工业污染源。不同的工业所产生的工业废水中所含污染物的充分有很大差异,这是由于各种工业加工的原料不同、工艺过程不同造成的。 冶金工艺所产生的废水主要有冷却水、洗涤水和冲洗水等。 轻工业所加工的原料多为农副产品,因此工业废水主要含有机质,有时还常含有大量的悬浮物质、硫化物和重金属,如汞、镉、砷等。 化学工业的产品很多,因此化学工业废水的充分也很复杂,在废水中常含有多种有害、有毒,甚至剧毒物质,如氰、酚、砷、汞等。总之,工业污染源向水体制排放大废水具有量大、面广、充分复杂的特点,是重点解决的污染源。 2、城市生活污水 城市居民聚集地区所产生的生活污水,多为洗涤水和冲刷器物所产生的污水,因此,主要由一些无毒有机物,如糖类、淀粉、纤维素、油脂、蛋白质、尿素等组成。其中含氮、磷、硫较高。此外,还伴有各种洗涤剂,这是另一类污染源,它们对人体有一定危害。在生活污水中还含有相当数量的微生物,其中一些病源体,如病菌、病毒、寄生虫等,都对人的健康有较大危害。 3、农村污水和灌溉水 农村污水和灌溉水是水体污染的主要来源。由于农田施用化学农药和化肥,灌溉后或经雨水将农药和化肥带入水体造成农药污染或富营养化。在污水灌溉区,河流、水库、地下水都会出现污染,同时也就出现土壤污染、食品污染。 4、雨水收集与利用 结合当地气候条件和住区地形、地貌确定雨水处理方案;屋面、地表雨水经收集、处理后,应达到规定的回用水质标准;优先选用暗渠收集雨水,雨水处理宜采用渗水槽系统,渗水槽内宜装填砾石或其他滤料;利用住区的绿地、水景等进行自然净化,使其满足用水对象的要求;采用多种渗透设施进行渗透净化;雨水回用系统,应设置雨水初期弃流装置;公共活动场地、人行道、露天停车场应采用透水铺装材料,以利于雨水入渗,可渗透铺装面积应不小于30%。 二、城市污水回用的可行用途 1、补充地下水:似乎有两个可能性值得评估,即(a)补充地下水,建立地下水防护堤来防止水质恶化,避免盐碱水的侵入;(b)平整地表面,补充浅含水层。这些措施的潜在性具有局限性,因为可供使用的处理水量有限,而水竞争性用途却很多。另外一个潜在性是,利用洪水期的地表水流量补充地下水。 2、中水回用:把小区产生的各种污废水及雨水进行收集再行处理达到所要求使用的水质标准,再用于小区环境用水和小区杂用水,称为中水回用。因其水质居于生活饮用水水质和允许排放污水水质标准之间,取名为"中水"。小区污水回用开辟了第二水源,降低了小区新鲜水取用量,经处理后的污水回用于小区,减少了污水的排放量,减轻了受纳水体的污染,也减少了治理环境污染的投资。所以污水回用既节约了水资源,也消除了环境污染,具有多重效益。 3、污水回用于冷却水系统:城市污水处理后,根据不同的水质情况,有的可以直接回用于工业循环冷却水系统,有的需要进一步处理后再回用 4、景观及绿化用水:废水回收的可能性是,用于(a)城市风景点的灌溉(公园、花园和道路绿化带)、补充公园的池塘来美化环境。对这些用途的水处理还要求包括二级水处理以及减少病菌等。 5、增加河流流量:在黄淮海流域,河流系统的生态价值产生了很大的变化或因污染和下游流量的减少损失很多,因此,对使用废水来调节低流量很感兴趣。但是,似乎所有可供使用的水,包括回收的废水都需要用来满足城市和农村群众的需求。 6、污水用于农田灌溉:一方面可以缓解当地的农业水资源紧缺的矛盾,另一方面,由于污水中含有丰富的氮、磷、钾等营养元素,为作物生长所必需.
三、城市污水再生利用的模式与发展状况 城市污水的再生利用实际上包括再生和利用两个环节,污水利用的条件是拟进行回用的水必须满足一定用途的水质要求,因此,回用处理(再生)的环节通常是必不可少的。目前的城市污水利用较多考虑的是城市污水处理厂二级处理后的出水,这种水的利用有二种形式:直接回用和间接利用。直接回用多用于污水处理厂附近的农田灌溉及草场等用水,回用的途径及方式受地域限制还比较单一,调配运转不方便,而且这种水虽然经过了人工强化处理和消毒等措施,但由于未经过一定时间的自然净化,在使用和控制不当时会产生一定的问题。间接利用是从水域的整体考虑,从水体上游取水净化供城市使用,产生的污水经城市污水处理厂净化后排入水体的下游,回归于水体(此过程构成了水的社会循环),再经过一定河段的自然净化,可为下游城市或地区利用。经处理污水的间接利用是将自然界中水的社会循环与自然循环有机结合,在水体自净容量的限度内,对水体的利用基本不会造成损害,这种方式需要从宏观上进行管理,是水资源可持续利用的重要途径。 国内外已有许多将净化后的城市污水应用于工业、农业、市政、渔业等的成功实例。近年来,阿根廷、智利、印度、科威特、墨西哥、秘鲁、俄罗斯等国将城市污水一级或二级处理出水应用于农业灌溉,其规模逐年扩大。日本创造了中水道系统,在建筑群内设双管供水系统,利用再生污水冲刷厕所、作冷却水、浇花园和草地、冲洗马路和汽车或作景观、消防用水,获得了显著成效。 城市污水再生利用的中心问题在于根据地区的特点拟定适宜的再利用对策。美国加利福尼亚州根据其农业发达、用水量大的特点,提出的基本模式是灌溉回用,农业用水直接取自水源和经处理的城市污水;佛罗里达州根据其城市用水集中的特点,提出的基本模式是非饮用回用,大规模地实行双管供水系统,以自来水价格的40%将城市污水处理水供给高尔夫球场、城市绿化、以及建筑物和住宅区的中水道用水;而德克萨斯州根据自己用水的传统和水文地质特点,采用间接回用的模式,大规模进行污水处理水的地下回灌。以色列的城市污水处理水的主要回用出路是农业灌溉,但在人口集中的城市区域也进行一定规模的中水道回用。日本大部分地区利用污水处理水进行清流复活,这是因为该国基本上不缺水,但水资源的修复和保护是回用的重点。 采用净化后的城市污水供工农业及市政事业等多目标、多对象的回用在技术上是可行的,经济上是适宜的,对缓解城市水荒、促进城市的可持续发展有非常重要的意义。近10年来我国对城市污水再生利用组织科技攻关取得丰硕成果,如中小城镇和住宅小区的污水回用;城市污水净化后回用于园林绿化、市政景观、冲刷马路等;大型宾馆及娱乐场所的中水回用系统;城市污水回用于工业冷却水系统或低压锅炉补给水及工艺用水;污水回用规划、技术政策等软课题研究等。此外,还兴建了若干示范工程。随着我国城市化进程的推进,我国城市污水资源日益丰富,目前已超过500-108m3/a,如果有1%的污水回用,将对缓解北方一些重要城市的缺水起重要作用。我国是世界上13个贫水国之一,当前,我国600余座城市中有300余座缺水,有些城市水资源严重匮乏,全国城市缺水60-108m3/a,因缺水而减少的工业产值>1200亿元/a,且呈现增长之势。自2000年5月份以来,由于干旱缺水,已有150个城市先后开始实行定时限量供水,严重影响了城市的可持续发展。虽然我国在利用城市污水灌溉农田方面积累了多年的实践经验和具备了一定的科学研究基础,许多城市也实施了一些开源节流的措施,但把城市污水当作一种稳定可靠的水资源予以开发利用仍然进展不大。这中间很大程度上是认识问题,当然也有一些属于技术上或投资上的问题。
污水作为水资源回用的前提是提供适合于回用的水质,且不造成任何潜在的二次污染。目前随着水处理技术的发展,能达到一定水质的水处理技术往往不在于其技术上的可能性,而在于经济上的可行性。因此,常规污水处理工艺的强化、组合及高效、低耗能处理技术的应用,自然能源和廉价资源的开发利用,污水处理和资源回收相结合技术,已成为城市污水资源化技术研究的主流;同时,城市污水再生利用的系统及优化理论、环境风险评价、水质指标及系统管理模式等,也将成为城市污水再生利用研究的重要方面。 四、我国城市污水处理的发展现状 20世纪80年代中期以来,我国的城市污水排放量开始成倍增长(>500-108m3/a),而相比之下,我国的污水处理率却增长缓慢,目前还不足10%[3]。近十几年,我国城市已由解放初期的132座增加至668座,城市人口已占全国总人口的35%,预计到2010年可上升到47%,按此预测,届时城市污水量也将达到720-108m3/a。在我国现有的668个城市中,仅有123个城市有307座不同处理等级的城市污水处理厂,其中城市污水二级处理率为10%左右。全国现有17000个建制镇,绝大多数没有排水和污水处理设施。国家提出至2000年污水处理率要求达到25%,2010年达到40%。 目前,各地对城市污水的处理考虑较多的是排水管网终端的集中式处理,而对于污水流经整个城市的过程却缺少控制,尤其是在城市排水系统不健全的地区,致使一些分布于城区的沟渠水体倍受污染,日久天长这些水体也就成了名副其实的臭水。现在一些有条件的地区采取了截污、清淤、引水等治理措施,使水体在感官上有了很大的改善,但同时也破坏了水体的自净体系和功能,使水体抵抗外界污染的能力减弱。由于我国的城市排水管网较多采用的仍然是合流制管道,雨季时大量污水随雨水从截污干管的溢流井排入水体,而造成严重的污染。可见,只有在城区点源污染和面源污染得到有效控制的前提下,才能全面实现城区的碧水目标。 五、城市污水回用的处理方法 1、补充地下水处理技术:城市污水地下回灌深度处理方法一般为传统的污水处理方法,废水处理的程度则取决于回灌的水量与水质、地下水盆地和天然地下水稀释的可能性、土壤类型、地下水深度、回灌方式、使用前在含水层中的停留时间等。确定深度处理技术需考虑废水成分、选定技术对特定废水参数的处理水平、选定地区的土壤渗滤处理效果等因素。土壤渗滤也叫土壤含水层处理,是地下回灌流程中一个重要组成部分,具有简单、经济等特点,其费用仅为厂内设备处理达到相同水平所需费用的40%。土壤渗滤净化机理包括慢速过滤、化学沉降、吸附、离子交换、生物降解、硝化与反硝化以及消毒等。土壤渗滤是地下回灌技术的主要特征,也是确定深度处理技术最重要的影响因素。污水回用的目的不同,水质标准和污水深度处理的工艺也不同。但要特别注意实现回灌前处理、土壤含水层处理、取水后再处理三者间的合理优化。 2、中水处理工艺 物理处理法--膜滤法:适用于水质变化大的情况。采用这种流程的特点是:装置紧凑,容易操作,以及受负荷变动的影响小。 膜滤法是在外力的作用下,被分离的溶液以一定的流速沿着滤膜表面流动,溶液中溶剂和低分子量物质、无机离子从高压侧透过滤膜进入低压侧,并作为滤液而排出;而溶液中高分子物质、胶体微粒及微生物等被超滤膜截留,溶液被浓缩并以浓缩形式排出。 我国有使用膜生物反应器处理生活污水的报道,经过110天的运作,均得到稳定而优质的膜过滤出水,符合杂用水水质标准。对COD的去除率可提高15%~30%。并具有较强的抗冲击负荷能力。一体式膜生物反应器中水处理系统对经预处理后的港口污水的油类去除率均保持在70%-85%。北京一个人口为2.5万的居民小区采用膜生物反应器的中水处理系统,出水水质明显高于生物接触氧化法。 物理化学法:适用于生活污水水质变化较大的情况。一般采用的方法有:砂滤、活性炭吸附、浮选、混凝沉淀等。这种流程的特点是:采用中空纤维超滤器进行处理,技术先进,结构紧凑,占地少,系统间歇运行,管理简单。 该法以紫外吸收、臭氧、活性炭吸附相组合为基本方式,与传统二级处理相比,提高了水质。意大利南部采用了紫外吸收单元给二级出水消毒,当紫外吸收的剂量为160mws/cm2时,大肠菌失去活性,回用水达到意大利的农业回用标准。西班牙水处理厂用过量的臭氧(剂量大于9mg/L)对过滤后的二级出水消毒,再用于农业灌溉。 生物处理法:适用于有机物含量较高的生活污水。一般采用活性污泥法、接触氧化法、生物转盘等生物处理方法。或是单独使用,或是几种生物处理方法组合使用,如接触氧化+生物滤池;生物滤池+活性炭吸附;转盘十砂滤等流程。这种流程具有适应水力负荷变动能力强、产生污泥量少、维护管理容易等优点。 据报道,德国采用活性污泥SBR和生物膜SBR插入到主体活性污泥反应器中脱氮,脱氮率可达90%。日本认为SBR活性污泥工艺是小型废水处理厂最有前途的工艺,适合在城市地区使用。 3、污水回用于冷却水系统 (1).微生物问题由于回用污水中的COD和氨、氮含量较高,导致微生物繁殖大幅度增加,产生生物粘泥,因此必须加大杀菌力度。传统的方法是投加氧化性杀菌剂或直接投加氯气。氧化型杀生剂的杀菌效果好,一般能解决微生物繁殖问题,具体应用中可根据水质情况决定投加量和投加频率。 (2).腐蚀问题回用污水的TDS浓度通常比新鲜水高2-5倍,电导率、CI、SO42-都高,PH较低,腐蚀程度大,所以要选择合适的水质稳定剂来控制回用水对设备的腐蚀。 (3).悬浮物问题二级处理后污水浓度较小,悬浮物主要是一些从生化曝气池带出的活性污泥。悬浮物的去除方法有两个:一是选择适当的滤料,经过过滤,可以滤除大部分悬浮物,二是加人化学剂,两种方法的结合可以去除大部分悬浮物。 在探索污水回用于循环水系统的工作中,我国也取得了较好的成绩。如大连污水回用示范工程,济南炼油厂污水回用项目,华能北京热电厂污水回用实践等。 4、绿化及景观用水 (1)绿化用水:采用回用水作为绿化用水,水质应达到用于灌溉的水质标准;在输水-布水系统中余氯的含量不低于0.5mg/L或更高,以清除嗅味、黏膜及细菌;采用喷灌,SS应小于30mg/l,以防喷头堵塞。 (2)景观用水:采用再生污水用做景观用水,需要脱氯,以保护水生动物。再生水应清澈、无毒、无嗅,应去除营养物,以避免藻类繁殖。水中不含有致病菌。 5、增加河流流量: 6、污水用于农田灌溉:
六、城市污水回用的经济、环境效益 1、城市污水回用的经济效益 城市污水回用与开发其他水源相比在经济上的优势:①比远距离引水便宜。其基建投资只相当于从30公里外引水,而我国水资源分布不均衡,对于西北部贫水的城市,如果从东南部水资源丰富的地区引水,引水距离至少为上百公里,甚至达到上千公里,工程是十分浩大的。②比海水淡化经济。城市污水所含杂质少于0.l%,而且可用深度处理方法加以去除,而海水则含有3.5%的溶解盐和大量有机物,其杂质含量为污水二级处理出水的35倍以上。③不仅节约了宝贵的水资源,而且节约了排污费用。目前,大部分城市污水都是直接排放人江河湖泊,不仅污染环境,而且国家要收取相应的排污费(新鲜水费为1.12元/m3,排污水费为0.15元/m3),这对于城市的发展来说也是不小的负担。以一个年产2万吨合成氨厂为例,使用处理后的污水作为循环冷却水及其他上艺用水,每年可节水300万m3,减少排污费24万元,直接经济效益100万元。再以南方某炼油厂为例,采用处理后污水作循环冷却水,可节约新鲜水32万m3/a,减少排污32万m3/a,两项节约费用40.6万元/a,除去投资费用每年可获经济效益20.6万元/a。 2、城市污水回用的环境效益 城市污水回用开辟了第二水源,减少了城市新鲜水的取用量,减轻了城市供水不足的压力和负担,缓解了供需矛盾。这对缺水城市意义更为重大。城市污水处理后的回用,减少了污水排放量:一是减轻了对水体的污染,并能使部分被污染的水逐渐更新复活;二是减少了治理环境污染的投资。节水效益明显,城市污水量大且集中,如果很好地推广使用污水回用技术,可以节省大量水质要求不高的用水消耗量。相比较于海水淡化、远距离调水,城市污水回用有着它们无法相比的环境效益;而且就目前的技术水平而言,海水淡化、远距离调水以及地下水开采也都存在着一定的不足,这也凸显出城市污水回用的优势。 七、城市污水回用存在的问题和展望 1、缺乏对污水再生利用的系统规划 目前我国尚未建立城市污水再生利用规划指标体系。在城市建设总体规划中,虽然进行了城市的供水及排水规划,但在水资源的综合利用方面缺乏统一的规划,尤其是城市污水再生利用规划,这势必会造成重复建设和决策失误。因此,城市污水再生利用应纳入城市总体规划以及城市水资源合理分配与开发利用计划,在综合平衡、科学论证的基础上,针对城市实际情况进行总体规划,确定其应有的位置和作用。在再生水水质、使用用途、处理程度、处理流程、输水方式的选择上,要综合平衡、远近结合,既要满足功能要求和用水水质需求,又要因地制宜、经济合理。过高的目标与要求,将可能适得其反。 2、城市污水收集与处理设施建设严重滞后 城市污水的收集与处理是城市污水再生利用的重要前提条件,目前我国的城市污水管网建设严重滞后于城市发展,二级生物处理率不到15%。因此,强化城市污水管网与污水处理工程设施的建设是推动城市污水再生利用的关键。 不少地方政府对污水再生利用的认识不够,在缺水时优先考虑的是调水,而且绝大多数城市污水处理厂的规划、设计与建设目标是达标排放,往往没有考虑污水的大规模再生利用。因此,今后城市污水处理厂的建设,既要满足区域水污染控制要求与相应的排放标准,也要考虑城市污水的再生利用需求。在某些地区,可以通过开展城市污水再生利用工作来促进污水收集与处理工程的建设与完善。 3、城市污水再生利用技术相对落后 城市污水再生利用事业的发展必须依靠科技进步,从始至终都要有新技术、高技术的保证和支持。目前我国城市污水再生利用技术和设备的开发难以满足快速增长的再生利用工程建设和运行管理的需求,今后城市污水再生利用的技术发展应着重于已有技术的集成化、综合整合、产业化和工程化,需要对已有技术不断改进和更新,加强新工艺、新流程、新技术和设备产品的研究、开发和推广应用,并注重示范性工程的研究和建设。通过工程化和生产性测试,着重解决城市污水再生利用于农业、生态、市政和工业中的水质净化技术、水质稳定技术、水质保障技术、安全用水技术、工程技术、运行管理技术和成套技术设备问题。 4、 相关法规和政策不够完善 城市污水再生利用需要健全的法制保障和全面的统一管理。而我国城市污水再生利用的法规和政策还需要完善。例如:要求新建居住区和集中公共建筑区在编制各项市政专业规划时,必须同时编制污水再生回用规划,污水再生回用工程应与其他工程同步设计、同步施工、同步验收;在城市道路的市政管线中,必须预留再生水管道的位置,有条件的路段应预埋再生水管;要求在城市各项用水中能够使用再生水的(如绿化、道路浇洒)必须使用再生水;制订鼓励城市污水再生利用工程建设与运营的管理政策和经济政策,采取行之有效的鼓励政策和行政管理手段,促进工、农业生产部门和市政用水部门积极使用再生水。在城市污水再生利用工程的可行性研究、立项、设计、建设或改造中,要建立相应的规范和再生水水质标准,改革管理体制和服务体系,在卫生安全、生产过程、产品质量等方面,保障每一个再生水使用单位享有免受不良影响的基本权益。 长期以来,由于自来水水价低,而质量相对较差的再生水则净化成本高、价格也比自来水高,造成工厂企业宁可使用物美价廉的自来水而不愿意使用再生水,导致再生水无人问津的尴尬局面。另外,城市污水处理厂因没有效益而加重了地方的财政负担。因此,国家及城市有关管理部门要积极推动现行水价政策的改革,建立合理的用水价格体系以及污水处理与再生利用价格体系,要实行按(水)质定价,将各种水源的供水价格差距拉开,尤其是再生水与自来水之间应有较大的价差,使水资源的利用趋向结构合理。 八、结语 城市污水的资源化应该建立在水的良性社会循环的基础上,这对水资源的可持续性开发和再生利用至关重要。不仅可以节约大量的新鲜水,而且可以降低排污水对环境的污染,可谓经济效益、社会效益双丰收。结合我国国情对城市污水再生利用模式进行探讨,旨在寻求适合我国经济和社会发展的水污染控制及水资源再生利用的良好模式。随着我国西部开发及北部缺水地区城市发展战略的实施,将会推动我国城市污水资源化研究的进展,逐步形成和完善与我国国情相适应的水资源良性社会循环体系,实现城市与水资源开发利用的可持续发展。相信只要大家都树立起节水意识,减少污水排放,提高污水回用率,就一定能缓解我国水资源短缺的问题,使城市污水这一危害环境的杀手,变成造福人民的宝贵资源。我们期待的一个大更蓝,水更清美好家园一定会实现。
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Ⅱ 浅谈污水再生与回用系统的应用
该文首先对污水再生与回用系统的工艺逗租清原理进行了介绍,并对该系统的组成和工艺特点进行了详细的阐述,证明了该工艺的优越性及其广泛的适用性。鉴于该系统具有管理维护简单、运行费用低等特点,使得其在欠发达地区和偏远农村地区有着广阔的应用空间。
随着城市污水处理厂的大量建设,传统的生活污水处理工艺所具有的污泥产量高、污泥处理困难、处理过程中产生恶臭、设备复杂、管理难度大、投资大等问题开始逐步显现,使其推广存在一定困难。而社会对污水处理厂所产生的二次污染问题、带来的综合社会效益及其覆盖面也日益重视,所以必须寻求一种新的工艺来解决上述问题。美国科学家谢弗(Sheaffer)发明了一种生活污水净化后重复利用的处理方法,称之为污水再生与回用系统(Waste Water Reclamation and Reuse System,以下简称WWRR工艺)。该技术由于其独特而明显的生态处理效果,已成为美国国家环保署向全美推广的污水处理技术。
2006年北京市顺义区汉石桥湿地自然保护区管理办公室为了改善汉石桥湿地水质特引进WWRR工艺,建成再生水厂一座。该项目于2009年竣工投产,至今运行良好。
1 WWRR工艺介绍
1.1 工艺流程
WWRR工艺流程主要由进水井与粗格栅、破碎机及提升泵站、曝气池、吸水池和过滤加药间组成。
(1)进水井与粗格栅:该水厂设进水井一座,与市政排水管网相连,进水井内设有总闸门。在总闸门后安装粗格栅一道,间隙为50mm,以去除大块杂物。
(2)破碎机及提升泵站:进入破碎机及提升泵站的污水中较大的固体杂物经破碎机进一步破碎,并经污水经泵提升后进入曝气池。
(3)曝气池:曝气池是本水厂的核心部分,是去除有机物和总氮的最主要单元,采用改进的美国WWRR生态污水处理技术。
(4)吸水池:吸水池是水的一个重要集散地,曝气池出水进入吸水池之后主要有两个去向:一部分加入絮凝剂后由过滤加药间中的过滤加压泵打入过滤罐进行过滤,过滤后出水;另一部分由回流泵打回曝气池进水侧回流,从而实现脱氮。
(5)过滤加药间:过滤加药间设置絮凝剂(硫酸铝)投加装置和过滤装置,作用是化学除磷。
1.2 工艺原理
WWRR工艺是集A2/O法和生物接触氧化于一身的生物处理工艺。使用WWRR工艺的曝气池是本水厂的核心部分。
WWRR工艺的曝气池工作原理与A2/O法相似,但在布置上有其独特之处。它是将水平布置的A2/O水处理单元垂直叠置起来,形成一个深度达9.45 m的水池。也就是说,这种布置取消水处理单元的界面,形成“垂直布置无界面水处理单元综合模型”。池中溶解氧浓度自下而上逐渐升高,下层是厌氧区(A),中层是缺氧区(A),上层是好氧区(O),但各层间并无明显的分界线。原水自进水端池底进入曝气池,从出水端池顶流出,自下而上流经以上三个区域。
2 WWRR工艺特点
通过对汉山前石桥湿地再生水厂整个实施阶段的总结,归纳出WWRR工艺具有如下特点:
(1)出水水质好,运行稳定:本工艺耐冲击负荷,抗冲击能力强。经WWRR处理后的水质,可达GB(18918-2002)一级A标准。出水可浇灌农作物、蔬菜及园林植物,也可用于工业或市政用水。
(2)污泥产量少:本工艺水力停留时间长,可达15d。污泥负荷0.05~0.1kgBOD5/kgMLVSS,污泥生长缓慢,并且在曝气池底部设有厌氧的污泥消化区,污泥消化后彻底无机化、稳定化,体积大大减小,不需排泥,一般可20~30年清坑一次。
(3)无异味:本工艺采用破碎技术作为预处理工艺。经破碎机破碎后的大块杂物连同沉砂、污水一起输送至曝气池底,消除了污水预处理单元臭味产生的条件。
(4)管理难度低:本工艺的生化处理只需要一个曝气池,而不像传统工艺需要很多处理单元相互配合运行,其设备简单、技术难度低、维修方便,操作人员的数量少。
(5)建设投资省:本工艺可利用当地废弃坑塘或不规则用地,节约耕地。主要设备可在中国国内采购,可以减少工程设施的投入,并缩短建设周期。同时,本工艺便于污水分散处理,可节省市政管网建设投资。
3 运行效果
WWRR工艺综合型册着活性污泥、生物膜等生物净化及凝聚、沉淀等物理净化过程,存在着厌氧―缺氧―好氧的交替过程,几乎包含了目前生活污水处理的所有有效方法,因此能够达到比较理想的效果。以汉石桥湿地再生水厂为例,自2009年至今连续四年的持续越冬运行(最低气温达到-20℃左右),证明了该技术的先进性与可靠性。出水主要指标达到GB 18918-2002一级A标准,工程水质处理效果如表1所示。
4 结语
使用传统工艺的污水处理厂占地面积虽然小,但周边很大范围内有恶臭,存在二次污染问题,故不适合在自然保护区、风景名胜区等环境敏感地区使用。但使用WWRR工艺的水厂,没有臭味,且不产生二次污染。此外,WWRR工艺运行技术简单,维护管理方便,建设和运行费用低廉,比较适合我国广大农村、中小城镇等相对欠发达地区。尽管该工艺占地面积较大,但可以利用乡镇土地宽裕的优点来弥补这个缺点。
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Ⅲ 我想问一下大家,污水处理系统的末端有一个调节池或者说是回用水池,它的作用是什么啊
分2种情况,
1.如果作为调节池,那接纳的有可能是处理后不达标的水,收集后回流至污水系专统处理属前端再进行处理;
2.作为回用水池,则根据处理水达到的标准,回用水池可以作为农业用水、工业用水、城镇杂用水、景观环境用水进行再利用.
常见的有 冲洗厕所,冲洗道路,喷洒草地等等
出水水质可用于何种用途参见 <再生水利用标准>
再生水利用的设计参见<污水再生利用工程设计规范>GB 50335-2002
Ⅳ 建筑中水回用及其存在的问题
建筑中水回用及其存在的问题具体内容是什么,下面中达咨询为大家解答。
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[,所谓中水,主要是指城市污水或生活污水经处理后达到一定的水质标准、可在一定范围内重复使用的非饮用杂用水,其水质介于上水与下水之间,是水资源有效利用的一种形式。
中水简介
中水一词从20世纪80年代初在国内叫起,现已被业内人士乃至缺水城市、地区的部分民众认知。开始时称“中水道”,来于日本,因其水质及其设施介于上水道和下水道之间。随着国外中水技术的引进,国内试点工程的实验研究,中水工程设施建设的推进,中水处理设备的研制,中水应用技术的研究、发展和有关规范、规定的建立、施行,逐渐形成一整套的工程技术,如同“给水”“排水”一样,称之为中水
中水是对应给水、排水的内涵而得名,翻译过来的名词有再生水、中水道、回用水、杂用水等,我们称“中水”(RECLAIMEDWATER),是对建筑物、建筑小区的配套设施而言,又称为中水设施。
中水(Reclaimed Water)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。再生水(recycling water)建设部制定了再生水回用分类标准,对再生水的释义是:“指污、废水经二级处理和深度处理后作回用的水。当二级处理出水满足特定回用要求,并已回用时,二级处理出水也可称为再生水。”显然,中水就是再生水。
中水系统(Reclaimed Water System)由中水原水的收集、储存、处理和中水供给等工程设施组成的有机结合体,是建筑物或建筑小区的功能配套设施之一。建筑中水(Reclaimed Water System for Building)由于中水系统建立的范围不同又有不同的称谓,建筑物中水是在一栋或几栋建筑物内建立的中水系统;小区中水是在小区内建立的中水系统。小区主要指居住小区,也包括院校、机关大院等集中建筑区,统称建筑小区。建筑中水则是建筑物中水和小区中水的总称。
中水设计本着充分利用微生物处理有机废水的稳定性,采用二级氧化处理方式,对洗浴废水进行处理。实践证明洗浴废水在低浓度B0D5下生长的改性轮虫对低浓度洗浴废水具有很好的处理功效,同时稳定性,及耐冲击性都得到验证。采用该工艺同时可以大量节省洗浴废水处理的物化过程,例如节省混凝段和活性炭保护段,从而可以减少混凝剂的投加及减少劳动强度,而活性炭作为中水保护剂,由于水中有机物的大量存在,会使得活性炭快速板结从而失效,需要更换活性炭,而活性炭的造价较高,这就造成经济的浪费及劳动强度的加大。从以上分析可以看出水中在现阶段处理工艺宜采用以生化为主物化为辅的方法,而生化的关键就在于填料的有机物的负荷及氧的利用率的提高,较好的氧化物其填料为日本新技术蜂窝填料BOD5达到2.2KG.BOD5/M3填料,整体的体积小1/3,氧化机采用台湾川源生产的设备,暴气效率较高,噪声较低。
1 中水水源
中水的水源较广,但对建筑中水而言,其水源一般包括盥洗排水、沐浴排水、洗衣排水、厨房排水和厕所排水等。若考虑到处理费用和处理的难易程度,对其选用的先后顺序一般为:沐浴排水→盥洗排水→洗衣排水→厨房排水→厕所排水[4]。
在进行建筑中水系统的设计时,应根据实际情况,集流一种或多种排水作为中水水源,常见组合有以下几种情况:①空调系统排水、盥洗排水和沐浴排水等,其污染程度较轻,称为优质杂排水,在设计时应优先选择其作为中水水源;②冲厕以外的生活排水组合,其污染程度中等,称为杂排水;③所有生活排水的总称,其污染程度最重,称为生活污水,由于其处理费用较高,且难处理,所以在设计时应尽量不采用其作为中水水源[5]。
就目前情况来看,我国现有的建筑中水回用系统采用的水源几乎都是优质杂排水或杂排水。
2 中水处理工艺
2.1 常用的中水处理工艺及其流程
目前应用较多的中水处理工艺主要有混凝、沉淀、过滤、生物处理和活性炭吸附等[6]。
处理工艺需根据原水水质的不同而采用某一工艺或某些工艺的组合[5],常见的中水处理工艺流程有以下这些:
(1)对于优质杂排水,其处理工艺流程一般有:
①原水→毛发聚集器→调节池→微絮凝→过滤→消毒→中水;
②原水→毛发聚集器→调节池→混凝沉淀→消毒→出水;
③原水→毛发聚集器→调节池→微絮凝-过滤→微滤-超滤→消毒→出水。
(2)对于杂排水,其处理工艺流程一般有:
①原水→筛滤→调节池→微絮凝-过滤→活性炭吸附→微滤-过滤→消毒→出水;
②原水→筛滤→调节池→生物接触氧化或生物转盘→沉淀→过滤→消毒→出水。
(3)对于生活污水,其处理工艺流程一般有:
①原水→筛滤→调节池→水解酸化→生物接触氧化→沉淀→过滤→消毒→出水;
②原水→筛滤→调节池→生物接触氧化→沉淀→生物接触氧化→过滤→消毒→出水;
③原水→筛滤→调节池→生物接触氧化→沉淀→微絮凝-过滤→活性炭吸附→消毒→出水。
2.2 处理工艺的技术可行性
中水处理在技术上是可行的,很多人的研究也已经无数次证明了这一点,特别是随着近几年工程技术人员对处理技术和处理设备开发,使中水处理技术又有了很大的发展。
杜茂安等采用混凝-沉淀-过滤-消毒工艺处理洗浴排水,在水温为10℃时,主要控制指标浊度、COD、BOD5和ABS的平均去除率分别为98.1%,95.2%,93.3%和68.2%,出水水质完全满足中水控制指标要求[7];刘中平等研究序批式活性污泥工艺(SBR)处理学校洗浴废水的工程实例得出,该工艺对洗浴废水中的COD、BOD5、SS和LAS有较高的去除率,处理后的出水水质符合《城市污水再生利用 城市杂用水水质标准》(GB/T18920-2002),且该工艺设备简单,占地少,运行方便[8];大连香格里拉大饭店中水回用工程采用膜生物反应器(MBR)工艺,其设计规模为60m3/d,自2001年10月投产运行以来,其平均出水水质为COD=6.16mg/L,BOD=0.57 mg/L,SS=0 mg/L,这完全达到生活杂用水水质标准,实践证明,MBR是一种简单、高效的中水处理技术[9];北京华融大厦总建筑面积4.6万m2,中水原水为洗浴排水,水量为7.5m3/h,采用接触氧化-砂滤工艺,2000年9月经北京市环境保护监测中心测定,进水BOD、COD、SS和LAS分别由22mg/L、68 mg/L、14 mg/L和3.29 mg/L降低到2 mg/L、10 mg/L、5 mg/L和0.14 mg/L[10]。
2.3 处理工艺的经济可行性
莫慧等对3种居住区中水回用方案即经二级处理后回用、经三级处理后回用和经MBR处理后回用进行了经济分析,其运行费用分别为2.82元/m3、2.63元/m3和2.67元/m3[11];张捍民等采用MBR工艺处理大连香格里拉大饭店的污水并达到生活杂用水水质标准,其运行成本仅为1.665元/m3[9]。
通过以上的试验分析可知,如果中水回用工程运行管理得当,其在经济上是可行的,并且随着水资源供需矛盾的进一步激化,自来水价格势必会升高,而随着处理技术的发展,中水处理费用却会降低,这更增加了中水回用的经济可行性。
2.4 处理工艺的选择
中水处理工艺的选择依据主要是根据进水水质和经济技术比较,选用在技术上可靠,经济上可行,且据有稳定出水水质的处理工艺,同时还要考虑其管理和维护及其对周围环境的影响等。
3 中水回用存在的问题
建筑中水回用存在的问题较多,首先,中水系统运行往往不正常,水质水量不稳定,用户难以放心依赖,造成这种现象的主要原因是有些工艺、设备不过关,达不到预想效果,同时对系统的运行管理水平不高,出现问题不能及时解决,使水质水量常常发生较大的波动,甚至停产[12]。
其次,中水回用在实际工程中并不比使用城市给水更经济。张雅君等对北京22个运行中的中水设施进行调研,通过分析发现普遍存在设施能力不能充分利用、运行成本过高的现象,其总运行成本有的甚至高达11.37元/m3,且平均总运行成本也为3.24元/m3,这主要是因为中水设施的设计规模得不到充分发挥[13]。
再次,中水回用水质标准太高。目前我国建筑中水回用执行的水质标准是现行的《生活杂用水水质标准》,该标准中总大肠菌群的要求与《生活饮用水卫生标准》相同,比发达国家的回用水水质标准及我国适用于游泳区的Ⅲ类水质标准还严格,这一方面使得许多现有中水工程不达标,另一方面,也限制了建筑中水工程的推广和普及[14]。
很多人对中水的卫生性、安全性等存有顾虑,在感情上无法接受中水,从而影响了其普及。当然当前的水价偏低也是造成中水回用成本较高从而难以推广的重要原因之一[15]。
4 展望
中水回用具有极高的社会效益和环境效益,它一方面可以减少环境排污量,减少环境污染;另一方面它又能减少对水资源的开采,对我国长远的国民经济发展具有深刻的意义[16]。并且,根据水利部《21世纪中国水供求》分析,2010年后中等干旱年的缺水量将达318亿m3,到2030年我国将缺水400~500亿m3,开发和应用投资省、见效快、运行成本低的中水回用处理技术已经凸现为确保社会经济可持续发展的重大课题,所以我们有理由相信,在政策的正确引导下,合理的调整城市给水和中水的价格关系,中水回用技术将会有越来越广阔的应用前景,为城市节水作出贡献。
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Ⅳ 生活污水处理与回用
医院、港口、公园、商业中心、新建的郊外住宅区、高级住宅区、疗养区、学校、农场、渔场、狩猎场等均可称为小区,我们最常遇到的主要是由居住区、疗养院、商业中心、机关学校等一种功能或多种功能构成的相对独立的区域,其排水系统通常不在城市市政管网覆盖范围之内。根据当地的环保标准,必须设置独立的污水处理设施,这就是我们所指的小区污水处理。
小区污水不同于城市污水(常包括部分工业废水),属于生活污水范畴。其水质水量特征可概括为:水质水量变化较大,污染物浓度偏低,即比城市污水低,污水可生化性良好,处理难度小。
小区污水的处理工艺依据小区污水排入水体的功能不同而异,常用处理方法有:化粪池、一级处理(初次沉淀池)、生物二级处理及二级处理后再经消毒回用等。由于小区污水处理水量较小,管理水平不高,所以,在工艺设计时尽可能选用无污泥或少污泥的处理工艺,以防止因污泥处理不善造成二次污染。
1.小区污水处理工艺原理
生活污水处理的目标是有机污染物的去除,因此生活污水的处理设计主要围绕降解去除有机污染物和隔油处理展开。目前生活污水的处理方法很多,不同的处理工艺均有一定的针对性、独特性,现对目前常用的适于小规模的污水生物处理工艺进行比较分析和选择。
1.1接触氧化法
生物接触氧化法也称淹没式生物滤池,其主要特点是在反应器内设置填料作为微生物的载体,使反应器内保持一个相对高的保持量,进而可提高处理效率。其反应原理为反应器内附着填料生长的生物膜的吸附、氧化等作用,将污水中有机污染物逐步氧化成二氧化碳、水和细胞物质,污水得到净化。同时控制斗袭慧氧化池内溶氧水平,保证污水中氨态氮由硝化细菌转化成为硝态氮。生物接触氧化法由于反应器内微生物量大,能耐受较大的水质冲击,且污泥龄长,污泥产量低。
废水均匀地淋洒在介质表层上,在充分供氧的条件下,接种的或废水中原有的微生物就在介质表面增殖。这些微生物吸附废水中的有机物并对其进行降解,逐渐在介质表面形成粘液状的膜,即生物膜。生物膜呈蓬松的絮状结构,微孔多,表面积大,具有很强的吸附能力,在其表面有一层很薄的水层,称之为附着水层。生物膜微生物以水层内的有机物为营养料,将一部分物质转化为细胞物质,另一部分物质转化为排泄物。附着于水层内的有机物被氧化后,其浓度下降由于浓度差的作用,有机物会从废水中转移到附着水层中去。如此循环往复,使废水中的有机物不断减少,从而得到净化随着微生物的生长繁殖,生物膜变厚,当它的厚度达到一定程度就会脱落,被新的生物膜取代,生物膜得到更新。
1.2 SBR处理工艺
SBR及CASS均为活性污泥法。SBR法是一种利用微生物在反应器中按照一定的时间顺序间歇式操作污水处理技术。这种技术集曝气、沉淀于一池,而需要设置二沉池及污泥回流设备,也无需初沉池。在该系统中,反应池在一定时间间隔内充满污水,以间歇处理方式运行处理后混合液沉淀一段时间后,从池中排除上清液,沉淀的生物污泥则留于池内,这样依次反复运行,则构成了序批式处理工艺。典型的SBR系统分为:进水、反应、沉淀、排水与闲置5个阶段。废水经过一段时间的曝气后,水中会产生一种褐色絮凝体,这就是活性污泥,它以大量的活性微生物为主体。活性污泥结构疏松,表面积很大,对有机污染物有强烈的吸附凝聚和氧化分解能力。活性污泥去除水中有机物空答主要经历吸附、氧化、絮凝体形成与凝聚沉降三个阶段。
SBR的核心是SBR反应池,该池集均化、初沉、生物降解、二沉等功能于一体。典型SBR工艺的一个完整运行周期由五个阶段组成,即进水阶段、反应阶段、沉淀阶段、排水阶段和闲置阶段。从第一次进水到第二次进水称为一个工作周期。
从目前的污水好氧生物处理的研究、应用及发展趋势来看,SBR称得上简易、快速、低耗的污水处理工艺。与连续式活性污泥法比较,SBR 法具有以下特点:SBR装置结构简单,运转灵活,操作管理方便;投资省,运行费用低。Ketchum等人的统计结果表明:采用SBR法处理小城镇污水,要比用普通活性污泥法节省基建投资30%;可抑制丝状菌生长繁殖,不易发生污泥膨胀,污泥指数SVI较低,有利于活性污泥的沉淀和浓缩;SBR处于好氧/厌氧的交替运行过程中,能够在去除碳物质的同时实现脱氮除磷;SBR处理工艺系统布置紧凑、节省占地;运行稳定性好,能承受较大的水质水量冲击;各项运行控制参数都能通过计算机加以控制,易于实现系统优化运行。禅薯
1.3 CASS处理工艺
CASS(Cyclic Activated Sludge System)工艺是近年来国际公认的处理生活污水及工业废水的先进工艺。该工艺是在序批式活性污泥法(SBR)的基础上,反应池沿长度方向设计为两部分,前部为生物选择区也称预反应区,后部为主反应区,在主反应区后部安装了可升降的自动撇水装置,曝气、沉淀、排水等过程在同一池子内周期循环运行,省去了常规活性污泥法的二沉池和污泥回流系统。
1.4 A/O法(缺氧/好氧)工艺该工艺是在普通的活性污泥法基础上研究开发的,其好氧池是与普通曝气池相似的推流池,在好氧池内可完成对含碳有机物的氧化、含氮有机物的硝化和聚磷菌对磷的大量吸收;其缺氧池容积较小,但由于它与好氧池的结合使用,所以使处理系统具有一定的除磷作用和抗冲击负荷能力等优点。
2.小区生活污水的回用技术
近年来,通过对国外成熟技术的借鉴和国内的研究实践,小区回用技术得到了很快的发展。生活污水深度处理的目的是进一步去除污水中的悬浮物(SS) 、有机物、氮磷等营养盐以及可溶的无机盐等。根据污水回用用途和地理条件的不同,处理工艺与流程也有着很大的区别。随着小区生活污水处理技术的发展,二级处理及深度处理的差异不再像以往明显,诸如生物膜技术、生物活性炭技术、BAF 工艺等作为二级强化处理,一般二级生化处理出水经过混凝沉淀和过滤等深度处理,消毒后就可以达到回用要求。随着回用要求的提高,对于生物活性炭技术、膜生物反应器、膜技术等深度处理技术也正逐步为人们所重视。
2.1生物活性炭技术
生物活性炭是一种去除微量有机物的有效方法,其实质是生物降解与炭的物理吸附两者的协调作用。王占生等以生物活性炭理论为基础,选用廉价的多孔性物质或惰性物质(比如陶粒或炉渣等)来代替活性炭的一种新型工艺――颗粒填料生物接触氧化法,在城市污水深度处理中已经得到了成功的应用。应用生物活性炭工艺处理小区生活污水二级出水,可以使最终出水COD 降至30 mg/ L左右,BOD、SS、色度等也可达到回用要求。与传统的混凝、澄清、过滤工艺相比,该工艺工程投资略高,但运行费用较低。
2.2膜技术
膜技术主要是指纳滤、超滤、渗透以及反渗透等膜分离技术。小区生活污水经二级处理出水, 经反渗透(RO) 等膜技术深度处理,其出水可作为工业用水或生活用水。不过,由于膜技术的成本很高,且运行管理比较麻烦,目前在国内的应用不是很广。
2.3膜生物反应器(MBR)
MBR作为一种新型的污水处理和水回用技术,在小区生活污水回用方面具有很好的应用前景。MBR 集生物反应器的生物降解作用和膜的高效分离作用于一体,具有出水水质好、处理负荷高、装置占地面积小、产泥量少、易于实现自动控制等优点。其出水经消毒后可直接回用,甚至可回用于饮用水水源。MBR 在发达国家的污水回用工业中已经得到了很好的应用,但是膜本身成本高,操作系统复杂以及运行成本较高,阻碍了其在小区生活污水回用处理中的应用。
我国许多城市面临着严峻的水资源匮乏,小区生活污水回用作为一个切实可行的缓解水资源和防止污染的办法,已经逐步为人们所重视。按照我国新的城市污水处理及污染防治技术政策,要求2010年实现城市污水处理率50%以上,污水回用率30%以上,污水回用于市政、工农业等各个行业。而北京市在最近出台的《北京市中水设施建设管理试行办法》已经对小区生活污水回用提出了明确的要求,要求现有和新建小区必须配建污水回用设施。小区生活污水回用尽管规模比较小,且分散,对运行管理带来一定的难度。但由于小区生活污水就近处理并回用,水源稳定可靠,可减少供水管网的压力,同时也缓解了城市下水管网和污水处理设施的压力;且对于水资源匮乏也有一定的缓解。小区生活污水回用技术正逐步成为污水处理的一个重要方向。
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Ⅵ 中水回用系统有哪几类,分别应用于哪种场合
中水回用系统按其抄供应范围的袭大小和规模,一般有下面四 大类:中水设施完善地区的单位建筑中水回用系统。该排水经集流处理后供建 筑内冲洗器、清洗车、绿化等。其处理设施根据条件可设于本建 筑内部或(1)近外部。如北京新万寿宾馆的中水处理设备设于地下 室中。(2)排水设施不完善地区的单位建筑中水回用系统。城市排水 体系不健|的地区,其水处理设施达不到二级处理标准,通过中水 回用可以减轻污水对当地河流的再污染。该系统中水水源取自该建 筑物的排水净化池(如沉淀池、化粪池、除油池等),该池内的水 为总的生活污水。该系统处理设施根据条件可设于室内或室外。(3)小区域建筑群中水回用系统。该系统的中水水源取自建筑 小区内各建筑物所产生的杂排水。这种系统可用于建筑住宅小区、 学校及机关团体大院。其处理设施放置小区内。(4)区域性建筑群中水回用系统。该系统的特点是小区域具有 二级污水处理设施,区域中水水源可取城市污水处理厂处理后的水 或利用工业废水,将这些水运至区域中水处理站,经进一步深度处 理后供建筑内冲洗、绿化等用。
Ⅶ 分析自来水厂回用水系统设计特征
自来水厂的生产废水主要来自沉淀池或澄清池的排泥水和滤池的反冲洗废水,可占整个水厂日产水量的3%~7%。对这部分水进行回用,不仅可以节约水资源,提高水厂的运营能力,还可减少废水的排放量,特别是对废水排放条件较差的水厂。目前国内外的大型水厂很多在设计时都考虑了生产废水的回用措施,但由于水质的问题,有相当部分的水厂没有或不常回用。这是因为这部分废水中不仅富集了原水中几乎所有的杂质,还包括了在生产工艺中投加的各种药剂。这些物质重新回到生产系统中,再加上由此产生的生物因素(如贾弟鞭毛虫和隐孢子虫),的确具有一定的风险。因此在考虑回用时,必须要仔细研究。
一、生产废水回用的卫生安全性研究
卫生安全的饮用水,需满足三个方面的水质要求:感官性状良好;防止介水传染病的发生,确保微生物学的安全性,特别是人和动物粪便的污染可引起介水传染病的爆发流行;预防化学物质的急、慢性中毒以及其他健康危害(如致畸、致突变、致癌作用)。卫生安全性研究主要根据生产废水的特点,从微生物安全性、微量有机污染物以及致突变方面进行系统研究。
不少学者对净水厂生产废水回用的微生物安全性进行了一系列的研究,有人认为回用会造成滤后水中的“两虫”数量增加的风险,生产废水必须经过预处理方能回用;也有人认为滤池反冲洗排水直接回用不会对水处理工艺系统的处理效果造成影响,而且由于滤池反冲排水回用,增加了原水中颗粒的碰撞和吸附的机会,使得隐孢子虫卵囊或贾第鞭毛虫孢囊被吸附和包卷的机会增多,反而有利于“两虫”和颗粒的去除。混凝沉淀和过滤是常规水处理工艺去除贾第虫和隐孢子虫的重要阶段,研究表明滤后水浊度与两虫的含量具有较好的相关性,混凝效果和过滤的好坏对两虫的去除率起到非常显著的作用;强化混凝和优化过滤可以得到至少2log的去除率,有时甚至高达4log的去除率,而且滤后水浊度越低,颗粒越少,贾第鞭毛虫和隐孢子虫去消册橡除率越高。
目前国内大多数水厂也逐渐重视生产废水回用的安全性,但目前的研究多基于常规水质参数的检验,由于检测方法的复杂和费用的昂贵,即使针对水域中的贾第鞭毛虫和隐孢子虫,也只有深圳和澳门地区进行了初步检测,对生产废水直接回用是否造成水处理系统中贾第鞭毛虫和隐孢子虫的累积和泄漏问题尚未见报道。
二、生产废水的回用方式
生产废水回用的方式主要分为直接回用和处理回用。
(一)直接回用
直接回用是目前国内采用较多的方式,主要有滤池反冲洗废水直接回收和生产废水上清液回收。前者设置回收池,将滤池反冲洗废水加以收集,提升至原水絮凝前加以回收。后者设置污泥浓缩池,沉淀池排泥水和滤池反冲洗水经过浓缩,上清液提升至原水絮凝前加以回收,底部污泥进入污泥处理系统或直接排入河道或下水道。这种回用方式本身费用较低,可以结合厂区的污泥处理系统一起实施,但需加强水质监测措施,一旦回用水水质不能满足回用标准,必须降低回用负荷或不回用。
(二)处理回用
处理回用是对生产废水进行处理,使其水质满足原水的常规化学指标和生物指标后再回用。处理方式与生产废水的水质有较大关系,如果处理费用高于原水费用且原水水量充沛,则无法体现此方式的必要性三、生拿旁产废水回用的水质问题及处理方式生产废水在回用的过程中需注意铁、锰等常规指标及微生物指标(贾弟鞭毛虫和隐孢子虫)。
铁、锰过量摄入对人体是有慢性毒害的。锰的生理毒性比铁严重。自来水厂关注于铁、锰的去除,并非是考虑毒理学上的要求,而是因铁、锰的异味很大,而且污染生活器具,令人难以忍受,在远未达到慢性毒害的程度前早已不能饮用了。目前我国的地表水环境质量标准和生活饮用水标准中对铁和锰的标准分别为0.3mg/l和0.1mg/l。一般地下水含铁锰较高,但有些地表水中铁、锰离子的含量也超出了水质标准,虽然尚在常规处理的能力内,但如果对生产废水不加处理就进行回用,其富集作用将会影响到出厂水的水质。如上海某以黄浦江上游原水为水源的水厂,在设计中考虑了滤池反冲洗水的回用,2001年原水中铁、锰离子最高达10.0mg/l和0.32mg/l,平均值达3.2mg/l和0.12mg/l,这是其对生产废水不回用的主要原因。
在水处理方面,膜分离技术脱离了传统的化学处理范畴,转入到物理固液处理领域。与常规饮用姿拆水处理工艺相比,膜技术具有少投甚至不投加化学药剂、占地面积小、便于实现自动化等优点,并已应用于城镇自来水的深度处理上。常用的以压力为推动力的膜分离技术有微滤(MF)、超滤(UF)、纳滤(NF)以及反渗透(RO)等。其特点是能够提供稳定可靠的水质,这是由于膜分离水中杂质的主要机理是机械筛滤作用,因而出水水质在很大程度上取决于膜孔径的大小。
四、回用水系统的设计及运行
在设计回收池时,应结合实际的废水排放规律,尽量做到均匀回收。减小进水的冲击负荷,但这必然造成回收池的体积放大,对厂平面布置造成一定的困难,因此必须统一考虑。例如在进行某40万m3/d水厂的设计方案时,由于其污泥脱水系统将沉淀池排泥水和滤池反冲洗水均纳入其处理范围中,因此只需考虑其上清液的收集与回用。
针对其工艺流程进行分析,排泥水浓缩池为24小时连续工作,上清液流量为165m3/h;反冲洗废水浓缩池每日工作9.5小时,上清液流量为391m3/h。
因此其最大排出流量为391+165=556m3/h(9.5hr),其余为165m3/h(14.5hr)。
如果考虑均匀回收,则其平均流量为(556×9.5+165×14.5)/24=320m3/h。
若按平均流量回收,需增设1只上清液回收调蓄池,其容积为(556-320)×9.5=2242m3。
由于场地限制,该厂无法满足如此大容积回收池,只能利用浓缩池附近的区域设置调节容量为150m3的回收池,其回收流量基本与浓缩池上清液的排放量相同。
回用水系统的处理方式根据生产废水的水质和回用要求确定,应充分考虑其经济性和可靠性,应针对具体情况选择合适的处理流程,并以试验加以验证。
在运行时首先要制定一个回用水标准,并根据此标准配置在线的水质监测自控仪表,纳入水厂的PLC控制,以便根据其反馈值对回用水系统的运行进行控制。在水质仪表的选择时,考虑到低浊度并不能代表隐虫安全,建议用颗粒计数器检测水中颗粒数来代替浊度。
五、结论
在判断生产废水是否回用时,应根据原水和生产废水的水质、水量等因素进行分析:当原水水量足以满足供水要求且费用较低,而生产废水必须先处理再回用,回用费用远高于原水费用时,可以不考虑回用;当原水费用较高,而生产废水的水质较好可不处理,回用费用低于原水费用时,可以考虑直接回用;当原水水量较紧张且费用较高,而生产废水的水质经过简单处理可以满足回用要求,回用费用与原水费用接近时,可以考虑处理回用。在考虑回用水处理时,处理效果和经济性是一种工艺是否被采用的关键。特别是后者,决定了这种工艺是否得以推广。回用水系统工艺的选择和设计,最好结合水厂的臭氧预处理、深度处理和污泥处理等一并考虑。
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