住宅小區(qū)中水凈化工藝設(shè)計摘要我國面臨著嚴重的水資源短缺和水環(huán)境污染問題。日益嚴重的水量型和水質(zhì)型缺水不僅嚴重困擾著人民的生活，也成為影響和制約我國經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的主要因素之一。隨著人口的增長和房地產(chǎn)事業(yè)的發(fā)展，城市住宅小區(qū)的用水量和污水排放量越來越大，建立住宅小區(qū)中水回用系統(tǒng)，將居民生活污水經(jīng)集流、水處理后回用于小區(qū)的沖廁、綠化等，既可以大幅度減少小區(qū)周圍水環(huán)境的污染負荷，又可開辟可靠、穩(wěn)定的第二水源，因而具有重大的研究和應用價值。目前，我國大多數(shù)城鎮(zhèn)住宅小區(qū)建設(shè)中水系統(tǒng)的條件已基本具備，并日趨完善。隨著城鎮(zhèn)住宅小區(qū)的規(guī)模化以及水處理技術(shù)的發(fā)展，中水系統(tǒng)的投資和運行費用將大幅度降低；小區(qū)物業(yè)管理的興起和完善也為小區(qū)中水系統(tǒng)的投資回報奠定了基礎(chǔ)。本文通過對多種中水凈化工藝進行綜合比較，采用“生物接觸氧化法＋混凝沉淀”作為主體工藝對住宅小區(qū)雜排水進行處理，并對小區(qū)地埋式中水凈化站進行設(shè)計計算。出水水質(zhì)可達到國家生活雜用水水質(zhì)標準(CJ/T48-1999)。關(guān)鍵詞：雜排水，生物接觸氧化法，混凝沉淀，中水回用DesignonReclaimedWaterTreatmentProcessforResidentialareaAbstractChinaisfacingincreasinglyseriousproblemsofwatershortageandwaterpollution.Theynotonlymakepeople’slifedifficult,butalsobecomeoneofthemainfactorswhichaffectandrestrictthesustainabledevelopmentofoureconomy.Asthegrowthofpopulationandthedevelopmentofrealestate,theamountofrunningwaterconsumptionandsewagedischargingarebecominglargerandlargerinurbanresidentialareas.Buildingupreclaimedwatersystemsforresidentialareas,treatingthecollectedsewage,andthenusingthereclaimedwaterforflushingandvirescence,canefficientlyreducethewaterpollutionloadaroundthosedistricts.Moreimportant,itisagoodwaytoopenupthesecondreliableandstablewatersource.Soitisofgreatsignificanceonresearchandapplication.Atpresent,themajorityofoururbanresidentialareasarereadytobuildupreclaimedwatersystems.Withthethrivingoflargescaleresidentialareas,aswellasthedevelopmentofwatertreatmenttechnology,theinvestmentandoperationcostofthereclaimedwatersystemwillbesignificantlyreduced.Therisingandimprovingofpropertymanagementforresidentialdistrictsalsomakefoundationforthereturnoninvestment.Basedonacomprehensivediscussionofvariouswastewatertreatmenttechnology,the"biologicalcontactoxidation+coagulationandprecipitation"ischosenasthemainprocesstotreatthegraywater,anddetaileddesignandcalculationaremadeforthewaterpurificationstation.Theeffluentqualitycouldmeetthestatewaterqualitystandardofmiscellaneouswaterofliving(CJ/T48-1999).KeyWords:graywater，biologicalcontactoxidation，coagulationandprecipitation，reclaimedwaterreuse目錄HYPERLINKA2/O工藝6HYPERLINKCASS工藝6HYPERLINK\l"_Toc200793643"膜生物反應器(MBR)6HYPERLINK\l"_Toc200793644"生物接觸氧化法(BCO工藝)6HYPERLINK\l"_Toc200793645"2.4小結(jié)7HYPERLINK\l"_Toc200793646"3水量平衡8HYPERLINK\l"_Toc200793647"3.1水量平衡計算8HYPERLINK\l"_Toc200793648"中水原水水量的計算8HYPERLINK\l"_Toc200793649"中水處理量的計算8HYPERLINK\l"_Toc200793650"3.2水量平衡圖9HYPERLINK\l"_Toc200793651"4處理構(gòu)筑物的設(shè)計計算10HYPERLINK\l"_Toc200793652"4.1溢流井10HYPERLINK\l"_Toc200793653"4.2細格柵10HYPERLINK\l"_Toc200793654"設(shè)計要求10HYPERLINK\l"_Toc200793655"設(shè)計計算11HYPERLINK\l"_Toc200793656"設(shè)備選型12HYPERLINK\l"_Toc200793657"4.3隔油池12HYPERLINK\l"_Toc200793658"4.4毛發(fā)聚集器13HYPERLINK\l"_Toc200793659"4.5曝氣調(diào)節(jié)池13HYPERLINK\l"_Toc200793660"設(shè)計依據(jù)13HYPERLINK\l"_Toc200793661"設(shè)計計算13HYPERLINK\l"_Toc200793662"儀器設(shè)備14HYPERLINK\l"_Toc200793663"4.6生物接觸氧化池14HYPERLINK\l"_Toc200793664"設(shè)計計算14HYPERLINK\l"_Toc200793665"填料與曝氣設(shè)備15HYPERLINK\l"_Toc200793666"4.7水力循環(huán)澄清池16HYPERLINK\l"_Toc200793667"設(shè)計計算16HYPERLINK\l"_Toc200793668"藥劑與設(shè)備21HYPERLINK\l"_Toc200793669"4.8重力式無閥濾池21HYPERLINK\l"_Toc200793670"已知條件21HYPERLINK\l"_Toc200793671"設(shè)計計算22HYPERLINK\l"_Toc200793672"4.9消毒25HYPERLINK\l"_Toc200793673"設(shè)計依據(jù)25HYPERLINK\l"_Toc200793674"設(shè)備選型25HYPERLINK\l"_Toc200793675"4.10中水池26HYPERLINK\l"_Toc200793676"設(shè)計依據(jù)26HYPERLINK\l"_Toc200793677"設(shè)計計算26HYPERLINK\l"_Toc200793678"4.11污泥濃縮池26HYPERLINK\l"_Toc200793679"設(shè)計參數(shù)26HYPERLINK\l"_Toc200793680"設(shè)計計算27HYPERLINK\l"_Toc200793681"4.12污泥脫水27HYPERLINK\l"_Toc200793682"儲泥池27HYPERLINK\l"_Toc200793683"污泥脫水28HYPERLINK\l"_Toc200793684"5投資估算29HYPERLINK\l"_Toc200793685"5.1主要建、構(gòu)筑物說明29HYPERLINK\l"_Toc200793686"溢流井29HYPERLINK\l"_Toc200793687"細格柵槽29HYPERLINK\l"_Toc200793688"隔油池29HYPERLINK\l"_Toc200793689"曝氣調(diào)節(jié)池29HYPERLINK\l"_Toc200793690"生物接觸氧化池29HYPERLINK\l"_Toc200793691"水力循環(huán)澄清池29HYPERLINK\l"_Toc200793692"重力式無閥濾池29HYPERLINK\l"_Toc200793693"中水池30HYPERLINK\l"_Toc200793694"污泥濃縮池30HYPERLINK\l"_Toc200793695"儲泥池30HYPERLINK\l"_Toc200793696"5.2投資估算30HYPERLINK\l"_Toc200793697"土建工程30HYPERLINK\l"_Toc200793698"主要設(shè)備及材料31HYPERLINK\l"_Toc200793699"工程造價明細表32HYPERLINK\l"_Toc200793700"5.3電氣控制系統(tǒng)32HYPERLINK\l"_Toc200793701"5.4施工運行過程中的環(huán)境保護32HYPERLINK\l"_Toc200793702"6結(jié)論33HYPERLINK\l"_Toc200793703"致謝34HYPERLINK\l"_Toc200793704"參考文獻351引言1.1研究背景我國的水資源狀況眾所周知，水資源緊缺已經(jīng)成為世界性問題。我國也同樣面臨水資源短缺的現(xiàn)實。我國的地域特征決定了我國的水資源具有總量豐富、人均占有量相對不足、時空分布不均衡等特點。我國是一個水資源匱乏的國家，雖然總體上水資源量有2.8×1012m3，居世界第6位，但由于人口眾多，人均水資源占有量不到2400m3，只有世界人均占有量的1/4，居世界第110位，是13個貧水國之一[1]。到2030年，我國人口將達到16億，人均水資源量將下降到1700m3，形勢十分嚴峻。據(jù)有關(guān)資料顯示，我國有80%的城市由于工業(yè)生產(chǎn)發(fā)展和人口增加等原因?qū)е虏煌潭鹊娜彼彼偭棵磕赀_1200億m3。不僅如此，我國的污水排放量每年遞增約14億m3[2]。日益嚴重的水量型和水質(zhì)型水資源短缺不僅嚴重困擾人民生活的基本需求和生活質(zhì)量，也成為影響和制約我國經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的主要因素之一。解決水資源緊缺的途徑為了解決水危機，世界各國各地區(qū)都在采取積極有效的措施，旨在“開源節(jié)流”。我國解決水資源短缺的途徑主要有：使用節(jié)水衛(wèi)生器具；實行清潔生產(chǎn)(如，工業(yè)冷卻水循環(huán)使用)；污水灌溉；海水淡化；遠距離輸水(如，引灤濟青、南水北調(diào)等工程)；以及中水回用工程等。其中，使用節(jié)水衛(wèi)生器具和實行清潔生產(chǎn)的“節(jié)流”量有限；隨著城市污水中重金屬等有毒物質(zhì)含量日益增加，污水灌溉嚴重威脅農(nóng)作物的生長和安全食用、地下水的安全飲用；海水淡化和遠距離輸水雖然取得了“開源”的成效，但成本很高，且以破壞生態(tài)環(huán)境作為高昂代價。在各種措施中，最為行之有效的途徑之一就是“中水回用”。中水回用是提高水資源利用效率、緩解水資源緊張的有效途徑和直接措施，是實現(xiàn)水資源持續(xù)利用戰(zhàn)略的重要組成部分。1.2國內(nèi)外中水回用發(fā)展情況國外中水回用發(fā)展情況中水回用起源于日本，經(jīng)過10多年的開發(fā)利用，它在美國、日本等發(fā)達國家得到了廣泛的應用，并顯示出明顯的經(jīng)濟效益，已成為城市水資源的重要組成部分。美國是世界上進行污水再生利用最早的國家之一，20世紀70年代初開始大規(guī)模污水處理廠建設(shè)，1979年美國有357個城市回用污水，有污水回用點536個，涉及城市回用、娛樂回用、環(huán)境回用、工業(yè)回用等方面。全國城市污水回用總量約為9.4×108m3/a，其中灌溉用水占總用水量的62%，工業(yè)用水占總用水量的31.5%，5%用于地下回灌，1.5%用于娛樂、漁業(yè)等[3]。日本的水資源雖較豐富，但人均水資源占有量仍低于世界平均水平。節(jié)約用水一直受到全社會的關(guān)注。日本從1962年就開始回用的實踐，促進了當時的工業(yè)復興。到20世紀80年代中期，日本的城市污水回用量就達6.3×107m3/d。日本的雙管供水系統(tǒng)比較普遍(其一為飲用水系統(tǒng)，另一為再生水系統(tǒng)，即中水道系統(tǒng))，中水道的再生水一般用于沖洗廁所，澆灌城市綠地及消防。日本在政策上鼓勵中水回用，日本政府制定了獎勵政策，通過減免稅金、提供融資和補助金等手段大力加以推廣中水回用技術(shù)。而且同時還要求新建的政府機關(guān)、學校、企業(yè)辦公樓以及會館、公園、運動場等公共建筑物必須設(shè)置中水道[4]。除日本、美國外，以色列、俄羅斯、西歐各國、印度、南非和納米比亞的污水回用技術(shù)也很普遍，南非和納米比亞等國甚至建起了飲用再生水制造工廠。中水回用已經(jīng)成為世界上不少國家解決水資源不足的戰(zhàn)略性對策，在國外已有豐富的經(jīng)驗，值得我們學習和借鑒。國內(nèi)中水回用發(fā)展情況我國從20世紀50年代起開始采用污水灌溉的方式回用污水，但真正將污水處理后回用于城市生活和工業(yè)生產(chǎn)，有20年左右的歷史。我國的污水回用事業(yè)大致可分為三個階段：1985年前的“六五”期間是起步階段；1986－2000年的“七五”、“八五”、“九五”這15年是技術(shù)儲備和示范工程引導階段；2001年以“十五”綱要明確提出“污水處理回用”為標志，國家進入全面啟動階段。目前我國已投產(chǎn)的城市中水回用工程有近四十個，回用規(guī)模多為(1－10)×104m3/d，約為全國城市污水設(shè)計處理量的1%左右。中水回用可以說是最大規(guī)模最有效的節(jié)水措施。前些年全國每年節(jié)水約10億m3，而中水回用推算每年可增加城市供水幾十億m3。可見，我國城市中水回用事業(yè)將有巨大的發(fā)展空間和潛力[4]。隨著國外中水技術(shù)的引進、國內(nèi)中水試點工程的建設(shè)及中水處理設(shè)備的研制，我國的中水回用在北京、大連、深圳、天津等城市已有較多的成功應用。無論是城市污水處理后的深度處理技術(shù)，還是賓館、酒店、大型建筑群、小區(qū)的中水處理技術(shù)，目前在國內(nèi)外都是成熟的。因此，我國的中水回用在經(jīng)濟技術(shù)上都有很大的可行性。但是與西方發(fā)達國家相比，我國在中水回用領(lǐng)域仍處于落后狀態(tài)，目前我國城市污水處理率不足20%。這主要是因為長期以來，水價過低和體制問題成為了我國中水回用市場進程中最大的攔路虎、絆腳石。而解決這一問題的根本途徑就是合理調(diào)整水價，改善中水回用局面，引入市場化運營機制，利用經(jīng)濟杠桿推動中水市場的持續(xù)發(fā)展。例如：在城市中水回用的建設(shè)過程中，逐步引入市場經(jīng)濟的機制，根據(jù)具體環(huán)境要求確定水處理程度，重視能耗低的水處理技術(shù)和污水資源化技術(shù)的應用，建立不同規(guī)模、多種形式的中水回用系統(tǒng)。改變中水回用的經(jīng)營方式，面向產(chǎn)業(yè)化、市場化已刻不容緩。1.3住宅小區(qū)中水回用相關(guān)術(shù)語中水(reclaimedwater)指各種排水經(jīng)處理后，達到規(guī)定的水質(zhì)標準，可在生活、市政、環(huán)境等范圍內(nèi)雜用的非飲用水[5]。中水系統(tǒng)(reclaimedwatersystem)由中水原水的收集、儲存、處理和中水供給等工程設(shè)施組成的有機結(jié)合體，是建筑物或建筑小區(qū)的功能配套設(shè)施之一[5]。小區(qū)中水(reclaimedwatersystemforresidentialdistrict)在小區(qū)內(nèi)建立的中水系統(tǒng)。小區(qū)主要指居住小區(qū)，也包括院校、機關(guān)大院等集中建筑區(qū)，統(tǒng)稱建筑小區(qū)[5]。中水原水(raw-waterofreclaimedwater)作為中水水源而未經(jīng)處理的水[5]。中水設(shè)施(installationofreclaimedwater)是指中水原水的收集、處理，中水的供給、使用及其配套的檢測、計量等全套構(gòu)筑物、設(shè)備、器材[5]。水量平衡(waterbalance)對原水水量、處理量與中水用量和自來水補水量進行計算、調(diào)整，使其達到供與用的平衡和一致[5]。雜排水(graywater)民用建筑中除糞便污水外的各種排水，如冷卻排水、游泳池排水、沐浴排水、盥洗排水、洗衣排水、廚房排水等[5]。中水回用的目的及意義住宅小區(qū)中水系統(tǒng)就是將住宅小區(qū)中人們生活或生產(chǎn)活動中排放的生活污水、冷卻水等經(jīng)集流、水處理后再回用于住宅小區(qū)。經(jīng)再生處理后的水可作沖洗便器、澆灑街道、綠化水景、洗車、空調(diào)冷卻、消防等方面用水，是一種介于建筑生活給水系統(tǒng)與排水系統(tǒng)之間的雜用水系統(tǒng)[6]。隨著我國房地產(chǎn)事業(yè)的蓬勃發(fā)展，城市住宅小區(qū)的用水量和污水排放量越來越大，而在人們使用過的生活污水中，污染雜質(zhì)僅占0.1%，絕大部分是可再利用的清水。城市供水量的80%～90%變?yōu)樯钗鬯湃胂滤溃且环N很大的資源浪費，至少有70%的污水（相當于城市供水量的一半以上）可處理后安全回用[7]。由于住宅小區(qū)位置分散，如果全部生活污水依靠城市污水廠處理，收集與傳送難度較大。事實上，住宅小區(qū)沖廁、洗車、綠化、水景等引起的用水對水質(zhì)的要求并不高，如若采用小區(qū)中水系統(tǒng)，則不僅可以滿足上述用途對水質(zhì)、水量的要求，而且預計住宅小區(qū)用水量可節(jié)省30%～40%，排水量可減少35%～50%，能夠產(chǎn)生良好的社會效益和環(huán)境效益。住宅小區(qū)中水系統(tǒng)還具有實施方便，不影響市政道路，回用管道短，投資小等優(yōu)點，對中水回用的推廣大有益處。此外，通過污水處理回用，可大幅度減少水體環(huán)境的污染負荷，開辟可靠、穩(wěn)定的第二水源，因而具有重大的研究和應用價值。在住宅小區(qū)達到設(shè)立中水系統(tǒng)的經(jīng)濟性取決于小區(qū)的規(guī)模。當小區(qū)的人口達到1萬或中水用量達到750m3/d時，設(shè)立中水系統(tǒng)比傳統(tǒng)供水經(jīng)濟合算。住宅小區(qū)的中水如能和附近的污水處理廠進行有效的結(jié)合起來，更能發(fā)揮中水的經(jīng)濟效益。目前，我國大多數(shù)城鎮(zhèn)住宅小區(qū)建設(shè)中水系統(tǒng)的條件已基本具備，并日趨完善。居民區(qū)排水量較大、雜用水需求量也大，水量易平衡，對中水系統(tǒng)的設(shè)計和平穩(wěn)運行十分有利。隨著城鎮(zhèn)住宅小區(qū)的規(guī)模化以及水處理技術(shù)的發(fā)展，中水系統(tǒng)的投資和運行費用將大幅度降低；小區(qū)物業(yè)管理的興起和完善也為小區(qū)中水系統(tǒng)的投資回報奠定了基礎(chǔ)[6]。小區(qū)中水回用的要求中水回用必須滿足三個要求：①水質(zhì)合格；②水量足夠；③經(jīng)濟合算。水源是保證小區(qū)供水的前提條件，中水回用對水源的要求為：①有一定的水量且穩(wěn)定可靠，可以滿足中水供應的要求；②原水易于收集，減少集流系統(tǒng)的投資費用；③污染較輕，易于處理和回用，投資費和運行管理較低；④處理過程中不產(chǎn)生嚴重的污染；⑤原水本身和回用水對水體、中水用水器無害；⑥節(jié)約水資源效果明顯，減少小區(qū)用水費用和排污費用；⑦具有社會效益、環(huán)境效益、經(jīng)濟效益，利于小區(qū)的建設(shè)[8]。中水水質(zhì)應滿足以下要求：不影響人體健康；對環(huán)境質(zhì)量不影響；使用者維護無不良影響；不影響產(chǎn)品質(zhì)量；為使用者接受；技術(shù)可行；經(jīng)濟合理，水價水競爭力；對使用者要進行安全教育。詳細指標見表1.1。表1.1生活雜用水水質(zhì)標準(CJ/T48－1999)項目沖廁、綠化洗車、掃除pH色度(度)≤30≤30氣味無不快感覺無不快感覺一濁度(度)≤10≤50總堿度(以CaCCO3計)mmg/L≤450≤450溶解性固體mgg/L≤1200≤1000BOD5mgg/L≤10≤10CODCrmmg/L≤50≤50氯化物mg/LL≤350≤300NH3－N(以NN計)mg//L≤20≤10陰離子表面活性劑劑mg/LL≤1.0他≤0.5鐵mg/L≤0.4≤0.4錳mg/L≤0.1≤0.1游離余氯mg//L管網(wǎng)末端≥0.22管網(wǎng)末端≥0.22總大腸桿菌群數(shù)(個/L)≤3≤32住宅小區(qū)中水凈化方案的確定2.1設(shè)計內(nèi)容簡介本次設(shè)計的主要內(nèi)容是為西北地區(qū)某一5萬人的新建住宅小區(qū)設(shè)計一個地埋式的中水凈化站，處理后出水用于小區(qū)住戶的沖廁、綠化。小區(qū)總占地面積約70公頃，住宅用地面積約占28%，道路面積約占12%，綠化面積約占35%，剩余25%用于修建停車場、超市等小區(qū)配套服務(wù)設(shè)施的預留空地。該新建小區(qū)采用雙排水管網(wǎng)，實行部分集流、部分回用。中水水源選用含溶解性有機物和LAS較低的雜排水，糞便污水和雨水經(jīng)收集后排入市政排水管網(wǎng)。根據(jù)《建筑中水設(shè)計規(guī)范》(GB50336－2002)確定原水水質(zhì)指標為：CODCr:200mg/L，BOD:130mg/L，SS:110mg/L，陰離子表面活性劑(LAS):9mg/L，pH:7-8。處理后出水水質(zhì)要求達到我國生活雜用水水質(zhì)標準(CJ/T48－1999)。2.2中水處理流程中水回用的目的不同，水質(zhì)標準和深度處理的工藝也不同。中水回用需要多種工藝的有機組合，從而使中水系統(tǒng)具有多樣化特點。無論采取哪種處理工藝，首先都應經(jīng)過預處理和初級處理，其后續(xù)處理一般分三類：先生化后物化再消毒；物化和消毒；物理處理和消毒。住宅小區(qū)中水處理采用何種工藝，應根據(jù)中水水源的水質(zhì)水量和用水要求，經(jīng)過水量平衡并通過實驗確定，同時考慮投資、運行管理和設(shè)備情況進行技術(shù)經(jīng)濟分析，優(yōu)選方案。也可采用我國《建筑中水設(shè)計規(guī)范》(CECS30－91)推薦的流程[5]：表2.1典型中水處理流程水質(zhì)類質(zhì)處理流程優(yōu)質(zhì)雜排水優(yōu)質(zhì)雜排水水質(zhì)好好，宜采用流流程較短的物物理化學處理理工藝：原水→格柵→調(diào)節(jié)池→混凝沉淀淀或氣浮→過濾→消毒→中水雜排水雜排水水質(zhì)與優(yōu)質(zhì)質(zhì)雜排水水質(zhì)質(zhì)相比，污染染物的含量要要略高一些，因因此，處理難難度也相應加加大了。一般般采用生化＋＋物化組合工工藝進行處理理：原水→格柵→調(diào)節(jié)池→一級生物物處理→沉淀→過濾→消毒→中水生活污水生活污水成分復雜雜，污染物濃濃度高，宜用用二段生物處處理和物化處處理相結(jié)合的的工藝流程：：原水→格柵→調(diào)節(jié)池→一段生物物處理→沉淀→二段生物處處理→沉淀→混凝反應→過濾→消毒→中水×此外，規(guī)范中還指出，當有廚房排水等含油排水進入原水系統(tǒng)時，應經(jīng)過隔油處理。2.3生物處理工藝比較污水處理系統(tǒng)是小區(qū)中水回用工程的關(guān)鍵，小區(qū)污水處理工藝是在傳統(tǒng)的城市污水處理工藝的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，主要有：穩(wěn)定塘、污水的土地處理、A2/O工藝、CASS工藝、膜生物反應器(MBR)、生物接觸氧化法(BCO工藝)等。穩(wěn)定塘利用穩(wěn)定塘處理小小區(qū)生活污水水，可以充分利利用地形、節(jié)約資金，并并能夠?qū)崿F(xiàn)污污水的資源化化，但是占地地面積大，處處理效果易受受氣候影響，所所以很難普及及。污水土地處理系統(tǒng)統(tǒng)污水土地處理系統(tǒng)統(tǒng)有慢速滲濾濾、快速滲濾濾、地表漫流流、濕地、地地下滲濾等形形式，經(jīng)常和和氧化塘結(jié)合合起來使用，可可充分利用自自然條件，結(jié)結(jié)構(gòu)簡單、費費用低，對廣廣大農(nóng)村和小小城鎮(zhèn)地區(qū)很很適用[9]]。2.3.3A22/O工藝A2/O法，即厭厭氧－缺氧－－好氧法，是是在A/O法脫氮氮工藝基礎(chǔ)上上發(fā)展起來的的具有同步脫脫氮除磷功效效的污水處理理工藝。該工工藝總的水力力停留時間少少于其他同類類工藝，但處處理構(gòu)筑物較較多，需回流流硝化液，污污泥增長有一一定的限度，脫脫氮除磷效果果難于進一步步提高[100]。CASS工藝CASS工藝是近近年來國際公公認的處理生生活污水及工工業(yè)廢水的先先進工藝。該該工藝是在SSBR工藝的的基礎(chǔ)上，反反應池沿長度度方向設(shè)計為為兩部分，前前部為生物選選擇區(qū)也稱預預反應區(qū)，后后部為主反應應區(qū)，在主反反應區(qū)后部安安裝了可升降降的自動撇水水裝置，曝氣氣、沉淀、排排水等過程在在同一池子內(nèi)內(nèi)周期循環(huán)運運行，省去了了常規(guī)活性污污泥法的二沉沉池和污泥回回流系統(tǒng)[111]。但是是CASS工藝對于潷水水器的要求很很高，且各池池子同時間歇歇運行，人工工控制幾乎不不可能，全靠靠電腦控制，對對處理廠的管管理人員素質(zhì)質(zhì)要求很高，對對設(shè)計、培訓訓、安裝、調(diào)調(diào)試等工作要要求較嚴格。膜生物反應器(MMBR)膜生物反應器(MMBR)是將生物處處理技術(shù)與膜膜分離技術(shù)相相結(jié)合的一種種高效的污水水處理新技術(shù)術(shù)，該技術(shù)將將膜分離裝置置和生物反應應器組合成新新的處理系統(tǒng)統(tǒng)，運用膜分分離技術(shù)和生生物技術(shù)，以以膜分離裝置置取代普通生生物反應器中中的二沉池，使使系統(tǒng)具有高高效的污水處處理效果和分分離效果[112]。但膜膜技術(shù)用于污污水處理仍有有許多不足和和限制，例如如：膜污染會會使膜的分離離性能下降，目目前投資和維維護費用尚且且較高，操作作技術(shù)要求高高等。MBR更適合在建建廠空間受限限、工地費用用昂貴時使用用。生物接觸氧化法((BCO工藝)生物接觸氧化法((BCO工藝)，又稱“淹沒式生物物濾池”或“接觸曝氣法”，是一種介于于活性污泥法法與生物濾池池兩者之間的的生物處理技技術(shù)，也可以以說是具有活活性污泥法特特點的生物膜膜法；它兼具具兩者的優(yōu)點點，深受污水水處理工程領(lǐng)領(lǐng)域人們的重重視，是最為為廣泛采用的的小區(qū)生活污水處處理工藝。該該工藝具有容積負荷荷高，抗沖擊擊負荷能力強強，污泥生成成量少，易于于沉淀，不產(chǎn)產(chǎn)生污泥膨脹脹，不需回流流污泥，運行行安全可靠，占占地面積小，投資省，施工安裝方便，工期短，操作管理方便等特點；尤其是對住宅小區(qū)排水不均勻的情況更具有實際意義[13]。工程實踐證明，BCO法對于進水BOD5濃度在100～250mg/L且表面活性劑含量較高的污水具有很好的處理效果。2.4小結(jié)綜上所述，根據(jù)本本次設(shè)計原水水水質(zhì)特點，決決定采用“生物接觸氧氧化(BCO工藝)＋混凝沉淀”作為主體處處理工藝。參參考表2.1中雜排水所所對應的處理理流程，得出出完整的處理理工藝流程如如下：圖2.1工藝流程程圖3水量平衡水量平衡計算算是中水設(shè)計計的重要步驟驟，它是合理理用水的需要要，也是中水水系統(tǒng)合理運運行的需要。建建筑中水的原原水取于建筑筑排水，中水水用于建筑雜雜用，上水補補其不足，要要使其互相協(xié)協(xié)調(diào)，必須對對各種水量進進行計算和調(diào)調(diào)整。要使集集水、處理、供供水集于一體體的中水系統(tǒng)統(tǒng)協(xié)調(diào)地運行行，也需要各各種水量間保保持合理的關(guān)關(guān)系。水量平平衡就是將設(shè)設(shè)計的建筑或或建筑群的給給水量、污水水廢水排水量量、中水原水水量、貯存調(diào)調(diào)節(jié)量、處理理量、處理設(shè)設(shè)備耗水量、中中水調(diào)節(jié)貯存存量、中水用用量、自來水水補給量等進進行計算和協(xié)協(xié)調(diào)，使其達達到平衡，并并把計算和協(xié)協(xié)調(diào)的結(jié)果用用圖線和數(shù)字字表示出來，即即水量平衡圖圖[5]。水量量平衡圖雖無無定式，但從從中應能明顯顯看出設(shè)計范范圍內(nèi)各種水水量的來龍去去脈，水量多多少及其相互互關(guān)系，水的的合理分配及及綜合利用情情況，是系統(tǒng)統(tǒng)工程設(shè)計及及量化管理所所必須做的工工作和必備的的資料。實踐踐表明，中水水工程不能堅堅持有效運行行的一個重要要原因，就是是水量不平衡衡。因此，應應充分重視這這一項工作。3.1水量平衡計計算中水原水水量的計計算該新建小區(qū)居民人人均日用水量量擬定為1550L/(人·d)，根據(jù)《建建筑中水設(shè)計計規(guī)范》(GB500336－2002)確定各種用用水量占給水水量的百分比比如下：表3.1各種用水水量占給水量量的百分數(shù)用途洗澡洗漱洗衣沖廁廚房綠化總計比例%15111230257100水量[L/(人··d)]22.516.5184537.510.5150由上表可知，小區(qū)區(qū)日用水總量量Qd=500000×150×10-3=77500(mm3/d)由于小區(qū)選用雜排排水作為中水水水源，故按按照日用水量量定額分配比比例法[8]]可得小區(qū)中中水原水水量量為Q=∑c·b·Qd=00.85×((1-0.3-0.07))×75000=44016.225(m3/d)式中c——折減減系數(shù)，取0.85；b——取自中水原水的給給水項目占總總水量的百分分比，見表3.1；Qd——日用水總量，m33/d。中水處理量的計算算a.中水用量小區(qū)中中水用于沖廁廁和綠化，按按其占用水量量的百分比計計算如下：沖沖廁用水量qq1=1..2·b·Qd=1.22×0.3×7500=27000(m3/d)式中1.2———考慮漏損的的附加系數(shù)。綠化用水量q2=0.007Qd=0.007×7500=5255(m3/d)中水用水總量Qzz=q1+q2=27700+5225=33225(mm3/d)b.中水處理量Q11=(11+n)··Qz=(11+0.122)×32255=36612(m33/d)式中n——中水水處理設(shè)施自自耗水系數(shù)，一一般取10%%～15%。c.比較可集流中水原原水與中水處處理量α=×100%%=×100%%=111.2%式中α——考慮慮集流水量和和中水用水量量不穩(wěn)定的安安全系數(shù)，一一般取10%%～15%[144]。溢流量Q2=Q-Q2=40166.25-3612==404..25(m33/d)中水原水回收率==0.7644=766.4%>75%，符合《建建筑中水設(shè)計規(guī)范》(GB550336－2002)對于原水回回收率的要求求。3.2水量平衡圖圖水量平衡圖見圖33.1。圖3.1水量平衡衡圖4處理構(gòu)筑物的的設(shè)計計算4.1溢流井根據(jù)水量平衡計算算結(jié)果可知，中中水原水溢流流量為4044.25m33/d，故在原水水進入處理設(shè)設(shè)施之前需設(shè)設(shè)置溢流井。根根據(jù)原水水量量特點及細格格柵對柵前流流速的要求，確確定溢流井的的大致尺寸為為：長×寬×高=1.55×1.5××1.9==4.2775(m3)溢流井各部分尺寸寸詳見下圖：：圖4.1溢流井溢流井直通地面，方方便檢修。在在溢流井進水水管口處設(shè)置置ZMQF型方形進水閘閘門，閘門的的開啟和關(guān)閉閉受曝氣調(diào)節(jié)節(jié)池中UDA電極式液位位控制器的控控制，以保證證在每日用水水高峰期時多多余的原水能能夠及時排入入市政管網(wǎng)。表4.1ZMQFF型閘門主要要性能參數(shù)規(guī)格最大工作水頭/mm工作介質(zhì)安裝狀態(tài)正常水壓狀態(tài)閘框距邊壁距離//mm閘框距井底距離//mm正向反向ZMQF600×60010≦3水或污水鉛垂狀態(tài)正面進水≧300≧1004.2細格柵設(shè)計要求因雜排水水質(zhì)較好好，故只設(shè)一一道細格柵。柵柵條間距應小小于10mmm，過柵流速速一般選用0.6～～1.0m/s，水頭損失失一般為0.08～0.15m，柵柵前水深不小小于0.5mm，污水在柵前渠道內(nèi)的的流速一般控控制在0.4～0.8m/s，傾角不小小于60°[144]。設(shè)計計算中水的日平均處理理量為Q1=36122m3/d，取小時變變化系數(shù)Kn=2.8[115]，則最最大設(shè)計流量量Qmax===421.44(m3/h)==0.1117(m3/s)a.柵槽寬度n===45((個)B=S(n－－1)+enn=0..01×(445－1)+0..008×445=00.8(m))式中Qmax———最大設(shè)計流流量，m3/s；α——格柵傾角，60°°；——經(jīng)驗系數(shù)；e———柵條凈間隙隙，8mm；h———柵前水深，00.5m；vv——過柵流速，00.6m/s；n———格柵間隙數(shù)數(shù)；S———柵條寬度，m；B———柵槽寬度，m；b.過柵水頭損失h0==3..26××ssin60°°=0..05(m))hh1=k·hh0=3×00.05==0.155(m)式中——阻力系系數(shù)，與柵條條斷面形狀有有關(guān)，=，當為矩形形斷面時，=2.42；計計算得，=3.26[[16]；g——重重力加速度，9.81m/s2；k——系系數(shù)，格柵受受污物堵塞后后，水頭損失失增大的倍數(shù)數(shù)，一般k=3；h0——計計算水頭損失失，m；h1——過過柵水頭損失失，m；c.柵槽總高度為避避免造成柵前前涌水，故將將柵后槽底下下降h1作為補償H=h+hh1+h2=0..5+0.115+0.33=0..95(m))式中H——柵柵槽總高度，m；h——柵前水深，mm；h2——柵柵前渠道超高高，m，一般用0..3m。d.柵槽總長度柵前前水深與柵前前流速的關(guān)系系為：v1=，若取柵柵前流速v1=0.5m//s，則可得進進水渠道寬B1=0.447m。l1====0.455(m)l2====0.233(m)H1=h+h1=0.55+0.3=0.88(m)L=l1+l2+1.0++0.5+=0.445+0.223+1.00+0.5++=2..6(m)式中B——柵柵槽寬度，m；B1——進進水渠道寬度度，m；——進水渠展開角，一一般用20°°；l11=進水渠道漸漸寬部分長度度，m；l2=柵槽與出水水渠連接渠的的漸縮長度，m；H1——柵柵前槽高，m；L——柵柵槽總長度，m。e.每日柵渣量W===0.556(m3/d)式中W——每每日柵渣量，m3/d；W1——柵柵渣量(m3/103m3污水)，取0.1[166]；K總——生生活污水流量量總變化系數(shù)數(shù)，取1.80[116]。設(shè)備選型由于W>0.2m33/d，所以宜采采用機械清渣渣。設(shè)計選用用JT型階梯式機機械格柵除污污機，設(shè)備參參數(shù)如表4.2所示：表4.2JT型階階梯式機械格格柵除污機設(shè)設(shè)備參數(shù)型號設(shè)備寬度B(mmm)電機功率(Kw))柵條間隙(mm))JT-8008000.758安裝角度(α)井寬(mm)井深(mm)60860≦30004.3隔油池雜排水中含有的少少量油脂會對對后續(xù)生物處處理造成不利利影響，因此此在預處理階階段需進行簡簡單隔油[117]。由于于處理水量較較小，故采用用已有標準圖圖(S217-88-6)的小型隔油油池即可滿足足要求。池內(nèi)內(nèi)水流流速不不大于0.0005m/s，停留時間間在0.5～1.0miin。小型隔油池的各部部分尺寸見附附圖3。池中的廢廢油和少量沉沉淀物可采用用人工定期清清除的方式在在小區(qū)排水低低峰期進行清清除，周期為為5～7d。4.4毛發(fā)聚集器器在原水以洗浴水為為主的中水工工程中，毛發(fā)發(fā)的有效去除除對設(shè)施管理理影響較大，為為了不影響泵泵和其他設(shè)備備的正常運行行，在泵前一一般設(shè)置毛發(fā)發(fā)過濾器。本次設(shè)計選用快開開式毛發(fā)聚集集器，該設(shè)備備具有快開式式頂蓋、不銹銹鋼提籃式過過濾內(nèi)膽，操作簡單、清清理方便、經(jīng)經(jīng)濟實用、安安全可靠。其其設(shè)備參數(shù)如如表4.3所示：表4.3快開式式毛發(fā)聚集器器設(shè)備參數(shù)型號主體規(guī)格接管口徑最大流量主體高度耐壓MF-450直徑450DN150170m3/h750mm≦0.05MPa4.5曝氣調(diào)節(jié)池池設(shè)計依據(jù)中水的原水取自小小區(qū)住宅樓排排水，其水量量隨著季節(jié)、晝晝夜、節(jié)假日日及使用情況況的變化，每每天每小時的的排水量是很很不均勻的。而而處理設(shè)備則則需要在均勻勻的水量負荷荷下運行，才才能保障其處處理效果和經(jīng)經(jīng)濟效果。這這就需要在處處理設(shè)施前設(shè)設(shè)置中水原水水調(diào)節(jié)池。本次設(shè)計決定采用用曝氣調(diào)節(jié)池池。一方面，可可對原水水量量進行調(diào)節(jié)，以以保障后續(xù)水水處理構(gòu)筑物物能夠連續(xù)運運行；另一方方面，通過預預曝氣不僅可可以防止污水水在儲存時腐腐化發(fā)臭、池池內(nèi)不產(chǎn)生沉沉淀，以兼性性菌為主的微微生物群體還還可對污水進進行預降解，有有利于后續(xù)的的生物處理。設(shè)計計算a.調(diào)節(jié)池調(diào)節(jié)容容量《建筑中中水設(shè)計規(guī)范范》(GB500336－2002)指出，中水水原水調(diào)節(jié)池池的調(diào)節(jié)容量量在缺乏中水水處理量逐時時變化曲線時時，可按下列列方法計算：：連續(xù)運行時，原水水調(diào)節(jié)池調(diào)節(jié)節(jié)容量按日處處理水量的335%～50%計算，即即相當于8..4～12.0倍平平均時處理水水量。根據(jù)國國內(nèi)外資料及及醫(yī)院污水處處理的經(jīng)驗，認認為這個計算算是合理、安安全的。中國國環(huán)境科學研研究院的研究究也認為，該該調(diào)節(jié)儲量是是充分而又可可靠的[5]]。根據(jù)本次設(shè)計原水水水量的特點點，決定調(diào)節(jié)節(jié)池容量按日日處理水量的的35%計，則=0.35Q11==1264..2(m3)調(diào)節(jié)池有效水深通通常取h1=4m，則池底底面積為3116.05mm2。令長為188.6m，寬寬為17m，超高高為0.3mm。池底設(shè)穿穿孔管和集水水坑，該部分分最大水深為為0.6m，坡坡度為i==0.011(見圖4.2)。b.調(diào)節(jié)池預曝氣量Qq=Qh·b=1500.5×0..6=990.3(mm3/h)式在Qh——中水水設(shè)施的處理理能力，m3/h；b——曝氣量負負荷，m3/(m3·h)；一般為b=0..6～0.9m3/(m3·h)。圖4.2曝氣調(diào)節(jié)節(jié)池示意圖儀器設(shè)備a.曝氣設(shè)備本次設(shè)設(shè)計選取用三三葉羅茨風機機對調(diào)節(jié)池進進行鼓風曝氣氣，能夠達到到省能降噪的的預期效果。鼓鼓風曝氣需要要安裝曝氣管管、曝氣頭等等附屬裝置。三三葉羅茨風機機的設(shè)備性能能參數(shù)見表4.4：表4.4三葉羅羅茨風機設(shè)備備性能參數(shù)風機型號轉(zhuǎn)速n升壓Δp進口流量Qm3/minn軸功率Kw配套電機噪音dB(A)整機重Kgr/minKpammH2O型號功率Kw3L13XD14509.810001.570.43Y802-40.7568.2112XD代表斜口45度結(jié)構(gòu)b.液位控制器調(diào)節(jié)節(jié)池設(shè)有UDA電極式液位位控制器1臺，聯(lián)合溢溢流井中的進進水閘門，共共同用于控制制原水進水量量。c.原水泵為補償后后續(xù)處理設(shè)施施及管路的水水頭損失，并并使污水保持持一定的流速速，需設(shè)置提提升泵。根據(jù)據(jù)流量和高程程計算，選用用5臺WQ型潛水排污污泵，4用1備。設(shè)備參參數(shù)如表4.5：表4.5WQ型型潛水排污泵泵性能參數(shù)型號口徑mm流量m3/h揚程m功率Kw轉(zhuǎn)速r/min效率%80WQ40-115-480401542890574.6生物接觸氧氧化池設(shè)計計算a.生物接觸氧化池填填料的容積V===2899(m3)式中V——填填料的總有效效容積，m3；Q1——中中水日處理量量，m3/d；S0——原原水BOD5值，mg/L；Se——出出水BOD5值，mg/L；Nw——BBOD-容積負荷，取取1.5kggBOD5/(m3·d)。b.接觸氧化池總面積積A===96..3(m2)式中A——接接觸氧化池總總面積，m2；H——填填料層高度，m，一般為3mm。c.接觸氧化池格數(shù)n===4式中n——接接觸氧化池格格數(shù)，一般nn≥2；f——每格接觸氧化化池面積，m2，取f=25m2。d.污水與填料的接觸觸時間t===2(hh)式中t——污水水在填料層內(nèi)內(nèi)的接觸時間間，h。e.接觸氧化池的總高高度H00=H++h1+h2+(m－1)h3+h4=3++0.3+00.4+0++0.5==4.2((m)式中H0——接觸觸氧化池的總總高度，m；h1——超超高，m，取0.3mm；h2——填填料上部的穩(wěn)穩(wěn)定水層深，m，取0.4mm；h3———填料層間隙隙高度，m，h3=0.22～0.3m；m——填填料層數(shù)，取取1；h4——配配水區(qū)高度，m，當考慮不不需要入內(nèi)檢檢修時，取h4=0.55m。f.曝氣量曝氣量定定為50m3/kgBOOD5，則每日所所需曝氣量D===216722(m3/d)填料與曝氣設(shè)備a.填料本次設(shè)計選選用彈性立體體填料。彈性性立體填料篩篩選取了聚烯烯烴類和聚酰酰胺中的幾種種耐腐、耐溫溫、耐老化的的優(yōu)質(zhì)品種，混混合以親水、吸吸附、抗熱氧氧等助劑，采采用特殊的拉拉絲條制毛工工藝，將絲條條穿插固著在在耐腐、高強強度的中心繩繩上制成。由由于選材和工工藝配方精良良，剛?cè)徇m度度，使絲條呈呈立體均勻排排列輻射狀態(tài)態(tài)，填料在有有效區(qū)域內(nèi)能能立體全方位位均勻舒展?jié)M滿布，使氣、水水、生物膜得得到充分混合合接觸。彈性性立體填料掛掛膜快、脫膜膜容易、生物物膜生長更新新良好、耐高高負荷沖擊，CODcr去除率高，處理效果良好，充氧性能好，可對氣泡進行多層次碰撞、密集性切割，從而大大提高氧的轉(zhuǎn)移率、降低動力消耗，這些特征與現(xiàn)象是國內(nèi)目前其他填料不可比擬的。彈性立體填料與硬硬性類蜂窩填填料相比，孔孔隙可變性大大，不堵塞；；與軟性類填填料相比，材材質(zhì)壽命長，不不粘連結(jié)團；；與半軟性填填料相比，比比表面積大、掛掛膜迅速、造造價低廉。表4.6彈性立立體填料主要要技術(shù)參數(shù)規(guī)格單位串數(shù)(串/m3)單位重量(kg/m3)成膜重量(kg/m3)比表面積(m2/m3)φ150×0.455443.269310規(guī)格為線型填料外外直徑；單位位串數(shù)為每平平方米內(nèi)可掛掛數(shù)。b.曝氣設(shè)備由于住住宅小區(qū)對環(huán)環(huán)境的要求較較高，因此在在選取曝氣設(shè)設(shè)備時必須充充分考慮噪音音問題。本次次設(shè)計采用QSP型射流式水水下曝氣機，不不僅可以有效效地解決噪音音污染問題，而而且可以省去去復雜的鼓風風管路系統(tǒng)和和閥門，還具具有操作方便便，安裝快捷捷，成本低，曝曝氣效果良好好，葉輪無堵堵塞等優(yōu)點。選用QSP型射流式水水下曝氣機4臺，每格生生物接觸氧化化池一臺，安安裝方式為自自耦式。設(shè)備備性能參數(shù)如如下表所示：：表4.7QSPP型射流式水水下曝氣機性性能參數(shù)型號功率(Kw)電流(A)電壓(V)轉(zhuǎn)速（r/minn)QSP18.518.536.73801470頻率(Hz)絕緣等級最大潛入深度(mm)進氣量(m3/hh)服務(wù)面積(m2))50F626012×104.7水力循環(huán)澄澄清池澄清池是有泥渣參參與工作的、在在一個池子內(nèi)內(nèi)完成混凝和和泥水分離作作用的凈水構(gòu)構(gòu)筑物。本次次設(shè)計采用水水力循環(huán)澄清清池，它具有有構(gòu)造簡單、無無機械攪拌設(shè)設(shè)備等優(yōu)點。在在水力循環(huán)澄澄清池中，水水的混合及泥泥渣的循環(huán)回回流不是依靠靠機械進行攪攪拌和提升，而而是利用水射射器的作用，即即利用進水管管中水流的動動力來完成的的，所以，其其最大的特點點是沒有轉(zhuǎn)動動部件。水力力循環(huán)澄清池池主要由進水水水射器(噴嘴、喉管管等)、絮凝室、分分離室、排泥泥系統(tǒng)、出水水系統(tǒng)等部分分組成[188]。設(shè)計計算a.設(shè)計參數(shù)設(shè)計水量Q=150.55m3/h，考慮5%的排泥耗水水量，總進水量Q0=150..5×1.005=1158(m33/h)==0.04439(m33/s)回流比采用1::3設(shè)計循環(huán)總流量量Q1=3QQ0=3×1158=474(mm3/h)==0.1332(m3/s)噴嘴流速v0=7.55m/s喉管流速v1=2.55m/s第一絮凝室出口口流速v2=0.006m/s第二絮凝室進水水流速v3=0.004m/s清水區(qū)(分離室室)上升流速v4=0.55m/s喉管混合時間tt1=0..6sb.設(shè)計計算(1)水射器計算算噴嘴直徑d0====0.08664(m)，取d0=86mmm設(shè)進水流速vv=1..5m/s，則進水管管管徑d===0.1193(m))，取d=200mmm設(shè)噴嘴收縮角角為15°，則斜斜壁高=×coot15°=2100(mm)噴嘴直段段長度取800mm，則噴噴嘴管長=80＋210==290((mm)要求凈作用水水頭hp=0..06v02=0.006×7.552=3..4(m)(2)喉管喉管直徑d1====0.2599(m)，取d1=2600mm實際喉管流速v11′===2.49((m/s)喉管長度h1==v1′·t1=2..49×0.6×103=14494(mmm)，取h1=15000mm取喇叭口直徑d55=3dd1=3×2260=780mmm喇叭口斜邊采用445°傾角，則則喇叭口高度度=×tan45°°=2600mm噴嘴與喉管的距離離S=22d0=2×886=1172(mmm)，并設(shè)調(diào)整整裝置(3)第一絮凝室室上口直徑d2====1.67((m)，取d2=1.770m上口面積積ω1===2..27(m22)實際出口口流速v3′===0..058(mm/s)若錐角αα取30°，則第一絮凝室高度為為h2===2.669(m)取h2=2.70mm(4)第二絮凝室室第二絮凝凝室進口斷面面積ω2===3..3(m2)第二絮凝凝室直徑(包括第一絮絮凝室)d33===2..66(m))，取d3=2.660m實際進口口斷面積ω2′=－ω1=－2.27=3.004(m2)實際進口口斷面流速v2′===0.04334(m/ss)第二絮凝凝室高度取h4=2.990m，其中中第二絮凝室室出口至第一一絮凝室上口口高度h5=2.55m，第一絮絮凝室上口水水深h3=0.440m。第二絮凝室出口斷斷面積ω3=式中d2′———第二絮凝室室出口處到第第一絮室上口口處的錐形筒筒直徑，md2′====0.377(m)則，ω3==5.220(m2)出口流速v5====0.0255(m/s))(5)澄清池直徑徑分離室面積ω4===877.8(m22)澄清池直直徑D====100.9(m))實際上升流速速v4′===0.00055(m/s))=0..5(mm//s)(6)澄清池的高高度噴嘴與喉喉管間距0..17m，噴噴嘴距池底00.42m，喉喉管長1.550m，喉管管喇叭口高度度0.26mm，第一絮凝凝室高度2..70m，第第一絮凝室頂頂部水深0..4m，超高高0.3m，則則池體總高度度為H=00.17+00.42+11.50+00.26+22.70+00.4+0..3=55.75(mm)(7)坡角池底直徑采用D00=2.55m，池底坡坡角采用β=45°°，則池底斜斜壁部分高度度H1==tanβ==44.2(m))池子直壁壁部分高度為為H2=H－H1=5..75－4.2==1.555(m)(8)澄清池各部部分容積及停停留時間1)第一絮凝室容積V1=(d12++d22+d1·d2)==2.440(m3)2)第一絮凝室停留時時間t2===188(s)3)第二二絮凝室容積積V2=(d22++d2′2+d2·d2′)==11..73(m33)4)第二絮凝室停留時時間t3===899(s)5)分離室停留時間tt4===50000(s))6)水在在池內(nèi)的凈停停留時間T′′=t2+t3+t4=188+89+55000==5107((s)=85(miin)7)澄清清池總體積直壁部分體積V33=D2·H2==1144.6((m3)錐體部分分體積V4===1167.4((m3)池的總總體積V=VV3+V4=1444.6+1167.4=3122(m3)8)總停留時間T====1.97((h)(9)排泥設(shè)施計計算泥渣室容積按澄清清池總?cè)莘e的的1%計，即VV泥=0..01V==0.011×312=3.112(m3)設(shè)置一個個排泥斗，形形狀為倒立正正四棱錐體，其其錐底邊長和和錐高均為Z，則其體積積為V泥=Z3，可算得Z=22.11(mm)排泥歷時取t5=322s,排泥管中流流速取v5=3m/s，則排泥管管直徑d5====0.2033(m)，取d5=200mmm(10)進出水系系統(tǒng)計算1)進水管進進水管管徑取取d=2000mm，則則管內(nèi)流速v===1.440(m/ss)2)集水槽環(huán)形集水水槽設(shè)在池壁壁外側(cè)，采用用淹沒孔進水水，流量超載載系數(shù)取K=11.3，則槽中流流量q===0..0285((m/s)槽寬b=0.9··q0.4=0.99×0.022850.44=0..217(mm)，取b=0..22m孔眼軸線的淹沒水水深取50mmm，超高取取70mm。起點槽深==0.755b+0.005+0.007=00.75×0..22+0..12=0.29((m)終點槽深==1.255b+0.005+0.007=11.25×00.22+00.12==0.400(m)為加加工和施工方方便，采用等等斷面，即b=0..22m，h=0..40m。3)槽壁孔眼孔眼總面積====4664(cm22)式中——流量系系數(shù)，取0.62；h——孔眼中心線以上水水頭，取0..05m孔眼直直徑采用200mm，單孔孔面積f=3..14cm22孔眼數(shù)nn====1148(個)孔眼流流速v7===0..61(m//s)孔眼中中心間距s====00.12(mm)出水管管徑徑采用d=2000mm。圖4.3水力循環(huán)環(huán)澄清池藥劑與設(shè)備由于中水原水以洗洗浴廢水為主主，試驗研究究結(jié)果表明，選選用聚合鋁和和聚合鐵作混混凝劑效果均均良好[199]。本次設(shè)設(shè)計選用聚合合鋁(PAC)混凝劑，并并采用濕法投投加。投藥量量定為5mg/LL(以Al2O3計)，如果配制制濃度為5mg/mml的聚合鋁溶溶液，則相當當于1L待處理水水中投加1mL聚合鋁溶液液。利用計量量泵控制投藥藥量，加藥點點設(shè)在靠近噴噴嘴的進水管管上。配備JJX型柱塞計量泵泵2臺：型號JXX-160//1.4，最大流量160L/h；加藥桶桶2個：材質(zhì)PEE，容積10000L；潛水攪拌拌機2臺：型號QJJB0.855/8-2660/3-7740/C//S，功率0.885Kw。4.8重力式無閥閥濾池無閥濾池是一種不不設(shè)閘閥，不不需真空設(shè)備備，運行完全全由水力自動動控制的濾池池。重力式無無閥濾池通常常與澄清池配配套使用，特特別是在高程程上很適宜與與水力循環(huán)澄澄清池配套使使用。池體主主要由5部分組成，即即頂部的沖洗洗水箱、中部部的過濾室、底底部的集水室室，以及進水水裝置和沖洗洗虹吸裝置等等[18]。本本次設(shè)計采用用無煙煤、石石英砂雙層濾濾料過濾，計計算過程如下下。已知條件a.設(shè)計水量凈產(chǎn)水水量150..5m3/h，濾池分兩兩格，每格凈凈產(chǎn)水量755.25mm3/h。濾池沖洗洗耗水量按凈凈產(chǎn)水量的4%計，則每格格設(shè)計水量為為Q=75.225×1.004=778.26((m3/h)==21.77(L/s))b.設(shè)計參數(shù)主要設(shè)設(shè)計參數(shù)見表表4.8。表4.8設(shè)計參參數(shù)參數(shù)名稱單位數(shù)值濾速m/hv=5平均沖洗強度L/(s·m2))q=15沖洗歷時mint=5期終允許水頭損失失mH終=1.75設(shè)計計算a.濾池面積所需過濾面積====15.655(m2)連通渠考慮采用邊邊長為0.336m的等腰腰直角三角形形，其面積為為==0.00648(mm2)并考慮連通渠斜邊邊部分混凝土土壁厚80mmm，則每邊邊長=0..36+=0.4733(m)，面積為F2=×0..473×00.473==0.1112(m2)故要求濾池面積積==115.65++4×0.1112=16.1((m2)濾池采用正方形，每每邊長L===4..01(m))，取L=4..05m濾池實際面積FF=4..05×4..05=16.400(m2)實際過濾面積FF1=16..40－4×0.1112=15.955(m2)b.濾池高度計算見見表4.9。表4.9濾池高度度計算項目單位采用值底部集水區(qū)高度m0.40濾板厚度m0.12承托層厚度m0.10無煙煤m0.30石英砂m0.40濾料層總厚度m0.70渾水區(qū)高度m0.38頂蓋高度m0.40沖洗水箱高度(兩兩格合用)==2.19(m))取2.20m超高m0.15濾池總高m4.45c.進水分配箱流速速v分采用0.055m/s，則面積為為F分====0.4334(m2)，采用正方方形，邊長為為0.66mm。d.進水管流量Q=21..7L/s，選取公稱稱直徑DN=225mmm的鋼管，查查鋼管水力計計算表[200]得：進水水流速vj=0.5554m/ss，1000iij=2.557。進水管長長度lj=15mm，其中90°°彎頭3個，三通1個，三通管管徑采用4550mm×225mmm鋼管(450mmm為初步假定定的虹吸上升升管管徑)。沿程水頭損失hhf=ij·lj=×155=0..039(mm)局部水頭損失系數(shù)數(shù)為=00.5，=0.7795，=1.5，則局部水水頭損失為hj==(0.5++3×0.7795+1..5)×==0.0669(m)所以，進水管總水水頭損失=hf+hj=0..039+00.069=0.1108(m))e.虹吸管管徑(1)主虹吸管的的額定流量Q虹反沖洗流量QQ沖=q·F1=15××15.955=2339.2(LL/s)式中q———平均反沖洗洗強度，L//(s·m22)；F1———實際過濾面面積，m2。因沖洗時時仍在進水Q=211.7L/s，所以Q虹=Q沖+Q=2260.9((L/s)(2)額定流量時時的管段流速速v與水力坡降i主虹吸管管管徑的計算采采用反算法：：假定虹吸上上升管公稱直直徑為4500mm(鋼管)，則查水力力計算表[220]得，管管中流速v虹上=1.5886m/s，水力坡降i虹上=0..741%；Q沖=239..2L/s時，v=1..45m/s，另外，該該管長取為l虹上=6.0mm。假定虹吸吸下降管公稱稱直徑為4000mm(鋼管)，查水力計計算表[200]得，管中中流速v虹下=2.0116m/s，水力坡降i虹下=1..4%。另外，該該管長取為l虹下=6.0mm。三角形連連通管內(nèi)流速速v連====0.92((m/s)由v=CC·，得i連=式中，水力半徑徑R===0.0553(m)流速系數(shù)數(shù)C===40..86(混凝土面的粗糙系系數(shù)n=0.0015)所以i連==0.9957%，每根連通通管長l連=1.6m。(3)沖洗洗時各管段的的水頭損失(從沖洗水箱箱至排水井)計算包括3個方面：1)沿程水頭損失hff連通管管hf1=i連·l連=0.000957××1.6==0.0115(m)虹吸上上升管hf2=ii虹上·l虹上=00.007441×6.00=0..044(mm)虹吸下降管hff3=ii虹下·l虹下=0..014×66.0=0.0844(m)所以hf=hf1+hf2+hf3=00.015++0.0444+0.0884=00.143((m)2)局部水頭損失hjj連通管的進口與出出口hj1==(0.5+11.0)×=0.0065(m))擋水板板處hj2=0.005m虹吸管管進口(Q沖=239..2L/s，v=1..45m/ss)hj3===0..054(mm)三通(Q虹=260.99L/s，v虹上=1.5886m/s))hj4===0..013(mm)彎頭hj5===0..195(mm)漸縮管管hj6===0..035(mm)出口hj7===0..207(mm)所以hj==00.619((m)3)小阻力配水系統(tǒng)及及濾層水頭損損失hs濾板水頭頭損失采用hs1=0.33m，濾料層及承托層水水頭損失hs2≈H濾+承=0.77+0.1=0.88(m)，所以hs=hs11+hs2=00.3+0..8=11.1(m))故反沖沖洗時管路的的總水頭損失失為hh沖=hf+hj+hs=0..143+00.619++1.1==1.8226(m)(4)虹吸平均水水位差H虹均差H虹均差=2.388m(參見附圖2)。(5)計算結(jié)果通過以上計計算可知，當當選用虹吸上上升管與下降降管的管徑分分別為4500mm和400mmm時，h沖<H虹均差差，這說明，可可利用的虹吸吸平均水位差差大于虹吸系系統(tǒng)在通過沖沖洗水量時的的水頭損失，故故沖洗是有保保證的。但沖沖洗強度將比比原設(shè)計值稍稍大，所以應應在虹吸下降降管出口處設(shè)設(shè)置沖洗強度度調(diào)節(jié)器加以以調(diào)正。(6)濾池出水管管管徑采用用與進水管相相同的管徑DN=2255mm。(7)反沖洗排水水管管徑反沖洗水水直接排入溢溢流井。流量量Q沖=239..2L/s，排水管采采用D=4000mm的鋼鋼筋混凝土管管，充滿度取取0.75。(8)其他管徑虹吸輔助管管管徑采用440mm×50mm，虹虹吸破壞管和和強制沖洗管管管徑均采用用20mm。圖4.4重力式無無閥濾池1—進水分配箱；2——進水管；3—虹吸上升管管；4—頂蓋；5—配水擋板；6—濾層；7—承托層；8—濾板；9—集水室；10—連連通管；11—沖洗水箱；12—出水管；13—虹吸輔助管管；14—抽氣管；15—虹吸下降管管；16—排水井；17—虹吸破壞筒筒；18—虹吸破壞管管；19—水射器；20—排水管4.9消毒設(shè)計依據(jù)消毒是保障中中水衛(wèi)生指標標的重要環(huán)節(jié)節(jié)，它直接影影響中水的使使用安全。常常用的中水消毒方法有氯氯氣消毒法，臭臭氧消毒法，紫紫外線消毒法法，二氧化氯氯消毒法等。本次設(shè)計采采用二氧化氯氯消毒法。二二氧化氯是世世界衛(wèi)生組織織確認的AⅠ級高效、安安全、廣譜殺殺菌劑，其殺殺菌能力是氯氯氣、漂白粉粉的5倍，并且當pH值在5～9間變動時對對其消毒效果果影響不大。二氧化化氯在水中不不發(fā)生水解，不不與水中的氨氨氮反應，不不會與水中的的有機物反應應生成致癌物物三氯甲烷，亦亦無臭味產(chǎn)生生。設(shè)備選型由于二氧化氯不易易保存，故通通常現(xiàn)場制備備。選用GGB型二氧化氯氯發(fā)生器1臺，直接與中水池池相連。設(shè)備備性能參數(shù)如如表4.10所示：表4.10GGGB型二氧化氯氯發(fā)生器設(shè)備備性能參數(shù)型號有效氯產(chǎn)量(g//h)消耗功率(Kw))壓力水設(shè)備重量(kg))設(shè)備尺寸(mm))管徑(DN)≧壓力(MPa)500×700××1200GGB-5005001150.2590×1.設(shè)備間應預留2000V交流電源和和壓力電源2.原料的配比為:331%的鹽酸溶液液與33%的亞氯酸鈉溶液液按1:1比例投加4.10中水池設(shè)計依據(jù)由于中水處理站的的出水量與中中水用水量不不一致，在處處理設(shè)施后還還必須設(shè)中水水貯存池。中中水貯存池的的容積應既能能滿足處理設(shè)設(shè)備運行時的的出水量有處處放，又能滿滿足中水的任任何用量均能能保證供給[[5]。設(shè)計計算《建筑中水設(shè)計規(guī)范范》(GB500336－2002)指出，在缺缺乏中水處理理量逐時變化化曲線和中水水用量逐時變變化曲線時，中中水池的調(diào)節(jié)節(jié)容量可按中中水系統(tǒng)日用用水量的255%～35%計算，這這是參考以市市政水為水源源的水池、水水塔調(diào)節(jié)貯量量的調(diào)查結(jié)果果的上限值確確定的。這個個估算貯量相相當于6.00～8.4倍平均均時中水用量量。中水使用用變化大，若若按時變化系系數(shù)K=22.5估算，也相相當于2.44～3.4倍最大大小時的用量量[5]。本次設(shè)計中水池的的調(diào)節(jié)容量按按中水系統(tǒng)日日用水量的225%計算，則則=0.25Q′′=0.255×32255=8006.25((m3)有效水深取4m，超超高取0.33m，池長取取15m，則池池寬為13..4m。4.11污泥濃縮縮池設(shè)計參數(shù)生物接觸氧化系統(tǒng)統(tǒng)產(chǎn)生的污泥泥為腐殖污泥泥，經(jīng)混凝沉沉淀處理后，污污泥的含水率率有所下降、濃濃縮性能有所所提高。本次次設(shè)計選用輻輻流式重力濃濃縮池對澄清清池排泥進行行濃縮，采取取連續(xù)運行方方式。濃縮池池設(shè)計參數(shù)如如下表所示：：表4.11濃縮縮池設(shè)計參數(shù)數(shù)項目單位數(shù)值項目單位數(shù)值污泥產(chǎn)率kg污泥/kgBBOD5W=0.35固體通量kg/(m2·dd)M=45進泥含水率%x1=99進水BOD5濃度度mg/LS0=130出泥含水率%x2=96出水BOD5濃度度mg/LSe=10污泥密度kg/m3ρ=1000中水日處理量m3/dQ1=3612設(shè)計計算a.污泥體積流量每每日產(chǎn)干污泥泥量S干=W·(S0－－Se)×10-33·Q1=0..35×(1130－10)