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文檔簡介
?????www.G????????????????????????????????????info@?????market@?????tech@中華人民共和國國家標準污水再生利用工程設計規范CodefordesingofwastewaterreclamationandreuseGB/T50335━2002主編部門:中華人民共和國建設部批準部門:中華人民共和國建設部施工日期:2003年03月01日第2頁中華人民共和國建設部公 告第104號建設部關于發布國家標準《污水再生利用工程設計規范》的公告現批《污水再生利用工程設計規范為國家標準編號為GB50335-2002自2003年3月1日起實施。其中,第1.0.5、5.0.6、5.0.10、5.0.12、6.2.3、7.0.3、7.0.5、7.0.6、7.0.7條為強制性條文,必須嚴格執行。中華人民共和國建設部2003年1月10日第3頁前 言本規范是根據建設部建標[2002]85號文的要求,由中國市政工程東北設計研究院、上海市政工程設計研究院會同有關設計研究單位共同編制而成的。在規范的編制過程中,編制組進行了廣泛的調查研究,認真總結了我國污水回用的科研成果和實踐經驗,同時參考并借鑒了國外有關法規和標準,并廣泛征求了全國有關單位和專家的意見,幾經討論修改,最后由建設部組織有關專家審查定稿。本規范主要規定的內容有:方案設計的基本規定,再生水水源,回用分類和水質控制指標,回用系統,再生處理工藝與構筑物設計,安全措施和監測控制。本規范中以黑體字排版的條文為強制性條文,必須嚴格執行。本規范由建設部負責管理和對強制性條文的解釋,中國市政工程東北設計研究院負責具體技術內容的解釋。在執行過程中,希望各單位結合工程實踐和科學研究,認真總結經驗,注意積累資料。如發現需要修改和補充之處請將意見和有關資料寄交中國市政工程東北設計研究(地址:長春市工農大路8號,郵編:130021,傳真,以供今后修訂時參考。本規范編制單位和主要起草人名單主編單位:中國市政工程東北設計研究院副主編單位:上海市政工程設計研究院參編單位:建設部城市建設研究院北京市市政工程設計研究總院中國市政工程華北設計研究院中國石化北京設計院國家電力公司熱工研究院主要起草人:周 彤 張 杰 陳樹勤 姜云海 卜義惠 厲彥松 洪嘉年朱廣漢 呂士健 杭世 方先金 陳 立 范潔 林雪蕓楊寶紅 齊芳菲 陳立學第4頁目 次前 言...........................................................41 總 則.......................................................62 術 語.......................................................63 方案設計基本規定...............................................74 污水再生利用分類和水質控制指標.................................84.1 污水再生利用分類............................................84.2 水質控制指標................................................95 污水再生利用系統..............................................116 再生處理工藝與構筑物設計......................................126.1 再生處理工藝...............................................126.2 構筑物設計.................................................157 安全措施和監測控制............................................15本規范用詞用語說明...............................................17第5頁1 總 則1.0.1 為貫徹我國水資源發展戰略和水污染防治對策緩解我國水資源緊缺狀況促進污水資源化,保障城市建設和經濟建設的可持續發展,使污水再生利用工程設計做到安全可靠,技術先進,經濟實用,制定本規范。1.0.2 本規范適用于以農業用水工業用水城鎮雜用水景觀環境用水等為再生利用目標的新建、擴建和改建的污水再生利用工程設計。1.0.3 污水再生利用工程設計以城市總體規劃為主要依據從全局出發正確處理城市境外調水與開發利用污水資源的關系,污水排放與污水再生利用的關系,以及集中與分散。新建與擴建、近期與遠期的關系。通過全面調查論證,確保經過處理的城市污水得到充分利用。1.0.4 污水再生利用工程設計應做好對用戶的調查工作,明確用水對象的水質水量要求。工程設計之前,宜進行污水再生利用試驗,或借鑒已建工程的運轉經驗,以選擇合理的再生處理工藝。1.0.5 污水再生利用工程應確保水質水量安全可靠。1.0.6 污水再生利用工程設計除應符合本規范外尚應符合國家現行有關標準規范的規定。2 術 語2.0.1 污水再生利用 wastewater reclamation and reuse,waterrecycling污水再生利用為污水回收、再生和利用的統稱,包括污水凈化再用、實現水循環的全過程。2.0.2 二級強化處理 upgraded secondary treatment既能去除污水中含碳有機物,也能脫氮除磷的二級處理工藝。2.0.3 深度處理 advanced treatment進一步去除二級處理未能完全去除的污水中雜質的凈化過程。深度處理通常由以下單元技術優化組合而成:混凝。沉淀(澄清、氣?。?、過濾、活性炭吸附、脫氨、離子交換、膜技術、膜一生物反應器、曝氣生物濾池、臭氧氧化、消毒及自然凈化系統等。2.0.4 再生水 reclamed water,recvcled water再生水系指污水經適當處理后,達到一定的水質指標,滿足某種使用要求,可以進行有益使用的水。第6頁2.0.5 再生水廠 water reclamation plant,water recycling plant生產再生水的水處理廠。2.0.6 微孔過濾 micro-porous filter孔徑為0.1~0.2um3 方案設計基本規定3.0.1 污水再生利用工程方案設計應包括:1確定再生水水源;確定再生水用戶、工程規模和水質要求;2確定再生水廠的廠址、處理工藝方案和輸送再生水的管線布置;3確定用戶配套設施;4進行相應的工程估算,投資效益分析和風險評價等。3.0.2 排入城市排水系統的城市污水可作為再生水水源嚴禁將放射性廢水作為再生水水源。3.0.3 再生水水源的設計水質應根據污水收集區域現有水質和預期水質變化情況綜合確定。再生水水源水質應符合現行的《污水排入城市下道水質標準》(JC3082)、《生物處理構筑物進水中有害物質允許濃度》(GBJ8978)的要求。當再生水廠水源為二級處理出水時,可參照二級處理廠出水標準,確定設計水質。3.0.4 再生水用戶的確定可分為以下三個階段:1調查階段收集可供再生利用的水量以及可能使用再生水的全部潛在用戶的資料。2篩選階段:按潛在用戶的用水量大小、水質要求和經濟條件等因素篩選出若干候選用戶。3確定用戶階段:細化每個候選用戶的輸水線路和蓄水量等方面的要求,根據技術經濟分析,確定用戶。3.0.5 污水再生利用工程方案中需提出再生水用戶備用水源方案。3.0.6 根據各用戶的水量水質要求和具體位置分布情況,確定再生水廠的規模、布局,再生水廠的選址、數量和處理深度,再生水輸水管線的布置等。再生水廠宜靠近再生水水源收集區和再生水用戶集中地區。再生水廠可設在城市污水處理廠內或廠外,也可設在工業區內或某一特定用戶內。第7頁3.0.7 對回用工程各種方案應進行技術經濟比選確定最佳方案技術經濟比選應符合技術先進可靠、經濟合理、因地制宜的原則,保證總體的社會效益、經濟效益和環境效益。4 污水再生利用分類和水質控制指標4.1 污水再生利用分類4.1.1 城市污水再生利用按用途分類見表4.1.1。表4.1.1城市污水再生利用類別序號 分類 范圍 示 例農林牧、1漁業用水2 城市雜用水3 工業用水4 環境用水
農田灌溉 種籽與育種、糧食與飼料作用、經濟作物造林育苗 種籽、苗木、苗圃、觀賞植物畜牧養殖 畜牧、家畜、家禽水產養殖 淡養殖城市綠化 公共綠地、住宅小區綠化沖廁 廁所便器沖洗道路清掃 城市道路的沖洗及噴灑車輛沖洗 各種車輛沖洗施工場地清掃、澆灑、灰塵抑制、混凝土制備與養建筑施工護、施工中的混凝土構件和建筑物沖洗消防 消火栓、消防水炮冷卻用水 直流式、循環式洗滌用水 沖渣、沖灰、消煙除液壓泵、清洗鍋爐用水 中壓、低壓鍋爐溶料、水浴、蒸煮、漂洗、水力開采、力水輸送、工藝用水增濕、稀釋、攪拌、選礦、油田回注產品用水 漿料、化工制劑、涂料娛樂性景觀環 娛樂性景觀河道、景觀湖泊及水景境用水第8頁觀賞性景觀環 觀賞性景觀河道、景觀湖泊及水景境用水濕地環境用水 恢復自然濕地、營造人工濕地補充地表水 河流、湖泊5 補充水源水補充地下水 水源補給、防止海水入侵、防止地面沉降4.2 水質控制指標4.2.1 再生水用于農田灌溉時,其水質應符合國家現行的《農田灌溉水質標準》(G5084)的規定。4.2.2 再生水用于工業冷卻用水當無試驗數據與成熟經驗時其水質可按表4.2.2指標控制,并綜合確定敞開式循環水系統換熱設備的材質和結構型式、濃縮倍數。水處理藥劑等。確有必要時,也可對再生水進行補充處理。表4.2.2 再生水用作冷卻用水的水質控制拍標序號 分類標準值項目1 pH2 SS(mg/L)
直流冷卻水≤ 6.0~9.0≤ 30
循環冷卻系統補充水6.0~9.0—3 濁度(NTU) ≤4 BOD5(mg/L) ≤5 CODcr(mg/L) ≤6 鐵(mg/L) ≤7 錳(mg/L) ≤8 C1-(mg/L) ≤9 總硬(以計 ≤10 總堿(以計 ≤11 氨氮(mg/L) ≤12 總磷(以P計mg/L) ≤13 溶解性總固體(mg/L) ≤14 游離余氯(mg/L) ≤
—30———300850500——1000末端0.1~0.2
510600.30.225045035010①11000末端0.1~0.2第9頁15 糞大腸菌(個/L) ≤ 2000 2000①4.2.3 再生水用于工業用水中的洗滌用水鍋爐用水工藝用水油田注水時其水質應達到相應的水質標準。當無相應標準時,可通過試驗、類比調查或參照以天然水為水源的水質標準確定。4.2.4 再生水用于城市用水中的沖廁道路清掃消防城市綠化車輛沖洗建筑施工等城市雜用水時,其水質可按表4.2.4 指標控制。表4.2.4 城鎮雜用水水質控制指標序 項目 沖廁 道路清城市 車輛 建筑號 指標 掃消防綠化 沖洗 施工1 pH ≤2 色度(度) ≤3 嗅 ≤ ≤4 溶解性總固體(mg/L) ≤5 五日生化需氧量(BOD5)(mg/L) ≤6 氨氮(mg/L) ≤7 陰離子表面活性劑(mg/L) ≤8 鐵(mg/L) ≤9 錳(mg/L) ≤10 溶解氧(mg/L) ≤
5 101500 150010 1510 101.0 1.00.3 —0.1 —
6.0~9.030無不快感10 5 201000 1000 —20 10 2020 10 201.0 0.5 1.0— 0.3 —— 0.1 —1.011 總余氯(mg/L)12 總大腸菌群(個/L)
≥ 接觸后≥1.0,管網天端≥0.2≤ 3注:混凝土攔合用水還應符合JGJ63的有關規定。4.2.5 再生水作為景觀環境用水時,其水質可按表4.2.5指標控制。表4.2.5 序號 項目 觀賞性景觀環境用水 娛樂性景觀環境用水1 基本要求 河道 湖泊類 水景類 河道類 湖泊類 水景類2 pH 無漂浮物,令人不愉快的嗅和味第10頁3 五日化需氧量4 懸浮物5 濁度6 溶解氧7 總磷8 總氮9 氨(以計)
≤ 10 6 6≤ 20 10 —≤ — 5.0≥ 1.5 2.0≤ 1.0 0.5 0.1 2.0≤ 15≤ 510 糞大腸菌群(個/L)11 余氯①12 色(度)13 石油類14 陰離子表面活性劑
≤ 10000 2000 500 不得檢出≥ 0.05≤ 30≤ 1.0≤ 0.5①氯接觸時間不應低30分鐘的余氯。對于非加氯消毒方式無此項要求。注1對于需要通過管道輸送再生水的非現場回用情況必須加氯消而對于現場回用情況不限制消毒方式。2 若使用未經過除磷脫氮的再生水作為景觀環境用水鼓勵使用本標準的各方在回用地點積極探索通過人工培養具有觀賞價值水生植物的方法使景觀水體的氮磷滿足表中1的要求,使再生水中的水生植物有經濟合理的出路。4.2.6 當再生水同時用于多種用途時其水質標準應按最高要求確定對于向服務區域內多用戶供水的城市再生水廠,可按用水量最大的用戶的水質標準確定;個別水質要求更高的用戶,可自行補充處理,直至達到該水質標準。5 污水再生利用系統5.0.1 城市污水再生利用系統一般由污水收集二級處理深度處理再生水輸配用戶用水管理等部分組成,污水再生利用工程設計應按系統工程綜合考慮。5.0.2 污水收集系統應依靠城市排水管網進行,不宜采用明渠。5.0.3 再生水處理工藝的選擇及主要構筑物的組成應根據再生水水源的水質水量和再生水用戶的使用要求等因素,宜按相似條件下再生水廠的運行經驗,結合當地條件,通過技術經濟比較綜合研究確定。5.0.4 出水供給再生水廠的二級處理的設計應安全穩妥并應考慮低溫和沖擊負荷的第11頁影響。當采用活性污泥法時,應有防止污泥膨脹措施。當再生水水質對氮磷有要求時,宜采用二級強化處理。5.0.5 回用系統中的深度處理應按照技術先進經濟合理的原則進行單元技術優化組合。在單元技術組合中,過濾起保障再生水水質作用,多數情況下是必需的。5.0.6 再生水廠應設置溢流和事故排放音道當溢流排放排入水體時應滿足相應水體水質排放標準的要求。5.0.7 再生水廠供水泵站內工作泵不得少于2臺,并應設置備用泵。5.0.8 水泵出口宜設置多功能水泵控制閥以消除水錘和方便自動化控制當供水量和水壓變化大時,宜采取調控措施。5.0.9 再生水廠產生的污泥,可由本廠自行處理,也可送往其他污水處理廠集中處理。5.0.10 再生水廠應按相關標準的規定設置防爆、消防、防嗓、抗震等設施。5.0.11 污水處理廠和再生水廠廠內除職工生活用水外的自用水,應采用再生水。5.0.12 再生水的輸配水系統應建成獨立系統。5.0.13 再生水輸配水管道宜采用非金屬管道當使用金屬管道時應進行防腐蝕處理。再生水用戶的配水系統宜由用戶自行設置。當水壓不足時,用戶可自行增建泵站。5.0.14 再生水用戶的用水管理,應根據用水設施的要求確定。當用于工業冷卻時,一般包括水質穩定處理、菌藻處理和進一步改善水質的其他特殊處理,其處理程度和藥劑的選擇,可由用戶通過試驗或參照相似條件下循環水廠的運行經驗確定。當用于城鎮雜用水和景觀環境用水時,應進行水質水量監測、補充消毒、用水設施維護等工作。6 再生處理工藝與構筑物設計6.1 再生處理工藝6.1.1 城市污水再生處理,宜選用下列基本工藝:1二級處理一消毒;2二級處理——過濾——消毒;3二級處理——混凝——沉淀(澄清、氣?。^濾——消毒;4二級處理——微孔過濾——消毒。6.1.2 當用戶對再生水水質有更高要求時可增加深度處理其他單元技術中的一種或幾種組合其他單元技術有活性炭吸附臭氧一活性炭脫氨離子交換超濾納濾,反滲透、膜生物反應器、曝氣生物濾池、臭氧氧化、自然凈化系統等。第12頁6.1.3 混凝、沉淀、澄清、氣浮工藝的設計宜符合下列要求:1絮凝時間宜為10n2平流沉淀池沉淀時間宜為2.0~4.0h,水平流速可采用4.0~10.0mm/s。3澄清池上升流速宜為0.4~0.6mm/s。4當采用氣浮池時,其設計參數,宜通過試驗確定。6.1.4 濾他的設計宜符合下列要求:1濾池的進水濁度宜小于2濾池可采用雙層濾料濾池,單層濾料濾池。均質濾料濾池。3雙層濾池濾料可采用無煙煤和石英砂。濾料厚度:無煙煤宜為砂宜為4單層石英砂濾料濾池,濾料厚度可采用5均質濾料濾池濾料厚度可采用1.0~1.2m粒徑6濾池宜設氣水沖洗或表面沖洗輔助系統。7濾他的工作周期宜采用12~24h。8濾池的構造形式,可根據具體條件,通過技術經濟比較確定。9濾池應備有沖洗濾池表面污垢和泡沫的沖洗水管。濾池設在室內時,應設通風裝置。6.1.5 當采用曝氣生物濾池時,其設計參數可參照類似工程經驗或通過試驗確定。6.1.6 混凝沉淀,過濾的處理效率和出水水質可參照國內外已建工程經驗確定。6.1.7 城市污水再生處理可采用微孔過濾技術,其設計宜符合下列要求:1微孔過濾處理工藝的進水宜為二級處理的出水。2微濾膜前根據需要可設置預處理設施。3微濾膜孔徑宜選擇或0.1~0.2m。4二級處理出水進入微濾裝置前,應投加抑菌劑。5微濾出水應經過消毒處理。6微濾系統當設置自動氣水反沖系統時,空氣反沖壓力宜為600kPa,并宜用二級處理出水輔助表面沖洗。也可根據膜材料,采用其他沖洗措施。7微濾系統宜設在線監測微濾膜完整性的自動測試裝置。8微濾系統宜采用自動控制系統,在線監測過膜壓力,控制反沖洗過程和化學清洗周期。第13頁9當有除磷要求時宜在微濾系統前采用化學除磷措施。10微濾系統反沖洗水應回流至污水處理廠進行再處理。6.1.8 污水經生物除磷工藝后仍達不到再生水水質要求時可選用化學除磷工藝其設計宜符合下列要求:1化學除磷設計包括藥劑和藥劑投加點的選擇,以及藥劑投加量的計算。2化學除磷的藥劑宜采用鐵鹽或鋁鹽或石灰。3化學除磷采用鐵鹽或鋁鹽時可選用前置沉淀工藝同步沉淀工藝或后沉淀工藝;采用石灰時,可選前置沉淀工藝或后沉淀工藝,并應調整pH值。4鐵鹽作為絮凝劑時,藥劑投加量為去除1摩爾磷至少需要1摩爾鐵(Fe),并應乘以2~3倍的系數,該系數宜通過試驗確定。5鋁鹽作為絮凝劑時藥劑用量為去除1摩爾磷至少需1摩爾(Al并應乘以2~3倍的系數,該系數宜通過試驗確定。6石灰作為絮凝劑時,石灰用量與污水中堿度成正比,并宜投加鐵鹽作助凝劑。石灰用量與鐵鹽用量宜通過試驗確定。7化學除磷設備應符合計量準確、耐腐蝕、耐用及不堵塞等要求。6.1.9 污水處理廠二級出水經混凝沉淀過濾后其出水水質仍達不到再生水水質要求時,可選用活性炭吸附工藝,其設計宜符合下列要求:1當選用粒狀活性炭吸附處理工藝時,宜進行靜態選炭及炭柱動態試驗,根據被處理水水質和再生水水質要求,確定用炭量、接觸時間、水力負荷與再生周期等。2用于污水再生處理的活性炭,應具有吸附性能好、中孔發達、機械強度高、化學性能穩定、再生后性能恢復好等特點。3活性炭使用周期,以目標去除物接近超標時為再生的控制條件,并應定期取炭樣檢測。4活性炭再生宜采用直接電加熱再生法或高溫加熱再生法。5活性炭吸附裝置可采用吸附池,也可采用吸附罐。其選擇應根據活性炭吸附池規模、投資、現場條件等因素確定。6在無試驗資料時當活性炭采用粒狀(直徑數:接觸時間≥mi;炭層厚度1.0~2.5m;減速0.4~1.0m;活性炭吸附池沖洗經常性沖洗強度為s沖洗歷時1015n沖洗周期3~第14頁5天,沖洗膨脹率為7當無試驗資料時活性炭吸附罐宜采用下列設計參數接觸時間2035厚度水力負荷2.5~6.8L/m2·s(升流式),2.0~3.3L/m2·s(降流式);操作壓力每炭層7kPa。6.1.10 深度處理的活性炭吸附、脫氨、離子交換、折點加氯、反滲透、臭氧氧化等單元過程,當無試驗資料時,去除效率可參照相似工程運行數據確定。6.1.11 再生水廠應進行消毒處理。可以采用液氯、二氧化氯、紫外線等消毒。當采用液氯消毒時,加氯量按衛生學指標和余氯量控制,宜連續投加,接觸時間應大于306.2 構筑物設計6.2.1 再生處理構筑物的生產能力應按最高日供水量加自用水量確定自水量可采用平均日供水量的6.2.2 各處理構筑物的(格數不應少于2(格并宜按并聯系列設計任一構筑物或設備進行檢修、清洗或停止工作時,仍能滿足供水要求。6.2.3 備構筑物上面的主要臨邊通道,應設防護欄桿。6.2.4 在寒冷地區,各處理構筑物應有防凍措施。6.2.5 再生水廠應設清水池清水池容積應按供水和用水曲線確定不宜小于日供水量的6.2.6 再生水廠和工業用戶應設置加藥間藥劑倉庫藥劑倉庫的固定儲備量可按最大投藥量的30天用量計算。7 安全措施和監測控制7.0.1 污水回用系統的設計和運行應保證供水水質穩定水量可靠和用水安全再生水廠設計規模宜為二級處理規模的用。7.0.2 再生水廠與各用戶應保持暢通的信息傳輸系統。7.0.3 再生木管道嚴禁與飲用水管道連接再生水管道應有防滲防漏措施埋地時應設置帶狀標志,明裝時應涂上有關標準規定的標志顏色和“再生水”字樣。閘門井井蓋應鑄上“再生水”字樣。再生水管道上嚴禁安裝飲水器和飲水龍頭。7.0.4 再生水管道與給水管道排水管道平行埋設時其水平凈距不得小于交叉第15頁埋設時再生水管道應位于給水管道的下面排水管道的上面其凈距均不得小于7.0.5 不得間斷運行的再生水廠,其供電應按一級負荷設計。7.0.6 再生水廠的主要設施應設故障扳警裝置有可能產生水錘危害的泵站應采取水錘防護措施。7.0.7 在再生水水源收集系統中的工業廢水接入口,應設置水質監測點和控制閘門。7.0.8 再生水廠和用戶應設置水質和用水設備監測設施監測項目和監測頻率應符合有關標準的規定。7.0.9 再生水廠主要水處理構筑物和用戶用水設施宜設置取樣裝置在再生水廠出廠管道和各用戶進戶管道上應設計計量裝置。再生水廠宜采用儀表監測和自動控制。7.0.10 回用系統管理操作人員應經專門培訓。各工序應建立操作規程。操作人員應執行崗位責任制,并應持證上崗。第16頁本規范用詞用語說明1為便于在執行本規范條文時區別對待,對要求嚴格程度不同的用詞說明如下:1)表示很嚴格,非這樣作不可的:正面詞采用“必須”,反面詞采用“嚴禁”。2表示嚴格在正常情況下均應這樣作的正面詞采“應” 反面詞采“不應”或“不得”。3表示允許稍有選擇在條件許可時首先應這樣作的正面詞采“宜” “可” ;反面詞采用“不宜”。2條文中指定應按其他有關標準執行的寫法為“應符合……的規定” “應按……執行”。第17頁中華人民共和國國家標準污水再生利用工程設計規范CodefordesingofwastewaterreclamationandreuseGB/T50335━2002條文說明主編部門:中華人民共和國建設部批準部門:中華人民共和國建設部施工日期:2003年03月01日第18頁目 次1 總 則.......................................................42 術 語......................................................53 方案設計基本規定...............................................54 污水再生利用分類和水質控制指標..................................84.1 污水再生利用分類...........................................84.2 水質控制指標...............................................85 污水再生利用系統..............................................116 再生處理工藝與構筑物設計......................................116.1 再生處理工藝..............................................116.2 構筑物設計................................................167 安全措施和監測控制............................................16第19頁1 總 則1.0.1 本條是編制本規范的宗旨中水資源總量為28000億1997年人口統計,人均水資源量為2030年人口增至16億時,人均水資源量將降到176按國際一般標準,人均水資源少于為用水緊張的國家。因此,我國未來水資源形勢是非常嚴峻的。水已經成為制約國民經濟發展和人民生活水平提高的重要因素。一方面城市缺水十分嚴重,一方面大量的城市污水白白流失,既浪費了資源,又污染了環境與城市供水量幾乎相等的城市污水中只有0.1%的污染物質比海水3.5%的污染物少得多,其余絕大部分是可再利用的清水。水在自然界中是唯一不可替代、也是唯一可以重復利用的資源。城市污水就近可得,易于收集。再生處理比海水淡化成本低廉,處理技術也比較成熟,基建投資比遠距離引水經濟得多。當今世界各國解決缺水問題時,城市污水被選為可靠的第二水源,在未被充分利用之前,禁止隨意排到自然水體中去。污水再生利用在國外規模很大,歷史很長。我國近些年來,隨著對水危機認識的提高,城市污水再生利用已被各級領導高度重視。今后污水再生利用工程會日漸增多,再生利用規模會越來越大,對污水再生利用工程設計規范的要求也日漸迫切。本規范的制訂,是十分及時和必要的。本規范的編制原則是,立足當前,著眼未來,從具體國情出發,借鑒國外經驗,提倡工藝成熟易于推廣的技術。1.0.2 本條是本規范的適用范圍污水再生利用的最大用戶是農業用水再生水農業灌溉是污水再生利用的重要方面,在我國有悠久歷史,有成功經驗也有失敗教訓,尚需進行科學總結污水再生利用在城市的最大用戶是工業城市用水中用水中工程上都易于實現,在規模上又足以緩解城市供水緊張狀況;其次是城市雜用水、景觀環境用水等,隨著城市建設的發展,這方面用水也會越來越多。污水再生利用的其他方面,如用再生水補充飲用水水源,作為生活飲用水直接或間接使用等;這些方面考慮到處理成本和人們心理障礙等因素,在一定時間內難以推廣,故本規范未做規定。1.0.3 本條強調應將處理后的再生水應作為市用水的一種潛在水源予以積極開發利用,并將再生水與天然水統一進行管理和調配。在解決城市缺水問題時,應優先考慮城市污水再生利用。污水再生利用方案未得到充分論證之前,不能舍近求遠興建遠距離調水工程。水資源優化配置的順序應是:本地天然水,再生水、雨水、境外引水、淡化海第20頁水。1.0.4 作好再生水用戶調查取得用戶理解支持使用戶愿意接受再生水是落實污水再生利用的重要環節。這樣確定再生水設計水量和水質才能符合實際,最大限度地發揮污水再生利用工程的效益。1.0.5 用水安全可靠作為總則的一條提出,引起設計人員重視。1.0.5 再生處理技術是跨學科技術涉及給水處理和污水處理內容與二者既有聯系又有區別。本規范未盡事宜,可參照《室外排水設計規范》和《室外給水設計規范》。對于冷卻水來說,可參照《工業循環冷卻水處理設計規范》。當城市再生水廠出水供給建筑物或小區使用時,可參照《建筑中水設計規范》。2 術 語2.0.2 二級強化處理通常指具有生物除磷,生物脫氮,生物脫氮除磷功能的工藝。2.0.3 深度處理也稱作級處理三級處理一般是污水再生必的處理工藝它是將二級處理出水再進一步進行物理化學處理,以更有效地去除污水中各種不同性質的雜質,從而滿足用戶對水質的使用要求。2.0.4、2.0.5 長期以來,“污水”一同使人們心理上總是與“污濁的”、“骯臟的”詞語相聯系,無論處理得怎樣好,也只能排放,不能回用。應該改變習慣叫法。這里把處理后的水叫“再生水”(回用水、回收水、中水),以污水再生利用為目的的污水處理廠叫“再生水廠”,這樣一方面定義準確,另一方面也有利于樹立人們的正確觀念。3 方案設計基本規定3.0.1 污水再生利用工程的方案設計是設計過程中的基礎性工在我國污水再生利用的初期階段,方案設計工作更顯得重要。方案設計要詳實可靠,特別要把用戶落實工作做好,為工程審批提供充分依據。風險評價主要是從衛生學、生態學和安全角度,就再生水對人體健康、生態環境、用戶的設備和產品等方面的影響作出評價。3.0.2 城市污水是排入城市排水管網的全部污水的統稱包括活污水部分工業廢水和合流制管道截留的雨水。一般情況下,城市污水都可作為再生水水源。再生水水源必須保證對后續再生利用不產生危害。生物處理和常規深度處理難以去除的氯化物、色度、高濃度氨氮、總溶解固體等,都會影響再生利用效果,排污單位必須搞好預處理,達到有關標準后才能進入市政排水系統,否則只能單獨排放。第21頁3.0.3 不同城市的城市污水水質差異很大沿海城市的氯離子量高南方用水定額高的城市有機物含量低,節水型城市有機物含量高。表1列出了部分城市的污水水質,供參考。表1 部分城市污水水質城市 pH 色度大連 7.5 906.4~青島 —7.5太原 7.9 —威海 6.9 —天津 7.3 100邯鄲 — —廣州 7.6 —沈陽 —6.7~長春 —7.6
氨氮608 223 34169~223~ 19~1293 704 96332 243 35482 246 48362 143 32183 134 2284~ 3.2~140 60442 167 —550~203~30718 401
總磷 硬度 C1-10 245 188230~200~—550 2400— 265 5712 8004 219 1599 — —2~3 — —— — —5~6 — 124
總固體 SS 總氮802 255 43804~ 244~—2134 809725 116 —— 194 51TDS757 146 43— 160 5031~ 15~—318 27— 206 37TDS422~240~—843 463注:除pH和色度外,單位為3.0.4 再生水用戶的確定可分為調查、篩選和確定三個階段。1調查階段:主要工作是收集現狀資料,確定可供再生利用的全部污水以及使用再生水的全部潛在用戶。這一階段需要和當地供水部門討論主要潛在用戶的情況。然后與這些用戶聯系。與供水部門和潛在用戶建立良好的工作關系是很重要的潛在用戶關心再生水水質、供水可靠性、政府對使用再生水的規章制度,以及有無能力支付管線連接費或增加處理設施所需費用。這階段應予回答的問題主要有:1)再生水在當地有哪些潛在用戶?2)與污水再生利用相關的公眾健康問題,如何解決?3)污水再生利用有哪些潛在的環境影響?4)哪些法律、法規會影響污水再生利用?第22頁5)哪些機構將審查批準污水再生利用計劃的實施?6)再生水供應商和用戶有哪些法律責任?7)現在新鮮水的成本是多少?將來可能是多少?8)有哪些資金可支持污水再生利用計劃?9)污水再生利用系統哪些部分會引起用戶興趣與支持?2篩選階段按用水量大小水質要求經濟上的考慮對階段被確認的潛在用戶分類排隊,篩選出若干個候選用戶。篩選用戶的主要標準應是:1用水量大小這是因為大用水戶的位置常常決定再生水管線的走向和布置甚至規模也可大致確定;2用戶分布情況用戶集中在一個區域內或一條輸水管沿線會影響再生水廠選址和輸水管布置;3用戶水質要求通過分類排隊可以發現一些明顯有可能的用戶篩選時除了比較各用戶的總費用外,還應在技術可行性、再生水與新鮮水成本。能節約多少新鮮水水量、改擴建的靈活性、投加藥劑和消耗能源水平等方面進行比較。經過上述比較,可從中挑選出若干個最有價值的候選用戶。3確定用戶階段這個階段應研究各個用戶的輸水線路和蓄水要求修正對這些用戶輸送再生水所需的費用估算;對不同的籌資進行比較,確定用戶使用成本;比較每個用戶使用新鮮水和再生水的成本。需要處理的問題有:1)每個用戶對再生水水質有何特殊要求?他們能容忍的水質變化幅度有多大?2)每個用戶需水量的日。季變化情況。3)需水量的變化是用增大水泵能力,還是通過蓄水來解決?確定蓄水池大小及設置地點。4)如果需對再生水作進一步處理,誰擁有和管理這些增加的處理設施?5)區域內工業污染源控制措施如何?貫徹這些控制措施,能否簡化再生水處理工藝?6個系統中潛在用戶需水“穩定性” 如何?它們是否會搬遷?生產工藝會不會有變化,以致影響污水再生利用?刀農業用戶使用再生水是否需改變灌溉方法?8)潛在資助機構進行資助的條件和要求是什么?9)在服務范圍內的用戶如何分攤全部費用?第23頁10)如用戶必須投資建造處理構筑物等設施,他們可接受的投資回收期是多少年?每個系統中的用戶須付多少連接再生水管的費用?在進行上述技術經濟分析后,可確定用戶。3.0.5 為使工程規模達到經濟合理很可能高峰時再生水需水大于供水量此時用戶可用新鮮水補足;有時再生水不能滿足用戶水質要求,或發生設備事故停水時,仍需用戶用新鮮水補足。3.0.6 再生水生產設施可由已建成的城市污水廠改擴建增加度處理部分來實現也可在新建污水處理廠中包括污水再生利用部分;或單獨建設污水完全再生利用的再生水廠。從污水再生利用角度出發,再生水廠不宜過于集中,可根據城市規劃,考慮到用戶位置分散布局。4 污水再生利用分類和水質控制指標4.1 污水再生利用分類4.1.1 污水再生利用分類是確定再生水水質控制指標體系的依據合理分類有助于科學安全用水。4.2 水質控制指標4.1.2 《農田灌溉水質標準水質要求。4.2.2 這條提出了污水再生利用面廣量大的冷卻水水質控制指標。在冷卻用水中,再生水作為直流冷卻水水質控制指標提出的依據見表2。表2 再生水用作直流冷卻水水質控制指標的依據項目pH值SS(mg/L)BOD5(mg/L)CODcr(mg/L)C1-(mg/L)總硬度(以計(mg/L)
本規范規定6.0~9.03030—300850
美國國家科學院5.0~8.3——75600850
天津大學試驗6.0~9.010—60300350
大連示范 美國1992工程 年建議7~8 6.0~9.06 305 3060 —220 —280 —第24頁總堿度(以計(mg/L) 500 500 350 260 —溶解性總固體(mg/L) 1000 1000 803 906 —主要依據美國1972年和1992年提出的水質標準,天津大學在“七·五”科技攻關中的試驗數據,以及大連示范工程實際運行數據。一般來說,二級出水可基本上滿足直流冷卻水的水質要求,但為了保證輸水管道和用水設備長期不淤塞和產生故障,二級出水宜再過渡和殺菌,然后用作直流冷卻則更為安全。在冷卻用水中再生水作為循環冷卻系統補充水水質控制指標提出的依據見表3工業用水是城市污水再生利用的主要用途之一,特別是循環冷卻系統補充水。冷卻水與鍋爐用水、工藝用水相比較,水質要求不高。日本、美國污水再生利用已有三十年的實踐經驗、至今經久不衰。這次規范的編制,是在總結國家“七五”、“八五”科技攻關經驗基礎上,參照國外相關標準導則對原規范進行修訂的。這次增加了氮磷指標,對循環冷卻水系統運行有利??紤]我國目前污水處理廠二級出水水質已有氮磷指標要求,該二項指標對于城市再生水廠來說,基本可以達到。表中衛生學指標只考慮再生水對環境的影響,而在循環系統內的殺菌要求,由用戶自行解決。該控制指標能夠保證用水設備在常用濃縮倍數情況下不產生腐蝕、結垢和微生物粘泥等障礙。用戶可根據水質狀況進行循環水系統管理,個別水質要求高的用戶,也可針對個別指標作補充處理。表3 再生水作為循環冷卻系統補充水水質標準的依據項目pH濁度(NTU)BOD5(mg/L)CODcr(mg/L)
美國本規 日本東國家范規 京工業科學定 水道院6.0~ 6.4~—9.0 7.05 SS100 1~1510 — —60 75
中石 燕山生活大連 天津 化研 石化 清華飲用示范 大學 究院 研究 大學水標工程 試驗 生產 院試 試驗準試驗 驗6.6~ 6.5~7~8 6~9 7.56~88.5 8.55~3 — 1 10 3205 — — 5 — —40~ 20~60 50.6 80 —6056第25頁0.13~鐵(mg/L) 0.3 0.5 0.1 0.4 0.30.67錳(mg/L) 0.2C1-(mg/L) 250總硬度(以 450計(mg/L)總堿度(以 350計(mg/L)氨氧(mg/L) 10
0.5500 96~960131~650344350
0.1 0.158~220 300 108.0 200 250116200 152~280 74 150 450~350227150 90~260 115.8~350 3600.1~1~5 1528總磷(以P計1(mg/L)溶解性總固體 名古屋1000 500 903(mg/L) 930
0.1~0.81.3423~461 800 100011554.2.3 再生水用于工業上生產工藝用目前很難提出眾多行業的使用再生水的水質標準。因為工業部門各行業工藝條件差異很大,用水水質要求不同,需要在大量實踐基礎上才能編制出來。再生水用于鍋爐用水,對硬度和含鹽量要求很高,需增加軟化或除鹽處理,常采用離子交換或膜技術,其費用一般超過對天然水的處理費用。再生水用于鍋爐用水的水質標準,應和以天然水作為水源的水質標準相一致。4.2.4 再生水廠出水可以滿足廠內雜水需要還向周圍建筑群和居民小區提供活雜用水(中水)。隨著城市建設的發展,市政建設用水,如沖廁、道路清掃、消防、城市綠化、車輛沖洗和建筑施工用水等也逐漸增多,城市再生水廠能夠很好地提供這方面用水。4.2.5 這條提出了再生水作為景觀環境用的水質控制指標。就景觀水體而言,要嚴格考慮污染物對水體美學價值的影響,因此處理工藝在二級處理的基礎上,必要時要考慮包括除磷、過濾、消毒等二級以上的處理。一方面降低有機污染負荷,防止水體發生黑臭,影響美學效果;另一方面控制富營養化的程度,提高水體的感觀效果;還要滿足衛生要求,保證人體健康。4.2.6 以用水量最大的用戶確定城市再生水廠的工藝流程是合理的高于此標準的可第26頁在用戶內部作相應補充處理;低于此標準的,一方面水量不大,另方面使用較高標準的再生水效果會更好,而費用又增加不多。5 污水再生利用系統5.0.1 污水再生利用是個系統程它將排水和給水聯系起來實現水資源的良性循環,有利于促進城市水資源的動態循環。污水再生利用工程關聯到公用、城建、工業和規劃等多部門多行業,要統籌兼顧,綜合實施。5.0.3 再生工藝的選擇是回用設計的核心,必須在試驗或資料可靠基礎上慎重進行選擇,設計標準過高,會使投資增大,運行費用偏高,增加供水成本和用戶負擔;設計標準過低,會使再生水水質不能達標,影響用戶使用。5.0.4 活性污泥法的污泥膨脹會對后續再生處理造成重影響以特別提出要有防止措施,如設立厭氧段抑制污泥膨脹。在二級處理中采用脫氮除磷工藝,對提高再生水水質有利。5.0.5 深度處理技術中采用了某些給水處理元技術雖然與給水形式上相似但水源不同,設計中應充分注意以污水為水源和以天然水為水源的水質差異,深度處理設計不能簡單套用給水設計。5.0.8 多功能水泵控制閥具有水力自控制啟泵時緩開停泵時先快閉后緩開的特點,并兼有水泵出口處水錘消除器、閘(蝶)閥、止回閥三種產品的功能,是一種新型兩階段關閉的閥門。多功能水泵控制閥技術要求見城鎮建設行業標準《多功能水泵控制閥》(CJ/T167)。5.0.11 污水處理廠和再生水廠的自用水量很大,如消泡、溶藥、空壓機冷卻、脫水機沖洗、綠化和辦公樓內雜用水等。廠內使用再生水既經濟又方便。5.0.14 再生水用戶的用水管理也是非常重要的。例如在工業冷卻用水上,選擇合適的水質穩定劑,殺菌滅藻劑,確立恰當的運行工況,會減輕因使用再生水可能帶來的負面影響。在污水再生利用工程設計中,對再生水用戶應明確提出用水管理要求,再生水用水設施要和再生處理設施同時施工,同時投產。6 再生處理工藝與構筑物設計6.1 再生處理工藝6.1.1 為了保證污水再生利用設計科學合理經濟可靠這里根據國內外工程實例提第27頁出了再生處理的基本工藝供選用。1二級處理加消毒工藝可以用于農灌用水和某些環境用水。2美國二級處理早已普及,現普遍在二級處理后增加過濾工藝。3二級處理加混凝、沉淀、過濾、消毒工藝,是國內外許多工程常用的再生工藝。日本名古屋、東京、大販以及我國大連、北京等污水再生利用工程都是如此。4近年來微孔膜過濾技術開始應用,其出水效果比砂濾更好。上述基本工藝可滿足當前大多數用戶的水質要求。6.1.2 隨著再生利用范圍的擴大優質再生將是今后發展方向深度處理技術特別是膜技術的迅速發展展示了污水再生利用的廣闊前景,補給給水水源也將會變為現實。污水再生的基本工藝也會隨著改變。6.1.3 本條設計參數是依據污水再生利用工程實際運行數據提出的污水的絮凝時間較天然水絮凝時間短,形成的絮體較輕,不易沉淀,所以沉淀池和澄清池的設計參數與常規給水不同。6.1.4 濾池是再生水水質把關的構筑物其計要注意穩妥留有應變余地凡在給水上可采用的各種池型或各種濾料在深度處理上也可采用但設計參數要通過試驗取得。濾池設置在室內時,應安裝通風裝置。應經常清洗濾池表面污垢。6.1.5 曝氣生物濾池近年得到發展,將其列入本規范中。6.1.6 為了便于污水再生利用工程設計算表4給出了深度處理常用的混凝沉淀過濾的處理效率和出水水質。表4 二級出水進行沉淀過濾的處理效率與出水水質項目混凝沉淀濁度 50~60SS 40~60 30~50CODcr 25~35總氮 5~15總磷 40~60鐵 40~60
過濾 綜合30~50 70~8040~60 70~025~50 60~7015~25 35~455~15 10~2030~40 60~040~60 60~80
出水水質(mg/L)3~5(NTU)5~105~1040~75— 微孔過濾是一種較常規過濾更有效的過濾技術微濾膜有比較整齊均勻的多第28頁孔結構。微濾的基本原理屬于篩網狀過濾,在靜壓差作用下,小于微濾膜孔徑的物質通過微濾膜而大于微濾膜孔徑的物質則被截留到微濾膜上使大小不同的組分得以分離。微孔過濾工藝在國外許多污水再生利用工程中得到了實際應用,例如:澳大利亞悉尼奧運村污水再生利用、新加坡務德區污水廠污水再生利用、日本索尼顯示屏廠污水再生利用、美國wst、Basin市污水再生利用等工程。由于微濾技術屬于高科技集成技術,因此宜采用經過驗證的微濾系統設備生產商需有不少于3年的制作及系統運行經驗。1二級處理出水應符合國家《污水綜合排放標準》的要求。2微濾系統對進水中的懸濁物質雖有較好的適應性,但為了保證微濾系統更加高效運行延長微濾膜的使用壽命宜在微濾系統之前采用粗(一般孔徑為500μ3由于微生物中一些細菌的大小只有0.5μ孔徑為0.2μ或0.2μ以下的微濾膜。4向二級出水中投加少量抑菌劑(則氯氨等)是為)抑制管路及膜組件內微生物的過分生長。5微濾膜雖然具有高效的除菌能力,并同時能減少采用大量液氯消毒時產生的致癌副產物但為了確保再生水的安全性在微濾系統之后仍然要采用必要的消毒處理措施,如采用臭氧、紫外線或液氯消毒。6采用空氣反沖是指壓縮空氣由微濾膜內向外將附著在微濾膜上的雜質和沉積物沖掉,然后用二級出水進行微濾膜表面輔助沖洗。這種反沖方式能夠在短時間內有效地去除微濾膜內外的雜質和沉積物,并能夠再生微濾膜表層的過濾功能,延長微濾膜使用壽命,具有低耗能和反沖不需使用濾后水的特點。7微濾系統的膜完整性自動測試裝置,只是需要較少的測試設備就可以在線監測到微濾膜的破損情況,預知故障的發生,監測結果準確,從而能夠保證處理出水的水質。8微濾系統的過膜壓力是指微濾膜前后的壓力差,實際中可以通過設定的過膜壓力來啟動反沖系統;當過膜壓力達到100kPa時,則需要對微濾膜進行化學清洗。9在有除磷要求時,可在微濾系統前采用化學除磷措施,通過投加化學絮凝劑來形成不溶性磷酸鹽沉淀物,再利用微濾膜來截留所形成的不溶性磷酸鹽沉淀物。10微濾系統反沖水是采用二級處理出水反沖后不能直接排放需要回流至污水處理廠前端匯入原污水中,與原污水一并進行處理。6.1.8 當再生水水質對磷的指標要求較高,采用生物除磷不能達到要求時,應考慮增第29頁加化學除磷工藝?;瘜W除磷是指向污水中投加無機金屬鹽藥劑,與污水中溶解性磷酸鹽混合后形成顆粒狀非溶解性物質,使磷從污水中去除的方法。1化學除磷處理工藝設計必須具備設計所需的基礎資料?;A資料應包括二級污水處理廠的設計污水量、再生水量及它們的變化系數,處理廠進出水中磷、堿度的含量,再生利用對磷及其他指標的要求等。2常用的鐵鹽絮凝劑有:硫酸亞鐵、氯化硫酸鐵和三氯化鐵;常用鋁鹽絮凝劑有硫酸鋁、氯化鋁和聚合氯化鋁;當污水中磷的含量較高時,宜采用石灰作為絮凝劑,并用鐵鹽作為助凝劑。3化學除磷工藝分為前置沉淀工藝、同步沉淀工藝和后沉淀工藝。前置沉淀工藝和同步沉淀工藝宜采用鐵鹽或鋁鹽作為
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