绿色建筑住宅小区中水处理工艺比较及案例分析.pdf

S O U T H W E S T W A T E R W AS T E W A T E R 西南给排水 绿色建筑住宅小区中水处理工艺比较及案例分析水 李 妍，狄彦强，张宇霞，张力文，刘 杰(1 中国建筑技术集团有限公 司，北京 1 0 0 0 1 3；2 迁安市立顺城镇建设投资发展有限公 司，迁安0 6 4 4 0 5)摘要根据中水水源的不同，绿色建筑住宅小区中水处理有多种工艺可供选择，而其中比 较典型的便是 生物接触氧化、MB R 和人工湿地三种，通过 比较不 同工艺的优缺点，得 出每种工 艺的适用性。同时，结合 实际工程 案例进行分析，项 目小区采用接触氧化工艺处理小区生活污水，出水 水质稳 定处理 效 果好。关键词绿色建筑小区 中水处理生物接触氧化MB R人工湿地 0 引言 作为世界上 1 3个最缺水的国家之一，我国面 临着严重的水资源不足和水环境污染的问题。根据 预测，到 2 0 3 0 年，我 国人均水资源占有量将 由 1 9 9 7 年的 2 2 2 0 m 降到 1 7 6 0 m 。同时，我国地表水污染 严重，根据 2 0 0 1 年度的监测结果，七大重点流域 地表水中，I 一 类水质占 2 9 5，1V 类水质 占 1 7 7，V类和劣 V类水质 占 5 2 8 。解决我 国水 危机的原则应是在可持续发展的前提下开发和利 用水资源，尽可能多的将污、废水再生回用，保护 水环境，减少水资源危机，使水资源持续利用成为 可能。随着我国第一本 绿色建筑评价标准G B T 5 0 3 7 8 2 0 0 6的颁布实施，绿色建筑已经进入推广 实施阶段。绿色建筑是指在建筑的全寿命周期内，最大限度地节约资源(节能、节地、节水、节材)、保护环境和减少污染，为人们提供健康、适用和高 效的使用空间，与 自然和谐共生 的建筑。建筑节水 作为评价标准中必不可少的一项，其关键在于提高 节水率以及非传统水源的利用翻，因此，在没有市 政中水且不适宜采用雨水收集的城市和地区，自建 中水处理设施，将污、废水再生 回用便是重要的途 径。目前，建筑小区中水 回用系统存在着工艺选择 不合理，初投资过高、投资回收期过长、运行成本 过高、设备质量低，管理复杂易损坏、缺乏专业的 日常管理维护等问题，以致一些 中水设施难以正常 运行。通过比较不同中水处理工艺的优缺点，并结 基金项目：院青年基金(2 0 1 3 1 8 0 2 3 3 1 0 3 0 0 8 2)6 3 S O U T H W E S T W A T E R&W A S T E W A T E R 西南给排水 V o 1 3 6 N o 4 2 0 1 4 经格栅去除较大悬浮物后，生活污水汇 同回流 污泥经水泵提升进入初沉池，初沉池可 以起到一定 的调节作用，使水质均匀，同时还能去除约 3 0 的 B O D 和 5 5 的 S S。污水经初沉池后进入缺氧池(反硝化池)，同时生物接触氧化池(硝化反应池)内已经充分反应 的一部分硝化液回流至缺氧池，缺 氧池内的反硝化菌以原污水中的有机物作为碳源，将硝态氮还原为气态氮(N：)。之后，混合液进人 生物接触氧化池，完成有机物的氧化、氨化和硝化 反应。为满足再生利用 的水质要求，污水经生物接 触氧化池后进入斜管沉淀池完成泥水分离，剩余污 泥回流至进水井，出水经药剂泵投加絮凝剂后进入 接触过滤池，进一步去除生物絮体和胶体物质，显 著降低出水的悬浮物含量和浊度，同时进一步去除 废水的 B O D、C O D值，同时对重金属、细菌、病 毒也有很高的去除率，进一步保证出水的安全。滤 池出水进入清水池，经消毒后即可回用。本污水再 生处理厂采用市售桶装次氯酸钠溶液。消毒时，先 制成浓度为 l 至 2 的澄清溶液，再通过计量设 备注人水 中，每两 日配置 1 次。2 2 运行效果分析 本小 区污水再生处理厂运行时间已达 3年，并 配备 4名全职的专业技术人员，负责水厂的日常运 行和维护，并每日 对出水水质进行检测分析。水厂 同时采用了智能监控系统，实时监控系统和设备的 运行，确保水厂安全稳定运行。通过选取连续 3 个月的水质检测数据，分析系统对主要污染物氨氮 和 C O D的去除效果。一 昌 一 矮 瓣 时 间 d 图 3 氨 氮去 除效 果 图 由图 3可知，系统对 氨氮 的去 除效果较 好，即使进水浓度有小幅波动，出水浓度依然正常，个 别 时间进水浓 度异 常升高，导致 当 日出水 浓 度 不达标，次 日便 即恢 复正 常，说 明系统运 行 稳 定耐 冲击性 强。由图中可知，氨氮进水 浓 度 的平 均值 为 3 0 0 3 mg L，出水浓 度 的平均 值 为 3 9 8 m L，出水同时满足 城市污水再生利用 城市杂用水水质中城市绿化氨氮(m g L)2 0 m g L和 城镇污水处理厂污染物排放标准 一级 A氨 氮(mg L)5(8)mg L的要求，系 统 对 氨氮 的平 均 去除 率为8 6 7 8，去 除效 果 稳 定。6 6 一 宣 一 璐 0 0 rJ +进水+出水 一 去除率 图4 COD去 除效果 图 S O U T H W E S T W A T E R W A S T E W A T E R 西南给排水 由图 4可知，系统对 C O D的去除效果较好，即使进水浓度有较大波动，出水浓度依然正常，说 明系统运行稳定，耐冲击性强。由图中可知，C O D 进水浓度 的平均值 为 1 8 4 4 7 m g L，出水浓度的平均 值为 3 8 6 9 m g L，出水满足 城镇污水处理厂污染 物排放标准 一级 A中 C O D(mg L)5 0 mg L的 要求，系统对氨氮的平均去除率为 7 8 9 6，去除 效果稳定。2 3 经济性分析 2 3 1 工程投 资 袭 1 工程投资列表 2 3 2 运行成本 裹 2 中水运行成本列表 每天水费为 4 4 0 0元。若使用中水进行绿化、道路浇洒以及景观 补水，每天用水量 2 0 0 0吨，每吨水处理成本 1 3 0 元，每天花费为 2 6 0 0元。若使用中水进行绿化、道路浇洒以及景观 补水，每天可节约 自来水 费 1 8 0 0元，则每年节约 水费 6 5 7万元。按中水处理站房总投资 5 9 0万元计算，约 8 9 8年即可收 回成本。3结论 通过以上理论研究及对实际工程案例的分析，可以得出如下结论：(1)对于绿色建筑小 区中水处理系统，接触 氧化法、MB R 和人工湿地都是 比较适用 的技术，且每种工艺都各有其适用性和不适性。在实际工程 中，应该根据项 目的情况进行工艺的选择。(2)河北省某绿色建筑住宅小 区采用生物接 触氧化工艺处理生活污水，系统运行稳定耐冲击性 强，出水水质符合 城市污水再生利用 城市杂用 水水质(G B T 1 8 9 2 0 2 0 0 2)标准和 城镇污水处 理厂污染物排放标准(GB 1 8 9 1 8 2 0 0 2 o (3)河北省某绿色建筑住宅小区采用生物接 触氧化工艺处理生活污水，项目 初期总投资为5 9 0 万元，2 9 5 0 元，m ，水厂运行成本为 1 3 0 元 m ，约 8 9 8 年即可收 回成本。参考文献 1 5 1 培富-L*-小 区中水回用的技术经济分析f D 1大连：大连理工大学，2 3 3 经济效益分析 2 按当地园林、绿化、环卫、消防用水水价 2 2 2 王 建 中 绿色 建 筑 中 水 处 理 与 回 用 技 术【上 海 建 设 科 技，2 0 1 3，(2)：元 m。分析，则：2 7 2 9 若使用 自来水进行绿化、道路浇洒以及景 3 张 海 建，袁 宏 林 建筑 小 区 中 水 回 用 分 析 U 1 工 程 技 术，2 0 1 1，1 0 9 观补水，每天用水量 2 0 0 0吨，每吨水价格 2 2 元，4单 琦，车 鸣 找谈 生 物 接 触 氧 化工 艺 叩中 国 新 技术 新 产 品，2 0 1 1，(3)：5 6 7 S O U T H W E S T W A T E R W A S T E W A T E R 西南给排水 V 0 1 3 6 N o 4 2 0 1 4 5牛天新，郑洁敏，宋亮 生物接触氧化法的研 究与应用进展U】杭州 1 0吴梅生，文屹，张啸楚 人工湿地在高校 污水中水回用处理 中的应 农业科技，2 0 0 8，(4)：2 7 2 9 用U】山西建筑，2 0 1 0，3 6(3 0)：1 7 8 1 8 0 6任伟 建筑小区中g-l 用工艺技术探讨U】节能与环保 节能环保技 1 1郭清斌 接触氧化和MB R法用于建筑中水处理的几点比较L 刀 给水 术 2 0 0 4(6)：2 3 2 5 排 水动 态。2 0 0 8，(2)：1 5 1 7 7李圭白，张杰 水质工程学【M】北京：中国建筑工业出版社，2 0 0 7，1 2李文奇，曾平，孙 东亚 人工湿地处理污水技术【M】北京：中国水 4 4 8 4 5 1 利 水电 出版社，2 0 0 9，1 5 8何强，柴宏祥，张丽 绿色建筑中水处理工艺及设施探讨给水排 水，2 0 0 7，3 3(7)：9 0 9 2 作者通讯处：1 0 0 0 1 3 北京市朝阳区北三环东路3()号中国建筑科学 9张金梅 人工湿地在小区中水回用中的应用与前景展望刚 微量元素 研究院新主楼B 5()2 中技研发中心 与健 康研 究，2 0 1 0，2 7(4)：6 2 6 4 业 鲁 信息 蒂节 瑞典技术进中国 污泥变身清洁能源 城市如果使用污泥做成沼气和车用生物燃气，它基本 上可以供应一个城市公交车所有车辆燃料的需求量。沼气，属于可再生清洁能源的一种，在传统能源 日渐短缺的现在 与未来，这种能源的开发与应用显得尤为重要。目前，瑞 典已经拥有生物能源(沼气)的整套成熟技术，运作流程 是：从城市污水排放起，经由城市排水管道收集泥污，由 终端污水污泥处理站连接 x y l e m(塞莱默 公司水处理系统。在脱水处理后，由世界领先的 I V L(瑞典环境科学研究院)技术将含有能量的泥污进行厌氧消化，经由该技术进行高 效率发酵。继而由 M A L B E R G(马尔伯格)公司进行加压 提纯，加工成 9 8 以上纯度的燃料气。最终成品可以放人 加注设施，跟 C N G天然气一样进行汽车的加气工作。基本 上能够烧天然气的车辆都可以燃烧这种生物燃气。实际上，类似以污泥解决交通能源的方案在瑞典斯德 哥尔摩已经运行了将近 3 0年，最早于上世纪 8 0年代已经 开始。目前，瑞典首都的公共交通已经基本告别了化石能 源。斯德哥尔摩城市有 1 0 0 万人，拥有 1 3 0 0台公交车。在 使用了整套系统之后，减低了总量 9 0 的碳排放。该方案是结合瑞典整个沼气产业链的丰富经验和众多 城市的成功案例，通过与中国项目实施方的密切合作，形 成一整套利用废物或污泥生产沼气用作清洁公交能源，且 可大规模商业化运作的系统解决方案。相关资料显示，目前中国废水处理厂的稳定污泥处理 设施 占总量不到 2 5，其中良好的处理流程和设施更低于 1 0。这意味着中国每年有 1 0 0万亿瓦时的可再生能源没 有被利用。此外，大部分的废水污泥采用的填埋处理方式 不仅占用了大量土地资源，同时存在极大的二次污染风险。污泥包含大量的有机物、养分以及能源。针对中国正 面临 的能源短缺和环境恶化 的双 重压力，废水污泥的能源 利用对于创建可持续发展社会将意义重大。通过污泥增稠 厌氧发酵 脱水过程可以使其稳定并减少污泥总量，同时可 以产生高价值的绿色生物质能源的生物气体。如果处理后 剩余的污泥没有毒性残留，亦可当作绿色的农业肥料使用。事实上，生物气体完全可以替代天然气作为车辆燃料。这将减少最高达 9 0 的二氧化碳排放，并有效降低颗粒物 和氮氧化物排放。吸引更多 的人乘 坐公 共交通系统是另一 个推动可持续城市公交发展、减少排放和道路拥堵的方法。按照每人每天 3 0公里的出行需求。每天产生的城市污 泥可以支撑整个公共交通。每个城市每天都有成百上千立 方的泥污产生，这些本来就必须要处理。处理产生能源，其副产品还可以生成化肥，进入市场。整个方案是可以达 到经济平衡的一个系统，提升环保，降低碳排放，高效污 染物治理费用以及促进就业，这些都是解决方案所涉及的。(摘 自 w ww C-wa t e r c o mc n，2()1 4 0 5 0 6)68