武彩宏

（太原理工大學(xué)陽(yáng)泉學(xué)院，山西 陽(yáng)泉 045000）

陽(yáng)泉市中水回用在居住小區(qū)的應(yīng)用方法及分析

武彩宏

（太原理工大學(xué)陽(yáng)泉學(xué)院，山西 陽(yáng)泉 045000）

新建小區(qū)內(nèi)污水處理AOC工藝，其核心是“AOC”生物池，該工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，兼具生物膜法和活性污泥法許多優(yōu)點(diǎn)。適合北方缺水的環(huán)境。結(jié)合工程案例，探討了小區(qū)內(nèi)污水處理回用實(shí)施的可行性。

居住小區(qū)；污水處理；回用；AOC工藝

陽(yáng)泉市位于山西省東部，太行山西麓、晉冀兩省交界地，不僅是以煤炭工業(yè)為主的新興中等城市，而且也是山西省的交通要沖。城市性質(zhì)為：“以煤炭工業(yè)為主的工業(yè)城市并成為晉東的經(jīng)濟(jì)中心?！币阅茉?、礦產(chǎn)含量豐富，種類繁多著稱。隨著城市的發(fā)展，城市廢水、污水的排放量在不斷增加，對(duì)城市的環(huán)境影響也越來(lái)越大，尤其是現(xiàn)在哥本哈根會(huì)議提出的一系列環(huán)境問(wèn)題。低碳經(jīng)濟(jì)的提倡更表明環(huán)境問(wèn)題日益受到重視，低碳經(jīng)濟(jì)是黨中央堅(jiān)持可持續(xù)發(fā)展四大戰(zhàn)略措施之一。所謂低碳經(jīng)濟(jì)是指依靠太陽(yáng)能、風(fēng)能、水能等可再生能源為主要能源，以低能耗、低排放、低污染為特征的新型經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式。

陽(yáng)泉市是個(gè)水資源缺乏的城市，水能的利用是不太可行的，那么作為水資源缺乏的城市，更有必要考慮對(duì)生活污水的回用問(wèn)題。也就是所謂的中水回用，中水是指城市污水或生活污水經(jīng)處理后達(dá)到一定的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)、可在一定范圍內(nèi)重復(fù)使用的非飲用雜用水，其水質(zhì)介于上水與下水之間，是水資源有效利用的一種形式。中水因用途不同有兩種處理方式：一種是將其處理到飲用水的標(biāo)準(zhǔn)而直接回用到日常生活中，即實(shí)現(xiàn)水資源直接循環(huán)利用，這種處理方式適用于水資源極度缺乏的地區(qū)，但投資高，工藝復(fù)雜；另一種是將其處理到非飲用水的標(biāo)準(zhǔn)，主要用于不與人體直接接觸的用水，主要有兩個(gè)方面，一是用于工業(yè)，如印染、造紙、鋼鐵、電力、冷卻設(shè)備補(bǔ)充用水等，另一方面就是生活污水，如沖廁、園林和農(nóng)田灌溉、汽車清洗、消防、道路清潔、綠化澆灑等。陽(yáng)泉的處理污水有兩部分，一部分是污水處理廠的處理污水，一部分是越來(lái)越多的居住小區(qū)自行排放的處理污水，如果這兩部分污水加以回用就能達(dá)到對(duì)水資源的重復(fù)利用。目前污水處理廠的出水回用水用于電廠、綠化等工業(yè)，可暫緩陽(yáng)泉市供水緊張的矛盾。但隨著目前陽(yáng)泉市新建小區(qū)越來(lái)越多，對(duì)環(huán)保要求越來(lái)越高的趨勢(shì)，小區(qū)中自產(chǎn)的污水也越來(lái)越多，小區(qū)中自身的污水回用也不失為一種環(huán)保的措施。本文就針對(duì)陽(yáng)泉新建小區(qū)的用水問(wèn)題從兩個(gè)方面做一些探討。一是從污水廠直接引管到小區(qū)，二是小區(qū)自行設(shè)計(jì)污水處理系統(tǒng)，即利用小區(qū)內(nèi)部的中水。

一、排水量預(yù)測(cè)

根據(jù)陽(yáng)泉市總體規(guī)劃及排水規(guī)劃，確定市區(qū)的排水系統(tǒng)為雨污分流制，雨水就近排入桃河。污水量預(yù)測(cè)見表1，其中生活排水量中包括城市居民、流動(dòng)人口的生活污水量及大型公建和企事業(yè)單位的排水量。

表1 陽(yáng)泉市污水量預(yù)測(cè)表

二、污水處理工程建設(shè)規(guī)模

由表1可以看出：總排水量為14.14萬(wàn)m3/d，但其中包括了所有工業(yè)廢水的排放量，根據(jù)環(huán)保局對(duì)重點(diǎn)污染企業(yè)防治的規(guī)劃，重點(diǎn)污染企業(yè)的廢水經(jīng)過(guò)內(nèi)部處理達(dá)標(biāo)后直接排入水體，不再進(jìn)入城市管網(wǎng)，此部分用水量為6.45萬(wàn)m3/d。由此可見污水處理廠的污水處理量為7.96萬(wàn)m3/d。目前主要的污水回用對(duì)象為河坡發(fā)電廠（與污水處理廠一墻之隔），循環(huán)冷卻補(bǔ)充水需要量為3萬(wàn)m3/d。但其他工業(yè)項(xiàng)目目前還沒(méi)有具體的回用計(jì)劃，暫按1.5萬(wàn)m3/d計(jì)算，那么剩下的回用約為3.5萬(wàn)m3/d。污水處理廠的三級(jí)處理部分建設(shè)規(guī)模為4.8萬(wàn)m3/d。剩下的污水就可以回用到新建的居住小區(qū)。三級(jí)處理出水水質(zhì)見表2。

表2 三級(jí)處理出水水質(zhì)表

三、小區(qū)污水處理系統(tǒng)

1.設(shè)計(jì)水量

居住小區(qū)用地10ha，人口為7000人左右，居住用地用水量指標(biāo)見表3（注：本表規(guī)劃期為最高日指標(biāo)）。

表3 居住用地用水量指標(biāo)表（單位：m3/ha.d）

陽(yáng)泉市屬于二級(jí)區(qū)域，按上表計(jì)算，新建的居住區(qū)每天最高日最大用水量約為1000m3/d。如居住小區(qū)的供水包括居民生活用水，各類公共服務(wù)設(shè)施用水、綠化用水、環(huán)境清潔用水和消防用水。鑒于采用處理后的污水系統(tǒng)供水，要準(zhǔn)備兩套管網(wǎng)，一套直接采用地下水飲用，另一套采用污水處理廠出來(lái)的三級(jí)處理水，也就是所謂的分質(zhì)供水。

2.設(shè)計(jì)水質(zhì)

參考類似工程設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，確定設(shè)計(jì)水質(zhì)。

表4 設(shè)計(jì)水質(zhì)參數(shù)表（單位mg/l）

回用標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行《城市污水再生利用景觀環(huán)境用水水質(zhì)》(GB/T18921－2002)中觀賞性景觀環(huán)境用水標(biāo)準(zhǔn)。而陽(yáng)泉市污水處理廠的三級(jí)處理污水和這個(gè)指標(biāo)符合。讓三級(jí)處理的水用于除飲用、洗菜等以外用水。

四、設(shè)計(jì)流程

在新建小區(qū)內(nèi)部自行處理一些污水，使之變?yōu)橹兴?，即介于污水和清水之間的水質(zhì)。例如可以把洗臉、洗菜的水排出來(lái)沖洗廁所。

1.工藝原理介紹

AOC工藝的基本原理為通過(guò)好氧生化過(guò)程的泥齡，在降解碳原有機(jī)物的同時(shí)，在供氧充足的條件下，利用世代周期較長(zhǎng)的硝化菌將氨氮轉(zhuǎn)化為硝態(tài)氮，大量的NO3-N通過(guò)混合液回流到缺氧段，在缺氧條件下反硝化菌利用NO3-N為最終電子受體氧化污水中的有機(jī)物，與此同時(shí)硝態(tài)氮被異化還原成氮?dú)鈴乃幸莩?，從而達(dá)到脫氮的目的。與此同時(shí)水中有機(jī)物BOD、COD也均可達(dá)到較高的去除率。

2.主要工藝設(shè)計(jì)參數(shù)

格柵：去除污水中較大漂浮物，并攔截直徑大于30mm的雜物來(lái)保證提升系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

曝氣沉砂池：去除原水中比重大于2.65g/cm3，粒徑大于0.2mm的無(wú)機(jī)砂粒，以保證后續(xù)流程的正常運(yùn)行。

AOC生物池：利用池中大量繁殖的活性污泥微生物以及硝化計(jì)反硝化菌群，在好氧段和缺氧段降解原水中含碳和含氮有機(jī)污染物質(zhì)，以達(dá)到凈化水質(zhì)的目的。此構(gòu)筑物為污水處理的核心，包括缺氧段潛水?dāng)嚢杵鳎醚醵螡撍當(dāng)嚢杵?、混合液回流泵、曝氣系統(tǒng)調(diào)節(jié)閥門。

二沉池：將曝氣后的混合液，進(jìn)行固液分離，以保證最終出水的水質(zhì)。出水加氯后能保證30min的接觸時(shí)間，以達(dá)到消毒效果。

三級(jí)氯接觸池：二級(jí)處理出水經(jīng)提升進(jìn)入V型濾池直接過(guò)濾，濾后水經(jīng)加氯消毒后，進(jìn)入清水池，一面進(jìn)行接觸反應(yīng)，一面實(shí)施調(diào)供，爾后又以重力流供再生水用戶使用。

五、結(jié)論

⑴小區(qū)內(nèi)污水處理采用的是AOC工藝，其核心是“AOC”生物池，該池在“AOC”工藝機(jī)理上，將傳統(tǒng)的方型推流式生物池，轉(zhuǎn)變?yōu)閮?nèi)外二環(huán)的圓型完全混合延時(shí)曝氣生物池，池中內(nèi)環(huán)為缺氧段進(jìn)行反硝化；外環(huán)為好氧段。工作方式為污水首先進(jìn)入內(nèi)環(huán)，通過(guò)水下攪拌器與池中混合液完全混合，充分反應(yīng)，在內(nèi)池循環(huán)一周后進(jìn)入外環(huán)。在外環(huán)，混合液在水下推進(jìn)器推動(dòng)下循回流動(dòng)，呈完全混合狀態(tài)。在外環(huán)池底設(shè)曝氣系統(tǒng)以保證外環(huán)的好氧條件。污水經(jīng)生物池外環(huán)流至二沉池，外環(huán)混合液則經(jīng)潛水泵提升至內(nèi)環(huán)，回流污泥也自二沉池回流至內(nèi)環(huán)。該工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，水力負(fù)荷及容積負(fù)荷大，具有投資省，運(yùn)行成本較低，出水水質(zhì)好等優(yōu)點(diǎn)，池體結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，設(shè)備較多，自動(dòng)化程度較高。這項(xiàng)工藝合理，適合陽(yáng)泉這樣缺水的地方。

相對(duì)于工業(yè)廢水處理，在居住小區(qū)內(nèi)設(shè)置這樣的水處理系統(tǒng)，對(duì)開發(fā)商來(lái)講耗資比較大，再有就是中水的費(fèi)用相對(duì)來(lái)說(shuō)要大點(diǎn)。這樣的話，房?jī)r(jià)的高漲，同時(shí)水費(fèi)的高漲，老百姓要承受的壓力會(huì)更大一些。

⑵對(duì)于污水處理廠處理的污水，要用到各個(gè)新建小區(qū)，管網(wǎng)的布置也是一項(xiàng)很大的工作，尤其要加大泵的數(shù)量和揚(yáng)程，相對(duì)來(lái)說(shuō)難度也很大。另外費(fèi)用高，利用率低；法規(guī)政策不完善；設(shè)施布局不合理，輸配水管道系統(tǒng)不健全；施工難度大；投資大，運(yùn)行成本高；能耗高，異味、泡沫問(wèn)題難以解決。所以實(shí)施這項(xiàng)工藝有一定的難度。并且在利用的過(guò)程中由于各種資金和人為的原因，污水處理系統(tǒng)也在采用了。但從環(huán)保的角度來(lái)說(shuō)，中水的利用勢(shì)在必行。

AOC流程圖

［1］武貴桃.大力推廣中水回用實(shí)現(xiàn)污水資源化［J］.中國(guó)人口、資源與環(huán)境，2003，（2）:120-121.

［2］馬志毅，米曉軍.城市污水回用的思考［J］.太原理工大學(xué)學(xué)報(bào)，1998，（1）.

［3］沈光范，徐強(qiáng).積極穩(wěn)妥地開展中水回用工作［J］.中國(guó)給水排水，2001，（14）.

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1673-0046（2011）05-0172-02