住宅小区中水回用初步设计说明书

住宅小区中水工程初步设计说明书
住宅小区中水工程初步设计说明书
目录
1第一章项目简介 ..............................................................................
1 1.1项目名称及承办单位 .................................................................
1.2项目背景 .....................................................................................
1
2 1.3工程概述 ..................................................................................... 第二章设计依据、原则和范围 (3)
3 2.1设计依据和主要资料 .................................................................
3 2.2设计原则 .....................................................................................
3 2.3工程设计规范及标准 ................................................................. 第三章中水系统型式的选择 . (5)
3.1建筑小区中水系统型式的分类 (5)
3.2本项目中水系统型式的选择 (6)
第四章中水处理站设计规模的确定 (7)
4.1建筑小区中水水源的选择 (7)
4.2小区中水原水量的确定 (7)
4.3小区中水需水量的确定 (7)
4.4小区中水站处理规模的确定 (8)
8 4.4进、出水水质的确定 ................................................................. 第五章中水处理站位置及配套管网系统 (10)
10 5.1中水处理站的位置 ...................................................................
5.2中水处理站配水管网系统 (10)
第六章中水处理站处理工艺方案 (12)
6.1处理工艺方案选择的原则 (12)
12 6.2工艺方案选择依据 ...................................................................
6.3可供选择的处理工艺方案 (13)
6.4污水处理方案比较选择 (18)
第七章中水处理站各处理构筑物 (20)
20 7.1处理流程 ...................................................................................
20 7.2处理构筑物比选 .......................................................................
22 7.3各处理单元描述 .......................................................................
7.4自动控制与监控设计 (25)
7.5负压气体收集、等离子气体处理系统 (25)
第八章工程概算 ............................................................................
26
26 8.1构筑物设计参数 ........................................................................
28 8.2设备选型 ....................................................................................
29 8.3土建清单 ....................................................................................
30 8.4工程概算结果 ............................................................................
31第九章平面布置 ..........................................................................
9.1平面布置原则............................................................................
31 第十章运行费用分析 (32)
33第十一章经营管理 ........................................................................
33 11.1组织管理...................................................................................
33 11.2技术管理................................................................................... 第十二章环境保护、安全及节能措施. (35)
35 12.1环境保护 .................................................................................
37 12.2安全生产 .................................................................................
12.3安全防护和监(检)测控制 (38)
39 12.3节能减耗措施 ......................................................................... 第十三章工程效益分析 .. (41)
41 13.1环境效益 .................................................................................
13.2社会及经济效益 (41)
第一章项目简介
1.1 项目名称及承办单位
1.1.1 项目名称
住宅小区中水处理站工程
1.1.2 承办单位
置业有限公司
1.1.3设计单位
设计研究院
1.2 项目背景
随着城市建设和工业的发展，用水量急剧增加，大量污水的排放严重污染了环境和水源，造成水资源的日益不足，水质日益恶化；新
水源的开发工程又相当艰巨。

面对这种情况，立足本地区、本部门的
水资源，采用中水回用是缓解缺水问题切实可行的措施。

将使用过的或受到污染的水处理后再次利用，既减少了污水的外排量、减轻了城市排水系统的负担，又可以有效地利用和节约淡水资源，减少了对水环境的污染，具有明显的社会效益、环境效益和经济效益。

1.3 工程概述
1.3.1 工程地点
XX齐荣住宅小区东起潍州路、西至四平路，北至乐川街，总占
地面积22.78公顷。

1.3.2 工程内容
XX齐荣住宅小区中水工程包括中水处理站部分（含中水处理站
相关水处理构筑物的土建及设备安装）、中水处理站与小区排水管网连接部分及中水回用管道部分（含绿化浇灌用水管道、冲厕用水管道等）。

第二章设计依据、原则和范围
2.1 设计依据和主要资料
1.建设单位所提供的设计委托书及同意的设计方案；
2.小区规划总图及综合管线工程施工图。

2.2 设计原则
1、认真调查分析小区用水量、排水量以及排放污染物的指标，
合理确定中水处理站处理规模、处理工艺；
2、积极稳妥地采用先进处理技术和新材料，节省建设投资；采
用适当的自动化技术及监测仪表，提高运行管理水平；
3、尽量采用节能技术及设备，节约能源，降低处理成本。

4、设备耐腐蚀，噪声低，无异味；
5、中水处理工艺先进,系统寿命长,处理系统能自动运行；
6、处理设备应具有较大的适应性,较强的抗冲击负荷的能力，具
有突发事故时的应急措施；
7、污泥量少,维护管理方便，工程周期短,投资小,运行费用低。

2.3 工程设计规范及标准
本项目的设计、施工与安装必须按照国家的专业技术规范与标准执行。

其规范与标准如下：
1、《中华人民共和国环境保护法》（1989年12月）；
2、《中华人民共和国水污染防治法》（1996年5月）；
3、《中华人民共和国大气污染防治法》（2000年4月）；
4、《城市居民生活用水量标准》（GB/T50331-2002）；
5、《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）；
6、《城市污水再生利用城市杂用水水质》（GB/T 18920-2002）；
7、《室外给水设计规范》（GB50013-2006）；
8、《室外排水设计规范》（GB50014-2006）；
9、《居住小区给水排水设计规范》（CECS 57:94）；
10、《建筑中水设计规范》（GB50336-2002）；
11、《给水排水工程结构设计规范》（GB50069-2002）；
12、《建设项目环境保护设计规范》（1996）；
13、《山东省环境工程设计管理规定和技术要求》；
14、《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）；
15、《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB50204-2002）；
16、《普通混凝土配合比设计规程》（JGJ/T114-97）；
17、《城市污水厂工程质量验收规范》（GB50334-2002）；
18、《地下工程防水技术规范》（GB50108-2001）；
19、其余各专业规范等；
20、同类行业同规模水质资料。

第三章中水系统型式的选择
3.1 建筑小区中水系统型式的分类
建筑小区中水基于其管路系统的特点，可分为如下多种系统：
1、全部完全分流系统。

是指原水分流管系和中水供水管系覆盖
全区建筑物的系统。

全部完全分流系统就是在建筑小区内的主要建筑
物都建有污水废水分流管系(两套排水管)和中水自来水供水管系(两套供水管)的系统。

“全部”是指分流管道的覆盖面，是全部建筑还是
部分建筑，“分流”是指系统管道的敷设型式，是污水、废水分流、合
流还是无管道。

采用杂排水作中水水源，必须配置两套上水系统（自来水系统和中水供水管系）和两套下水系统（杂排水收集系统和其他排水收集系统），属于完全分流系统。

管线上比较复杂，给设计、施工增加了难度，也增加了管线投资。

这种方式在缺水比较严重、水价较高的地区
是可行的，尤其在中水建设的起步阶段，居民对优质杂排水处理后的中水比较容易接受，或者是高档住宅区内采用。

如果这种分流系统覆盖小区全部建筑物，称为全部完全分流系统，如果只覆盖小区部分建筑物，称为部分完全分流系统。

2、部分完全分流系统。

是指原水分流管系和中水供水管系仅为区内部分建筑的系统。

3、半完全分流系统。

是指无原水分流管系（原水为综合污水或
外接水源），只有中水供水管系或只有污水、废水分流管系而无中水
供水管的系统。

当采用生活污水为中水水源时，或原水为外接水源，可省去一套污水收集系统，但中水仍然要有单独的供水系统，成为三套管路系统，
称为半完全分流系统。

当只将建筑内的杂排水分流出来，处理后用于室外杂用的系统也是半完全分流系统。

4、无分流管系的简化系统。

是指地面以上建筑物内无污水、废水分流管系和中水供水管系的系统。

无原水分流管系，中水用于河道景观、绿化及室外其他杂用的中水不进入居民的住房内，中水只用在地面绿化、喷洒道路、水景观和人工河湖补水、地下车库地面冲洗和
汽车清洗等使用的简易系统。

由于中水不上楼，使楼内的管路设计更为简化，投资也比较低，居民又易于接受。

但限制了中水的使用范围，降低了中水的使用效益。

中水的原水是全部生活污水或是外接的，在住宅内的管线仍维持原状，因此，对于已建小区的中水工程较为适合。

3.2 本项目中水系统型式的选择
根据业主所提供的资料，XX齐荣住宅小区内各建筑单体内均无
污水、废水分流管系，有中水供水管系的系统。

故本项目采用半完全
分流系统。

第四章中水处理站设计规模的确定
4.1建筑小区中水水源的选择
建筑小区中水水源的选择要依据水量平衡和技术经济比较确定，
并应优先选择水量充裕稳定、污染物浓度低、水质处理难度小、安全
且居民易接受的中水水源。

建筑小区中水可选择的水源有：小区内建筑物杂排水、小区或城市污水处理厂出水、相对洁净的工业排水、小区内的雨水、小区生活
污水。

因本项目小区内各已建或始建单体内均无污水、废水分流管系，小区的前期规划也未考虑小区内的雨水收集系统。

结合其它现状条
件，本项目小区的中水水源适合选择小区内的生活污水。

4.2 小区中水原水量的确定
小区中水原水量采用小区综合排水量进行计算，即按《建筑给水排水设计规范》的规定计算小区最高日给水量（取160L/人·d），再乘以最高日折算成平均日给水量的折减系数（0.75）和排水折减系数（0.8）的方法经计算，确定本项目小区中水可用原水量：Qy=8448（人）×160（L/人·d）×0.75×0.8
=810（m3/ d）
4.3 小区中水需水量的确定
建筑中水的用途主要是城市污水再生利用分类中的城市杂用水
类，城市杂用水包括绿化用水、冲厕、街道清扫、车辆冲洗、建筑施工、消防等。

本项目小区内中水供水系统型式采用半完全分流系统，
小区内各单体建筑的冲厕用水均采用小区中水。

另外，综合考虑运行成本等各种因素，剩余小区中水除用于本小区内的绿化浇灌外，不再作它用。

具体需水量计算如下：
1、小区内的冲厕用水
Q4=8448（人）×160（L/人·d）×0.75×0.21
=212.9（m3/ d）
2、小区内绿化浇灌用水按 1.2L/（m2·d）计，用水量为
Q2=79750（m2）×1.2L/（m2·d）
=95.7（m3/ d）
以上合计中水需水量为308.6（m3/ d）
考虑中水回用管网的漏失水量后，因本项目小区内的中水设计需水量为320（m3/ d）。

4.4 小区中水站处理规模的确定
本项目小区内可收集的生活污水（中水原水）水量较大，小区中
水站的处理规模应根据小区中水需水量和中水处理量的平衡，确定为320 m3/d。

根据《建筑中水设计规范》第 3.1.5条之规定——用作中水水源
的水量宜为中水回用水量的110％～115％，本项目所需的中水原水
量为320（m3/d）×115%=360 m3/d，小于小区内中水可用原水量810 m3/d，小区内产生的生活污水除被中水站处理回用的外，剩余部分约450 m3/d需溢流至市政污水管网，由城市污水厂集中处理。

4.4 进、出水水质的确定
处理的污水为生活污水，其进水水质按生活污水水质设计，根据委托书要求，经处理后回用水水质达到《城市污水再生利用城市杂用
水水质》标准要求。

设计进水、出水水质见表 1
表1：设计进出水水质
项目CODcr
（mg/L）
BOD5
（mg/L）
SS
（mg/L）
NH3-N
（mg/L）
动植物油
脂（mg/L）
PH
进水350 200 200 35 20 6～9 出水60 20 20 8 3 6～9 去除率% 83 90 90 78 85 0
表2：城市杂用水水质标准
项目冲厕道路清扫、消防城市绿化
pH 6～9
色度≤30
嗅无不快感
浊度（NTU）≤ 5 10 10
溶解性总固体（mg/L）≤1500 1500 1000
BOD5（mg/L）≤10 15 20
NH3-N（mg/L）≤10 10 20
第五章中水处理站位置及配套管网系统
5.1 中水处理站的位置
根据《建筑中水设计规范》（GB 50336-2002）规定，小区中水处理站按规划要求独立设置，处理构筑物宜为地下室或封闭式。

小区中水处理站宜设在小区污水管网的下游及主要中水回用设施附近。

XX 陆号小区整体地势南高北低，小区内配套污水管网充分利用了地面坡度由南向北排放，结合小区的总体规划，故将中水处理站布于小区的西北角，A1楼的南侧，同时，此位置也位于小区内夏季主导风向的
下风向。

因中水处理过程中产生的不良气味和机电设备噪声会对建筑
环境造成危害，本项目生化处理构筑物采用地下式，后期处理采用地上式。

5.2 中水处理站配水管网系统
5.2.1 污水收集管网系统
小区中水站调节池直接由小区下游污水主管道取水，因处理规模小于小区所产生的污水量，调节池上需设溢流管道，使多余的不能被处理的污水继续由污水管道排走。

进水管及溢流管管径均为d500。

5.2.2 中水供水系统
处理完的中水由中水回用泵输送至各用水体，剩余的中水储存在中水池中备用。

小区的冲厕用水、绿地浇洒用水均由回用水泵及中水管道供水。

小区的中水供水分高压及低压两套系统，其中小区的多层住宅冲厕用水、高层建筑的低区部分冲厕用水及绿化浇灌用水使用低
压中水供水系统，低区供水管道沿小区主要道路成枝状网布置，主环管道管径为DN75，支管管径为DN63。

高层建筑的冲厕用水使用高压中水供水系统，小区中水先输送至加压泵房后由加压泵房向高层建
筑供水，小区中水站至小区加压泵房的中水管道管径为DN110。

第六章中水处理站处理工艺方案
6.1 处理工艺方案选择的原则
由于XX市XX住宅小区中水处理站的水量变化较大，且位于小
区内，对于卫生、环境的要求比较高，其中处理工艺方案的优化选择
对确保中水处理站的运行性能和降低费用尤为关键，因此要从整体优化观念出发，结合设计规模、污水水质特性以及出水要求、结合小区
的实际条件和要求，选择切实可行且经济合理的处理工艺方案。

在中水处理站的总体工艺方案确定中，遵循以下原则：
1.处理效果稳定可靠
2.工艺控制调节灵活
3.工程实施切实可行
4.运行维护管理方便
5.投资运行费用节省
6.整体工艺协调优化
6.2 工艺方案选择依据
6.2.1 设计规模
设计规模：Q=320m3/d，变化系数：k=1.3
6.2.2 污水可生化性分析
原污水能否采用生化处理，取决于原污水中各种营养成分的含量及其比例能否满足生物生长的需要，因此首先应判断相关的指标能否满足要求。

中水处理站进水水质参数见 4.4节。

根据进水水质计算进水营养比值：
BOD5/CODcr=0.57
污水BOD5/CODcr值是判断污水可生化性的最简便易行和最常用
的方法。

一般认为BOD5/CODcr＞0.45可生化性较好，BOD5/CODcr＜0.3较难生化，BOD5/CODcr＜0.25不易生化。

分析确定中水处理站进水水质BOD5/CODcr=0.57，其可生化性较好，因此本工程适宜采用生物处理工艺进行处理。

6.3 可供选择的处理工艺方案
污水生物脱氮的基本原理是在好氧条件下进行硝化反应，先将氨氮氧化为硝酸盐，再通过缺氧条件下（溶解氧不存在或浓度很低）的
反硝化反应将硝酸盐还原成气态氮从水中除去。

因此生物脱氮工艺均包含缺氧段（池）和好氧段（池）。

在常规二级生物处理系统中，磷作为活性污泥正常生长所需求的
元素也成为生物污泥的组分，从而进行磷的去除，活性污泥含磷量一般为干重的 1.5%～2.3%，通过剩余污泥的排放仅能获得10%～30%的除磷效果。

在污水生物除磷工艺中，通过厌氧段和好氧段的交替操作，利用活性污泥的超量磷的吸收现象，使细胞含磷量相当高的细菌群体能在
处理系统的机质竞争中取得优势，剩余污泥的含磷量可达到3%～7%，进入剩余污泥的总磷量增大，处理出水的磷浓度明显降低。

所有生物除磷脱氮工艺都包含厌氧、缺氧、好氧三个不同过程的交替循环。

按照构筑物的组成形式、运行性能以及运行操作方式的不同，在本方案中将以下几种生物除磷脱氮工艺进行比较分析。

方案一：生物接触氧化技术
生物接触氧化处理技术的实质是在池内充填填料，已经充氧的污水浸没全部填料，并以一定的流速流经填料。

在填料上布满生物膜，
污水与生物膜接触，在生物膜上微生物的新陈代谢功能作用下，污水中的有机物得到去除，污水得到净化。

同时采用与曝气池相同的曝气方法，向微生物提供所需的氧，并起到搅拌和混合作用。

综上所述，
生物接触氧化是一种介于活性污泥法与生物滤池两者之间的生物处
理技术。

生物接触氧化在工艺方面的特点：
1）在生物膜上能够形成稳定的生态系统与食物链，适于微生物
的存活增殖，且没有污泥膨胀之虑。

2）在生物膜的主体结构上，由于丝状菌的大量滋生，形成一个
立体结构的密集生物网，污水经过这种“滤网”，能够有效地提高净化效果。

3）由于进行曝气，生物膜表面不断地接受曝气吹脱，有利于保
持生物膜的活性，抑制厌氧膜的增殖，提高氧的利用率；生物接触氧
化技术可接受较高的有机负荷率，处理效率较高，有利于缩小池容，
减小占地面积。

在运行方面的特点：
1）对冲击负荷有较强的适应能力。

2）操作简单，运行方便、易于维护管理，勿需污泥回流，不产
生污泥膨胀现象，也不产生滤池蝇。

3）污泥生产量少，污泥颗粒大，易于沉淀。

生物接触氧化处理技术主要缺点是:如设计或运行不当，填料可能堵塞，此外，补水、曝气不易均匀，可能在局部部位出现死角。

方案二： A/O生化澄清一体化工艺
A/O生化澄清一体化工艺的主要特点是采用了特殊的曝气装置即
悬挂于曝气池两侧的悬链式曝气头，生物曝气池前部设置除磷区。

其池型和结构方式灵活，可根据地形，采用生化和澄清一体化工艺，也
可将沉淀池单独另建。

A/O污水处理工艺特点：
1、低活性污泥负荷工艺：污水的生物处理采用延时曝气工艺，
可不设初沉池，耐冲击负荷能力强，剩余污泥量少，不需硝化处理。

2、曝气池采用土池结构：A/O工艺曝气池可采用土池结构，使
用HDPE防渗层隔绝污水和地下水，这种敷设HDPE防渗层的土池不仅易于开挖、投资低廉，而且能满足污水处理池功能上的要求，并能因
地制宜，极好地适应现场地形。

3、高效的曝气系统
悬链曝气装置为微孔曝气，改变了传统曝气系统的固定模式，曝气器由浮管牵引，悬挂在池中，曝气器与布气管间用软管连接，通气时，曝气器由于受力不均在水中产生运动。

当曝气器偏离浮管垂直轴时，气泡浮至水面在浮管一侧爆裂，从而对浮管产生反向推动力使浮管运动，浮管又反过来带动曝气器运动，在曝气的情况下运动持续不断。

与传统曝气装置相比，悬链曝气系统有以下优点：
(1)传统曝气器顶部至水面的水域，始终处于过饱和充氧状态，
而其他水域则处于不饱和状态，氧的利用率低。

悬链曝气装置在水中的运动使池中不存在氧的过饱和区域，氧的利用率高。

（2）悬链曝气器产生的微气泡在水中的运动距离长，停留时间长，使氧的利用率明显提高，相应的能耗得以降低。

固定式曝气器产
生的气泡在水中的停留时间为5-6秒，而悬链曝气器产生的气泡可在水中停留11秒。

（3）悬链曝气器的空隙率为80%，表面不容易堵塞。

（4）悬链曝气器安装在浮动的悬链上，每条链在池中一定的区
域运动，避免了在池底池壁的穿孔安装，适合A/O工艺的土池结构。

（5）悬链曝气系统可在不放水不停气的情况下，直接将曝气链
提出水面维修，既方便又经济。

4、波浪式间歇曝气系统
波浪式间歇曝气系统结合碳化、硝化和脱氮工艺，自动控制每个曝气链的空气流量，使曝气链空气节流，从而在整个曝气池中交替形成数个好氧区和厌氧区。

大约15分钟后，曝气链的空气流量重新分配，原来低空气流量的曝气链获得高的空气流量，以满足液体颗粒混合的需要，形成交替变化的好氧区和厌氧区。

5、澄清池与曝气池合建，中间用挡板隔开，进一步节省了土建
费用和占地。

同时隔墙上均匀设置多个穿墙孔，污水以极低的流速进入澄清区，相当于静止沉淀，沉淀效果好。

方案三：改良CASS法工艺
1、改良CASS法工艺的特点：
改良CASS法工艺是以生物反映动力学原理和合理的水力条件为
基础而开发的一种新的污水处理工艺，与A/O处理工艺工艺相比较具有以下几方面的特点和优点：
1)无污泥膨胀之虑：在反应器入口处设生物选择区，利用污泥回流
泵进行污泥回流，保证了活性污泥不断地在生物选择区经历了一
个高絮体负荷（S0/X0）阶段,从而有利于系统中絮凝性细菌的生长并提高污泥的活性，使其快速地去除污水中的溶解性和胶体的
有机物染质，进一步有效地抑制丝状菌的生长和繁殖。

2)具有良好的污泥沉淀性能：由于曝气结束后的沉降分离阶段中整
个池子面积均可用于泥水分离，其固体通量和泥水分离效果优于
A/O法的沉淀池。

此外，曝气阶段结束后，混合液中残余的能量
用于沉淀初期的絮凝作用，又可进一步强化絮凝沉降的效果。

3)改良CASS法工艺曝气方式采用盘式潜水曝气。

盘式潜水曝气机为
水下射流曝气机的替代产品，与水下射流曝气机相比，其具有不
堵塞，水下搅拌能力强，运行噪声低，氧转移效率高，间歇曝气，能耗小，运行中即便某台盘式潜水曝气机出现故障也不影响系统
正常工作，运行稳定可靠，安装简便，维保工作量小。

4)具有较高的耐冲击负荷和运行的灵活性：系统对水质水量波动的
适应性和操作的灵活性，增强了系统抗冲击负荷的能力。

5)具有良好的除磷脱氮的功能：改良CASS法工艺设缺氧阶段，能有
效地进行硝化和反硝化。

整个系统的脱氮除磷功能很稳定。

6)建设费用低:改良 CASS工艺简单流程短，无初沉池、二沉池、污
泥池。

污泥污水回流泵短，投资比传统活性污泥法省25%。

7)运行费用低：改良CASS系统设简单的回流系统，采用PLC 可编
程自动
化控制，基本为无人职守，运行费用省25%。

8)产泥量低，污泥系统简单：在同等条件下，改良CASS系统的污泥
负荷小，通常仅为A/O法的1/2，剩余污泥非常少。

9)占地面积省: 改良CASS工艺简单流程短，平面布置紧凑，比传统
活性污泥法省20-30%。

2、改良CASS法的工作
改良CASS法为连续进水，间歇曝气，周期集中短期排水。

整个反应池分为选择缺氧池、厌氧池和主反应池三部分，三部分由中间隔墙分隔。

经潜污泵提升的污水连续不断地进入缺氧池，
完成一部分脱氮功能，随后进入到厌氧区进行磷的释放，然后进入主反应区，进行生化过程的碳化、进一步氨化、硝化、反硝化、泥水分离和排水等过程。

在一个周期内改良CASS主反应区操作由以下三个阶段组成：
A.曝气阶段
由曝气系统向反应池内供氧，此时有机污染物被微生物氧化分解，污水中的NH3-N通过微生物的硝化作用转化为NO3-N。

B.沉淀阶段
此时停止曝气，微生物利用水中剩余的DO进行氧化分解，反应逐渐由好氧状态向缺氧状态转化，开始进行反硝化反应，活性污泥逐渐沉到池底，上层水变清。

由于改良CASS法处理工艺中的有效处理单元较大，即使盘式潜水曝气机不工作，污水停留时间达18小时，也能达到50%以上的处理能力。

运行操作具有较大的灵活性。

6.4 污水处理方案比较选择
由于中水处理站位于小区内，对于卫生环境的要求较高，要求污泥量的产生较少，不能产生异味。

对处理站中的机电设备所产生的噪
声和振动应采取有效地降噪和减振措施。

小区内土地资源紧张，中水处理站宜设在建筑物的最底层，建造群的中水处理站宜设在其中心建
筑的地下室或裙房内，处理构筑物宜为地下式或封闭式。

综合以上因素，选择改良CASS法作为该中水处理站的前期处理工艺。