高等学校中水回用系统的应用研究_蒯圣龙

第11卷第1期安徽水利水电职业技术学院学报Vo l.11No.1 2011年3月JOU RNA L OF AN H UI TECH NICA L COL LEGE OF WA TER RESOU RCES AN D H YDROELECT RIC POWER M ar.2011高等学校中水回用系统的应用研究
蒯圣龙
(合肥工业大学管理学院,安徽合肥　230009)
摘　要:以安徽水利水电职业技术学院为例,通过分析其水质特点及用水量,提出了中水回用系统的设计方案,并对中水回用系统的环境效益、经济效益和社会效益进行了研究。

关键词:中水回用;高等学校;生物接触氧化法
D OI:10.3969/j.issn.1671-6221.2011.01.007
中图分类号:X703 文献标识码:A 文章编号:1671-6221(2011)01-0018-04
Application research on middle water reuse system of high school
K UAI Sheng-long
(Schoo l of M a nag eme nt,Hefei U niv ersity of T echnology,Hefei230009,China)
A bstract:Takeing Anhui Technical College o f Water Resources and H ydroelectric Po wer as an ex am-ple.By analyzing its characteristics of w ater quality and quantity,the paper proposes the scheme of middle w ater reuse sy stem design and studie s its benefits on economy,environm ent and socie ty. Key words:middle w ater reuse sy stem;high scho ol;bio-co ntact o xidation proce ss
0　引 言
随着高等学校扩招及学生规模的不断增大,校园用水量和排污量也快速增长,建立中水回用系统有利于缓解水资源紧张,减少排污量,减轻对环境的压力。

本文以安徽水利水电职业技术学院拟建的中水回用系统为对象进行研究。

1　原水分析
1.1　水源选择及水质
根据对该校用水情况的调查,该校中水处理系统的水源采用学院5#、6#、7#、8#学生公寓的盥洗与洗涤用水,其水源回收点相对集中,便于收集;且水量较大、水质较好,属于优质杂排水,可大大降低处理费用,原水水质如表1所列。

收稿日期:2010-11-18;修回日期:2010-11-28
作者简介:蒯圣龙(1980-),男,安徽六安人,硕士生,安徽水利水电职业技术学院教师,从事环境工程教学与研究。

表1　原水水质表
CODcr /(m g ·L -1)
BOD 5/(m g ·L -1)NH 3-N /(m g ·L -1)
SS /(mg ·L -1)
细菌/(个·m L -1)大肠菌/(个·m L -1)
76-210
70-104
0.17-0.56
63-158
5.5×104
>90 根据经验主要污染物平均值如下:CODcr 为120mg /L ;BOD 5为70mg /L ;SS 为80mg /L ;pH 为6-9。

1.2　水量分析
根据集体宿舍、旅馆、公共建筑生活用水定额可知,每人每天用水量约为0.1m 3,该校这四幢公寓楼能住学生6000多人,因此1天用水总量约为600m 3,排水量约占用水量的83%。

公寓楼内的卫生间、盥洗台和洗衣机用水量比例没有准确的参考标准,根据经验值和现场的情况调查,卫生间、盥洗台和洗衣机的用水量按2∶1∶1计。

即用水量分别为:300m 3
/d 、150m 3
/d 和150m 3/d 。

根据上述分析,确定该校中水处理系统规模为250m 3/d ,采用24h 运行,即为10.42m 3/h ,水量平衡如图1所示。

中水出水回用于公寓楼内的厕所冲洗,出水水质应符合《城市污水再生利用城市杂用水水质》(GB /T18920-2002)的指标。

2　中水处理系统
2.1　中水处理工艺设计
现阶段,高等学校中水回用(处理)系统中应用较多的处理技术有生物处理方法中的SBR 法、生物接触氧化法以及新近发展较快的曝气生物滤池、膜生物反应器、土壤渗滤等工艺。

考虑到污水水质、水量和中水回用的水质要求以及工艺设施的造价、占地面积等因素,该校中水处理系统拟采用的主体工艺为:生物接触氧化法+过滤+消毒工艺,该法具有处理率高、负荷高、占地面积小、无污泥膨胀、运行费用低等优点,工艺流程如图2所示。

图1　中水水量平衡图图2　中水处理工艺流程图
原水首先经过固液分离器,将水中的大颗粒杂物清除出去,进入调节池调节水量水质。

当池中水位达到投定液位后,用污水泵将水抽入生化池中进行生物处理,处理后的出水流入沉淀池进行固液分离,沉淀出水流入中间水池,当达到设定液位后,启动提升泵,将池中水泵入压力滤器进行过滤处理。

过滤出水流入中水池,通过紫外线进行消毒杀菌,然后由变频给水设备将水打入回用管线以供回用。

污泥定期排放清除。

2.2　主要处理单元工艺设计参数
(1)调节池。

水力停留时间12h ,有效容积125m 3。

(2)固液分离机。

栅隙3mm ,电机功率0.37kW 。

(3)生物接触氧化池。

水力停留时间3h ,有效容积31.2m 3,容积负荷BOD50.48kg /m 3·d ,组合填料规格为EF150×75,数量为35m 3。

(4)沉淀池。

平面尺寸4m ×4m ,深3m ,表面负荷为0.75m 3
/m 2
·h 。

(5)压力滤器。

外形尺寸为2.0m ×3.9m ,流速4m /h ,滤料为石英砂和无烟煤,滤料高度1.2m 。

(6)中水池。

平面尺寸4m ×9m ,深2.7m ,有效容积83.3m 3,内含消毒渠及紫外线消毒装置。

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第1期 蒯圣龙:高等学校中水回用系统的应用研究
20 安徽水利水电职业技术学院学报 第11卷3　工程造价估算
根据校园的实际情况,参考高校类似工程,中水回用系统的投资费用参照2000年合肥市土建概算定额,相关材料、设备按照市场价格进行估算,具体分析如下。

对处理能力250m3/d的中水回用系统工程,采用生物接触氧化法作为核心工艺,其土建费用、工艺电气设备费用、工程总投资估算分别如表2～表4所列。

通过估算,预计投入80.71万元。

表2　土建费用估算表
项目数量/m3单价/(元·m-3)总价/万元
调节池2014509.05
生物接触氧化池424501.89
沉淀池484502.16
中间水池12.964500.58
中水池97.24504.37
污泥干化池21.64000.86
辅助用房278002.16
零星工程费用2.8
表3　工艺电气设备估算表
项目设备型号数量单价/万元总价/万元
固液分离机GC-3001台2.502.5
提升泵50WQ20-7-0.752台0.400.80
潜水曝气机QXB2.21台4.504.50
组合填料EF150×7535m30.020.70
污泥泵I-1B2寸2台0.350.70
二次提升泵IS50-1252台0.250.50
压力滤器Υ2.0m×3.9(H)1台7.57.50
中水输送泵IS20-1602台0.200.40
中水输送泵IS32-1603台0.250.75
变频给水装置1套3.003.00
紫外线消毒装置1套4.004.00
控制系统1套10.0010.00
配套管网及阀门8.608.60
小计43.95
表4　工程总投资估算表
项目土建费用工艺电气设备费用设备运输、安装及调试费设计费税金总计费用/万元23.8743.956.86.382.7180.71
4　运营成本分析
该系统的运营成本主要包括:人工费、电费、设备维护费和设备折旧费。

(1)电费。

本系统电器设备总装机容量21.07kw,常用运行容量7.20kw,则电费为0.414元/m3 (每度电按0.6元/kw·h计)。

(2)人工费。

本系统自动化程度较高,仅需两名管理人员,月工资1500元/人,则人工费为0.40元/m3。

(3)设备维修费。

日常维护管理及维修费按总投资的1%计,折算后成本为0.11元/m3。

(4)设备折旧费。

工程总投资折旧年限按20a计,残值为5%,折算后的成本为0.425元/m3。

根据以上计算,污水处理成本为1.349元/m3,每年运营成本为12.14万元。

5　结束语
该中水回用系统投入运行后,可给该校带来显著的环境效益、经济效益及社会效益。

(1)环境效益。

污水经中水系统综合利用,实现分质给水排水,减少校园污水排放量,减轻对环境的压力,可产生良好的环境效益。

(2)经济效益。

每年可节约用水9万m 3
,目前合肥市行政事业单位用水价格为2.40元/m 3
,则每年可节约水费21.6万元,8年后即可回收成本,并且随着水资源的短缺,水费可能上涨,其经济效益会更加显著。

(3)社会效益。

该系统不仅对该校的节水有实际意义,对其他高校中水回用系统的规划设计、建设及运行管理都有较好的示范作用和借鉴意义;同时也会成为中水回用的科研及实习实训基地。

[参　考　文　献]
[1]　明占学.高校建设中水回用系统的经济可行性初探[J ].给水排水,2006,(4):76-78.
[2]　吴景熊,陈梅芹.我国中水会用的迫切性及其主体工艺评析[J ].中国资源综合利用,2006,(4):25-28.[3]　张新波,赵新华.节水型校园建设规划的研究[J ].天津理工学院学报,2004,(4):99-102.
(责任编辑　陈化钢)
(上接第14页)
根据这个标准,结合表1浮游藻类浓度的数据,可得出评价结果为:采样点3、采样点4为中营养;采样点1的浮游藻类浓度高达171.4×105
个/L ,大大超过评价标准,为重富营养;采样点2的浮游藻类浓度为7.92×105个/L ,是典型的富营养。

(2)优势种评价。

浮游植物能对水体营养状况的变化迅速反映,一般藻类的营养生态位比较广,可以根据藻类群落组成和优势种来评价水体的污染状况。

参考湖泊营养状况与浮游植物优势种的对应关系,采样点4和采样点1分别以隐藻门的齿蚀隐藻和蓝藻门的两栖颤藻为优势种,可将其定为中-富营养型。

采样点3绿藻占54.7%,属富营养状况。

采样点2绿藻和硅藻占优势,也属富营养状况。

3　结束语
生物方法具有理化监测所不具备的一些特点:能直接而综合的反映出环境质量对生态系统的影响,具有连续监测的功能,可以在大面积或较长距离内密集布点,甚至在边远地区也能布点进行监测。

但也存在一些缺点,如不能像理化监测仪器那样迅速做出反应,不能精确地监测出环境中某些污染物的含量,只能反映各监测点的相对污染或变化水平。

[参　考　文　献]
[1]　张志杰.环境污染生物监测与评价[M ].北京:中国环境科学出版社,1991.[2]　国家环保总局.水生生物监测手册[M ].南京:东南大学,1994.
[3]　王明翠,刘雪芹.湖泊富营养化评价方法及分级标准[J ].中国环境监测,2002,(5):47-49.
(责任编辑　陈化钢)
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第1期 蒯圣龙:高等学校中水回用系统的应用研究。