通州某住宅小区再生水处理工程设计开题报告

全文总字数：4829字

1. 研究目的与意义、国内外研究现状（文献综述）

众所周知，水是人类赖以生存的重要资源之一，地球水资源总量虽达13.876×10⁸km³，但淡水仅占2.8%，而人类可以利用的部分又仅为其中1%。我国淡水资源占世界6%，但人均仅为世界平均水平的1/4,人多水少、分布极不均匀，南方水资源多于北方，沿海水资源贫乏，平原水资源较山地少，长江以北地区的耕地面积占全国总耕地面积接近于65％，但是该地区的水资源占有量只有总量的20％，近31％的国土是干旱区^[1]。到20世纪末，我国超过2/3的城市存在供水不足的问题，切实促进水资源的二次利用迫在眉睫。^[2]

1988年世界环境与发展委员会(wced)提出的一份报告中指出:“水资源正在取代石油而成为在全世界引起危机的主要问题。^[3]

为贯彻执行节约用水和保护环境的国家技术经济政策，切实有效促进水资源的有效利用，减少城市污水下水道的运行压力，拟在江苏通州某小区内部建设一座再生水处理站。该处理站欲将建筑内杂排水作为再生水源，进行收集利用，以达到节约用水，合理利用水资源的目的。杂排水（gray water）为建筑中除粪便污水外的各种排水，如冷却水排水、沐浴排水、盥洗排水、厨房排水等，也称生活废水。据相关资料显示，杂排水占建筑物平均日生活给水量的66.9%-75.1%，且其中优质杂排水，即污染程度较低的水，占总杂排水的74.6%-75.9%。^[4]

2. 研究的基本内容和问题

研究目标：

本课题旨在为通州某小区建立一座中水处理系统，并配套与回用水使用量相匹配的杂排水收集管网，让小区部分居民生活产生的杂排水通过收集管网进入中水处理系统处理，回用于小区景观池、绿化、道路浇洒，以及居民日常洗车和冲厕这一系列日常活动中。

研究内容：

已知小区总建筑面积468621平方米，建筑面积199581平方米，总户数达2463户。每户均配有大便器、洗脸盆、洗涤盆、洗衣机、热水器和淋浴设备。若住宅最高日生活用水定额为250L/（人·d），其中，冲厕、厨房、沐浴、盥洗、洗衣给水百分率分别为21％、19％、32％、6％和22％。具体水质参数如下：

表一：住宅建筑杂排水的水质(mg/L)

现拟建设小区生活杂排水收集管网和再生水处理设施，收集的生活杂排水经处理达标后回用于景观、绿化、道路浇洒及洗车等。

具体任务如下：

1、再生水处理设施选址；

2、回用水量计算并布置杂排水收集管网系统；

3、通过方案比选，选出最佳的再生水处理工艺；

4、通过设计计算，确定各构筑物的基本尺寸以及投加的试剂量；

5、绘制杂排水管网系统平面布置图、主干管纵剖面图、再生水处理设施总平面图、高程布置图以及构筑物详图；

6、对杂排水管网及再生水处理设施进行初步概预算

拟解决的关键问题：

根据任务书显示，本设计拟收集小区厨房排水、洗衣排水、盥洗排水和洗衣排水混合杂排水进行处理，回用后用于景观用水、冲厕、道路浇撒、绿化以及居民洗车。具体水质以及国家规定水质指标如表二和表三所示。

表二：各来源水质及混合水质（单位mg/L）

表三：国家规定水质指标（单位mg/L）^[7、8]

而根据相关给水标准可知总需中水量，如表四所示。

表四：各用途需水量（单位：立方米/天）^[7、9、10]

最终依照国标规定，中水原水水量应为中水回用水量的110%-115%，取115%，即日均处理回用水250立方米。

所以设计主要需处理杂排水250立方米/天，BOD去除需达6mg/L以下，浊度需小于等于-a。

3. 研究的方法与方案

研究方法：

本设计依靠参考相关水处理设计文献，以及一些国家现用国标，从中选取适合本小区人口、水质、回用水用途的相关设计方案，再通过比较得出最佳设计方案路线，最后参考相关设计手册对各构筑物进行设计计算和经济计算。

技术路线：

目前，国内的中水回用处理方法主要分为三类。

1.物理化学处理法

以混凝沉淀技术及活性炭吸附相结合为基本方式，适用于一些污染较低的优质杂排水，处理流程短，运行管理简单占地较小，运行费用较低，但出水水质有一定波动性。

重庆大学张斌斌^[11]采用混凝-沉淀-砂滤-活性炭吸附这一物化处理工艺对重庆某办公楼建筑的盥洗废水水质进行处理，SS在180-250mg/L,BOD在30-70mg/L,最终SS处理至3.13mg/L，BOD处理至7.6mg/L，运行费用为1.1元/m³。

其主要处理流程为：

图一：混凝沉淀法

2.生物处理法

利用微生物的吸附、氧化分解污水中的有机物，包括好氧处理和厌氧处理，多采用好氧处理，适用于有机物含量相对较高的杂排水，出水较稳定，运行费用较小。

天津大学王忠刚^[12]通过水解酸化-接触氧化法对大型建筑杂排水进行处理回用，总量2000m³/d，COD200-400mg/L、SS150-260mg/L的原水经处理后COD最低可降至25mg/L以下，SS最低可降至30mg/L以下，运行费用为0.98元/m³。

图二：水解酸化-生物接触氧化法

3.膜生物反应器工艺（MBR）

采用膜法处理，其优点是SS的去除率很高，占地面积相对较小，处理水质稳定可靠，但工程投资较大。

吴其俊^[13]在惠州某学校中水回用中采用了MBR工艺，具体工艺如图：

该工程处理规模为800m³/d,BOD为300mg/L，SS为300mg/L，出水水质为BOD≤10mg/L，SS≤10mg/L，总运行成本为1.4元/m³，

图三：MBR法

可行性分析：

从技术方案可以得到下表：

表五：方案比选

从以上三种综合考虑选用水解酸化-生物接触氧化法，在保证达到较好处理效果的同时降低了处理水的成本。方案流程如下：

图四：处理流程图

4. 研究创新点

本设计特色在于通过专门铺设官网将小区部分居民日常生活中产生的杂排水进行收集，并进入小区内部地下处理设备进行处理回用。既不影响居民日常生活，节约水资源，并以低于自来水价格回用于居民日常生活。

5. 研究计划与进展

1月01日——3月01日 查找资料，阅读文献

3月02日——3月31日 处理设施选址，并布置、设计废水收集管网

4月01日——4月30日 进行方案比选，确定最佳工艺；进行工艺设计计算，确定各构筑物及附属设施的基本尺寸，进行平面及高程布置，并进行初步预算