建筑中水处理工程设计实例
建筑中水处理工程设计实例
摘要：针对项目用地紧张、处理后出水用作冲厕、绿化浇洒等特点，提出一种结构紧凑的二级生物接触氧化加物化法处理的中水处理工艺。介绍了其工艺流程、设计参数、设计总结等，可为类似工程项目的中水处理设计提供参考。
关键词：中水处理；生物接触氧化；建筑中水
Abstract: The tight project site, the treated water used for flushing and poured green features, provide a compact two biological contact oxidation plus the physico-chemical treatment in water treatment processes. Describes the process, design parameters, design summary, etc., designed to provide a reference for similar projects in water treatment.Key words: water treatment; biological contact oxidation; construction of water
随着人类社会的进步和经济的发展，工农业生产用水量的增加,城市的日益扩展，特别是世界人口急剧增多，加之人类活动失控,水资源消费量急剧增加，造成环境恶化，水资源污染及浪费严重，采用建筑中水系统，使污水处理后回用于建筑物和建筑小区供生活杂用，既可减少污染排放， 使污水无害化，又可增加可利用的水资源从而节省水资源，是保护环境，防治水污染， 缓解水资源不足的重要途径之一[1]。
城市节水和污水再生利用潜力的发挥，很大程度上受政府政策的影响。因国家政策调整、处理技术成熟、水价等因素，建筑中水设施的发展势头迅猛[2]。
北京市建筑中水设施的数量由 1993年85座发展到 2005年400 余座，2004年北京全市利用中水 3.00×107m3，其中市政中水利用量 2.40×107m3，主要用于东南郊工业和市政；建筑中水利用量 6.00×106m3，主要用于冲厕等市政杂用
[3]。
1工程概况
昌平某生命科学园坐落于北京市昌平区中关村科技园区内。园区南邻北清路，东边为中关村国际商城，地上总建筑面积为186354m2，拟分四期进行建设。该本项目为一期工程，一期为一座高档办公楼，地上四层，地下二层，檐高高度为20.9m，地上总建筑面积38577 m2，包括办公区域及数据中心两大部分。
该项目排水采用污、废分流系统。首层及以上排水系统采用重力排水，废水重力排至地下二层中水处理站调节池内，污水重力排至市政污水管，地下一层洗浴废水通过提升泵压力排至中水处理站调节池，地下室卫生间污、废水通过提升泵压力排至市政污水管，地下一层餐饮污水经隔油处理后通过提升泵压力排至市政污水管，地下二层中水处理站、给水、消防泵房、换热站等设备用房集水坑废
水通过提升泵压力排至市政污水管。项目水量平衡见图1：
图1 项目水量平衡图
中水处理站设计处理量90吨/日，进水为办公楼卫生间废水及地下一层洗浴废水，进出水水质见表1：
表1 设计进、出水水质
表中进水水质为卫生间废水及洗浴废水依据《建筑中水设计规范》（GB 50336-2002）建筑物中水水源水质标准经加权平均所得，出水水质依据《污水再生利用工程设计规范》（GB50335-2002）水质控制指标所得。
2工程设计
2．1设计依据
《建筑给水排水设计规范》（GB 50015-2003 2009版）
《民用建筑太阳能热水系统应用技术规范》 （GB 50364-2005）
《建筑中水设计规范》（GB 50336-2002）
《室外排水设计规范》（GB50014-2006）
《污水再生利用工程设计规范》（GB50335-2002）
2．2工艺流程
设计工艺流程见图2
图2 中水处理工艺流程图
设计处理量90吨/日，中水处理系统设置于地下二层中水处理站内，采用二级生物接触氧化+物化法处理工艺,中水处理流程如下：废水经格栅栅渣后进入调节池，由污水提升泵提升至一级生物接触氧化池，经一级生物接触氧化池好氧生物降解后重力流入二级生物接触氧化池，经二级好氧生物降解后重力流入混合反应池，混合反应池内加入絮凝药剂进行混凝反应，并重力流入斜板沉淀池进行固液分离，出水重力排放至中间水池，经提升泵加压输送至过滤池，过滤出水经加药消毒后重力排入中水贮池，剩余污泥排至污水集水坑，经潜污泵提升就近排放至室外污水检查井，经化粪池处理后排入市政污水管网，处理站内格栅间、调节池、一级生物接触氧化池、二级生物接触氧化池等设备间及构筑物内的废气经活性炭气体除臭设备除臭达标后由管道输送至大楼屋面排放，废水处理系统采用双电源与发电机供电（利用楼内拟设电力系统）以确保超越排水泵的正常运行。
2．3主要构筑物设计参数
①格栅：格栅的设计流量为5.6L/S，该项目设置一道机械格栅，依据《建筑中水设计规范》（GB 50336-2002）规定，采用细格栅的栅条间隙应小于10mm，取2.5mm，过栅流速取0.7m，栅前水深取0.4m，安装倾角为60°，格栅宽度0.3m，渠宽0.7m。
②调节池：中水处理站平均日处理水量为90m3/d，建筑物日排水时间为12小时（发生在白天），排水集中在上班时间（9小时内），且中水处理工艺连续24小时运行，故每小时处理的水量相等，为90/24=3.75m3（取4m3）。调节池的有效容积为：90-4*9=54m3，有效水深为2.5m，调节池占地面积为：A=54/2.5=21.6m2，取22 m2。
③生物接触氧化池：依据《室外排水设计规范》（GB50014-2006）为达到较高的水处理质量，该项目采用两段串联的接触氧化池。接触氧化池内设内置式悬浮填料，填料容积负荷取2.0kgBOD5/(m3·d),生物接触氧化池的填料总有效容积为：V=（220-10）*90/（2.0*1000）=9.45 m3 (取10 m3)，每段生物接触氧化池填料容积为：10/2=5 m3，填料厚度取0.6m，生物接触氧化池总面积为：A=5/0.6=8.3m2，取9m2。
④混合反应池：设计采用浆板式机械絮凝池，絮凝时间15~20min，池内设3挡搅拌机，各挡搅拌机之间以隔墙分开，隔墙孔上、下错开，搅拌机叶轮线速度自第一挡的0.5m/S起逐渐减至末挡的0.5m/S。
⑤斜板沉淀池：生物接触氧化池后斜板沉淀池表面水力负荷取1.5 m3/(m2·h)，则斜板沉淀池表面积A=4/1.5=2.67 m2，取3 m2；斜板净距取80mm；斜板长度取1.2m；斜板安装倾角取60°；沉淀区上部水深取0.8m；底部缓冲层高度取1m。
中间水池：取水力停留时间为2h，水池容积为：V=4*2=8 m3。
⑥过滤池:过滤池内填料采用匀质砂质填料，滤料粒径为0.9~1.35mm，填料层厚度1.0m，滤速为5m/h，滤池面积为：A=4/5=0.8m2，设置水反冲洗，水冲强度12L/m2·S。
⑦中间水池：取水力停留时间2小时，容积为：V=4*2=8 m3。
项目地下二层中水处理站平面布置如图3
图3 中水处理站平面布置图
3设计总结
①需根据进、出水水质条件选用成熟的中水处理工艺，该工艺可连续稳定运行，处理出水达到设计标准。
②项目的中水处理构筑物、设备的布置应紧凑合理，以节约占地面积，并便于维修管理。
③中水处理系统设计使用材料应普遍、常见，且易于更换、替代。
④调节池的设置应既满足贮水要求又最大限度减少容积。
参考文献：
[1]马建芳.建筑中水发展趋势及其技术应用[J]. 山西建筑,2003,11:76-77.
[2]郭清斌,潘春雨. 建筑中水正在兴起[J].城市住宅,2008,2:116-117.
[3]宋磊.北京市中水利用情况和分析[J].北京水务,2006,2:32-33.
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
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