中水回用系统方案及技术可行性报告.0822

目录

1．济南市气象、气候 (2)

2．设计原则 (3)

3．方案比选 (3)

4. 回用水质 (6)

5．中水处理站污水收集方案 (8)

6．中水回用量计算 (8)

7．本项目污水水量计算 (10)

8．中水回用水量平衡图示 (11)

9．中水处理站水处理工艺 (12)

10．中水处理站主要构筑物 (13)

11．中水处理站主要水处理设备 (15)

12、建筑结构设计及电气自控设计 (16)

13、经济效益分析 (17)

14、总结 (18)

中水回用系统方案及技术可行性报告上海绿地集团山东置业有限公司绿地新城住宅小区项目是以高层住宅为主，辅以配套商业和办公楼的大型居住和商务社区，其中居住区包括1#~15#住宅楼。绿地新城住宅小区总用地面积为84007m2，总建筑面积为389152m2，其中地上建筑面积为325947m2（住宅：307947m2，底商：18000m2），地下建筑面积为63205m2，绿化面积为30242.52m2，道路广场面积为34442.87m2。

本项目位于济南市槐荫区，经四路以南、道德北街以北、槐村街以东、纬十二路以西。山东省济南市位居中国40个严重缺水城市之列，根据山东省人民政府《关于加强城市供水节水和水污染防治工作的通知》（鲁政发[2001]16号）文的精神，本项目建设中水处理站，其设计处理规模为400m3/d，建筑面积571m2，中水处理站出水主要用于地块二、地块三（B地块）、地块四绿化、道路广场清洁及公建B-1、B-2、D-1、D-2冲厕用水。

1、济南市气象、气候

济南市地处中纬度地带，属北温带湿润大区鲁潍区。为温暖半湿润季风性气候，春季干燥少雨，夏季炎热多雨，秋季天高气爽，冬季寒冷干燥。基本气象条件如下：

（1）气温

济南市气温七月最高，一月最低，年平均气温为14.3℃，累年极高气温为42.5℃(发生在1955年7月24日)，极低气温为-19.7℃(发生在1953年1月17日)，从每年气温统计值来看，其气温呈逐渐增加的趋势。

（2）降水量

济南市年平均降水量为669.30mm，年最小降水量为320.70mm，年最大降水量为1283.40mm(1973年)，累年月最大降水量为504.50mm(发生在1962年7月)，一日最大降水量为298.40mm(发生在1962年7月13日)，一日最大降雪量为190mm(1971年3月2日)，一年之中降水主要集中在六、七、八月份，多以暴雨形式降落，三个月的降水量占全年降水量的65%。

（3）蒸发量

据统计资料，月平均蒸发量一月份最小61.10 mm，六月份最大340.30mm，年蒸发量2263.00mm。

（4）湿度与气压

绝对湿度，月平均为8.54毫巴，各月的大小不均，七月份平均为18.93毫巴，冬季最小为3毫巴以下，相对湿度月平均为57.33%。

气压平均为1010.5毫巴，一月份最高为1021.2毫巴，七月份最低为996.5毫巴。

（5）风速与风向

济南地区主要以SSW风向为主，累年极大风速为33.3m/s(发生在1951年7月21日)，风向W，最大月平均风速为16.3m/s，最小月平均风速为1.0m/s。

（6）冻土

据济南气象台1954～1970年资料，年间最早冻结日期为十二月中旬，最晚为第二年的二月中旬，一般在一月上旬开始冻结；最早解冻日期为一月上旬，最晚为三月上旬，平均为二月上旬。最长连续冻结日数为81天(1966年12月8日～1967年3月6日)，最短冻结日数为13天(1964年1月12日～24日)，平均连续冻结日数在30天左右。标准冻结深度0.44m。

2、设计原则

本项目根据自身特点进行设计污水的收集、处理、回用，通过水循环，提高用水效率，节约市政用水，具有开源、节流和环境保护的综合经济效益及社会效益。

本项目中水处理站综合考虑各污水收集单元的污水水质情况，主要收集绿地新城住宅小区1#~3#住宅楼居民生活污水，超出回用能力的污水，直接经项目区污水管网收集后排入市政污水管网。

3、方案比选

本项目中水处理站收集污水主要拟定两个方案：方案1，中水处理站拟收集绿地新城住宅小区1#~3#住宅楼居民生活污水；方案2，中水处理站拟收集绿地新城住宅小区1#~5#住宅楼居民生活优质杂排水（1#~5#住宅楼居民生活优质杂排水合计约301m3/d）。

（1）优质杂排水水处理工艺流程

本项目中水处理站收集居民生活优质杂排水，其污水处理工艺详见图1。

图1 优质杂排水污水处理工艺流程

（2）优质杂排水水处理报价分析

①中水处理站土建及设备经济费用

本项目中水处理站土建、设备及其它经济费用详见表1、表2、表3。

表1 优质杂排水中水处理站土建费用单位：万元

表2 优质杂排水中水处理站设备费用单位：万元

表3 优质杂排水中水处理站其它费用单位：万元

本项目优质杂排水中水处理站工程总造价：设备及安装等费（一）+（二）+（三）=63.995万元

（3）户内实施废污分流设计的分析

要做到中水站分质处理，项目区室内外排水系统需污废水分流。

住宅户内：阳台洗衣机排水接入废水立管。

厨房洗池排水接入污水立管。

卫生间内：座便器排水接入污水立管；洗脸盆、地漏排水接入废水立管；设置专用通气立管，隔层与污水、废水立管连接通气。污水、废水、通气立管管径

均为DN100。

与污废合流的方案相比，该方案卫生间内需设3根立管，占用550长度的墙面，大部分卫生间窗边的墙角长度仅450，出现挡窗的情况。由于卫生间面积较小（3~5m2），且高层建筑通风道截面尺寸较大（430x300），所以外窗已无法调整位置。

室外部分：室外污废分流造成管线增加一路，三条重力管线（污水、废水、雨水）交叉敷设时，车库顶覆土厚度不够。另外，市政雨污水管线标高较高，污废合流管与雨水管线两种管线相互避让的的情况下仅能刚刚排入市政排水管线。如果三条管线相互避让，势必造成项目区内污水、废水、雨水管线标高的降低，在此情况下，项目区内排水无法排入市政排水管中。

（4）方案必选分析

中水处理站水源采用混排水，其吨水投资大约在1500元～2000元之间，运行维护费用一般介于0.8～1.2元之间。

采用优质杂排水作为中水水源，其吨水投资约在1200～1500元左右，运行维护费用也略有降低一般介于0.6～0.9元之间。

通过以上比较可见处理优质杂排水在投资和运行维护上都较混排水低。但在选择时还应考虑到，优质杂排水的水量较小，应根据回用量计算是否选择采用优质杂排水，避免消耗大量自来水补水。

对于优质杂排水必须单独配置优质杂排水收集系统，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，增加了管线投资。建筑小区由于楼群间距大，楼群多，管路设计及建设费用较大，从经济上讲，楼价会有所提高，其推行难度较大。独立、大型建筑适宜使用此型式（完全分流系统）。

综上所述，考虑以优质杂排水作为水源处理时，应考虑其增加的回收管道系统的投资，因此，本项目中水处理采用方案1。

4、回用水质

污水经中水处理站处理达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级A标准，同时满足《城市污水再生利用城市杂用水水质》（GB/T18920-2002）标准后，回用于地块二、地块三（B地块）、地块四绿化、道路清洁及公建B-1、B-2、D-1、D-2冲厕用水。中水处理站出水水质标准见表3及表4。

中水处理站出水水质标准的合理性分析：本项目厂址位于济南市岩溶地下水饮用水源保护区北侧约2.6km处，中水处理站出水执行上述两个标准，其出水水质不仅能够满足《生活杂用水水质标准》水质要求，并且能够降低中水处理站在运营过程中对项目区地下水水质的影响。

表3 污水处理厂一级A排放标准

表4 城市杂用水水质标准

中水在贮存、输配等过程中保证水质、水量安全，并且不会对人体健康和周围环境产生影响，并采取有效措施对管材和设备进行防腐处理。中水回用设施经环境保护部门验收合格后，与建筑主体工程一起方可投入使用。所有中水回用管道设施应标明“中水设施”识别标志，中水设施的出水口必须标明“非饮用水”字样。中水回用管网禁止接入不符合水质要求的各类废水，防止造成污染事故。中水供水系统必须独立设置。

5、中水处理站污水收集方案

本项目中水处理站污水主要收集绿地新城住宅小区1#~3#住宅楼居民生活

污水，其中1#~3#住宅楼生活污水日产生量分别为135.0m3/d、90.0m3/d、69.7m3/d，合计294.7m3/d，能够满足中水处理站进水水量要求，剩余污水经项目区污水管网收集后，排入市政污水管网。

本项目中水处理站污水日处理量分灌溉期和非灌溉期（灌溉期按240天，非灌溉期按125天），其中灌溉期污水日处理量为274.0m3/d，非灌溉期污水日处理量为144.0m3/d。

6、中水回用量计算

1．本项目中水处理站出水主要回用于地块二、地块三（B地块）、地块四绿化、道路清洁及公建B-1、B-2、D-1、D-2冲厕用水。

（1）市政用水市政用水包括绿化用水、道路及广场清洁等用水，其中地块二、地块三（B地块）、地块四绿化用水、道路及广场清洁等用水均采用中水。

①绿化用水

地块二绿化面积为3369m2，绿化用水量按1.5L/m2·d计算，每天浇洒一次，则绿化用水量为5.05m3/d，水源为中水。

地块三（居住小区）绿化面积为30242.52m2，绿化用水量按1.5L/m2·d计算，每天浇洒一次，则绿化用水量为45.36m3/d，水源为中水。

地块四绿化面积为3177.5m2，绿化用水量按1.5L/m2·d计算，每天浇洒一次，则绿化用水量为4.77m3/d，水源为中水。

②道路及广场清洁用水

地块二道路广场面积为6198.96m2，道路广场清洁用水量按1.5L/m2·d计算，

则道路广场清洁用水量为9.30m3/d。水源为中水。

地块三（居住小区）道路广场面积为34442.87m2，道路广场清洁用水量按1.5L/m2·d计算，则道路广场清洁用水量为51.66m3/d。水源为中水。

地块四道路广场面积为4612.5m2，道路广场清洁用水量按1.5L/m2·d计算，则道路广场清洁用水量为6.92m3/d。水源为中水。

（2）冲厕用水

公建B-1、B-2、D-1、D-2冲厕用水量按照地块二、地块四商业服务总用水量的35%计算。

地块二、地块四公建地上建筑面积为130493m2，营业面积按地上建筑面积的60%，公建用水量按5L/m2·d计算，则地块二、地块四商业服务用水量为391.5m3/d，因此，公建B-1、B-2、D-1、D-2冲厕用水量日消耗量为137.03m3/d。

2．本项目中水总用水量

通过上述计算，地块二、地块四中水总回用水量统计见表5，地块三（居住小区）中水总回用水量统计见表6（灌溉期240天，灌溉天数按120天计算）。

表5 地块二、地块四中水回用水量情况

表6 地块三（居住小区）中水回用水量情况

由表2、表3可知，本项目中水处理站总计中水日回用水量为260.09m3/d，年回用量为64783.15m3/a，其中绿地新城住宅小区中水日回用水量为97.02m3/d，年回用量为11642.4m3/a。

7、本项目污水水量计算

本项目在运营过程中产生的污水主要为生活污水，本项目居民生活污水日产生量为705.6m3/d。

中水处理站主要收集1#~3#住宅楼居民生活污水，其中1#~3#住宅楼生活污水日产生量分别为135.0m3/d、90.0m3/d、69.7m3/d，合计294.7m3/d，能够满足中水处理站进水水量要求，剩余污水经项目区污水管网收集后，排入市政污水管网。

本项目灌溉期与非灌溉期污水产生情况分别见表7及表8。

表7 本项目灌溉期污水产生情况统计表

用水量。

表8 拟建项目非灌溉期污水产生情况统计表

8、中水回用水量平衡图示

本项目灌溉期中水回用水量平衡图见图2，非灌溉期中水回用水量平衡图见图3。本项目中水处理站灌溉期日处理水量为274.0m3/d，回用量为260.09m3/d；非灌溉期日处理水量为144.0m3/d，回用量为137.03m3/d。

9、中水处理站水处理工艺

本项目中水处理站主要收集1#~3#住宅楼居民生活污水，水质、水量较稳定，中水处理工艺流程图见图4，采用生物接触氧化+过滤、消毒工艺，出水能够达到标准要求。

10、中水处理站主要构筑物

1．格栅井

格栅井位于中水处理站整个处理工艺流程的最前端，主要用于去除废水中的较大悬浮物，防止泵和管道的磨损或堵塞。

（1）、机械细格栅

机械细格栅栅宽B=0.5m，栅条间隙b=3mm，安装角度70°，功率0.55KW。

结构尺寸：2.0×2.5×1.5m

（2）、一级提升泵

在格栅井出水处设置污水一级提升泵，提升泵采用潜污泵，2台，1用1备。

型号：50BWQ15-10-1.5 流量：Q=17.4m3/hr

扬程：H=9m 功率：N=1.5kw

2．调节池

本项目设置污水调节池，以保证处理系统的正常运行。同时为保证调节池内水量及水质的调节及减轻后续处理构筑物的埋深，在调节池出水处设置污水二级提升泵。

调节池有效容积为158.34m3，设计流量调节时间9.5hr，结构尺寸：15.6×2.9×3.5m（有效水深）；提升泵采用卧式离心泵，2台，1用1备；在调节池内设液位控制器和报警器，高水位时报警，低水位时提升泵停止运行。

型号：BYG50-100（I）A 流量：Q=22.4m3/hr

扬程：H=10m 功率：N=1.1kw

3．缺氧池

缺氧池总有效容积50m3，水力停留时间3.0hr；填料填充率为85%，选用弹性立体填料。

填料：池内设置TXT-150弹性立体填料，合计42.5m3。

结构尺寸：6.5×2.2×3.5m（有效水深）。

4．生物接触氧化池

生物接触氧化池总有效容积132.6m3，水力停留时间7.98hr；填料填充率为85%，选用弹性立体填料，整个生物处理过程是依赖于附着在填料上的多种微生物来完成的，微生物通过新陈代谢作用有效地去除水中的污染物。

在生物接触氧化池好氧降解段中通过曝气系统，溶解氧控制在3mg/L以上，曝气设备采用鼓风机及微孔曝气器系统。

在O级生化池内设置反硝化回流泵，经硝化后的污水在A段生化池内进行反硝化脱氮，污水回流比为100%。

结构尺寸：6.5×6.0×3.4m（有效水深）。

5．反应沉淀池

污水经生物接触氧化池处理后，水中含有大量悬浮固体(生物膜)，设计采用斜板沉淀池进行固液分离。反应沉淀池有效容积56m3，水力停留时间3.3hr，为提高有机物去除效率及化学除磷，在反应段内根据水质情况投加铁盐混凝剂。

反应沉淀池中的污泥静水压力排至设备间集水坑。污泥就近排入化粪池。

反应沉淀池出水进入中间水池。

结构尺寸：3.8×2.0×3.2m。

6．中间水池

中间水池有效容积24m3，停留时间1.46hr。

沉淀池处理后，水在此调节，回用水在此进行回用提升。在该池后设置过滤设备进水泵。

过滤处理系统进水泵型号为BYG50-160（I）B，数量2台，1用1备。单台性能参数如下：

型号：BYG50-160（I）B 流量：Q=21.6m3/hr

扬程：H=24m 功率：N=3.0kw

7．深度处理系统

深度回用水处理通过过滤水泵从中间水池吸水，压力进入石英砂和活性炭过滤器，处理后的水进入中水清水池。然后由回用水泵供应至各个用水点。在中水清水池内同时投加二氧化氯进行消毒，保证中水清水池内30min后余氯大于1.0mg/L，中水管网末端余氯大于0.2mg/L。

8．消毒接触池

消毒接触池有效容积101.9m3。停留时间6.10hr，中水清水池日调节比25%，在该池接过滤设备反冲洗水泵。

结构尺寸：5.6×5.2×3.5m（有效水深）。

9．本项目主要中水处理构筑物见表9。

表9 主要中水处理构筑物一览表

11、中水处理站主要水处理设备

本项目中水处理站主要水处理设备见表10。

表10 主要水处理设备一览表

12、建筑结构设计及电气自控设计

1．建筑结构设计

本项目构筑物，本着安全、经济、利于施工及结构合理的原则选择结构形式。

本工程构筑物设置于地下室，均采用钢筋混凝土结构。

钢筋混凝土结构采用C30砼，抗渗标号S8。

所有构筑物垫层采用C10。

钢筋：d≤10，I级钢；d≥12，II级钢。钢材采用Q235A。

水泥采用≥325普通硅酸盐水泥。

抗震设防按6度设计。

2．电气自控设计

（1）、仪表

①机械格栅由定时器控制根据来水中杂物多少，每小时一次，每次5min。

②一级提升泵由集水井的水位控制，根据来水量自动调节开启台数；二级提

升泵由调节池液位到最低水位时自动停泵，液位达到启泵液位时自动启动水泵。两泵一用一备，交替运行，故障时备用泵自动投入运行，并报警。

③集水坑排污泵由集水坑的液位控制；浮球液位计1套，通过液位设定控制污泥泵的开停。

④鼓风机生物接触氧化池鼓风机与二级提升泵联动。故障时备机自动投入运行。

⑤过滤设备进水泵由中间水池内水位控制低水位停泵，高水位启泵。

⑥加药装置、清毒装置与过滤设备进水泵联动。照明、排风、沉淀池污泥泵手动控制。

⑦回用水泵由清水池的液位控制低水位停泵，高水位启泵。

（2）、控制方式：

①为便于操作，有关设备设置现场开关。现场控制箱上有手动挡，自动挡开关。实行手动优先原则。

②备用设备之间可定时自动切换。

③对于间歇运行的设备，通过编程定时运行。

④相关设备实现联动功能。

⑤出现异常情况，自动报警功能。

13、经济效益分析

本项目中水处理站灌溉期日处理水量为274.0m3/d，非灌溉期日处理水量为144.0m3/d，每天运行24小时。随着城市水源日益紧缺，中水回用范围将越来越大，因此，本次经济效益分析按日处理水量274.0m3/d计算是合理的。

1．电费

（1）装机容量：34.31KW；（2）运行容量：20.9KW；（3）运行时间：24H/D；（4）电价：0.54元/度

电费总计：20.9*0.54*24=270.86元/天

2．药剂费：

本项目中水系统采用二氧化氯发生器进行消毒，投加标准为8g/m3(水)，则每天需投加药剂量：8g/m3*274m3/天=2.19kg/天

2.19kg/天*5元/ kg =10.95元/天

采用氯化铁作为混凝剂，投加标准为50mg/L,则每天投加药剂量：

50mg/L*274m3/天=13.7kg/天13.7kg/天*0.4元/ kg =5.48元/天

药剂费总计：16.43元/天

3．人工费：

本项目中水处理系统自动化程度高，无需专人管理，仅需其它设备2个管理人员兼职即可，故人工费确定为900.0元/月之内较为合理。人工费总计：60元/天

每吨水的处理成本为：（270.86+16.43+60）元/274吨＝1.27元/吨

4．每天节省水费：

水费节省金额= 3.15元水费—1.27元中水费＝1.88元/吨

每天节省水费金额=274吨*1.88元/吨=515.12元

综上，本项目中水处理站不仅能够节约水源，而且具有一定的经济效益，随着城市水资源的紧缺，中水处理站的经济效益和社会效益将越来越显著。14、总结

本项目采用中水回用系统后，灌溉期节约新鲜水274.0m3/d，非灌溉期节约新鲜水144.0m3/d，年节约新鲜水68160m3/a，符合城市发展的需求，降低对外环境的影响，具有良好的经济效益和社会效益。