程世超 李皎
济南职业学院 山东济南 250103）
摘要：中水是解决水量需求不断增加、水资源逐渐减少、环境政策日趋严格及经济所需等问题的重要措施，中水站的设计及运行决定中水的质量及利用效益。山东某高校中水站主要以学生公寓、教学楼、食堂和办公楼的生活污水为来源，采用以缺氧-好氧工艺（A/O）为主的活性污泥法处理生活污水，处理达标后的中水用于学生公寓、教学楼和办公楼内部冲厕和校园绿化浇灌等。本文着重介绍了该高校中水站的工艺流程、水质设计要求、中水回用泵机组，以及建成使用后的效益分析，为类似高校中水站的建设和改造，提供了很好的参考。
关键词：中水站；活性污泥法；回用泵机组；效益分析
The Design and Operation Analysis of Reclaimed Water Station in a University of Shandong Province
Abstract: Reclaimed water is an important measure to solve the problems such as?the?increase?of?the?water?demand, shortage of water resources, increasingly strict environmental policies and economic needs. The design and operation of reclaimed water station determine the quality and utilization efficiency of reclaimed water. The sewage source of reclaimed water station in a university of Shandong province mainly come from the domestic sewage of student apartment, teaching building, canteen and office building. Reclaimed water station adopts the activated sludge process based on anoxic-aerobic process (A/O) to treat domestic sewage. After controlled?under standards, reclaimed water can be used for flushing toilet in the student apartment, teaching building and office building, as well as watering in campus greening. In this paper, we mainly focus on the process flow, requirements of water quality design, reclaimed water pump unit, and the benefit analysis after completion and operation. It will provide good guidance for the construction and transformation of reclaimed water stations in other colleges and universities.
Keywords: Reclaimed water station; Activated sludge process; Reclaimed water pump unit; Benefit analysis
中国是一个干旱缺水的国家，淡水资源非常缺乏。近年来，随着我国经济社会快速发展，人们生活水平的不断提高，用水需求持续增加，加之人们节水意识淡薄以致水资源浪费严重，致使我国缺水问题日益突出，水资源的短缺问题成为我国越来越重视的突出问题。污水再生利用是解决水量需求不断增加、水资源逐渐减少、环境政策日趋严格及经济所需等问题的重要措施。污水经适当处理后，达到一定标准，满足某种使用需要，即称为再生水或中水。我国制定颁布了许多保护水资源的法律文件，并且投入大量资金去研发污水回用的再生技术，污水的回收再利用不仅是缓解我国水资源短缺的有限途径，更是开源节流、实现水资源可持续利用的重要措施，具有非常好的社会经济效益和环境效益，是保护水资源的必要措施，也是缺水地区势在必行的重大决策[1-3]。高校在校师生较多，人员密集，产生的生活污水单一且较为容易收集，非常有利用中水站的建设和中水的回收使用[4-5]。
一、工艺分析
（一）中水站情况简介
该高校每日水资源消耗量约1000立方米，会产生大量生活污水。为了提升师生节约用水意识，提高水资源利用效率，校内建有一座中水回用站，中水站位于校区东北角，污水主要来源于校区学生公寓、教学楼、办公楼、综合楼和食堂等，主要是师生每日盥洗用水、洗浴用水、冲厕用水和食堂生活废水等污水，不包括化学实验废水等污水，水质相对较好，较容易收集和处理。中水站收集上述污水，并进行处理。处理后的污水主要回用于学生宿舍楼、教学楼和办公楼的冲厕，校园内花草树木等植物的浇灌，美化校园环境，及学校路面的喷洒。
（二）工艺流程介绍
学校污水具有水质、水量一天内变化较大，可生化性较好，氮磷浓度高等特点，污水处理工艺是否合理，直接关系到污水处理系统的处理效果、处理水质、运行稳定性、建设投资和运行成本等等。该高校中水站采用以A/0为主的处理工艺，除碳、脱氮、除磷、沉淀出水等全部反应在A/O工艺内进行。
污水进入中水处理站后，经过粗格栅，将体积较大的漂浮物过滤出来后进入集水池，对污水进行汇集、储存和均衡，通过集水池提升泵加压后进入细格栅，过滤体积较小的渣滓后，进入调节池进行水量、水质的调节均化，保证后续生化处理系统水量、水质的均衡和稳定。然后，污水进入缺氧池和好氧池，在缺氧池将污水中难溶解有机物转化为可溶解性有机物，利于好氧池进一步氧化分解。在好氧池中罗茨风机持续提供曝气，采用活性污泥法去除污水里的各种有机物质，降解污水中的氨氮，好氧池中的部分污泥会被回流至缺氧池，补充缺氧池流失的活性污泥，用以保持缺氧池的脱氮作用。从好氧池出来的污水进入絮凝沉淀池，加入PAC后进行固液分离去除生化池中悬浮污泥，上清液进入消毒池，在消毒池内用二氧化氯发生器产生的二氧化氯进行消毒杀菌，然后经过过滤罐过滤后再进入中水回用池，清水则通过中水回用泵机组送至各个用户端。沉淀池内的污泥，一部分回流至缺氧池，用以保持缺氧池脱氮作用，另一部分进入储泥池，池内污泥经叠螺式污泥脱水机脱水后进行后续处理。工艺流程图见图1。
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（三）水质设计要求与运行效果
根据中水回用要求，该高校中水站的出水水质，参照《城市污水再生利用城市杂用水水质》（GB/T18920-2002）中冲厕、道路清扫和消防、城市绿化、车辆冲洗、建筑施工5个项目用水水质标准的最严值，确定中水站出水水质设计标准，具体要求见表1，出水水质主要指标检测结果见表2。
表1：城市污水再生利用城市杂用水水质标准
项目 冲厕 道路清扫、消防 城市绿化 车辆冲洗 建筑施工
PH 6.0~9.0
色/度≤ 30
嗅 无不快感
浊度/NTU≤ 5 10 10 5 20
溶解性总固体(mg/L)≤ 1500 1500 1000 1000 -
五日生化需氧量(BOD5)/(mg/L)≤ 10 15 20 10 15
氨氮（mg/L)≤ 10 10 20 10 20
阴离子表面活性剂(mg/L)≤ 1.0 1.0 1.0 0.5 1.0
铁(mg/L)≤ 0.3 - - 0.3 -
锰(mg/L)≤ 0.1 - - 0.1 -
溶解氧(mg/L)≥ 1.0
总余氯(mg/L) 接触30分钟后≥1.0，管网末端≥0.2
总大肠杆菌(个/L)≤ 3
表2：出水水质主要指标检测结果
序号 检测项目 检测结果 设计出水水质标准
1 PH 7.77 6~9
2 色/度≤ ＜5度 ≤30
3 溶解性总固体(mg/L)≤ 500mg/L ≤1000
4 五日生化需氧量(mg/L)≤ ＜0.5mg/L ≤10
5 氨氮（mg/L)≤ 0.46mg/L ≤10
6 阴离子表面活性剂(mg/L)≤ ＜0.05mg/L ≤1.0
7 溶解氧(mg/L)≥ 9.7mg/L ≥1.0
8 总余氯(mg/L) 0.2mg/L 接触30分钟后≥1.0，管网末端≥0.2
9 总大肠杆菌(个/L)≤ 未检出 ≤3
（四）工艺优化
该高校中水站建造至今经过多次设备更新与改造，工艺流程存在一定的优化提升空间。随着校内建筑的逐渐增多，中水站的处理负荷也逐渐增大。好氧池采用的是活性污泥法去除污水中的有机物，可以将好氧池增加填料改为生物接触氧化池。生物接触氧化法可大幅提高中水站的处理负荷，减少污泥回流的频次，降低污泥产量和污泥膨胀的发生概率，对水质水量的骤变有较强的适应能力，运行管理方便。反冲洗流程是用消毒池的水来反冲洗过滤器，现场反冲洗泵的选型与过滤器匹配不理想，影响反洗效果，可以对反洗泵重新选型，或者改为用中水回用池的清水来反冲洗过滤器，优化反冲洗效果。
二、中水回用泵机组分析
中水回用泵机组是中水回用的关键设备，因高校用水波动较大，通常中水回用泵机组可设计为2用1备，正常工况下1台设备运行，2台备用，用水高峰期则为2台设备运行，1台备用，在保持稳定供水的前提下，可以减少一次性设备投入，降低供水机组的负荷。供水方式通常可选用恒压变频供水技术，泵出口压力根据管网实际情况设定为固定值，用水流量增加时，频率升高，回用泵转速加快，供水量相应增大；用水流量减少时，频率降低，回用泵转速减慢，供水量相应减小，这样即满足了用户稳定用水的需求，又节约了大量能耗。
该中水站中水回用泵机组为离心式清水泵，共计3台，单台泵设备流量为150m3/h，扬程为80m，必需汽蚀余量为2.8m，配用功率为45KW，从中水回用泵出口到中水用户最高点高度差约为60m，长度距离约为1.2km。经过数据监测，该中水回用泵机组采用恒压变频技术供水，正常工况下，供水流量约为40~70m3/h，高峰期流量约为70~100m3/h，寒暑假供水流量约为10~30m3/h，出口压力值设置为0.79MPa。从以上数据可以看出，该中水回用泵机组的流量余量比较充裕，单台泵可满足该高校用水使用要求，最大限度的保证了用水的稳定型和持续性，但泵机组出口压力已经接近极限值，管路压力损失较多。
为了更好得保证该校用水供给，同时为新增建筑预留一定余量，根据该校的监测数据及管路情况，建议更新中水供水机组时，依旧采用稳定节能的恒压变频技术。单台泵选型时，选择流量为100m3/h、扬程为95m的水泵较为适宜。此外，需要对中水供水管路进行细致检查与整修，解决管路压力损失较大的问题。
三、效益分析
（一）经济效益分析
该高校中水站每年处理并回用水量约为36万立方米，根据当前市政供水价格计算，每年可节省水费约一百余万元。目前，该高校中水站采取社会化管理，委托专业的环境保护公司来负责运营维护。该中水站成本主要包括环保公司的运营费用、电费以及其他费用等，扣除成本后，该中水站每年可为学校节约数十万元。此外，该中水站的运行可减少本校二次供水机组的运行负荷与一次性投资，也减少了本市市政自来水的用量，相应的减少了本市自来水处理设施的投资，具有良好的经济效益。
（二）环境效益与社会效益分析
该高校中水站的运行，减轻了学校生活污水排放对周围环境的影响，保护了学校及周围区域的生态环境，提高了该市有限淡水资源的使用效益，缓解了该市水资源短缺、供需不平衡的问题，并促进了保泉、护泉工作的开展，对保护有限的水资源，实现水资源的循环利用和建设环境友好型社会具有十分重大的意义。该高校中水站减轻了本市水环境的污染，分担了污水处理厂的负荷，缓解了市政给排水管网的压力。该中水站未来也可以作为本校学生教学参观实习区域，使更多人了解中水回用技术，有利于其技术推广，具有长远的社会效益。
四、结论
山东某高校中水站采用以A/O活性污泥法为主的深度处理工艺，去除污水中的有机污染物，同时降低氮磷的含量，再经消毒杀菌后，出水达到《城市污水再生利用城市杂用水水质》（GB/T18920-2002）中冲厕、道路清扫和消防、城市绿化、车辆冲洗、建筑施工的标准，运行效果良好。中水站投入后，减少了污水排放量和污染物排放总量，缓解了本地市政给排水管网的压力，回用的中水全部用于冲厕和绿化浇灌，大大节省了水资源，具有很高的经济、环境和社会效益，为高校中水站的建设和改造，提供了很好的参考。
参考文献
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个人简介：程世超，山东济南人，济南职业学院总务处工程师.
作者简介：程世超（1987-），男，山东济南人，济南职业学院总务处工程师；
李皎（1988-），女，陕西三原人，济南职业学院总务处工程师。