什麼是中水
中水處理是個老百姓聽起來還有些陌生的詞,中水就是指循環再利用的水。其實中水處理離我們的生活並不遙遠,許多家庭都習慣把洗衣服和洗菜的水收集起來,用於沖廁所和拖地板,其實這就是最原始、最簡單的中水處理辦法。
中水一詞最早起源於日本,是不同於給水(日本稱上水)、排水(日本稱下水)的一種水處理方法。中水是把水質較好的生活污水經過比較簡單的技術處理後,作為非飲用水使用。中水主要用於洗車、噴灑綠地、沖洗廁所、冷卻用水等,這樣做充分利用了水資源、減少
污水直接排放對環境造成的污染。對於淡水資源缺乏、供水嚴重不足的城市來說,中水系統是緩解水資源不足,防治水污染,保護
環境的重要途徑。
信息簡介
一體化中水處理設備採用膜生物反應器技術是生物處理技術與膜分離技術相結合的一種新工藝,取代了傳統工藝中的二沉池,它可以高效地進行固液分離,得到直接使用的穩定中水。又可在生物池內維持高濃度的微生物量,工藝剩餘污泥少,極有效地去除氨氮,出水懸浮物和濁度接近於零,出水中細菌和病毒被大幅度去除,能耗低,占地面積小。
相關方式
1. 一種是將其處理到飲用水的標準而直接回用到日常生活中,即實現水資源直接循環利用,這種處理方式適用於水資源極度缺乏的地區,但投資高,工藝複雜;
2. 另一種是將其處理到非飲用水的標準,主要用於不與人體直接接觸的用水,如便器的沖洗,地面、汽車清洗,綠化澆灑,消防,工業普通用水等,這是通常的中水處理方式。
1.1經二級處理後回用特點
a.屬傳統的處理形式,工藝成熟、污泥產量小、設備投資較少;
b.以生活污水(不含糞便)作為水源,要求排水實行糞、污分流;
c.原水的時、季流量變化較大,水量平衡困難;
d.出水水質只能達到沖廁和綠化的要求。
1.2水量平衡
水量平衡是中水系統的設計關鍵,它既是確定設備處理能力的基本依據,也是中水系統運行可靠的保證,更是降低中水運行成本的前提,採用第一種回用方案的水量平衡
1.3設備技術參數
通過對水量平衡的分析,確定設備技術參數如下:
設計處理能力Q設=150m3/d
調節池容積V調=0.4Q設=60m3;
中水池容積V中=0.25Q設=38m3(設計值取40m3);
中水供水泵Q泵=25Q中/24=14.3m3/h;H=392~441kPa,N=4kW。
1.4其特點為:
a.屬傳統的處理形式,工藝成熟、污泥產量大、設備投資較多;
b.以生活污水(含糞便)作為水源,無需糞、污分流,減少了管網的初投資;
c.原水的時、季流量變化較小,水源充足;
d.出水水質只能達到沖廁和綠化的要求。
2.2水量平衡
第二種方案的水量平衡。
2.3設備技術參數
設備技術參數同1.3。
2.4經濟分析
3.1 特點
其特點是:
a.屬新型處理工藝,污泥產量極小且採用PLC自控,操作方便但設備投資多;
b.膜的更新將增加運行費用;
c.以生活污水(含糞便)作為水源,無需糞、污分流,減少了管網的初投資;
d.原水的時、季流量變化較小,水源充足; e.出水水質好,除滿足沖廁和綠化的要求外,也能用於洗車。
3.2水量平衡
第三種方案的水量平衡
3.3設備技術參數
設計處理能力Q設=180m3/d;
調節池容積V調=72m3(設計值採用70m3);
中水池容積V中=45m3;
中水供水泵Q泵=2.5Q中/24=14.8m3/h;H=392~441kPa,N=4kW。
3.4經濟分析
3.1 其特點是:
a.屬新型處理工藝,污泥產量極小且採用PLC自控,操作方便但設備投資多;
b.膜的更新將增加運行費用;
c.以生活污水(含糞便)作為水源,無需糞、污分流,減少了管網的初投資;
d.原水的時、季流量變化較小,水源充足; e.出水水質好,除滿足沖廁和綠化的要求外,也能用於洗車。
3.2水量平衡
第三種方案的水量平衡
3.3設備技術參數
設計處理能力Q設=180m3/d;
調節池容積V調=72m3(設計值採用70m3);
中水池容積V中=45m3;
中水供水泵Q泵=2.5Q中/24=14.8m3/h;H=392~441kPa,N=4kW。
3.4經濟分析
3.1 其特點是:
a.屬新型處理工藝,污泥產量極小且採用PLC自控,操作方便但設備投資多;
b.膜的更新將增加運行費用;
c.以生活污水(含糞便)作為水源,無需糞、污分流,減少了管網的初投資;
d.原水的時、季流量變化較小,水源充足; e.出水水質好,除滿足沖廁和綠化的要求外,也能用於洗車。
3.2水量平衡
第三種方案的水量平衡
3.3設備技術參數
設計處理能力Q設=180m3/d;
調節池容積V調=72m3(設計值採用70m3);
中水池容積V中=45m3;
中水供水泵Q泵=2.5Q中/24=14.8m3/h;H=392~441kPa,N=4kW。
3.4經濟分析通過對3種處理方法的初投資和運行費用的比較可以看出,傳統的污水處理回用方法(糞、污分流)雖然設備費和處理費均較低,可分流排水增加的管網費用卻使初投資大大提高,由此產生的高額運行折舊成本使該流程所具備的處理費用低的優勢完全喪失,因此不適合在居住區中水處理中採用。
同是對生活污水的處理,傳統的三級處理法雖然比MBR法的初投資和運行費用都低,但優勢並不明顯,而MBR提供的優質中水從用戶心理上更易被接受,且能延長中水供水設備、管網和器具的使用壽命,再者優質中水用於洗車所產生的經濟效益也不容忽視。隨著膜生產技術的發展、膜組件價格的降低,MBR的投資費用及運行費用也會降低,這在日本已得到證實。因此從發展的眼光看,占地小、不污染環境、高度自控、運行可靠的MBR法應是居住區中水回用工藝的首選。
目前居住區建設中水系統的條件已基本具備,並日趨完善。首先,居住區排水量較大、雜用水需求也大、水量易平衡,對中水系統的設計和平穩運行有利;其次,隨城鎮居民小區的規模化以及水處理技術的發展,中水系統的初投資和運行費用將大幅度降低;再次,住房的私有化、小區物業管理的興起和完善也為中水系統的投資回報奠定了基礎。採用中水系統後預計居住區用水量可節省30%~40%,排水量可減少35%~50%,將產生良好的社會效益和環境效益。
中水的用途
對於小區居民來講,中水處理系統可以提供很大的實惠。首先是降低水費支出。像綠化用水、洗車用水等公共用水,一般小區都是直接引用自來水,這筆水費最終還會攤到每戶業主身上。如果使用循環再利用後的中水,就等於一水二用,一個小區,一年算下來就是不小的費用。現在居民沖洗廁所一般使用自來水,如果用中水,一次可以省9升自來水,全家一個月,算下來有多少噸?不過,由於消費心理的原因,很多設計師不打算將中水用於戶內的清潔用水。當然,自來水、中水會走兩趟管路,可能會占點面積。
中水處理系統成本很低,不會增加買房者的負擔。說簡單點,就是要加幾個池子的問題。中水處理後的水質也較有保證,比城市地區一般河水的水質要好。
工藝原理
中水系統的水淨化過程也很簡單,一般有三級。一級階段,主要是靠格柵將水中體積較大的雜質與水分離。由於生活中,用水量時高時低,所以需要專備個蓄水池調節水量。水中的污染物90%以上是通過二級處理去除的。主要有生物處理法、物理化學法和膜法。所有的處理方式都不需要專門投入人力、物力。
以前,中水系統多用在賓館、飯店、大型文化體育等水費較貴而用水量又很大的公共建築中。但是,隨著水資源的不斷減少和人們環保意識的增強,越來越多的居民住宅建築也開始採用中水處理系統。中水正在逐漸走進尋常百姓的生活。
無機陶瓷膜
發展過程
陶瓷膜也稱GT膜,是以無機陶瓷原料經特殊工藝製備而成的非對稱膜,呈管狀或多通道狀。陶瓷膜管壁密布微孔,在壓力作用下,原料液在膜管內或膜外側流動,小分子物質(或液體)透過膜,大分子物質(或固體顆粒、液體液滴)被膜截留從而達到固液分離、濃縮和純化之目的。
在膜科學技術領域開發套用較早的是有機膜,這種膜容易製備、容易成型、性能良好、價格便宜,已成為套用最廣泛的微濾膜類型。但隨著膜分離技術及其套用的發展,對膜的使用條件提出了越來越高的要求,需要研製開發出極端條件膜固液分離系統,和有機膜相比,無機陶瓷膜具有耐高溫、化學穩定性好,能耐酸、耐鹼、耐有機溶劑、機械強度高,可反向沖洗、抗微生物能力強、可清洗性強、孔徑分布窄,滲透量大,膜通量高、分離性能好和使用壽命長等特點。
無機陶瓷膜在水處理中套用最大的障礙主要有二個方面,
其一是製造過程複雜,成本高,價格昂貴;其二是膜通量問題,只有克服膜污染並提高膜的過濾通量,才能真正推廣套用到水處理的各個領域。
美國西雅圖環境科技公司研發的滌餌DEAR無機陶瓷膜系統,是在普通陶瓷膜研究的基礎上,通過高科技改造,減少膜污染,大大提高膜通量,有效克服了無機陶瓷膜在水處理中套用的主要問題,使無機陶瓷膜套用於水處理成為可能。
特點
(1) 獨有的雙層膜結構:滌餌DEAR無機陶瓷膜系統在在膜過濾層表面,通過溶膠一凝膠法製備TiO2溶膠,採用浸漬提拉法在陶瓷膜上塗敷納米TiO2光催化材料,使陶瓷膜表面具有“自潔”功能,減緩有機在膜表面積累和堵塞,一方面降低膜污染,另一方面提高陶瓷膜管強度和膜過濾通量,提高膜通量穩定性;Al2O3—ZrO2複合膜結構:使膜管機械性能更加優良,由於材料本身的性能缺陷或製備過程中存在的一些實際問題,單一無機膜材料一般不能滿足實際需要,因此無機負載複合分離膜的研製得到迅速發展,滌餌DEAR無機陶瓷膜採用整體複合技術,通過溶膠凝膠法,製備Al2O3—ZrO2複合膜,由於含ZrO2材料與Al2O3、SiO2和TiO2等材料相比具有更好的機械強度、化學耐久性和抗鹼侵蝕等特性,滌餌DEAR®無機陶瓷膜具有更強的機械強度和熱穩定性,而且複合膜的孔徑分布窄,呈單峰。
(2) 可實現線上反衝,膜通量穩定:由於複合陶瓷膜獨特結構和機械性能,能有效承受0.4mp以下的反衝壓力,可實現線上反衝,從而獲得穩定的膜通量,克服了無機膜系統在水處理套用中價格高、易污染、膜通量小、設備龐大等問題,使無機陶瓷膜系統在水處理中套用成為可能。滌餌DEAR無機陶瓷膜是專為污水處理設計的,其最大特點是膜通量大,其運行膜通量是有機膜10-100倍,是普通多孔陶瓷膜的50-10倍、機械強度高、耐污染、可實現線上反衝。
主要技術參數
膜層厚度:50—60μm,膜孔徑0.01-0.5μm;
氣孔率:44—46%;
過濾壓力:1.0 Mpa,反衝壓力:0.4 Mpa以下;
膜材質:雙層膜,外膜TiO2;內膜Al2O3—ZrO2複合膜
套用領域
中水回用;
工廠化養殖原水解毒處理;
發電廠、化工廠等大型冷卻循環水旁濾系統;
油田采出水回用處理;
軋鋼乳化液廢液處理;
金屬表面清洗液再生處理。
中水處理法
中水處理是指各種排水經處理後,達到規定的水質標準,可在一定範圍內重複使用的非飲用水。中水處理方法一般是按照生活污水中各種污染物的含量、中水用途及要求的水質,採用不同的處理單元,組成能夠達到水處理要求的工藝流程。
生物技術中水處理是利用微生物的吸附、氧化分解污水中的有機物的處理方法,包括好氧生物處理和厭氧生物處理。中水處理多採用好氧生物處理技術,包括活性污泥法、接觸氧化法、生物轉盤等處理方法
物理化學中水處理法是以混凝沉澱技術及活性炭吸附相結合為基本方式,與傳統二級處理相比,提高了水質。但混凝沉澱技術產泥量大,污泥處置費用高。活性炭吸附雖在中水處理中套用較廣泛,但隨著水污染的加劇和污水回用量的日益增大,其套用也將受到限制。
效益分析
再生水回用具有明顯的經濟效益、社會效益和環境效益。
◆提供了新水源。中水回用在對健康無影響的情況下,為社會提供了一個非常經濟的水源,減少了遠距離引水所需要的巨大工程投資。
◆減少了排污量。通過回用,減少了污水排放,減輕了環境污染,減少了污水處理量。
◆減少了新鮮自來水的用量,相應的減少了城市自來水處理設施的投資。
隨著住宅小區綠化的增加,草坪、綠植、水景、洗車等用水量加大,為了節水,有關部委及地方政府都明文要求,今後的住宅小區必須建設中水回用設施。小區中水主要用來冼車、噴灑綠地、沖洗廁所等。在城市住宅小區採用再生水系統,既可減少污染,又可增加可利用的水資源,有著特別明顯的經濟效益、社會效益和環境效益。
城市住宅小區具有利於中水回用系統設計和平穩運行的水量特點。排水量大,雜用水需求也大,水量容易平衡;其次,城市住宅小區的不斷規模化,以及水處理技術的發展,將使中水回用系統的初始投資和運行費用大幅度降低;再次,住房的商品化、小區物業管理的規範化,都為中水回用系統的投資回報奠定了基礎。城市物業小區引進中水回用系統,不僅是房地產銷售的亮點,也提高了住宅小區自身的環保標準,改善了居民的生活品質。
主要途徑
1、改直接冷卻水為間接冷卻水
在冷卻過程中,特別在化學工業中,如採用直接冷卻的方法,往往使冷卻水中夾帶較多的污染物質,使其失去再利用的價值,如能改為間接冷卻,就能克服這個缺點。
2、降低冷卻要求,減少冷卻水用量。
3、採用非水冷卻。
如在某種工藝生產中,採用空冷或油冷,達到冷卻的目的。
4、利用人工冷源或海水作冷卻水,減少地下水或淡水用量。
5、合理利用冷卻水。
對已使用過的冷卻水可以進行一定的降溫措施後,反覆使用,也可以在第一次作為冷卻水使用後,用於其它對水質、水溫要求較低的場合。
在採用這個辦法時,要注意各車間供水系統的密切配合,加強冷卻水的管理,避免因一個環節出問題而影響其他車間供水。
6、冷卻水的循環利用
這種冷卻水利用技術主要是經過冷卻器變成的熱水經過冷卻構築物使水溫降到回用水水溫,從而循環使用。
冷卻水在循環使用時,應注意水中細菌的繁殖、水垢的形成、設備腐蝕、水壓、水量變化等問題。