賓館污水處理與回用工程簡述

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簡介： 園林式大型賓館對環(huán)境質量要求高，用水量大，尤其在缺水地區(qū)采用的污水處理技術中，既要有環(huán)境保護的舉措，又要達到污水處理、回用和節(jié)約用水的目的。介紹了以生物轉盤為主的生物處理工藝，以及污泥進行常溫消化的工程實例。
關鍵字：污水回用 環(huán)境質量 生物轉盤 常溫消化

0　概述
　　山東省是缺水地區(qū)，尤其是濟南市由于連年來降雨量減少，用水量增加，地下水位下降，黃河斷流日趨嚴重，供水不足已成為制約城市發(fā)展的重要因素。為解決城市生活及生產用水的需要，也為了解決污水污染環(huán)境的問題，在“引黃保泉”工程進行的同時，還大力開展了節(jié)水保泉及污水處理后重復利用，使污水資源化的工作。
　　濟南市南郊賓館是一園林式大型賓館，用水量大，每日近1 500m³，用過的水未經處理就近排往千佛山麓的防洪溝，由于污染環(huán)境曾受到市環(huán)保局和節(jié)水辦的警告與處罰。為此在省科委的支持下，山東建筑工程學院、南郊賓館和市節(jié)水辦合作，在南郊賓館進行了賓館污水處理與回用的研究，并建成了一座日處理量為1 500m³的污水處理回用站，經調試運轉，使污水達到了處理與回用的目的，取得了良好的環(huán)境效益和經濟效益。

1　賓館污水的特點
1.1　賓館污水處理回用的可能性
　　南郊賓館的建筑面積約10萬m²，設有接待大樓，會議與娛樂大樓，另有7幢別墅式小樓，并建有室內游泳館，院內還有人工湖60余畝，苗圃、園林、綠地800余畝。根據賓館的實際情況，污水處理后出水主要用于澆灌果園、綠地、人工湖補給水和沖洗車輛等。待擴建或新建樓房時，也可作為設計中水道的水源。
　　處理后的中水水質執(zhí)行我國《生活雜用水水質標準》(CJ25.1-89)。
1.2　污水水質
　　賓館污水根據其來源主要有以下幾種：
　　(1) 廚房污水：含有機物，固體雜質，油脂含量高。
　　(2) 客房衛(wèi)生間污水：沖洗便器污水和浴洗廢水，主要含有有機物、固體雜質、細菌、洗滌劑和皂液。
　　 (3) 沖洗汽車廢水：主要是固體雜質、石油類油垢。
　　(4) 鍋爐房排放的廢水：鍋爐排出污水及軟化再生廢液，水中主要含鹽類。
　　(5) 空調冷卻廢水：主要為熱污染。
　　(6) 室內游泳館循環(huán)水的濾池沖洗廢水及泳池排污廢水。
　　國內幾類賓館污水水質見表1。

表1　賓館污水水質

　　南郊賓館客房排出的污水，先經化糞池后排出，廚房污水經三級隔油池后排出，其它幾種污水均直接排往下水道，因此其水質好于上述水質指標。

2　污水處理與回用工藝的選擇
2.1　設計規(guī)模
　　南郊賓館修建的污水處理回用工程簡稱為凈化站。根據現(xiàn)狀及將來的發(fā)展，確定凈化站近期處理能力為1 000m³／d，遠期為1 500m³／d。
2.2　污水與回用水水質
　　賓館區(qū)域內現(xiàn)有排往下水道的污水全部流入凈化站，處理前實測的污水水質指標為：BOD₅67mg/L～89.2mg/L；COD133.2mg/L～178mg/L；SS45mg/L～92mg/L。預期處理效果達到《生活雜用水水質標準》(CJ25.1-89)主要指標為：BOD₅≤10mg/L；COD≤50mg/L；SS≤10mg/L；濁度≤10度；總大腸菌群≤3個/L。
2.3　回用水處理工藝的選擇
　　由于南郊賓館對環(huán)境質量要求較高，要求新建的凈化站不產生噪音、不散發(fā)臭味，以確保周圍環(huán)境衛(wèi)生良好；同時考慮到污水處理站建成后運行管理簡便、運行費用低等因素，因此采用了噪音低、易管理的以生物轉盤為主體的生化處理方法，其工藝流程見圖1。

圖1　工藝流程圖

該工藝流程中生物轉盤的工作特點是：
　　(1) 維護管理簡便、動力消耗小、運行費用低。
　　(2) 轉盤運行時衛(wèi)生條件好，產生的噪音低。
　　(3) 運行靈活，可通過調節(jié)轉盤轉速控制污水與生物膜的接觸時間和曝氣強度。
　　(4) 能承受水質、水量的沖擊負荷，工作穩(wěn)定。
　　(5) 生物膜的培養(yǎng)與馴化快，成熟時間短，一周即可完成。
　　(6) 污泥量少，含水率低P＝95％～96％，沉淀性能好，易于分離脫水。
　　(7) 易受水溫、氣溫影響，溫度低時處理效果亦低，因此北方宜建在室內。
2.4　凈化站平面布置與工藝流程(見圖2、圖3)

圖2　凈化站平面布置圖

圖3　污水回用工程工藝流程圖

3　單體構筑物簡介
3.1　污水提升泵站
　　主要是將賓館原下水道的污水收集，集中送往賓館東部凈化站的調節(jié)沉淀池。因擴建或新建客房的污水可不經該泵站直接排入凈化站，故該泵站設計規(guī)模1 000m³／d，按最大小時平均秒流量進行設計。
　　(1) 圓形集水池直徑2.8m，有效水深2.0m。集水池前設置攔污格柵，柵條間距20mm?？紤]到環(huán)境因素。集水池地上部分修建高2.0m的簡易建筑。
　　(2) 矩形半地下式泵房，平面尺寸4.5m×5.6m設置3臺2(1)/(2)PW污水泵(2備1用)，額定流量43m³／h～108m³／h，額定揚程34m～24m，配套電機J0-52-2，功率13.0kW。
3.2　調節(jié)沉淀池
　　為了均衡賓館污水排放量和水質的不均勻性及截留沉淀大顆粒的懸浮固體，然后經泵提升，連續(xù)、均勻地向生物轉盤供水。
　　(1) 矩形鋼筋混凝土池，分兩格，每格平面尺寸3m×15m，有效水深3.4m，調沉時間約6h。
　　污水在池內缺氧產生酸性發(fā)酵,能降解部分COD,轉化為可生物降解的BOD₅。
　　(2) 為保持冬季水溫與周圍環(huán)境協(xié)調，建成半地下式，地上部分0.8m，堆土0.6m草皮護坡。
　　(3) 調沉池出水由泵送往生物轉盤，設計流量1 500m³／d，設置2臺2(1)/(2)PW污水泵(1備1用)，額定流量36m³／h～72m³／h，額定揚程11.6m～8.5m，電機功率4.0kW。
　　(4) 由于池內水位波動很大，難以采用靜水壓頭排泥，故設置污泥泵抽升至排泥井，然后重力流排往沼氣池。
3.3　生物轉盤間
　　設計流量1 500m³／d。轉盤間宜有一定空間，通風良好，裝置了3組直徑為3m的轉盤，每組處理污水量500m³／d。先安裝2組，其中一組為三級轉盤，另一組為四級轉盤，2組轉盤并聯(lián)運行的處理污水量為1 000m³／d。為提高二沉池和濾池的出水水質，在轉盤出水口處投加混凝劑PAC5mg/L～10mg/L。
　　轉盤是由盤體、氧化槽、轉軸和傳動裝置組成，每組轉盤的進水管上各裝一DN80轉子流量計。
　　(1) 盤體從廠家定做，為使盤體表面具有較大的表面積、通風良好、不堵塞和使用壽命長，采用厚度為0.8mm的聚乙烯板壓制成具有一定間距的波紋板(一、二級間距為25mm，三、四級為20mm)粘合成蜂窩狀塊體，若干個塊體由角鋼組裝成一個盤體。
　　(2) 氧化槽為矩形鋼筋混凝土池，以能裝下盤體并能正常運行的構造尺寸設計。盤體邊緣距池壁300mm，為減小轉軸長度，每級池間的輸水渠采用涂有防腐層的鋼板制成。
　　(3) 轉軸要抗彎和抗扭力，采用直徑247mm，壁厚16mm的無縫鋼管，軸底高出第一組氧化槽設計水面50mm。
　　(4) 傳動裝置由電機和減速機組成，分高、中、低速三檔，轉盤邊緣線速度分別為22、16、12m/min。
3.4　二次沉淀池
　　(1) 采用二組多斗平流式沉淀池，以截留生物轉盤脫落的生物膜，平面尺寸3.0m×12m，有效水深2.2m，沉淀時間2.5h。
　　(2) 為減小出水堰出水負荷以保出水水質，設置兩條集水渠雙側齒形三角堰匯水。
　　(3) 靜水壓頭排泥，排泥水頭為1.2m，污泥重力流排往沼氣池進行常溫消化。
3.5　濾池
　　為了進一步降低二沉池出水的BOD₅、COD與SS，提高出水水質且有利于回用水的消毒。
　　(1) 設置二組矩形鋼筋混凝土結構的普通快濾池，濾速5m/h～6m/h，濾池平面尺寸2.0m×2.8m，高3.5m。
　　(2) 石英砂濾料d₀＝0.6mm～1.2mm，厚0.7m；礫石承托層d₀＝1.2mm～32mm，厚0.7m。
　　(3) 反沖洗強度15L／(s^.m²)，反沖洗時間6min～7min,設置1臺8BA-25型濾池反沖洗水泵，額定流量216m³／h～324m³／h，額定揚程14.5m～11.0m，電機功率17kW。
3.6　集水池
　　矩形地下式鋼筋混凝土池，平面尺寸5.4m×5.0m，有效水深2.2m，內設回流隔墻孔口出流，貯存過濾后的回用水，同時兼做液氯消毒的接觸池，接觸時間為45min。
3.7　加氯間
　　設置2臺加氯機，投氯量為5mg/L～10mg/L。
3.8　中心泵站
　　(1) 平面尺寸8.1m×8.6m，裝置有三組不同型號、功能的泵組和濾池管路系統(tǒng)。
　　(2) 三組泵的型號、功用及數(shù)量：
　?、?2臺2(1)/(2)PW型污水泵，前已述及。
　?、?1臺8BA-25型濾池反沖洗泵，前已述及。
　　③ 2臺3BA-13型泵(1備1用)，為減小建筑面積共用一個基礎，額定流量32.4m³／h～52.2m³／h，揚程21m～15m，電機功率4kW，用于往人工湖送水或澆灌綠地、果園。
3.9　沼氣池
　　由于賓館區(qū)域內的環(huán)境質量要求較高，為避免散發(fā)臭氣味，同時兼做污泥濃縮和污泥消化而設置，調沉池的沉泥、二沉池的污泥及濾池反沖洗水的泥垢均以重力流排放至沼氣池。沼氣池實質上是一常溫消化池，構造簡單，修建費用低，維護簡便，產生的沼氣可供處理站利用，又可省掉濃縮池的修建，一舉多得。
　　濟南市年平均溫度14℃，按常溫消化150d設計沼氣池容積。污泥消化過程中能殺死寄生蟲卵、病原菌，改善了污泥的衛(wèi)生條件，提高了污泥的脫水性和肥份。消化后的污泥是一優(yōu)質肥料，可用于賓館的800 畝園林施肥。
　　(1) 沼氣池為兩個直徑為5.0m的地下式圓形混凝土結構的密封池，有效深度3.5m，進、出泥管均為200mm。
　　(2) 每個沼氣池均具有一個直徑為2.0m的水壓室，以調節(jié)沼氣池內部壓力和排除池內分離出來的污泥水。
　　(3) 沼氣池圓頂高出地面0.2m～0.3m，上面可培土種植草坡以求保溫和美化環(huán)境。

4　污水處理系統(tǒng)運行結果分析
　　 南郊賓館凈化站建成后，經調試正式運轉，各處理單元運行狀態(tài)穩(wěn)定，二沉池出水水質良好，濾池出水清徹透明。經山東省環(huán)境監(jiān)測中心站監(jiān)測結果認為：該處理設施出水水質已達到建設部頒發(fā)的《生活雜用水水質標準》(CJ25.1-89)。各構筑物處理效果如表2～表7所示。

表2　調沉池

表3　生物轉盤

表4　二沉池

表5　濾池

表6　消毒

表7　全部工藝去除效果

5　效益分析

(1) 凈化站的建設投資為123.60萬元，土建部分為55.25萬元，設備管道電氣部分為59.41萬元，輔助工程及其它費用為8.94萬元。單位建設投資為1 236元／m³。處理成本為0.728元／m³。
　　(2) 經濟效益
　　賓館每年節(jié)約水費開支31.50萬元。
　　由于凈化站的建成，既可以節(jié)省城市的供水量又可減少排放污水量，按水處理基礎設施建設1m³自來水可省建設費1 500元，排水1m³可省建設費1 326元。經濟南市節(jié)水辦統(tǒng)計，共計節(jié)省水處理設施建設投資為159萬元/年。

6　結論及建議

　　 (1) 采用以生物轉盤為主體的二級處理與過濾、消毒工藝處理賓館污水與回用是成功的，達到了《生活雜用水水質標準》(CJ25.1-89)，可建議對花園式用水量大的大型賓館的污水處理與回用工程推廣應用。
　　(2) 經過對生物轉盤處理各種污水實例的調研，處理效果有好有差，用于賓館污水的處理亦有好有差。我們認為：①生物轉盤最忌污水中含油，因此在凈化站的設計和運行中重視了對廚房污水的除油措施。②轉盤的工作環(huán)境必須通風良好。通過對轉盤的運行管理與監(jiān)測，上述兩點是正確的。
　　(3) 二沉池宜4h排泥一次，最長每班排泥一次，否則沉泥時間過長，沉泥厭氧發(fā)酵，成塊上浮，影響出水水質。
　　(4) 濾池工作存在的問題：① 濾池運行后，砂層表面產生板結現(xiàn)象，反沖洗強度與反沖洗時間均略大于設計參數(shù)。② 濾池集水池水位須相對穩(wěn)定，以保證過濾水頭在2.0m以上。③ 必須加強維護管理，規(guī)范操作。目前纖維束過濾技術發(fā)展很快，既有壓力式又有重力式，濾速高，出水水質好，濁度可達1度左右。我們認為在污水處理回用工藝中，可采用纖維束壓力罐進行過濾，占地面積小，從技術性能和維護管理方面都優(yōu)于砂濾池。
　　(5) 目前許多小型污水處理站，包括一些小型污水處理廠，由于諸多因素，對污泥均未進行消化處理，僅經濃縮后直接機械脫水，污水中的污染物以及寄生蟲卵、病源菌等都富集到污泥中，不僅難以脫水，而且污泥不夠穩(wěn)定，仍將產生污染。因此我們建議小型污水處理站中污泥處理構筑物當首選沼氣池。沼氣池一般建成地下式，構造簡單，建造費用低，維護管理簡便，還可免建濃縮池，而且消化污泥的脫水性、衛(wèi)生條件好，肥分高，有機物進一步得到降解。凈化站自運行以來，沼氣池的工作最為穩(wěn)定，污泥經消化后隨時可通過出料口用污泥泵抽出，可直接用做施肥或脫水后用做農肥。

作者單位：山東建筑工程學院

參考文獻
1　哈爾濱建筑工程學院.排水工程(下冊).北京：中國建筑工業(yè)出版社，1989
2　高明遠.建筑中水工程.北京：中國建筑工業(yè)出版社，1992