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  中水水处理
    中水就是指循环再利用的水。其实中水处理离我们的生活并不遥远,许多家庭都习惯把洗衣服和洗菜的水收集起来,用于冲厕所和拖地板,其实这就是最原始、最简单的中水处理办法。
    中水一词最早起源于日本,是不同于给水(日本称上水)、排水(日本称下水)的一种水处理方法。中水是把水质较好的生活污水经过比较简单的技术处理后,作为非饮用水使用。中水主要用于洗车、喷洒绿地、冲洗厕所、冷却用水等,这样做充分利用了水资源、减少污水直接排放对环境造成的污染。对于淡水资源缺乏、供水严重不足的城市来说,中水系统是缓解水资源不足,防治水污染,保护环境的重要途径。
    一体化中水处理设备采用膜生物反应器技术是生物处理技术与膜分离技术相结合的一种新工艺,取代了传统工艺中的二沉池,它可以高效地进行固液分离,得到直接使用的稳定中水。又可在生物池内维持高浓度的微生物量,工艺剩余污泥少,极有效地去除氨氮,出水悬浮物和浊度接近于零,出水中细菌和病毒被大幅度去除,能[1]耗低,占地面积小。
    处理方式
    1. 一种是将其处理到饮用水的标准而直接回用到日常生活中,即实现水资源直接循环利用,这种处理方式适用于水资源极度缺乏的地区,但投资高,工艺复杂;
    2. 另一种是将其处理到非饮用水的标准,主要用于不与人体直接接触的用水,如便器的冲洗,地面、汽车清洗,绿化浇洒,消防,工业普通用水等,这是通常的中水处理方式。[2]1.1经二级处理后回用特点
    a.属传统的处理形式,工艺成熟、污泥产量小、设备投资较少;
    b.以生活污水(不含粪便)作为水源,要求排水实行粪、污分流;
    c.原水的时、季流量变化较大,水量平衡困难;
    d.出水水质只能达到冲厕和绿化的要求。
    1.2 水量平衡
    水量平衡是中水系统的设计关键,它既是确定设备处理能力的基本依据,也是中水系统运行可靠的保证,更是降低中水运行成本的前提,采用第一种回用方案的水量平衡
    1.3 设备技术参数
    通过对水量平衡的分析,确定设备技术参数如下:
    设计处理能力Q设=150m3/d
    调节池容积V调=0.4Q设=60m3;
    中水池容积V中=0.25Q设=38m3(设计值取40m3);
    中水供水泵Q泵=25Q中/24=14.3m3/h;H=392~441kPa,N=4kW。
    1.4 其特点为:
    a.属传统的处理形式,工艺成熟、污泥产量大、设备投资较多;
    b.以生活污水(含粪便)作为水源,无需粪、污分流,减少了管网的初投资;
    c.原水的时、季流量变化较小,水源充足;
    d.出水水质只能达到冲厕和绿化的要求。
    2.2 水量平衡
    第二种方案的水量平衡。
    2.3 设备技术参数
    设备技术参数同1.3。
    2.4 经济分析
    3.1 特点
    其特点是:
    a.属新型处理工艺,污泥产量极小且采用PLC自控,操作方便但设备投资多;
    b.膜的更新将增加运行费用;
    c.以生活污水(含粪便)作为水源,无需粪、污分流,减少了管网的初投资;
    d.原水的时、季流量变化较小,水源充足;  e.出水水质好,除满足冲厕和绿化的要求外,也能用于洗车。
    3.2 水量平衡
    第三种方案的水量平衡
    3.3 设备技术参数
    设计处理能力Q设=180m3/d;
    调节池容积V调=72m3(设计值采用70m3);
    中水池容积V中=45m3;
    中水供水泵Q泵=2.5Q中/24=14.8m3/h;H=392~441kPa,N=4kW。
    3.4 经济分析
    3.1 其特点是:
    a.属新型处理工艺,污泥产量极小且采用PLC自控,操作方便但设备投资多;
    b.膜的更新将增加运行费用;
    c.以生活污水(含粪便)作为水源,无需粪、污分流,减少了管网的初投资;
    d.原水的时、季流量变化较小,水源充足;  e.出水水质好,除满足冲厕和绿化的要求外,也能用于洗车。
    3.2 水量平衡
    第三种方案的水量平衡
    3.3 设备技术参数
    设计处理能力Q设=180m3/d;
    调节池容积V调=72m3(设计值采用70m3);
    中水池容积V中=45m3;
    中水供水泵Q泵=2.5Q中/24=14.8m3/h;H=392~441kPa,N=4kW。
    3.4 经济分析
    3.1 其特点是:
    a.属新型处理工艺,污泥产量极小且采用PLC自控,操作方便但设备投资多;
    b.膜的更新将增加运行费用;
    c.以生活污水(含粪便)作为水源,无需粪、污分流,减少了管网的初投资;
    d.原水的时、季流量变化较小,水源充足;  e.出水水质好,除满足冲厕和绿化的要求外,也能用于洗车。
    3.2 水量平衡
    第三种方案的水量平衡
    3.3 设备技术参数
    设计处理能力Q设=180m3/d;
    调节池容积V调=72m3(设计值采用70m3);
    中水池容积V中=45m3;
    中水供水泵Q泵=2.5Q中/24=14.8m3/h;H=392~441kPa,N=4kW。
    3.4 经济分析通过对3种处理方法的初投资和运行费用的比较可以看出,传统的污水处理回用方法(粪、污分流)虽然设备费和处理费均较低,可分流排水增加的管网费用却使初投资大大提高,由此产生的高额运行折旧成本使该流程所具备的处理费用低的优势完全丧失,因此不适合在居住区中水处理中采用。
    同是对生活污水的处理,传统的三级处理法虽然比MBR法的初投资和运行费用都低,但优势并不明显,而MBR提供的优质中水从用户心理上更易被接受,且能延长中水供水设备、管网和器具的使用寿命,再者优质中水用于洗车所产生的经济效益也不容忽视。随着膜生产技术的发展、膜组件价格的降低,MBR的投资费用及运行费用也会降低,这在日本已得到证实。因此从发展的眼光看,占地小、不污染环境、高度自控、运行可靠的MBR法应是居住区中水回用工艺的首选。
    目前居住区建设中水系统的条件已基本具备,并日趋完善。首先,居住区排水量较大、杂用水需求也大、水量易平衡,对中水系统的设计和平稳运行有利;其次,随城镇居民小区的规模化以及水处理技术的发展,中水系统的初投资和运行费用将大幅度降低;再次,住房的私有化、小区物业管理的兴起和完善也为中水系统的投资回报奠定了基础。采用中水系统后预计居住区用水量可节省30%~40%,排水量可减少35%~50%,将产生良好的社会效益和环境效益。
   
    用途
    对于小区居民来讲,中水处理系统可以提供很大的实惠。首先是降低水费支出。像绿化用水、洗车用水等公共用水,一般小区都是直接引用自来水,这笔水费最终还会摊到每户业主身上。如果使用循环再利用后的中水,就等于一水二用,一个小区,一年算下来就是不小的费用。居民冲洗厕所一般使用自来水,如果用中水,一次可以省9升自来水,全家一个月,算下来有多少吨?不过,由于消费心理的原因,很多设计师不打算将中水用于户内的清洁用水。当然,自来水、中水会走两趟管路,可能会占点面积。
    处理过程
    中水系统的水净化过程也很简单,一般有三级。一级阶段,主要是靠格栅将水中体积较大的杂质与水分离。由于生活中,用水量时高时低,所以需要专备个蓄水池调节水量。水中的污染物90%以上是通过二级处理去除的。主要有生物处理法、物理化学法和膜法。所有的处理方式都不需要专门投入人力、物力。
    应用
    无机陶瓷膜的发展过程
    陶瓷膜也称GT膜,是以无机陶瓷原料经特殊工艺制备而成的非对称膜,呈管状或多通道状。陶瓷膜管壁密布微孔,在压力作用下,原料液在膜管内或膜外侧流动,小分子物质(或液体)透过膜,大分子物质(或固体颗粒、液体液滴)被膜截留从而达到固液分离、浓缩和纯化之目的。
    在膜科学技术领域开发应用较早的是有机膜,这种膜容易制备、容易成型、性能良好、价格便宜,已成为应用最广泛的微滤膜类型。但随着膜分离技术及其应用的发展,对膜的使用条件提出了越来越高的要求,需要研制开发出极端条件膜固液分离系统,和有机膜相比,无机陶瓷膜具有耐高温、化学稳定性好,能耐酸、耐碱、耐有机溶剂、机械强度高,可反向冲洗、抗微生物能力强、可清洗性强、孔径分布窄,渗透量大,膜通量高、分离性能好和使用寿命长等特点。
    无机陶瓷膜在水处理中应用最大的障碍主要有二个方面,其一是制造过程复杂,成本高,价格昂贵;其二是膜通量问题,只有克服膜污染并提高膜的过滤通量,才能真正推广应用到水处理的各个领域。
    美国西雅图环境科技公司研发的涤饵DEAR无机陶瓷膜系统,是在普通陶瓷膜研究的基础上,通过高科技改造,减少膜污染,大大提高膜通量,有效克服了无机陶瓷膜在水处理中应用的主要问题,使无机陶瓷膜应用于水处理成为可能。
    特点
    (1) 独有的双层膜结构:涤饵DEAR无机陶瓷膜系统在在膜过滤层表面,通过溶胶一凝胶法制备TiO2溶胶,采用浸渍提拉法在陶瓷膜上涂敷纳米TiO2光催化材料,使陶瓷膜表面具有“自洁”功能,减缓有机在膜表面积累和堵塞,一方面降低膜污染,另一方面提高陶瓷膜管强度和膜过滤通量,提高膜通量稳定性;Al2O3—ZrO2复合膜结构:使膜管机械性能更加优良,由于材料本身的性能缺陷或制备过程中存在的一些实际问题,单一无机膜材料一般不能满足实际需要,因此无机负载复合分离膜的研制得到迅速发展,涤饵DEAR无机陶瓷膜采用整体复合技术,通过溶胶凝胶法,制备Al2O3—ZrO2复合膜,由于含ZrO2材料与Al2O3、SiO2和TiO2等材料相比具有更好的机械强度、化学耐久性和抗碱侵蚀等特性,涤饵DEAR®无机陶瓷膜具有更强的机械强度和热稳定性,而且复合膜的孔径分布窄,呈单峰。
    (2) 可实现在线反冲,膜通量稳定:由于复合陶瓷膜独特结构和机械性能,能有效承受0.4mp以下的反冲压力,可实现在线反冲,从而获得稳定的膜通量,克服了无机膜系统在水处理应用中价格高、易污染、膜通量小、设备庞大等问题,使无机陶瓷膜系统在水处理中应用成为可能。涤饵DEAR无机陶瓷膜是专为污水处理设计的,其最大特点是膜通量大,其运行膜通量是有机膜10-100倍,是普通多孔陶瓷膜的50-10倍、机械强度高、耐污染、可实现在线反冲。
    主要技术参数
    膜层厚度:50—60μm,膜孔径0.01-0.5μm;
    气孔率:44—46%;
    过滤压力:1.0 Mpa,反冲压力:0.4 Mpa以下;
    膜材质:双层膜,外膜TiO2;内膜Al2O3—ZrO2复合膜
    陶瓷膜主要应用领域
    中水回用;
    工厂化养殖原水解毒处理;
    发电厂、化工厂等大型冷却循环水旁滤系统;
    油田采出水回用处理;
    轧钢乳化液废液处理;
    金属表面清洗液再生处理。
        以前,中水系统多用在宾馆、饭店、大型文化体育等水费较贵而用水量又很大的公共建筑中。但是,随着水资源的不断减少和人们环保意识的增强,越来越多的居民住宅建筑也开始采用中水处理系统。中水正在逐渐走进寻常百姓的生活。
        中水处理系统成本很低,不会增加买房者的负担。说简单点,就是要加几个池子的问题。中水处理后的水质也较有保证,比城市地区一般河水的水质要好


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