小区中水回用及中水过滤消毒一体化设备的试验研究

重庆大学硕士学位论文小区中水回用及中水过滤消毒一体化设备的试验研究姓名：颜春兰申请学位级别：硕士专业：环境工程指导教师：杨幸20050501重庆大学硕士学位论文中文摘要I摘要随着经济的不断发展，城市面积不断扩大，住宅小区生活用水量和污水排放量也随之增加，加剧了我国水资源危机；同时利用大型污水管网将污水截流至城市污水处理厂进行集中处理的投资和成本也越来越高，推进速度慢。要在城市污水处理厂基础之上建立城市中水利用的投资更为浩大、管理困难、实施难度大。因此，利用现有的住宅小区自建生活污水处理站，实施小区中水回用满足小区居民生活杂用水的需求，是解决生活污水排放污染和缓解城市水资源危机最行之有效的手段。本文阐述了小区生活污水回用的可行性、意义及目前存在的问题，研究设计了以微孔陶瓷和外套布袋为核心、以紫外杀菌灯作为消毒杀菌手段的一体化过滤装置的中水过滤消毒的小试实验装置，选用处理后的达到国家污水综合排放一级标准水质的生活污水作为实验水源进行实验研究，通过小试实验得出以下实验结论：①采用以微孔陶瓷和外套布袋为核心的复合滤层是成功的，在对二级生活污水处理来原水处理后的出水COD始终稳定的保持＜30mg/L，布袋Ⅰ、布袋Ⅱ平均去除率分别为49%和55.8%；出水色度均在8以下，系统去除率在50%以上；进水SS在3～68mg/L之间，而出水为0～13mg/L之间，布袋Ⅰ、布袋Ⅱ平均去除率分别为52.3%和62.5%；以上过滤指标均达到建设部生活杂用水水质标准（CJ25.1-89）。②复合滤层的使用性能优于石英砂等散状滤料，在材料成本方面低于膜过滤材料的成本。采用这种复合滤层技术为核心的过滤设备将以其自动化控制无人管理运行模式，降低中水利用的成本。③在复合滤层中布袋的安装应该毛面朝外，这样不仅可以保证微孔陶瓷管的微孔通畅，同时毛面的纤维运动更加合理，使初滤层的形成和反冲洗的实施都更为顺利，设备运行的稳定性更好。④光电消毒杀菌的技术能够有效的杀灭水中细菌，在实验中紫外灯安装在筒体以外，其光强度损失在三分之二左右，加上电子杀菌仪的缺位，细菌的杀灭率为41.16%，根据别人的实验结果和公认的数据表明，只要安装方式恰当实现紫外灯的理论杀菌率96%和电子杀菌灭藻仪理论杀菌率98%是可能的，按实验原水粪大肠菌群最高指标数350个/L计算，是可以达到中水水质要求的，说明只要完善杀菌手段和安装方式能够有效的杀灭水中的细菌。⑤本装置在本实验条件下的技术指标是：过滤压力：0～0.10MPa；反冲洗重庆大学硕士学位论文中文摘要II周期：40分钟；反冲洗强度：反冲启动压力为0.012MPa冲洗4分钟。⑥压缩空气所提供反冲洗压力有利于复合滤层的自洁，实验证明当空气压缩区的压缩空气被压缩后所具备的压力，可以为清水区的清水提供动能，提高其对复合滤层的清洁能力。清洁后的复合滤层能够反复的进行污水的过滤工作。本研究为工程设计及设备运行提供了初步的理论及工艺条件基础。在工程中可根据实际情况进一步调整，进一步完善工艺措施。关键词：生活污水，微孔陶瓷管，中水过滤，杀菌消毒，中水回用重庆大学硕士学位论文英文摘要IABSTRACTWiththedevelopmentofeconomics,thespreadofcitiesresultinmorequantityofwaterforlivingandmoresewagedrainage.Notonlyitisresultinmoreandmoreseverewatershortage,butalsoitisverydifficultforwatertreatmentplanttodisposeofallsewageduetodispersivelayoutofresidentialareasconnectedbylargewastepipeswhichneedmoremoneyandlongtimetobuildit,thereforeitisalsodifficulttomeetallthedemands.Itismoreimportantthatexistingmunicipalpipe-nettingisfaroffdemands.Soitisaneffectiveinstrumenttosolvelivingsewagepollutionandwatershortagethatbuildingdomesticsewagetreatmentplanttotreatdomesticsewageandthenwecandrainitorrecycleittoresidentialareasinexistingresidentialareasbymoretreatment.Inthispaper,itissetforththefeasibility,meaningandpresentproblemofdomesticsewage’sreuseinresidentialareas.Onexperiment,itisinvestigatedtreatmentofdomesticsewageonthebasisoffiltratingbyporousceramictubewithbaghoseandultravioletlightfordisinfection.Theresultsareshowsasfollowing:①Itissuccessfultoformcompoundfilterbedsonthebasisoffiltratingbyporousceramictubewithbaghose.WhenCOD＜30mg/Linlet-inwater,theaverageremovalrateofCODis49%and55.8%respectivelyinbaghoseⅠandⅡ.Chromainlet-outwaterislowerthan8,theremovalrateofchromaishigherthan50%.WhenSSis3～68mg/Linlet-inwater,SSis0～13mg/Linlet-outwater.TheaverageremovalrateofSSis52.3%and62.5%respectivelyinbaghoseⅠandⅡ.Allthelet-outwaterqualitysatisfythewaterqualitycriterioninCJ25.1-89.②Thetreatingperformanceofcompoundfilterbedsisbetterthanthatofpercolatingmaterial’ssuchasquartzite,inaddition,primecostofcompoundfilterbedsislowerthanmembranepercolatingmaterial.Thecostofusingmiddle-waterwillbedecreasedtreatedbycompoundfilterbedsonmodeofautomationcontrol.③It’sbettertosetuphairsideofbaghoseincompoundfilterbedsoutward.Notonlyitmayinsurethemicroporesnottobeclogged,butalsothemorereasonablefibermovingofhairside,moresmoothbackwashingandformingoffirstfiberbed,whichmakesthedevicerunninginabetterstability.④Itiseffectivetoslaybacteriainwaterusingphotoelectricdisinfectantandsterilizationtechnology.Inexperiment,ultra-violetlampissetuponexteriorfaceof重庆大学硕士学位论文英文摘要IIcylinder.Intensityoflightlostismorethan2/3,theelectronicbactericidaldeviceisabsent,whichcausetheaverageremovalrateofbacteriais41.6%.Accordingtothereported,iftheymaybesetupinacorrectplace,removalrateofbacteriacanreach96%forultra-violetlampandthebactericidaldevicecanreach98%.Ifthenumberofdungcoliformbacteriainlet-inwateris350perliter,thelet-outwaterqualitywillsatisfythewaterqualitycriterioninCJ25.1-89,whichshowsthatitiseffectivetousephotoelectricdisinfectantandbactericidaltechnologyinwatertreatment,onlyifwemakegooduseofthebactericidalmeansandthewaysoffixing.⑤Inthisexperiment,technicalparametersareconcludedasfollowing:filtratingpressureis0～0.10MPa,backwashperiodis40minutes,theintensityofbackwashis0.12MPaatbeginninglasting4minutes.⑥Thepressureinbackwashduetocompressedairhavegoodeffectoncleanofcompoundfilterbeds.Inexperiment,thepressureofcompressedairinaircompressingareacanofferkineticenergyforlet-outwaterinlet-outwaterarea,whichimprovethecleaningabilityofcompoundfilterbeds.Aftercleaning,compoundfilterbedscanfiltratesewageagainandagain.Throughthisexperimentresearch,theoperationalparametersandtechnologyfoundationscanbeofferedforprojectdesignandrunning.Intherealproject,thefactorsshouldbeadjustedaccordingtotherealitytogetthebestresult.Keywords:domesticsewage,porousceramictube,filtratingrecyclereclaimed,sterilizationanddisinfection,recyclereclaimedwater重庆大学硕士学位论文1绪论11绪论1.1研究背景世界范围内的淡水资源是有限的，并且受到污染的威胁。随着世界人口的不断增长和工农业的飞速发展，用水量和排水量都在逐年增加，而有限的地表水和地下水资源又被不断污染，加上地区性的水资源分布不均和周期性干旱，导致淡水资源日益短缺，水资源的供需矛盾愈来愈尖锐，已经成为影响社会安定和制约经济发展的因素。为缓解这一矛盾，实现经济的可持续发展，目前人们正在寻找弥补水资源不足的途径。根据国内外节水经验表明，解决水资源不足可以从如下三个方面采取措施：第一，改变生产结构、革新生产工艺及装备，调整用水方