摘要：由于我国是一个人口众多，水资源少的国家，所以我国一个人均拥有水资源非常贫乏且水资源严重紧缺。这样废水处理和中水回用就成为主要趋势，随着其技术的日趋成熟，并且具有很好的环境效益、社会效益和经济效益，因此成为研究的主要对象之一。但是随着社会的进步废水处理和中水回用仍然存在不少问题，集中体现在难以普及推广上，且多年来一直难以有所突破。因此必须采取多种方法不断地研究和寻找对策，使其得到广泛应用。本文主要对某废水处理及中水回用的方案进行设计分析
关键词：中水回用、废水处理、水资源
中图分类号：TV文献标识码： A
一、前言
近几年来，随着我国社会经济不断发展，水资源污染日趋严重，用水成本不断增加，进行废水处理回收利用已成为缓解用水水源危机的优先选择。同时长江中下游遭遇严重干旱的事实再一次给我们敲响了警钟。随着我国水资源紧缺进一步加剧，寻求缓解水资源的紧缺问题已成为我国坚持可持续发展的首要任务之一。本文首先对工程进行简述；然后对废水处理方案进行设计分析；最后对、中水回用方案进行设计分析。
二、工程简述
本工程是某机车厂为例，对某机车厂进行废水处理方案和中水回用方案设计。
三、废水处理方案设计
1、机械格栅
设备类型：回转式机械格栅；
设备数量：1台；栅渠宽度：B=700mm；格栅宽度：B1=600mm；栅条间隙：b=5mm；格栅倾角：α=60°；过栅损失：Δhmax=200mm；功率N=1.0kw；
控制方式：根据格栅前后水位差由PLC自动控制格栅清污工作、同时设定时序控制、也可遥控或现场手动控制开、停。
2、调节池
类型：地下钢筋混凝土结构；尺寸：11×12×7.5m；有效容积：920m3；停留时间：7.5H；
污水提升泵（潜水泵）2台（1用1备）；数量：2台（一用一备）；流量：Q=120m3/h；扬程：H=20m。
3、IDAF装置
IDAF气浮装置采用现今国际流行的多相溶气泵气浮新技术，气和水经多相溶气泵一起吸入，泵的叶轮把水和气旋切成细小的泡沫，使其充分混合，叶轮高速旋转产生的高压把充分混合的气溶入水里，经过减压阀释放出微小空气泡，形成稳定的溶气水。分离上浮过程发生在气浮机的中间部分的离室里，分离区配置斜板，使得气浮表面有效负荷小于2m/h。三相混合絮凝体的密度远远小于水，从反应池出来后经水流调节器进入分离室，密度大的干净水沉到出水口由出水管流出，密度小的絮凝杂质浮于液面上面。密度比水大的沉淀物沉到气浮机的底部集污斗里。本装置控制、调试简单有效，工况稳定。是一种融合国内外技术，高效稳定的气浮装置。
型号：IDAF-120；有效表面负荷：≤2m/h；絮凝剂投加系统数量1套（一箱二泵）；絮凝剂投加量50-200mg/l；助凝剂投加系统数量1套（一箱二泵）；PAM投加量0.5-2mg/l。
4、中间水池
类型：地下钢筋混凝土结构；尺寸：8×4×7.5m；有效容积：220m3；停留时间：1.8H；设潜水泵2台（1用1备，过滤提升泵）；数量：2台（一用一备）；流量：Q=450m3/h；扬程：H=20m；设潜水泵2台（1用1备，MBR提升泵）；数量：2台（一用一备）；流量：Q=650m3/h；扬程：H=20m。
5、活性炭过滤器
活性炭过滤器滤料采用优质石英砂、无烟煤，按照合理级配对水进行过滤。悬浮物和胶体在合理级配的滤层中，通过与滤料的碰撞和吸附，被滤料层截留，从而达到去除悬浮物杂质和部分有机物以及氧化物的目的。当运行一段时间后，由于截留杂质增多，过滤器阻力增大，为防止杂质穿透滤层，必须进行反洗以恢复过滤器的性能。
共采用2台过滤器，2用。过滤器罐体直径为DN2400mm，每台过滤器包括进出水阀，排水阀，排气阀；本体管道及阀门进出口压力指示。
单台额定处理水量：25m3/h；滤速：5.5m/h。
鼓风机1台；风量：6.4m3/min；风压：65KPa。
6、MBR反应器
膜通量η=0.6m3/m2.d
膜组件选型ES200；膜装置分为两系列：8组膜装置为一系列；膜支架有效面积0.8m2/张
膜组件平面尺寸宽×高×长：510mm×2000mm×2800mm
鼓风机1台；风量：21m3/min；风压：35KPa
MBR出水泵（自吸泵）；数量：2台（一用一备）；流量：Q=70m3/h；扬程：H=10m
7、消毒单元
消毒是污水回用工艺中的重要部分。二氧化氯被认为是医疗卫生、食品加工、饮用水、工业循环水以及污水处理等方面杀菌、消毒、除臭的理想药剂。二氧化氯具有广谱、速效、无毒、用量小、药效长等特点，其杀菌能力是现有氯系消毒剂的2-5倍，处理过程中不产生三氯甲烷等致癌物质，安全性被世界卫生组织（WTO）定为AI级。选用二氧化氯发生器一台，产量：600g/h。对深度处理后的水，在回用之前经过消毒处理，进一步杀灭细菌和病毒。
四、中水回用方案设计
中水回用的关键是处理技术，中水处理技术按其机理分为生物法、物理化学法等。生物处理技术是利用微生物的吸附，氧化分解污水中的有机物的处理方法，包括好氧生物处理和厌氧生物处理。中水处理多采用好氧生物处理技术。新方案的构思是以生物土壤处理为主的物理―生物―物理方法及实现此方法的设备，它包括物理方法的预处理，生物净化处理和物理方法的终端处理三部分。预处理部分是用物理的方法用沉渣池除去污水中的食物残渣碎屑，而沉渣池沉降在流动的污水中难以沉降比重小于2大于1的食物碎屑，隔油池再次拦截吸附并隔除大部分的油质污染物。生物净化处理的部分是在土壤生物好氧反应器中进行的，充分利用土壤自身特点达到去除有机物、净化污水的目的，终端处理部分也是以物理方法进行的，其主要装置是过滤池、圆形布水器及秸秆层，均匀布水后经过秸秆层及最后的沙石净化获得回用水，可用于冲厕或冲洗餐厅地面等等。残渣及其附着物―秸秆层―进入沼气池产沼气。
1、中水回用各构造的特征
（1）沉渣池
沉渣池去除在流动的污水中难以沉降的比重小于2大于1 的残渣、碎屑，同时起调节水量作用，克服餐饮废水的排放间断性及流量不稳定性，使后续处理装置进水均匀，保证秸秆层的截留吸附作用。池底残渣采用静水压排泥，定期排入沼气池产生沼气。
（2）隔油池
为更充分利用秸秆层，考虑布水均匀就要采用布水器，分散进水流束。铺设两层秸秆对初水进行预处理，减轻后续工艺的负荷。利用秸秆这种大纤维的吸附拦截作用，作为载体，拦截餐饮废水中的大颗粒悬浮固体颗粒，同时吸附餐饮废水中的油脂。而隔油池另具有沉淀池的作用，进一步对初期除油水净化定期更换秸秆层，将使用过的秸秆（附有大量油脂）放入沼气池产沼气。与传统意义上的隔油池有功能和结构上的差别，该处使用简化的隔油池结构，使用廉价、吸附油脂效果好的秸秆纤维，保证除油除杂质的同时，减轻后续生物处理的负荷。且对池型要求不高且减少了隔油墙及一些进出水特殊管道，造价更低占地更少。
（3）生物池
该生化池是模拟天然湿地净化水体的原理，即是利用土壤处理污水的功能达到净化水体的目的。土壤本身为一种多孔介质，能吸附和过滤污水中的悬浮颗粒，为下一步的生物处理奠定基础。生活污水中的悬浮颗粒被截留在土壤中后，在土壤表层渐渐生成黑色的、厚度为2―5厘米的胶状生物膜[5]。生物膜主要有土壤及污水中的微生物所组成。这些微生物附着在土壤微粒上，依赖吸附过滤作用截留污水中的悬浮固体生存。它们以这些有机物为碳源和能源，进行生长繁殖，同时完成了对污水的净化处理。土壤对有机物的分解主要是好氧微生物的作用。而决定好氧微生物生长繁殖的最关键的因素是土壤中氧气的含量。如何使氧气充满土壤成了本净化装置的关键。
生化池由三层倾斜的隔板组成，每层隔板上堆放60-70cm厚的活性土壤颗粒。在上一层的隔板和下层土壤上层之间，预留一定的空间作为空气层，并对应通风孔。该生化池采用间歇式进水和间歇式落水。进水阶段土壤先后进行好氧、厌氧反应；落水阶段土壤重新充满氧气，恢复生物活性。当进水时水充满整个池子，好氧微生物消耗土壤中的氧气分解有机物，随着时间的进行厌氧微生物也分解微生物。经过一定时间后开启阀门放水，然后静置生化池，打开池壁上的通风孔，使空气进入。对于刚打开的通风孔，池子内部的空气湿度较大，隔板又具有一定的倾斜角度，较容易实现池内外空气的对流。由于土壤的厚度不大，形成对流的空气中的氧可以扩散到土壤中，使土壤充有氧气，微生物借此恢复生长繁殖，土壤恢复活性，以便有效处理下一次进水。如此交替运行。为了使污水的处理能够连续进行，我们设计了两个生化池，实施1#池进水--2#池落水，1#池落水--2#池进水的运行模式，提高处理效率。
（3）过滤池
采用旋转布水器使布水均匀，经秸秆层、沙石层净化出水，降低出水浊度及SS。秸秆层定期更换进入沼气池。
（4）沼气池
该沼气池利用废物、废水预处理废渣以及装置中定期更换掉的秸秆层产生沼气，可用于供暖、照明等等。废物多次利用，减少废物排放，实现能源循环利用的目的。
五、结束语
综上所述，在进行废水处理及中水回用方案设计时，需要注意的问题还有很多，同时要提高中水系统建设和管理的水平，建立用水的综合规划机制，不断研究和开发各种新技术和新设备，经济政策上鼓励建设节水和水回用设施，促进社会的和平建设，只有做好废水处理及中水回用方案设计，才能保证社会的稳定发展和经济建设。
参考文献：
[1]王斌,孙大朋,张瑞青.中水回用现状及其研究发展[J].科技信息，2010.
[2]王晓 过滤吸附在中水回用处理中的应用研究 [学位论文]2010 - 青岛理工大学：环境工程
[3] 贾宁 火力发电厂废水处理利用及零排放的途径 2009中国电力脱盐技术（西湖）论坛暨首届全国电站化学专业技术研讨会
