校園污水處理與回用的實(shí)驗研究

第24卷第4期大連輕工業(yè)學(xué)院學(xué)報Vol. 24,No. 42005年12月Journal of Dalian Institute of Light IndustryDec.2005文章編號:1005-4014(2005 )04- 0255-04校園污水處理與回用的實(shí)驗研究郝軍',楊秀紅2,李 沅'(1.大連輕工業(yè)學(xué)院化工與材料學(xué)院,遼寧大連116034;2.大連平安環(huán)保產(chǎn)業(yè)有限公司,遼寧大連116113)關(guān)鍵詞:水資源;污水回用;水質(zhì)摘要:對大連輕工業(yè)學(xué)院校內污水處理站的處理出水進(jìn)行了檢測分析。根據出水水質(zhì)、處理成本和回用效益，評估該污水處理的優(yōu)點(diǎn)和存在的問(wèn)題。結果表明,處理出水高于生活雜用水和工業(yè)冷卻用水的指標,適用于對回用水的水質(zhì)要求較高,但需求量不大的場(chǎng)合。中圖分類(lèi)號:X506文獻標識碼:AExperimental study on waste water treatment and reuse in campusHAO Jun', YANG Xiu-hong”, LI Yuan'(1. School of Chemistry Engineering &. Material, Dalian Institute of Light Industry, Dalian 116034, China;2. Dalian Safety Environment Protection Corporation, Dalian 116113, China)Key words: water resource; waste water reuse; water qualityAbstract: This paper reports the quality indexes inspection of the treated waste water at the campus ofDalian Institute of Light Industry. Assessed according to water quality, cost, and reuse benefit, it isconcluded that this treated water fulfill the requirement of waste water reuse standard, with some in-dexes higher that of the miscellaneous daily- use- water and industrial cooling water. It is valid in theenvironment of high-quality and small-quantity water consume.作為第二水源,城市污水回用可以緩解水資超前、創(chuàng )新、綠色和環(huán)保的原則,樹(shù)立綠色環(huán)保校源的緊張問(wèn)題,減輕江河、湖泊污染,保護水資源園的理念,把供水、排水、綠化和校園景觀(guān)整體規不受污染。目前,一些國家和地區已出現因水源劃,緩解校園供水緊張狀況5]。我國蘭州交通大資源污染不能使用而引起的“水荒”,被迫不惜付學(xué)、西安建筑科技大學(xué)、沈陽(yáng)大學(xué)、長(cháng)沙環(huán)境保護出高昂的代價(jià)進(jìn)行海水淡化口。污水經(jīng)處理后回職業(yè)技術(shù)學(xué)院等高?？蒲腥藛T對校園污水回用進(jìn)用,不僅可以回收水資源,保護水資源不受破壞,行了初步研究.并建立了處理工藝與回用系統,取污水回用也是對污水的一種回收和削減,而且污得了-定的經(jīng)濟效益與生態(tài)效益,為校園生活污水中相當-部分污染物質(zhì)只能在水回用基礎上回水處理提供了新思路60~8]。大連輕工業(yè)學(xué)院污水.收[2。以污水為原水的回用,凈水廠(chǎng)的制水成本.處理站是針對校園生活污水,通過(guò)校企合作,共同要低于以天然水為原水的自來(lái)水廠(chǎng),尤其以遠距研究建立的處理系統,獲得初步成效。本論文結離輸水的能耗與建議費用等時(shí)。1992 年我國第合大連輕工業(yè)學(xué)院污水處理站實(shí)例,根據出水水一個(gè)污水回用示范工程在大連市投產(chǎn)運行,該工質(zhì)、經(jīng)濟費用和回用的可能性,研究了污水回用的程基建投資比從碧流河引入同等水量節省投資優(yōu)勢和存在的問(wèn)題,為校園污水回用提供借鑒。2/3.深度處理成本為0.15元/t,比大連市自來(lái)水成本低4/5.具有較好的經(jīng)濟效益、環(huán)境效益和社1實(shí)驗會(huì )效益[4]。隨著(zhù)高校建設規模迅速擴大,校園污水排放量不斷增加,造成當地水污染負荷的上升。中國煤化工同時(shí)為解決校內給排水問(wèn)題,要采取綜合措施,以YHCNMHG工業(yè)學(xué)院污水處理站.收稿日期:2005-07-11作者簡(jiǎn)介:郝軍(1972~),男 ,講師.256大.連輕工業(yè)學(xué)院學(xué)報第24卷提供;重鉻酸鉀(分析純),天津市科密歐化學(xué)試劑水溫、溶解氧和pH。開(kāi)發(fā)中心;硫酸亞鐵銨(分析純),天津市科密歐化1.2.4總大腸 菌群的測定學(xué)試劑開(kāi)發(fā)中心;硫酸銀(分析純),天津市科密歐在2個(gè)已滅菌的50mL3倍濃縮乳糖蛋白胨.化學(xué)試劑開(kāi)發(fā)中心;硫酸(分析純),公主嶺市化學(xué)培養液的大試管中，以無(wú)菌操作各加入已充分混試劑廠(chǎng);其他試劑均為分析純。合的水樣100 mL。在10支裝有已滅菌的5 mL微波密封消解COD速測儀, WGZ-1數字式3倍濃縮乳糖蛋白胨培養液的試管中,以無(wú)菌操濁度儀,WQ-1水質(zhì)分析儀,高壓蒸汽霉菌器,恒作加入充分混合的水樣10 mL,混合后至于37 C溫培養箱,離子活度計。恒溫箱內培養24h。經(jīng)培養24h后進(jìn)行平板分1.2 實(shí)驗方法離,用已培養18~24 h的培養物涂片,將涂片在為了準確掌握處理站出水水質(zhì),利用不同時(shí)火焰上加溫固定，待冷卻后滴加結晶紫溶液,間、不同頻率進(jìn)行水樣采集,共采集6個(gè)水樣。對1 min后用水洗去。滴加助染劑,1 min后用水洗每-水樣進(jìn)行水質(zhì)指標的測定。去。滴加脫色劑,搖動(dòng)玻片,直至無(wú)紫色脫色為1.2.1 COD的測定止。滴加復染劑,1 min后用水洗去,晾干、鏡檢,用移液管吸取水樣5 mL置于消解罐中,準呈紫色者為革蘭氏陽(yáng)性菌,呈紅色者為陰性菌。確加入5 mL催化劑和5 mL重鉻酸鉀,搖勻。緊1.2.5氨氮的測定密封蓋,將罐均勻放入消解爐玻璃盤(pán)上,離轉盤(pán)邊吸取10 mL濃度為0.1、1. 0、10、100、沿約2 cm圓周上單圈排好。消解結束后的消解. 1 000 mol/L的銨標準溶液于25 mL小燒杯中，罐,應制冷或用水冷卻后,打開(kāi)密封蓋,將溶液轉浸入電極后加入1.0 mL氫氧化鈉溶液,在攪拌移到150mL錐形瓶中，用蒸餾水沖洗消解罐2~下,讀取穩定的電位值。吸取10. 00 mL水樣,由3次,沖洗液并入錐型瓶中,控制體積約30 mL,測得的電位值,于坐標曲線(xiàn)上直接查得水樣中的加入2滴試亞鐵靈指示劑用硫酸亞鐵銨溶液回氨氮含量。滴,溶液的顏色由黃色經(jīng)藍綠色,至紅褐色即為終點(diǎn)。記錄硫酸亞鐵銨標準溶液的用量,計算出2結果與討論.COD。值。2.1進(jìn)水水樣1.2.2 濁度的測定為了準確掌握原水水質(zhì),分別取進(jìn)水化糞池用零濁度水倒入水樣杯.沒(méi)過(guò)鏡頭;將水樣放上清夜進(jìn)行了分析,得到進(jìn)水水質(zhì):COD≤入儀器的樣品室內,有“左”字一端緊靠左邊。調280 mg/L, SS≤160 mg/L,濁度≤180,pH= 6~整手輪,使示數為零,隨即取出水杯,將杯內的零9,DO=4~6 mg/L,t≈10 C。濁度水換上被測水樣,讀數。2.2出水水樣1.2.3出水的水溫、溶解氧、pH的測定測定結果見(jiàn)表1。利用WQ-1水質(zhì)分析儀分別測定各樣品的表1出水水樣的綜合指標指標水樣1水樣2水樣3水樣4水樣水樣6均值SS/(mg.L-1)4.04.35. 03.94.8COD/(mg.L-1)16. 4814. 3217. 8018. 8016.5415. 6016. 59濁度4.73.8DO/(mg. L-1)6.06.86.46.3H8.28.08.7.87.9t/C1(1011110.3細菌數.<<3< <3<5無(wú)味氨氮/(mg. L-1)6.323. 983.16中國煤化工4.51.FH.CNMHG。2.3分析與討論2。具中所木用時(shí)怕應時(shí)標準是生活雜用水水質(zhì)標2.3.1指標對比準(CJ25. 1)、農業(yè)灌溉水質(zhì)標準(GB5084-92)、再將化驗結果與相應的回用標準進(jìn)行對比如表生水用于工業(yè)用水的水質(zhì)標準(GB12941 -第4期郝軍等:校園污水處理與回用的實(shí)驗研究2571991)、景觀(guān)娛樂(lè )用水水質(zhì)標準(GB12941-91)。表2出水指標與相應標準的對比水質(zhì)標準指標水樣生活雜用水農業(yè)用水工業(yè)回用水景觀(guān)用水SS/(mg. L-1)10COD/(mg. L-I)16.59501504濁度.30D0/(mg. L-1)6.4pH7.96.5~9.05.5~8.56.0~8.010.3≤35細菌數<3≤105<5X 10550030無(wú)味無(wú)不快感氨氮/(mg. L-1).51由表2指標對比可知，此出水用于學(xué)生公寓.表3新鮮水用水系數和損耗系數的雜用水回用,水質(zhì)達標,符合生活雜用水的標用途(1- - a;)pi準。另外,水質(zhì)也符合農業(yè)灌溉水和景觀(guān)水的標洗澡0.10230. 03350. 098 9準,也用于灌溉和景觀(guān)用水。盥洗0. 14420.001 40. 1440洗滌0.47550.06700. 44372.3.2中水需求量的估算食堂0. 15810. 333 30. 1054大連輕工業(yè)學(xué)院在校全日制本科學(xué)生已達1開(kāi)水0.01860. 800 00. 0037萬(wàn)余人。研究生300余人,成人教育學(xué)生2 900試驗0. 101 20. 067 00. 0944合計1. 00001. 30220.890 1余人。校園用水結構按用水部門(mén)統計,主要是學(xué)生宿舍,占總量的30%左右;其次是綠化和食堂，表4中水用水系數和損耗系數占50%以.上。B(1- μ)β:從系統論的觀(guān)點(diǎn)看,分散式污水再生回用系沖廁0. 12050. 01670. 1185統不僅與系統內部分質(zhì)供水和單元供需水的水量清掃0. 1339平衡有關(guān),還受到水價(jià)、居民收入、回用水的接受綠化0. 709 51.000 0程度等許多外部影響因素的制約,表現出系統的景觀(guān)0. 036 11. 000 03. 01670.1185復雜性。系統動(dòng)力學(xué)方法是由美國麻省理工學(xué)院教授Forrester在20世紀60年代創(chuàng )立的,在水研由以上計算可知.處理站出水還滿(mǎn)足不了學(xué)究領(lǐng)域,該方法目前廣泛應用于水資源開(kāi)發(fā)、水環(huán)校目前中水量的需求,現在只是處于實(shí)驗運行階段,即現在每天100多噸的出水,僅能滿(mǎn)足1/6 左境管理、水資源供需分析等方面6C9.10]。計算校園節水和污水資源化給排水平衡是按右的需求,起到用水緩解的作用。所以,學(xué)校目前供水用途進(jìn)行分類(lèi)統計[1。供水用途主要有生用水最多的是公寓生活用水,考慮將其處理出水.活用水、綠化和實(shí)驗用水三類(lèi),主要是生活用水，用于學(xué)生公寓的沖廁用水,其中公廁用水的水量按下式計算[12] :由于用水量波動(dòng)很大,根據學(xué)校的人數,所在地區Qc = 1.2XqXmX n/1 000的用水情況.找出和學(xué)校類(lèi)似的一些學(xué)校進(jìn)行類(lèi).式中:Qc-沖洗廁所中水回用水量,m2 /d;比、歸納,得到如下平均值，來(lái)估算學(xué)校的中水需q-每次沖洗用水量,6~12 L/次;求情況(以學(xué)校老校區的用水規模來(lái)計算)。使用廁所的人數,人/d;根據表3、4,老校區新鮮用水量Q=n-每人每天沖洗次數;600m3/d,中水需求量為1.2一考慮漏損的附加系數。W.=[E(1-a) p]Q/[1- 2(1-pu;)β]中國煤化工差別較大,另外男女生=(0. 890 1X600)/(1-0. 118 5)YHCNMH G每棟樓900人計算,每= 605 m3/d棟樓的日沖廁量約為25m*/d,所以處理站出水.循環(huán)水用量= W./(Q+ W.)= 605/(605 +基本可以滿(mǎn)足4個(gè)學(xué)生樓的用水,水質(zhì)也滿(mǎn)足生600)= 50%?；铍s用水的水質(zhì)標準,可以回用。258大.連輕工業(yè)學(xué)院學(xué)報第24卷2.3.3回用 的經(jīng)濟性<5.氨氮4. 51 mg/L,pH=7. 9,滿(mǎn)足各種回用水經(jīng)濟指標是中水回用的關(guān)鍵因素之一,成為水質(zhì)標準。制約中水回用的重要因素。實(shí)際上,中水回用的處理出水水量能滿(mǎn)足部分學(xué)生公寓的雜用水意義不僅在于節約水資源,經(jīng)濟效益也非常突出，需求,可產(chǎn)生一定的社會(huì )效益、環(huán)境效益和經(jīng)濟效輕工業(yè)學(xué)院目前的雜用水取于后山的地下水,用益。水泵將其打到各個(gè)公寓,目前大連地下井水的水費是1元/t,另外水電費是0.52元/t,所以1 t水參考文獻:費用是1.52元。而處理站的處理費用主要有電費、人工費、折舊費,現在5噸水耗電量為[1]王至誠.城市污水回用的可行性研究[J].環(huán)境雜志，2.5 kW/h,則可計算每噸水電費是0.33元/t,辦1995,12(2):72-73. .公和折舊費為0.03%,總投資為60萬(wàn)元,則每噸[2]李建,張小美.廢水資源化是解決水資源緊缺的有水的成本約0.6元/t,是井水成本的39.5%。目效途徑[J].四川環(huán)境,2000:19(3):31 - 33.前一年用于沖廁的費用約為:10X25X1.52X 365[3]劉明.生活污水回收的研究[J]. 西北農業(yè)學(xué)報，2003,12(1):153一155.=13.87萬(wàn)元,回用后費用為:4X25X0.6+6X[4]尚躍清,趙振天，周振中.邯鄲市東污水處理廠(chǎng)污水25X1.52=8.32萬(wàn)元,可見(jiàn)一年可節約40%的開(kāi)回用工程介紹[J].給水排水,2002,28(4):7-15.銷(xiāo)5.55萬(wàn)元,經(jīng)濟效益比較可觀(guān)。[5]王有樂(lè ),張婷,李曉燕.校園污水資源化給排水設2.3.4 存在問(wèn)題計模型研究[J].干旱區資源與環(huán)境, 2002, 16(2):此回用項目目前還沒(méi)有推廣,一是因為日處理量太小，還不能完全滿(mǎn)足校內全部的中水回用[6]劉蕾,李杰,王亞娥,等.固定化高效菌處理校園需求,只能滿(mǎn)足部分學(xué)生公寓的雜用水需求，部分生活污水的研究[J].蘭州交通大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)緩解學(xué)校的用水緊張問(wèn)題;二是校內的給排水管版),2005,24(1):66-69.線(xiàn)較復雜、學(xué)校地勢不平坦,施工難度較大，同時(shí)[7]王書(shū)文,鄒 軼,張吉娜,等.大學(xué)園區污水生態(tài)處理技術(shù)工藝及系統設計[J].水土保持研究, 2004,11資金來(lái)源有限。(3):196- 198.污水的資源化,不僅僅是水質(zhì)是否達標的問(wèn)[8]曹衛華.校園污水處理工程及其經(jīng)濟效益分析[J]..題,更有很多人為的因素在里面,中水回用工程-中國給水排水,2004 ,20(2):75.直沒(méi)有得到更廣泛的推廣和應用,主要是經(jīng)濟效[9] NANDALAL K D w. Resolving conflicts in water益問(wèn)題,與之相輔相成的是-系列政府的管理制sharing: a systemic approach[J]. Water Resources度,這些因素可以通過(guò)加強管理及人員培訓來(lái)解Research, 2003 ,39(12):1- 11.決,隨著(zhù)經(jīng)濟杠桿在市場(chǎng)經(jīng)濟中的調節作用,中水. [10] AHMAD s, SIMONOVIC s P. System dynamics回，用的優(yōu)勢就會(huì )慢慢體現出來(lái)。modeling of reservoir operations for flood manage-ment[J]. J Comput Eng, 2000,14(3):190- 198.3結論[11]王有樂(lè ).校園污水資源化模型與研究[J].環(huán)境導報,2002.2(2):15-18. .校內污水處理站的處理出水指標為:SS為[12]黃江麗.住宅小區與公廁處理中水回用技術(shù)的研究4.8 mg/L,COD為16. 59 mg/L,濁度4.3,色度[J]. 吉林化工學(xué)院學(xué)報,2001,18(3);33- 35.中國煤化工MHCNM HG