某大学中水处理设计实例

某大学中水处理设计实例一.工程概况:某大学学生宿舍区北临校园体育场,西面为食堂,南接现有学生宿舍区,东侧为校园休闲山体.建筑呈行列式布置.宿舍分一类宿舍和三类宿舍二大类,均为六层建筑,其中1#.2#.3#楼为一类宿舍,其内设单独的卫生间,1#宿舍建筑面积7856.76m2,2#宿舍7856.78m2,3#宿舍6405.66m2,总建筑面积22119.18m2,共按2544人入住设计;4#.5#.6#楼为三类宿舍,其内设公共盥洗室和淋浴室,每栋建筑面积均为5447.67m2,总建筑面积16343m2,共按2736人入住设计.食堂面向宿舍区,东面设置餐厅出入口,食堂共分四层,建筑面积为5461.40m2.因本工程位于某市郊区,周围为自然山体,市政给水资源不是很丰富,本着节约水资源出发,本工程考虑收集1~6号宿舍楼的淋浴废水和盥洗废水(并考虑与前.后期生活废水合并)作为中水源水,经中水处理站处理后用于小区内冲厕用水.二.水量平衡计算:水量平衡计算表序号建筑物人数无中水冲厕用水定额日用水量(m3/d)中水冲厕用水定额中水用水量(m3/d)淋浴用水定额盥洗用水定额优质杂排水量(m3/d)中水原水量(m3/d)11号楼912200L/人.天182.460L/人.天65.66460L/人.天30L/人.天82.0865.66422号楼912200L/人.天182.460L/人.天65.66460L/人.天30L/人.天82.0865.66433号楼720200L/人.天14460L/人.天51.8460L/人.天30L/人.天64.8051.8444号楼912130L/人.天118.5650L/人.天54.7250L/人.天25L/人.天68.4054.7255912130L/118.5650L/54.7250L/25L/68.4054.72号楼人.天人.天人.天人.天66号楼912130L/人.天118.5650L/人.天54.7250L/人.天25L/人.天68.4054.727总计5280983.04347.328434.16347.328由上表及图所示,本工程选用优质杂排水作为中水原水是可行的,其中水原水量设为：Qpy=350m3/d,并采用自来水作中水补充水源.三.中水处理工艺计算:(一)中水处理工艺流程方案选择:因本工程中水原水为淋浴排水与盥洗排水组成的优质杂排水,所以采用以物化处理为主的工艺流程.工艺流程框图经过此工艺流程处理后的水质标准:BOD520,CODmn30,SS10(二)各种水水质标准优质杂排水水质标准:BOD5:100,CODmn:80,SS:100,ABS:11.生活杂用水水质标准::BOD5:10,CODmn:50,SS:10,.(三)中水处理设施处理能力:设中水处理设施运行时间采用24小时连续运行.q=Qpy/tq____设施处理能力（m3/h）Qpy___经过水量平衡计算后的中水原水量（m3/d）(350)t_____中水设施每日设计运行时间（h）(24).q=Qpy/t=350/24=14.58m3/h.(四)格栅的设置:本工程格栅设于格栅井内,且格栅条空隙宽度为8mm(采用一道格栅),其倾角采用750.(五)调节池计算:本工程工艺处理设施运行时间为24小时连续运行,调节池有效容积计算如下:Vs=Qpy*CVs_____调节池有效容积,m3Qpy____中水日处理水量，m3（350）C______调节池有效容积占日处理量的百分数%(40%)Vs=Qpy*C=350*0.4=140m3调节池高设为H=3.5m,有效水深设为H1=3.2m,则调节池有效面积为:F=Vs/H1=140/3.2=43.75m2调节池采用距形,则其BxL=6x7.5,则其面积为:6*7.5=45m243.75m2满足要求.并考虑在池底设置水下曝气器.(六)毛发聚集器的设置:本工程毛发聚集器设于污水泵吸水管上,毛发聚集器要求如下:1.过滤网的有效过水面积等于连接管截面面积的2.5倍.2.过滤网的孔径为3mm.(七)沉淀池计算:1.本工程采用斜管沉淀池,其设计参数如下:表面负荷:U0=2m3/m2.h,斜管长ι=1m,斜管倾角θ=600斜管管径d=100mm,保护超高为h1=0.3m,清水区高度为：h2=0.7m,配水区高度为:h3=1.0m,积泥区高度为:h4=0.53m,最大出水负荷1.70L/S.m.2.表面负荷计算:U0=2m3/m2.h=0.56mm/s.3.流量计算：Q=350m3/d=14.58m3/h.=4.05L/S4.清水区面积：F=Q/U0=14.58/2=7.3m25.沉淀池尺寸:采用距形池,其长度为宽的2倍,即L=2B,则:2B2=7.3,得出B=1.9m,取2m则:L=2*B=2*2=4m则:F=4*2=8m27.3m2满足要求.6.净出水口面积计算:为了配水均匀,进水布置在4m长的一侧.在2m宽度中扣除0.3m无效长度,则净出水口面积:F’=(B-0.2)*L/KK____斜管结构系数.1.03F’=(B-0.2)*L/K=(2-0.2)*4/1.03=6.99m27.沉淀池高度计算:斜管高度:h5=L*Sin600=1*0.87m则池高：H=h1+h2+h3+h4+h5=0.3+0.7+1+0.53+0.87=3.4m.8.核算:以沉淀池出水负荷来核算..Qf=Q/L=4.05/4=1.01L/S.m1.70L/S.m满足要求.8.其它:排泥采用穿孔管,出水采用堰口出水方式.9.斜管沉淀池(八)中间水池:中间水池容积取调节池容积的11%,则中间水池容积V=0.11*140=15.4m3,取中间水池高H=1.5m,保护超高为0.3m则中间水池面积:F=.V/H=15.4/1.2=12.8m2中间水池平面尺寸边长为:L=12.81/2=3.6m.(九)本工程中水过滤采用石英砂压力过滤器过滤.1.设计参数:滤速为:v=10m/h,反冲洗强度：q=40L/m2.s,反冲洗时间t=5min,2.过滤器面积：F=Q/v式中：F____过滤器面积(m2)Q____过滤器处理能力(m3/h)(接两倍日处理量计算29.16)V____滤速(m/h)(8)F=Q/v=29.16/10=2.9m2.3.反冲洗水量:Q1=q*F*t=40*2.9*5*60=34800L=34.8m3,其反冲洗水由反冲泵从清水池中抽取供给.4.过滤罐尺寸计算:采用两个过滤罐n=2.(1)每罐过滤面积F1=F/n=2.9/2=1.45m2(2)每罐半径:R=(F1/3.14)1/2=(1.45/3.14)1/2=0.68m(3)每个过滤罐直径:d=2*R=2*0.68=1.36m,取1.4m.(十)清水池计算:清水池的调节容积按中水系统日用水量的35%计算.则:V=Qd.*0.35=350*0.35=122.5m3,设清水池高为:3.5m(其中超高保护高为0.3m)则清水池面积为:F=122.5/3.2=38m2.则清水池平面尺寸为:BXL=4X9.5m.(十一)混凝剂计算:1.本工程中水混凝剂采用精制硫酸铝,其性质为:无水硫酸铝含量为:52%,2.本工程助凝剂采用活化硅酸.3.药液箱容积的计算:本工程混凝剂投药率为:20mg/L,采取每天制药一次.则药液箱容积V=a*Q/(10*b*n)式中：V___药液箱容积,La____混凝剂投药率,mg/L(20)Q____日处理水量,m3/d(350)b____药液含量,一般采用20n_____每日配制药液次数,(1)则:V=a*Q/(10*b*n)=20*350/(10*20*1)=35L4.本工程投药采用泵前投药方式,由孔口计量设备苗嘴流出的混凝剂药液投加在水泵吸水管上.采用孔口计量投药设备(十二)消毒剂计算:1.本工程消毒剂采用次氯配钠消毒剂,采用直流式次氯酸钠发生器.2.次氯酸钠发生器的产量计算如下式:W=24QD/T式中：W____次氯酸钠发生器的有效氯产量,g/hQ____被消毒水的最大日平均时流量,m3/h(14.58)D____水的设计加氯量,mg/L(20)T____发生器的工作时间,h(10)W=24QD/T=24*14.58*20/10=700g/h3.食盐用量的计算如下式:G=24QDS/1000式中：G_____食盐用量,kg/dQ____被消毒水的最大日平均时流量,m3/h(14.58)D____水的设计加氯量,mg/L(20)S____生产单位质量有效氯所消耗的食盐量,kg/kg(3.5)G=24QDS/1000=24*14.58*20*3.5/1000=24.5kg/d4.盐水槽的容积计算如下式:Vs=100G/(n*N)式中：Vs_____盐水槽的有效容积,LG______食盐用量,kg/d(24.5)n______稀盐水浓度,%(4)N______每日配制次数,(1)Vs=100G/(n*N)=100*24.5/(4*1)=612.5L5.次氯酸钠贮液槽容积计算如下式(有效容积):Act=QDt/C式中：Act_____贮液槽的有效容积，LC______次氯酸钠溶液的有效氯浓度,g/L(8)(或按产品说明书)t_______贮液时间,h.t=24-T=24-10=14h(T为发生器工作时间).Q____被消毒水的最大日平均时流量,m3/h(14.58)D____水的设计加氯量,mg/L(20)Act=QDt/C=14.58*20*14/8=510.3L6.稀盐水(4%)的配制:由溶盐池配制浓度15%左右的浓盐水,静止沉淀后,用比重计测定其浓度,再配制成4%浓度的需要量,启动盐水泵将一定体积的浓盐水送入盐水槽中,然后加入清水使其成为需要浓度的稀盐水.7.配制612L4%浓度的稀盐水所需浓盐水体积计算:(1)浓盐水浓度计算如下式:Cs=а*Ds-b式中：Cs_____盐水的质量百分比浓度，%Ds_____盐水的比重,kg/L(1.1)(应由实测数据为准)а.b_____系数,常温下取а=151.7,b=151.83Cs=а*Ds-b=151.7*1.1-151.83=15%(2)配制612L4%浓度的稀盐水所需浓盐水体积:V=4*612/15=163.2L.8.本工程消毒液投放采用水射器投药方式四.结束语从本工程来看,对具有丰富优质杂排水的大型居住社区来说,从水量平衡及计算不难看出,其优质杂排水水量与中水用水量之间本身就可达到长期平衡关系,所需自来水补充水量很小,完全可达到自身循环,大大节约了水资源;且优质杂排水具有较好的原水水质,其处理流程采用完全成熟的传统处理工艺,具有较为丰富的设计.施工.管理经验,有利于降低中水的运行成本,提高中水工程建设的社会及经济效益.