住宅小区中水净化工艺设计方案.doc

住宅小区中水净化工艺设计
摘 要
我国面临着严重的水资源短缺和水环境污染问题。日益严重的水量型和水质型缺水不仅严重困扰着人民的生活，也成为影响和制约我国经济可持续发展的主要因素之一。随着人口的增长和房地产事业的发展，城市住宅小区的用水量和污水排放量越来越大，建立住宅小区中水回用系统，将居民生活污水经集流、水处理后回用于小区的冲厕、绿化等，既可以大幅度减少小区周围水环境的污染负荷，又可开辟可靠、稳定的第二水源，因而具有重大的研究和应用价值。目前，我国大多数城镇住宅小区建设中水系统的条件已基本具备，并日趋完善。随着城镇住宅小区的规模化以及水处理技术的发展，中水系统的投资和运行费用将大幅度降低；小区物业管理的兴起和完善也为小区中水系统的投资回报奠定了基础。
本文通过对多种中水净化工艺进行综合比较，采用“生物接触氧化法＋混凝沉淀”作为主体工艺对住宅小区杂排水进行处理，并对小区地埋式中水净化站进行设计计算。出水水质可达到国家生活杂用水水质标准(CJ/T48-1999)。

关键词：杂排水，生物接触氧化法，混凝沉淀，中水回用

Design on Reclaimed Water Treatment Process
for Residential area

Abstract
China is facing increasingly serious problems of water shortage and water pollution. They not only make people’s life difficult, but also become one of the main factors which affect and restrict the sustainable development of our economy. As the growth of population and the development of real estate, the amount of running water consumption and sewage discharging are becoming larger and larger in urban residential areas. Building up reclaimed water systems for residential areas, treating the collected sewage, and then using the reclaimed water for flushing and virescence, can efficiently reduce the water pollution load around those districts. More important, it is a good way to open up the second reliable and stable water source. So it is of great significance on research and application.
At present, the majority of our urban residential areas are ready to build up reclaimed water systems. With the thriving of large scale residential areas, as well as the development of water treatment technology, the investment and operation cost of the reclaimed water system will be significantly reduced. The rising and improving of property management for residential districts also make foundation for the return on investment.
Based on a comprehensive discussion of various waste water treatment technology, the "biological contact oxidation + coagulation and precipitation" is chosen as the main process to treat the gray water, and detailed design and calculation are made for the water purification station. The effluent quality could meet the state water quality standard of miscellaneous water of living (CJ/T48-1999).

Key Words: gray water，biological contact oxidation，coagulation and precipitation，
reclaimed water reuse

目　录

中文摘要 Ⅰ
英文摘要 Ⅱ
1　引言 1
1.1研究背景 1
1.1.1我国的水资源状况 1
1.1.2解决水资源紧缺的途径 1
1.2国内外中水回用发展情况 1
1.2.1国外中水回用发展情况 1
1.2.2国内中水回用发展情况 2
1.3住宅小区中水回用 3
1.3.1相关术语 3
1.3.2中水回用的目的及意义 3
1.3.3小区中水回用的要求 4
2　住宅小区中水净化方案的确定 5
2.1设计内容简介 5
2.2中水处理流程 5
2.3生物处理工艺比较 6
2.3.1稳定塘 6
2.3.2污水土地处理系统 6
2.3.3 A2 / O 工艺 6
2.3.4 CASS工艺 6
2.3.5膜生物反应器(MBR) 6
2.3.6生物接触氧化法(BCO工艺) 6
2.4小结 7
3　水量平衡 8

3.1水量平衡计算 8
3.1.1中水原水水量的计算 8
3.1.2中水处理量的计算 8
3.2水量平衡图 9
4　处理构筑物的设计计算 10
4.1溢流井 10
4.2细格栅 10
4.2.1设计要求 10
4.2.2设计计算 11
4.2.3设备选型 12
4.3隔油池 12
4.4毛发聚集器 13
4.5曝气调节池 13
4.5.1设计依据 13
4.5.2设计计算 13
4.5.3仪器设备 14
4.6生物接触氧化池 14
4.6.1设计计算 14
4.6.2填料与曝气设备 15
4.7水力循环澄清池 16
4.7.1设计计算 16
4.7.2药剂与设备 21
4.8重力式无阀滤池 21
4.8.1已知条件 21
4.8.2设计计算 22
4.9消毒 25
4.9.1设计依据 25
4.9.2设备选型 25
4.10中水池 26

4.10.1设计依据 26
4.10.2设计计算 26
4.11污泥浓缩池 26
4.11.1设计参数 26
4.11.2设计计算 27
4.12污泥脱水 27
4.12.1储泥池 27
4.12.2污泥脱水 28
5　投资估算 29
5.1主要建、构筑物说明 29
5.1.1溢流井 29
5.1.2细格栅槽 29
5.1.3隔油池 29
5.1.4曝气调节池 29
5.1.5生物接触氧化池 29
5.1.6水力循环澄清池 29
5.1.7重力式无阀滤池 29
5.1.8中水池 30
5.1.9污泥浓缩池 30
5.1.10储泥池 30
5.2投资估算 30
5.2.1土建工程　 30
5.2.2主要设备及材料　 31
5.2.3工程造价明细表　 32
5.3电气控制系统 32
5.4施工运行过程中的环境保护 32
6　结论 33
致谢 34
参考文献 35

1　　引言
1.1研究背景
1.1.1我国的水资源状况
众所周知，水资源紧缺已经成为世界性问题。我国也同样面临水资源短缺的现实。我国的地域特征决定了我国的水资源具有总量丰富、人均占有量相对不足、时空分布不均衡等特点。
我国是一个水资源匮乏的国家，虽然总体上水资源量有2.8×1012m3，居世界第6位，但由于人口众多，人均水资源占有量不到2400m3，只有世界人均占有量的1/4，居世界第110位，是13个贫水国之一[1]。到2030年，我国人口将达到16亿，人均水资源量将下降到1700 m3，形势十分严峻。据有关资料显示，我国有80%的城市由于工业生产发展和人口增加等原因导致不同程度的缺水，缺水总量每年达1200亿m3。不仅如此，我国的污水排放量每年递增约14亿m3[2]。日益严重的水量型和水质型水资源短缺不仅严重困扰人民生活的基本需求和生活质量，也成为影响和制约我国经济可持续发展的主要因素之一。
1.1.2解决水资源紧缺的途径
为了解决水危机，世界各国各地区都在采取积极有效的措施，旨在“开源节流”。我国解决水资源短缺的途径主要有：使用节水卫生器具；实行清洁生产(如，工业冷却水循环使用)；污水灌溉；海水淡化；远距离输水(如，引滦济青、南水北调等工程)；以及中水回用工程等。其中，使用节水卫生器具和实行清洁生产的“节流”量有限；随着城市污水中重金属等有毒物质含量日益增加，污水灌溉严重威胁农作物的生长和安全食用、地下水的安全饮用；海水淡化和远距离输水虽然取得了“开源”的成效，但成本很高，且以破坏生态环境作为高昂代价。
在各种措施中，最为行之有效的途径之一就是“中水回用”。中水回用是提高水资源利用效率、缓解水资源紧张的有效途径和直接措施，是实现水资源持续利用战略的重要组成部分。
1.2国内外中水回用发展情况
1.2.1国外中水回用发展情况
中水回用起源于日本，经过10多年的开发利用，它在美国、日本等发达国家得到了广泛的应用，并显示出明显的经济效益，已成为城市水资源的重要组成部分。
美国是世界上进行污水再生利用最早的国家之一，20世纪70年代初开始大

规模污水处理厂建设，1979年美国有357个城市回用污水，有污水回用点536个，涉及城市回用、娱乐回用、环境回用、工业回用等方面。全国城市污水回用总量约为9.4×108m3/a，其中灌溉用水占总用水量的62%，工业用水占总用水量的31.5%，5%用于地下回灌，1.5%用于娱乐、渔业等[3]。
日本的水资源虽较丰富，但人均水资源占有量仍低于世界平均水平。节约用水一直受到全社会的关注。日本从1962年就开始回用的实践，促进了当时的工业复兴。到20世纪80年代中期，日本的城市污水回用量就达6.3×107m3/d。日本的双管供水系统比较普遍(其一为饮用水系统，另一为再生水系统，即中水道系统)，中水道的再生水一般用于冲洗厕所，浇灌城市绿地及消防。日本在政策上鼓励中水回用，日本政府制定了奖励政策，通过减免税金、提供融资和补助金等手段大力加以推广中水回用技术。而且同时还要求新建的政府机关、学校、企业办公楼以及会馆、公园、运动场等公共建筑物必须设置中水道[4]。
除日本、美国外，以色列、俄罗斯、西欧各国、印度、南非和纳米比亚的污水回用技术也很普遍，南非和纳米比亚等国甚至建起了饮用再生水制造工厂。中水回用已经成为世界上不少国家解决水资源不足的战略性对策，在国外已有丰富的经验，值得我们学习和借鉴。
1.2.2国内中水回用发展情况
我国从20世纪50年代起开始采用污水灌溉的方式回用污水，但真正将污水处理后回用于城市生活和工业生产，有20年左右的历史。我国的污水回用事业大致可分为三个阶段：1985年前的“六五”期间是起步阶段；1986－2000年的“七五”、“八五”、“九五”这15年是技术储备和示范工程引导阶段；2001年以“十五”纲要明确提出“污水处理回用”为标志，国家进入全面启动阶段。目前我国已投产的城市中水回用工程有近四十个，回用规模多为(1－10)×104m3/d，约为全国城市污水设计处理量的1%左右。中水回用可以说是最大规模最有效的节水措施。前些年全国每年节水约10亿m3，而中水回用推算每年可增加城市供水几十亿m3。可见，我国城市中水回用事业将有巨大的发展空间和潜力[4]。
随着国外中水技术的引进、国内中水试点工程的建设及中水处理设备的研制，我国的中水回用在北京、大连、深圳、天津等城市已有较多的成功应用。无论是城市污水处理后的深度处理技术，还是宾馆、酒店、大型建筑群、小区的中水处理技术，目前在国内外都是成熟的。因此，我国的中水回用在经济技术上都有很大的可行性。
但是与西方发达国家相比，我国在中水回用领域仍处于落后状态，目前我国城市污水处理率不足20%。这主要是因为长期以来，水价过低和体制问题成为了我国中水回用市场进程中最大的拦路虎、绊脚石。而解决这一问题的根本途径就是合理调整水价，改善中水回用局面，引入市场化运营机制，利用经济杠杆推动中水市场的持续发展。例如：在城市中水回用的建设过程中，逐步引入市场经济的机制，根据具体环境要求确定水处理程度，重视能耗低的水处理技术和污水资源化技术的应用，建立不同规模、多种形式的中水回用系统。改变中水回用的经

营方式，面向产业化、市场化已刻不容缓。
1.3住宅小区中水回用
1.3.1相关术语
中水 (reclaimed water) 指各种排水经处理后，达到规定的水质标准，可在生活、市政、环境等范围内杂用的非饮用水[5]。
中水系统 (reclaimed water system) 由中水原水的收集、储存、处理和中水供给等工程设施组成的有机结合体，是建筑物或建筑小区的功能配套设施之一[5]。
小区中水 (reclaimed water system for residential district) 在小区内建立的中水系统。小区主要指居住小区，也包括院校、机关大院等集中建筑区，统称建筑小区[5]。
中水原水 (raw-water of reclaimed water) 作为中水水源而未经处理的水[5]。
中水设施 (installation of reclaimed water) 是指中水原水的收集、处理，中水的供给、使用及其配套的检测、计量等全套构筑物、设备、器材[5]。
水量平衡 (water balance) 对原水水量、处理量与中水用量和自来水补水量进行计算、调整，使其达到供与用的平衡和一致[5]。
杂排水 (gray water) 民用建筑中除粪便污水外的各种排水，如冷却排水、游泳池排水、沐浴排水、盥洗排水、洗衣排水、厨房排水等[5]。
1.3.2中水回用的目的及意义
住宅小区中水系统就是将住宅小区中人们生活或生产活动中排放的生活污水、冷却水等经集流、水处理后再回用于住宅小区。经再生处理后的水可作冲洗便器、浇洒街道、绿化水景、洗车、空调冷却、消防等方面用水，是一种介于建筑生活给水系统与排水系统之间的杂用水系统[6]。
随着我国房地产事业的蓬勃发展，城市住宅小区的用水量和污水排放量越来越大，而在人们使用过的生活污水中，污染杂质仅占0.1%，绝大部分是可再利用的清水。城市供水量的80%～90%变为生活污水排入下水道，是一种很大的资源浪费，至少有70%的污水（相当于城市供水量的一半以上）可处理后安全回用[7]。由于住宅小区位置分散，如果全部生活污水依靠城市污水厂处理，收集与传送难度较大。事实上，住宅小区冲厕、洗车、绿化、水景等引起的用水对水质的要求并不高，如若采用小区中水系统，则不仅可以满足上述用途对水质、水量的要求，而且预计住宅小区用水量可节省30%～40%，排水量可减少35%～50%，能够产生良好的社会效益和环境效益。住宅小区中水系统还具有实施方便，不影响市政道路，回用管道短，投资小等优点，对中水回用的推广大有益处。此外，通过污水处理回用，可大幅度减少水体环境的污染负荷，开辟可靠、稳定的第二水源，因而具有重大的研究和应用价值。
在住宅小区达到设立中水系统的经济性取决于小区的规模。当小区的人口达到1万或中水用量达到750m3/d时，设立中水系统比传统供水经济合算。住宅小区的中水如能和附近的污水处理厂进行有效的结合起来，更能发挥中水的经济效益。
目前，我国大多数城镇住宅小区建设中水系统的条件已基本具备，并日趋完善。居民区排水量较大、杂用水需求量也大，水量易平衡，对中水系统的设计和平稳运行十分有利。随着城镇住宅小区的规模化以及水处理技术的发展，中水系统的投资和运行费用将大幅度降低；小区物业管理的兴起和完善也为小区中水系统的投资回报奠定了基础[6]。
1.3.3小区中水回用的要求
中水回用必须满足三个要求：①水质合格；②水量足够；③经济合算。
水源是保证小区供水的前提条件，中水回用对水源的要求为：①有一定的水量且稳定可靠，可以满足中水供应的要求；②原水易于收集，减少集流系统的投资费用；③污染较轻，易于处理和回用，投资费和运行管理较低；④处理过程中不产生严重的污染；⑤原水本身和回用水对水体、中水用水器无害；⑥节约水资源效果明显，减少小区用水费用和排污费用；⑦具有社会效益、环境效益、经济效益，利于小区的建设[8]。
中水水质应满足以下要求：不影响人体健康；对环境质量不影响；使用者维护无不良影响；不影响产品质量；为使用者接受；技术可行；经济合理，水价水竞争力；对使用者要进行安全教育。详细指标见表1.1。
表1.1　生活杂用水水质标准(CJ/T48－1999)
项目
冲厕、绿化
洗车、扫除
pH
6.5-9.0
6.5-9.0
色度(度)
≤30
≤30
气味
无不快感觉
无不快感觉
一浊度(度)
≤10
≤50
总碱度(以CaCO3计)
mg/L
≤450
≤450
溶解性固体 mg/L
≤1200
≤1000
BOD5 mg/L
≤10
≤10
CODCr mg/L
≤50
≤50
氯化物 mg/L
≤350
≤300
NH3－N(以N计) mg/L
≤20
≤10
阴离子表面活性剂 mg/L
≤1.0他
≤0.5
铁 mg/L
≤0.4
≤0.4
锰 mg/L
≤0.1
≤0.1
游离余氯 mg/L
管网末端≥0.2
管网末端≥0.2
总大肠杆菌群数 (个/L)
≤3
≤3

2　　住宅小区中水净化方案的确定
2.1设计内容简介
本次设计的主要内容是为西北地区某一5万人的新建住宅小区设计一个地埋式的中水净化站，处理后出水用于小区住户的冲厕、绿化。小区总占地面积约70公顷，住宅用地面积约占28%，道路面积约占12%，绿化面积约占35%，剩余25%用于修建停车场、超市等小区配套服务设施的预留空地。
该新建小区采用双排水管网，实行部分集流、部分回用。中水水源选用含溶解性有机物和LAS较低的杂排水，粪便污水和雨水经收集后排入市政排水管网。根据《建筑中水设计规范》(GB50336－2002)确定原水水质指标为：CODCr:200mg/L，BOD:130mg/L，SS:110mg/L，阴离子表面活性剂(LAS):9mg/L，pH:7-8。处理后出水水质要求达到我国生活杂用水水质标准(CJ/T48－1999)。
2.2中水处理流程
中水回用的目的不同，水质标准和深度处理的工艺也不同。中水回用需要多种工艺的有机组合，从而使中水系统具有多样化特点。无论采取哪种处理工艺，首先都应经过预处理和初级处理，其后续处理一般分三类：先生化后物化再消毒；物化和消毒；物理处理和消毒。
住宅小区中水处理采用何种工艺，应根据中水水源的水质水量和用水要求，经过水量平衡并通过实验确定，同时考虑投资、运行管理和设备情况进行技术经济分析，优选方案。也可采用我国《建筑中水设计规范》(CECS30－91)推荐的流程[5]：
表2.1　典型中水处理流程
水质类质
处理流程
优质杂排水
优质杂排水水质好，宜采用流程较短的物理化学处理工艺：
原水→格栅→调节池→混凝沉淀或气浮→过滤→消毒→中水
杂排水
杂排水水质与优质杂排水水质相比，污染物的含量要略高一些，因此，处理难度也相应加大了。一般采用生化＋物化组合工艺进行处理：
原水→格栅→调节池→一级生物处理→沉淀→过滤→消毒→中水
生活污水
生活污水成分复杂，污染物浓度高，宜用二段生物处理和物化处理相结合的工艺流程：
原水→格栅→调节池→一段生物处理→沉淀→二段生物处理→沉淀→混凝反应→过滤→消毒→中水
× 此外，规范中还指出，当有厨房排水等含油排水进入原水系统时，应经过隔油处理。

2.3生物处理工艺比较
污水处理系统是小区中水回用工程的关键，小区污水处理工艺是在传统的城市污水处理工艺的基础上发展起来的，主要有：稳定塘、污水的土地处理、A2 / O 工艺、CASS工艺、膜生物反应器(MBR)、生物接触氧化法(BCO工艺)等。
2.3.1稳定塘
利用稳定塘处理小区生活污水，可以充分利用地形、节约资金，并能够实现污水的资源化，但是占地面积大，处理效果易受气候影响，所以很难普及。
2.3.2污水土地处理系统
污水土地处理系统有慢速渗滤、快速渗滤、地表漫流、湿地、地下渗滤等形式，经常和氧化塘结合起来使用，可充分利用自然条件，结构简单、费用低，对广大农村和小城镇地区很适用[9]。
2.3.3 A2 / O 工艺
A2 / O法，即厌氧－缺氧－好氧法，是在A/O法脱氮工艺基础上发展起来的具有同步脱氮除磷功效的污水处理工艺。该工艺总的水力停留时间少于其他同类工艺，但处理构筑物较多，需回流硝化液，污泥增长有一定的限度，脱氮除磷效果难于进一步提高[10]。
2.3.4 CASS工艺
CASS工艺是近年来国际公认的处理生活污水及工业废水的先进工艺。该工艺是在SBR工艺的基础上，反应池沿长度方向设计为两部分，前部为生物选择区也称预反应区，后部为主反应区，在主反应区后部安装了可升降的自动撇水装置，曝气、沉淀、排水等过程在同一池子内周期循环运行，省去了常规活性污泥法的二沉池和污泥回流系统[11]。但是CASS工艺对于滗水器的要求很高，且各池子同时间歇运行，人工控制几乎不可能，全靠电脑控制，对处理厂的管理人员素质要求很高，对设计、培训、安装、调试等工作要求较严格。
2.3.5膜生物反应器(MBR)
膜生物反应器(MBR)是将生物处理技术与膜分离技术相结合的一种高效的污水处理新技术，该技术将膜分离装置和生物反应器组合成新的处理系统，运用膜分离技术和生物技术，以膜分离装置取代普通生物反应器中的二沉池，使系统具有高效的污水处理效果和分离效果[12]。但膜技术用于污水处理仍有许多不足和限制，例如：膜污染会使膜的分离性能下降，目前投资和维护费用尚且较高，操作技术要求高等。MBR更适合在建厂空间受限、工地费用昂贵时使用。
2.3.6生物接触氧化法(BCO工艺)
生物接触氧化法(BCO工艺)，又称“淹没式生物滤池”或“接触曝气法”，
是一种介于活性污泥法与生物滤池两者之间的生物处理技术，也可以说是具有活性污泥法特点的生物膜法；它兼具两者的优点，深受污水处理工程领域人们的重视，是最为广泛采用的小区生活污水处理工艺。该工艺具有容积负荷高，抗冲击负荷能力强，污泥生成量少，易于沉淀，不产生污泥膨胀，不需回流污泥，运行安全可靠，占地面积小，投资省，施工安装方便，工期短，操作管理方便等特点；尤其是对住宅小区排水不均匀的情况更具有实际意义[13]。工程实践证明，BCO法对于进水BOD5浓度在100～250mg/L且表面活性剂含量较高的污水具有很好的处理效果。
2.4小结
综上所述，根据本次设计原水水质特点，决定采用“生物接触氧化(BCO工艺)＋混凝沉淀”作为主体处理工艺。参考表2.1中杂排水所对应的处理流程，得出完整的处理工艺流程如下：
图2.1　工艺流程图

3　　水量平衡
　　水量平衡计算是中水设计的重要步骤，它是合理用水的需要，也是中水系统合理运行的需要。建筑中水的原水取于建筑排水，中水用于建筑杂用，上水补其不足，要使其互相协调，必须对各种水量进行计算和调整。要使集水、处理、供水集于一体的中水系统协调地运行，也需要各种水量间保持合理的关系。水量平衡就是将设计的建筑或建筑群的给水量、污水废水排水量、中水原水量、贮存调节量、处理量、处理设备耗水量、中水调节贮存量、中水用量、自来水补给量等进行计算和协调，使其达到平衡，并把计算和协调的结果用图线和数字表示出来，即水量平衡图[5]。水量平衡图虽无定式，但从中应能明显看出设计范围内各种水量的来龙去脉，水量多少及其相互关系，水的合理分配及综合利用情况，是系统工程设计及量化管理所必须做的工作和必备的资料。实践表明，中水工程不能坚持有效运行的一个重要原因，就是水量不平衡。因此，应充分重视这一项工作。
3.1水量平衡计算
3.1.1中水原水水量的计算
该新建小区居民人均日用水量拟定为150L/(人·d)，根据《建筑中水设计规范》(GB50336－2002)确定各种用水量占给水量的百分比如下：
表3.1　各种用水量占给水量的百分数
用途
洗澡
洗漱
洗衣
冲厕
厨房
绿化
总计
比例%
15
11
12
30
25
7
100
水量[L/(人·d)]
22.5
16.5
18
45
37.5
10.5
150
由上表可知，小区日用水总量Qd = 50000×150×10-3 = 7500(m3/d)
由于小区选用杂排水作为中水水源，故按照日用水量定额分配比例法[8]可得小区中水原水水量为
Q = ∑c·b·Qd = 0.85×(1-0.3-0.07) ×7500 = 4016.25(m3/d)
式中　c——折减系数，取0.85；
　b——取自中水原水的给水项目占总水量的百分比，见表3.1；
　Qd——日用水总量，m3/d。
3.1.2中水处理量的计算
a.中水用量　小区中水用于冲厕和绿化，按其占用水量的百分比计算如下：冲厕用水量q1 = 1.2·b·Qd = 1.2×0.3×7500 = 2700(m3/d)
式中　1.2——考虑漏损的附加系数。
绿化用水量q2 = 0.07 Qd = 0.07×7500 = 525(m3/d)

中水用水总量Qz = q1+q2 = 2700+525 = 3225(m3/d)
b.中水处理量　Q1 = (1+n) ·Qz = (1+0.12) ×3225 = 3612(m3/d)
式中　n——中水处理设施自耗水系数，一般取10%～15%。
c.比较可集流中水原水与中水处理量
α =× 100% = × 100% = 11.2%
式中　α——考虑集流水量和中水用水量不稳定的安全系数，一般取10%～15%[14]。
溢流量Q2 = Q-Q2 = 4016.25-3612 = 404.25(m3/d)
中水原水回收率 = = 0.764 = 76.4%>75%，符合《建筑中水设
计规范》(GB50336－2002)对于原水回收率的要求。
3.2水量平衡图
水量平衡图见图3.1。
图3.1　水量平衡图

4　　处理构筑物的设计计算
4.1溢流井
根据水量平衡计算结果可知，中水原水溢流量为404.25m3/d，故在原水进入处理设施之前需设置溢流井。根据原水水量特点及细格栅对栅前流速的要求，确定溢流井的大致尺寸为：长×宽×高 = 1.5×1.5×1.9 = 4.275(m3)
溢流井各部分尺寸详见下图：
图4.1　溢流井

溢流井直通地面，方便检修。在溢流井进水管口处设置ZMQF型方形进水闸门，闸门的开启和关闭受曝气调节池中UDA电极式液位控制器的控制，以保证在每日用水高峰期时多余的原水能够及时排入市政管网。
表4.1　ZMQF型闸门主要性能参数
规格
最大工作水头/m
工作介质
安装状态
正常水压状态
闸框距边壁距离/mm
闸框距井底距离/mm
正向
反向
ZMQF
600×600
10
≦3
水或污水
铅垂状态
正面进水
≧300
≧100
4.2细格栅
4.2.1设计要求
因杂排水水质较好，故只设一道细格栅。栅条间距应小于10mm，过栅流速

一般选用0.6～1.0m/s，水头损失一般为0.08～0.15m，栅前水深不小于0.5m，污
水在栅前渠道内的流速一般控制在0.4～0.8m/s，倾角不小于60°[14]。
4.2.2设计计算
　　中水的日平均处理量为Q1 = 3612m3/d，取小时变化系数Kn = 2.8[15]，则最大设计流量Qmax = = = 421.4(m3/h) = 0.117(m3/s)
　　a.栅槽宽度
n = = = 45(个)
B = S(n－1)+en = 0.01×(45－1)+0.008×45 = 0.8(m)
式中　Qmax——最大设计流量，m3/s；
　　　 α ——格栅倾角，60°；
　　　——经验系数；
　　　 e ——栅条净间隙，8mm；
　　　 h ——栅前水深，0.5m；
v ——过栅流速，0.6m/s；
　　　 n ——格栅间隙数；
　　　 S ——栅条宽度，m；
　　　 B ——栅槽宽度，m；
b.过栅水头损失
　　　　　　h0 = = 3.26××sin60° = 0.05(m)
h1 = k·h0 = 3×0.05 = 0.15(m)
式中　——阻力系数，与栅条断面形状有关，=，当为矩形断面时，
= 2.42；计算得，= 3.26[16]；
　　　g ——重力加速度，9.81m/s2；
　　　k ——系数，格栅受污物堵塞后，水头损失增大的倍数，一般k = 3；
　　　h0 ——计算水头损失，m；
　　　h1 ——过栅水头损失，m；
　　c.栅槽总高度　为避免造成栅前涌水，故将栅后槽底下降h1作为补偿
　　　　　　　　H = h+ h1+h2 = 0.5+0.15+0.3 = 0.95(m)
式中　H ——栅槽总高度，m；
　　　h ——栅前水深，m；
　　　h2 ——栅前渠道超高，m，一般用0.3m。
　　d.栅槽总长度　栅前水深与栅前流速的关系为：v1 =，若取栅前流速
v1 = 0.5m/s，则可得进水渠道宽B1 = 0.47m。
l1 = = = 0.45(m)
l2 = = = 0.23(m)
H1 = h+h1 = 0.5+0.3 = 0.8(m)
L = l1+ l2+1.0+0.5+ = 0.45+0.23+1.0+0.5+ = 2.6(m)
式中　B ——栅槽宽度，m；
　　　B1 ——进水渠道宽度，m；
——进水渠展开角，一般用20°；
l1 = 进水渠道渐宽部分长度，m；
　　　l2 = 栅槽与出水渠连接渠的渐缩长度，m；
　　　H1 ——栅前槽高，m；
　　　L ——栅槽总长度，m。
e.每日栅渣量
　　W = = = 0.56(m3/d)
式中　W ——每日栅渣量，m3/d；
　　　W1 ——栅渣量(m3/103m3污水)，取0.1[16]；
　　　K总 ——生活污水流量总变化系数，取1.80[16]。
4.2.3设备选型
由于W>0.2 m3/d，所以宜采用机械清渣。设计选用JT型阶梯式机械格栅除污机，设备参数如表4.2所示：
表4.2　JT型阶梯式机械格栅除污机设备参数
型号
设备宽度B(mm)
电机功率(Kw)
栅条间隙(mm)
JT-800
800
0.75
8
安装角度(α)
井宽(mm)
井深(mm)

60
860
≦3000

4.3隔油池
杂排水中含有的少量油脂会对后续生物处理造成不利影响，因此在预处理阶段需进行简单隔油[17]。由于处理水量较小，故采用已有标准图(S217-8-6)的小型隔油池即可满足要求。池内水流流速不大于0.005m/s，停留时间在0.5～1.0min。
小型隔油池的各部分尺寸见附图3。池中的废油和少量沉淀物可采用人工定期清除的方式在小区排水低峰期进行清除，周期为5～7d。
4.4毛发聚集器
在原水以洗浴水为主的中水工程中，毛发的有效去除对设施管理影响较大，为了不影响泵和其他设备的正常运行，在泵前一般设置毛发过滤器。
本次设计选用快开式毛发聚集器，该设备具有快开式顶盖、不锈钢提篮式过滤内胆，操作简单、清理方便、经济实用、安全可靠。其设备参数如表4.3所示：
表4.3 快开式毛发聚集器设备参数
型号
主体规格
接管口径
最大流量
主体高度
耐压
MF-450
直径450
DN150
170m3/h
750mm
≦0.05MPa
4.5曝气调节池
4.5.1设计依据
中水的原水取自小区住宅楼排水，其水量随着季节、昼夜、节假日及使用情况的变化，每天每小时的排水量是很不均匀的。而处理设备则需要在均匀的水量负荷下运行，才能保障其处理效果和经济效果。这就需要在处理设施前设置中水原水调节池。
本次设计决定采用曝气调节池。一方面，可对原水水量进行调节，以保障后续水处理构筑物能够连续运行；另一方面，通过预曝气不仅可以防止污水在储存时腐化发臭、池内不产生沉淀，以兼性菌为主的微生物群体还可对污水进行预降解，有利于后续的生物处理。
4.5.2设计计算
a.调节池调节容量　《建筑中水设计规范》(GB50336－2002)指出，中水原水调节池的调节容量在缺乏中水处理量逐时变化曲线时，可按下列方法计算：
连续运行时，原水调节池调节容量按日处理水量的35%～50%计算，即相当于8.4～12.0倍平均时处理水量。根据国内外资料及医院污水处理的经验，认为这个计算是合理、安全的。中国环境科学研究院的研究也认为，该调节储量是充分而又可靠的[5]。
根据本次设计原水水量的特点，决定调节池容量按日处理水量的35%计，则
　　 = 0.35Q1 = = 1264.2(m3)
调节池有效水深通常取h1 = 4m，则池底面积为316.05m2。令长为18.6m，宽为17m，超高为0.3m。池底设穿孔管和集水坑，该部分最大水深为0.6m，坡度为i = 0.01(见图4.2)。
b.调节池预曝气量
　Qq = Qh·b = 150.5×0.6 = 90.3(m3/h)
式在 Qh ——中水设施的处理能力，m3/h；
　　　b ——曝气量负荷，m3/( m3·h)；一般为b = 0.6～0.9 m3/( m3·h)。

图4.2　曝气调节池示意图
4.5.3仪器设备
　　a.曝气设备　本次设计选取用三叶罗茨风机对调节池进行鼓风曝气，能够达到省能降噪的预期效果。鼓风曝气需要安装曝气管、曝气头等附属装置。三叶罗茨风机的设备性能参数见表4.4：
表4.4 三叶罗茨风机设备性能参数
风机
型号
转速n
升压Δp
进口流量
Q m3/min
轴功
率Kw
配套电机
噪音dB(A)
整机重Kg
r/min
Kpa
mm
H2O
型号
功率Kw
3L13XD
1450
9.8
1000
1.57
0.43
Y802-4
0.75
68.2
112
XD代表
斜口45
度结构
b