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居住區中水處理系統方案及經濟比較
 
    目前居住區建設中水系統的條件已基本具備,并日趨完善。首先,居住區排水量較大、雜用水需求也大、水量易平衡,對中水系統的設計和平穩運行有利;其次,隨城鎮居民小區的規;约八幚砑夹g的發展,中水系統的初投資和運行費用將大幅度降低;再次,住房的私有化、小區物業管理的興起和完善也為中水系統的投資回報奠定了基礎。采用中水系統后預計居住區用水量可節省30%~40%,排水量可減少35%~50%,將產生良好的社會效益和環境效益。 
   由于中水水源及處理方法不同,中水系統可采用多種形式,而究竟選擇何種形式則成為設計的關鍵,F以某小區為例,選擇3種典型處理方法對水量平衡、初投資及運行費用進行分 析和比較(該小區全部為6層磚混住宅,總建筑面積為10×10 4 m 2 ,容積率為1.2,綠化面積為30%,共有1100戶、3300人、270輛汽車)。 
1 經二級處理后回用 
1.1 特點 
其特點是: 
   a.屬傳統的處理形式,工藝成熟、污泥產量小、設備投資較少; 
   b.以生活污水(不含糞便)作為水源,要求排水實行糞、污分流; 
   c.原水的時、季流量變化較大,水量平衡困難; 
   d.出水水質只能達到沖廁和綠化的要求。 
1.2 水量平衡 
  水量平衡是中水系統的設計關鍵,它既是確定設備處理能力的基本依據,也是中水系統運行可靠的保證,更是降低中水運行成本的前提,采用第一種回用方案的水量平衡 
1.3 設備技術參數 
   通過對水量平衡的分析,確定設備技術參數如下: 
   設計處理能力Q設=150m 3 /d 
   調節池容積V調=0.4Q設=60m 3 ; 
   中水池容積V中=0.25Q設=38m 3 (設計值取40m 3 ); 
   中水供水泵Q泵=25Q中/24=14.3m 3 /h;H=392~441kPa,N=4kW。 
1.4 經濟分析 
  該工程的初投資是指采用中水回用系統與不采用相比所增加的費用,以下同。 
   第一種方案的初投資計算結果見表1,運行費用分析見表2。 
表1 初投資計算結果方案一 類別 項目 單價 計算單位 合計(萬元) 累計(萬元) 
管網 室內外中水 18元/m 2 100 000m 2 180 360 
室內外排水 18元/m 2 100 000m 2 180 
設備 處理設備(含控制) 28萬元  28 30 
加壓設備(含控制) 2萬元  2 
構筑物 調節池 1 000元/m 3 60m 3 6 20 
中水池 1 000元/m 3 40m 3 4 
設備用房 1 000元/m 2 100m 2 10 
總投資(萬元) 410 增加投資(元/m2)   41 
注:①管網是指回用所增加的管道系統; ②表中面積均指建筑面積。 

 
表2 運行費用分析(方案一) 元/m 3  管網折舊費 設備折舊費 處理費 電費 人工費及其他 總計 
1.44 0.24 0.7 0.20 0.24 2.82 

2 經三級處理后回用 
2.1 特點 
  其特點為: 
   a.屬傳統的處理形式,工藝成熟、污泥產量大、設備投資較多; 
   b.以生活污水(含糞便)作為水源,無需糞、污分流,減少了管網的初投資; 
   c.原水的時、季流量變化較小,水源充足; 
   d.出水水質只能達到沖廁和綠化的要求。 
2.2 水量平衡 
  第二種方案的水量平衡。 
2.3 設備技術參數 
  設備技術參數同1.3。 
2.4 經濟分析 
  第二種方案的初投資計算結果見表3,運行費用分析見表4。 
表3  初投資計算結果(方案二) 類別 項目 單價 計算單位 合計(萬元) 累計(萬元) 
管網 室內外中水 18元/m 2 100 000m 2 180 180 
設備 處理設備(含控制) 42萬元  42 44 
加壓設備(含控制) 2萬元  2 
構筑物 調節池 1 000元/m 3 60m 3 6 26 
中水池 1 000元/m 3 40m 3 4 
設備用房 1 000元/m 2 160m 2 16 
總投資(萬元) 250 增加投資(元/m 2 ) 25 
注:①管網是指回用所增加的管道系統; ②表中面積均指建筑面積。 

 
表4  運行費用分析(方案二 )  元/m 3  管網折舊費 設備折舊費 處理費 電費 人工費及其他 總計 
0.72 0.35 1.0 0.20 0.36 2.63 

3 經MBR處理后回用 
3.1 特點 
其特點是: 
   a.屬新型處理工藝,污泥產量極小且采用PLC自控,操作方便但設備投資多; 
   b.膜的更新將增加運行費用; 
   c.以生活污水(含糞便)作為水源,無需糞、污分流,減少了管網的初投資; 
   d.原水的時、季流量變化較小,水源充足; e.出水水質好,除滿足沖廁和綠化的要求外,也能用于洗車。 
3.2 水量平衡 
   第三種方案的水量平衡 
3.3 設備技術參數 
   設計處理能力Q 設 =180m 3 /d; 
   調節池容積V 調 =72m 3 (設計值采用70m3); 
   中水池容積V 中 =45m 3 ; 
   中水供水泵Q 泵 =2.5Q中/24=14.8m 3 /h;H=392~441kPa,N=4kW。 
3.4 經濟分析 
   采用第三種方案的初投資計算及運行費用分析分別見表5、6。 
表5  初投資計算結果方案三 類別 項目 單價 計算單位 合計(萬元) 累計(萬元) 
管網 室內外中水 18元/m 2 100 000m 2 180 180 
設備 處理設備(含控制) 74萬元  74 76 
加壓設備(含控制) 2萬元  2 
構筑物 調節池 1 000元/m 3 70m3 7 19 
中水池 1 000元/m 3 45m3 4.5 
設備用房 1 000元/m 2 75m 2 7.5 
總投資(萬元) 275 增加投資(元/m 2 ) 27.5 
注:①管網是指回用所增加的管道系統; ②表中面積均指建筑面積。 

 
表6 運行費用分析  (方案三)  元/m 3  管網折舊費 設備折舊費 處理費 電費 人工費及其他 總計 
0.69 0.59 1.05 0.20 0.14 2.67 

4 結語 
  通過對3種處理方法的初投資和運行費用的比較可以看出,傳統的污水處理回用方法(糞、污分流)雖然設備費和處理費均較低,可分流排水增加的管網費用卻使初投資大大提高,由此產生的高額運行折舊成本使該流程所具備的處理費用低的優勢完全喪失,因此不適合在居住區中水處理中采用。 
   同是對生活污水的處理,傳統的三級處理法雖然比MBR法的初投資和運行費用都低,但優勢并不明顯,而MBR提供的優質中水從用戶心理上更易被接受,且能延長中水供水設備、管網和器具的使用壽命,再者優質中水用于洗車所產生的經濟效益也不容忽視。隨著膜生產技術的發展、膜組件價格的降低,MBR的投資費用及運行費用也會降低,這在日本已得到證實。因此從發展的眼光看,占地小、不污染環境、高度自控、運行可靠的MBR法應是居住區中水回用工藝的首選。
 

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