校园污水处理与回用的实验研究

第24卷第4期大连轻工业学院学报Vol. 24,No. 42005年12月Journal of Dalian Institute of Light IndustryDec.2005文章编号:1005-4014(2005 )04- 0255-04校园污水处理与回用的实验研究郝军',杨秀红2,李 沅'(1.大连轻工业学院化工与材料学院,辽宁大连116034;2.大连平安环保产业有限公司,辽宁大连116113)关键词:水资源;污水回用;水质摘要:对大连轻工业学院校内污水处理站的处理出水进行了检测分析。根据出水水质、处理成本和回用效益，评估该污水处理的优点和存在的问题。结果表明,处理出水高于生活杂用水和工业冷却用水的指标,适用于对回用水的水质要求较高,但需求量不大的场合。中图分类号:X506文献标识码: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.作为第二水源,城市污水回用可以缓解水资超前、创新、绿色和环保的原则,树立绿色环保校源的紧张问题,减轻江河、湖泊污染,保护水资源园的理念,把供水、排水、绿化和校园景观整体规不受污染。目前,一些国家和地区已出现因水源划,缓解校园供水紧张状况5]。我国兰州交通大资源污染不能使用而引起的“水荒”,被迫不惜付学、西安建筑科技大学、沈阳大学、长沙环境保护出高昂的代价进行海水淡化口。污水经处理后回职业技术学院等高校科研人员对校园污水回用进用,不仅可以回收水资源,保护水资源不受破坏,行了初步研究.并建立了处理工艺与回用系统,取污水回用也是对污水的一种回收和削减,而且污得了-定的经济效益与生态效益,为校园生活污水中相当-部分污染物质只能在水回用基础上回水处理提供了新思路60~8]。大连轻工业学院污水.收[2。以污水为原水的回用,净水厂的制水成本.处理站是针对校园生活污水,通过校企合作,共同要低于以天然水为原水的自来水厂,尤其以远距研究建立的处理系统,获得初步成效。本论文结离输水的能耗与建议费用等时。1992 年我国第合大连轻工业学院污水处理站实例,根据出水水一个污水回用示范工程在大连市投产运行,该工质、经济费用和回用的可能性,研究了污水回用的程基建投资比从碧流河引入同等水量节省投资优势和存在的问题,为校园污水回用提供借鉴。2/3.深度处理成本为0.15元/t,比大连市自来水成本低4/5.具有较好的经济效益、环境效益和社1实验会效益[4]。随着高校建设规模迅速扩大,校园污水排放量不断增加,造成当地水污染负荷的上升。中国煤化工同时为解决校内给排水问题,要采取综合措施,以YHCNMHG工业学院污水处理站.收稿日期:2005-07-11作者简介:郝军(1972~),男 ,讲师.256大.连轻工业学院学报第24卷提供;重铬酸钾(分析纯),天津市科密欧化学试剂水温、溶解氧和pH。开发中心;硫酸亚铁铵(分析纯),天津市科密欧化1.2.4总大肠 菌群的测定学试剂开发中心;硫酸银(分析纯),天津市科密欧在2个已灭菌的50mL3倍浓缩乳糖蛋白胨.化学试剂开发中心;硫酸(分析纯),公主岭市化学培养液的大试管中，以无菌操作各加入已充分混试剂厂;其他试剂均为分析纯。合的水样100 mL。在10支装有已灭菌的5 mL微波密封消解COD速测仪, WGZ-1数字式3倍浓缩乳糖蛋白胨培养液的试管中,以无菌操浊度仪,WQ-1水质分析仪,高压蒸汽霉菌器,恒作加入充分混合的水样10 mL,混合后至于37 C温培养箱,离子活度计。恒温箱内培养24h。经培养24h后进行平板分1.2 实验方法离,用已培养18~24 h的培养物涂片,将涂片在为了准确掌握处理站出水水质,利用不同时火焰上加温固定，待冷却后滴加结晶紫溶液,间、不同频率进行水样采集,共采集6个水样。对1 min后用水洗去。滴加助染剂,1 min后用水洗每-水样进行水质指标的测定。去。滴加脱色剂,摇动玻片,直至无紫色脱色为1.2.1 COD的测定止。滴加复染剂,1 min后用水洗去,晾干、镜检,用移液管吸取水样5 mL置于消解罐中,准呈紫色者为革兰氏阳性菌,呈红色者为阴性菌。确加入5 mL催化剂和5 mL重铬酸钾,摇匀。紧1.2.5氨氮的测定密封盖,将罐均匀放入消解炉玻璃盘上,离转盘边吸取10 mL浓度为0.1、1. 0、10、100、沿约2 cm圆周上单圈排好。消解结束后的消解. 1 000 mol/L的铵标准溶液于25 mL小烧杯中，罐,应制冷或用水冷却后,打开密封盖,将溶液转浸入电极后加入1.0 mL氢氧化钠溶液,在搅拌移到150mL锥形瓶中，用蒸馏水冲洗消解罐2~下,读取稳定的电位值。吸取10. 00 mL水样,由3次,冲洗液并入锥型瓶中,控制体积约30 mL,测得的电位值,于坐标曲线上直接查得水样中的加入2滴试亚铁灵指示剂用硫酸亚铁铵溶液回氨氮含量。滴,溶液的颜色由黄色经蓝绿色,至红褐色即为终点。记录硫酸亚铁铵标准溶液的用量,计算出2结果与讨论.COD。值。2.1进水水样1.2.2 浊度的测定为了准确掌握原水水质,分别取进水化粪池用零浊度水倒入水样杯.没过镜头;将水样放上清夜进行了分析,得到进水水质:COD≤入仪器的样品室内,有“左”字一端紧靠左边。调280 mg/L, SS≤160 mg/L,浊度≤180,pH= 6~整手轮,使示数为零,随即取出水杯,将杯内的零9,DO=4~6 mg/L,t≈10 C。浊度水换上被测水样,读数。2.2出水水样1.2.3出水的水温、溶解氧、pH的测定测定结果见表1。利用WQ-1水质分析仪分别测定各样品的表1出水水样的综合指标指标水样1水样2水样3水样4水样水样6均值SS/(mg.L-1)4.04.35. 03.94.8COD/(mg.L-1)16. 4814. 3217. 8018. 8016.5415. 6016. 59浊度4.73.8DO/(mg. L-1)6.06.86.46.3H8.28.08.7.87.9t/C1(1011110.3细菌数.<<3< <3<5无味氨氮/(mg. L-1)6.323. 983.16中国煤化工4.51.FH.CNMHG。2.3分析与讨论2。具中所木用时怕应时标准是生活杂用水水质标2.3.1指标对比准(CJ25. 1)、农业灌溉水质标准(GB5084-92)、再将化验结果与相应的回用标准进行对比如表生水用于工业用水的水质标准(GB12941 -第4期郝军等:校园污水处理与回用的实验研究2571991)、景观娱乐用水水质标准(GB12941-91)。表2出水指标与相应标准的对比水质标准指标水样生活杂用水农业用水工业回用水景观用水SS/(mg. L-1)10COD/(mg. L-I)16.59501504浊度.30D0/(mg. L-1)6.4pH7.96.5~9.05.5~8.56.0~8.010.3≤35细菌数<3≤105<5X 10550030无味无不快感氨氮/(mg. L-1).51由表2指标对比可知，此出水用于学生公寓.表3新鲜水用水系数和损耗系数的杂用水回用,水质达标,符合生活杂用水的标用途(1- - a;)pi准。另外,水质也符合农业灌溉水和景观水的标洗澡0.10230. 03350. 098 9准,也用于灌溉和景观用水。盥洗0. 14420.001 40. 1440洗涤0.47550.06700. 44372.3.2中水需求量的估算食堂0. 15810. 333 30. 1054大连轻工业学院在校全日制本科学生已达1开水0.01860. 800 00. 0037万余人。研究生300余人,成人教育学生2 900试验0. 101 20. 067 00. 0944合计1. 00001. 30220.890 1余人。校园用水结构按用水部门统计,主要是学生宿舍,占总量的30%左右;其次是绿化和食堂，表4中水用水系数和损耗系数占50%以.上。B(1- μ)β:从系统论的观点看,分散式污水再生回用系冲厕0. 12050. 01670. 1185统不仅与系统内部分质供水和单元供需水的水量清扫0. 1339平衡有关,还受到水价、居民收入、回用水的接受绿化0. 709 51.000 0程度等许多外部影响因素的制约,表现出系统的景观0. 036 11. 000 03. 01670.1185复杂性。系统动力学方法是由美国麻省理工学院教授Forrester在20世纪60年代创立的,在水研由以上计算可知.处理站出水还满足不了学究领域,该方法目前广泛应用于水资源开发、水环校目前中水量的需求,现在只是处于实验运行阶段,即现在每天100多吨的出水,仅能满足1/6 左境管理、水资源供需分析等方面6C9.10]。计算校园节水和污水资源化给排水平衡是按右的需求,起到用水缓解的作用。所以,学校目前供水用途进行分类统计[1。供水用途主要有生用水最多的是公寓生活用水,考虑将其处理出水.活用水、绿化和实验用水三类,主要是生活用水，用于学生公寓的冲厕用水,其中公厕用水的水量按下式计算[12] :由于用水量波动很大,根据学校的人数,所在地区Qc = 1.2XqXmX n/1 000的用水情况.找出和学校类似的一些学校进行类.式中:Qc-冲洗厕所中水回用水量,m2 /d;比、归纳,得到如下平均值，来估算学校的中水需q-每次冲洗用水量,6~12 L/次;求情况(以学校老校区的用水规模来计算)。使用厕所的人数,人/d;根据表3、4,老校区新鲜用水量Q=n-每人每天冲洗次数;600m3/d,中水需求量为1.2一考虑漏损的附加系数。W.=[E(1-a) p]Q/[1- 2(1-pu;)β]中国煤化工差别较大,另外男女生=(0. 890 1X600)/(1-0. 118 5)YHCNMH G每栋楼900人计算,每= 605 m3/d栋楼的日冲厕量约为25m*/d,所以处理站出水.循环水用量= W./(Q+ W.)= 605/(605 +基本可以满足4个学生楼的用水,水质也满足生600)= 50%。活杂用水的水质标准,可以回用。258大.连轻工业学院学报第24卷2.3.3回用 的经济性<5.氨氮4. 51 mg/L,pH=7. 9,满足各种回用水经济指标是中水回用的关键因素之一,成为水质标准。制约中水回用的重要因素。实际上,中水回用的处理出水水量能满足部分学生公寓的杂用水意义不仅在于节约水资源,经济效益也非常突出，需求,可产生一定的社会效益、环境效益和经济效轻工业学院目前的杂用水取于后山的地下水,用益。水泵将其打到各个公寓,目前大连地下井水的水费是1元/t,另外水电费是0.52元/t,所以1 t水参考文献:费用是1.52元。而处理站的处理费用主要有电费、人工费、折旧费,现在5吨水耗电量为[1]王至诚.城市污水回用的可行性研究[J].环境杂志，2.5 kW/h,则可计算每吨水电费是0.33元/t,办1995,12(2):72-73. .公和折旧费为0.03%,总投资为60万元,则每吨[2]李建,张小美.废水资源化是解决水资源紧缺的有水的成本约0.6元/t,是井水成本的39.5%。目效途径[J].四川环境,2000:19(3):31 - 33.前一年用于冲厕的费用约为:10X25X1.52X 365[3]刘明.生活污水回收的研究[J]. 西北农业学报，2003,12(1):153一155.=13.87万元,回用后费用为:4X25X0.6+6X[4]尚跃清,赵振天，周振中.邯郸市东污水处理厂污水25X1.52=8.32万元,可见一年可节约40%的开回用工程介绍[J].给水排水,2002,28(4):7-15.销5.55万元,经济效益比较可观。[5]王有乐,张婷,李晓燕.校园污水资源化给排水设2.3.4 存在问题计模型研究[J].干旱区资源与环境, 2002, 16(2):此回用项目目前还没有推广,一是因为日处理量太小，还不能完全满足校内全部的中水回用[6]刘蕾,李杰,王亚娥,等.固定化高效菌处理校园需求,只能满足部分学生公寓的杂用水需求，部分生活污水的研究[J].兰州交通大学学报(自然科学缓解学校的用水紧张问题;二是校内的给排水管版),2005,24(1):66-69.线较复杂、学校地势不平坦,施工难度较大，同时[7]王书文,邹 轶,张吉娜,等.大学园区污水生态处理技术工艺及系统设计[J].水土保持研究, 2004,11资金来源有限。(3):196- 198.污水的资源化,不仅仅是水质是否达标的问[8]曹卫华.校园污水处理工程及其经济效益分析[J]..题,更有很多人为的因素在里面,中水回用工程-中国给水排水,2004 ,20(2):75.直没有得到更广泛的推广和应用,主要是经济效[9] NANDALAL K D w. Resolving conflicts in water益问题,与之相辅相成的是-系列政府的管理制sharing: a systemic approach[J]. Water Resources度,这些因素可以通过加强管理及人员培训来解Research, 2003 ,39(12):1- 11.决,随着经济杠杆在市场经济中的调节作用,中水. [10] AHMAD s, SIMONOVIC s P. System dynamics回，用的优势就会慢慢体现出来。modeling of reservoir operations for flood manage-ment[J]. J Comput Eng, 2000,14(3):190- 198.3结论[11]王有乐.校园污水资源化模型与研究[J].环境导报,2002.2(2):15-18. .校内污水处理站的处理出水指标为:SS为[12]黄江丽.住宅小区与公厕处理中水回用技术的研究4.8 mg/L,COD为16. 59 mg/L,浊度4.3,色度[J]. 吉林化工学院学报,2001,18(3);33- 35.中国煤化工MHCNM HG