参考 利用废热回收解决高校洗浴废水处理再利用问题

摘要:首先从浴室排出的洗浴废水经排水管道通过毛发过滤器进行初步的过滤,然后利用学校原有的小型废水沉淀池准备下一步的处理,在沉淀池内加入混凝剂(碱式氯化铝),沉淀水中的有机物等杂质,完成对洗浴废水的沉淀,沉淀池出水口处放置一过滤片,防止大颗粒沉淀物和颗粒进入下一级过滤设备中,经过沉淀后的水先通过装有无烟煤-石英砂(石英砂)的石英砂过滤器过滤其中的微小沉淀物和颗粒,再通过装有活性炭的活性炭吸附罐去除其异味及其中微量极细沉淀物,使其基本达到输送目的地的用水要求,然后进入蓄水池中,再在蓄水池中加入漂白粉对其进行消毒后贮存备用,最后再利用水泵经供水管道将净化水供给用水地点。以某大学为例,校内共师生四万多人,我们通过走访我校洗浴中心,向工作人员请教,得知学校浴室用水夏季平均为130t/d,冬天平均为300t/d,周末则更多,又由调查得知除去寒暑假放假时间以及国庆等各类假期,则学生在校时间约为260天,可知我校每年仅洗浴用水就达数万吨,而全国各类高校共有2286所,在校大学生更是有三千多万,若在各个高校内使用此净化系统,则每年为国家节约的水资源将高达数千万吨,,由此可见,此套净化系统若在全国高校范围内推广使用,将会为国家带来非常大的社会效益和经济效益。一 背景及意义

21世纪人类将要面对一个淡水资源及其困乏的地球,水危机不再是虚幻的猜想,而是一个严峻的现实问题。解决这个问题主要通过两个方面的研究:一、寻找新的水资源,二、将现有的水资源进行充分利用。在现有的技术下第二方面无疑是条捷径,所以说水资源的循环利用的研究在可预见的将来都会是此类研究的重中之重。水资源的循环利用的一个重要部分便是生活污水的回收再利用。洗浴废水作为一种常见的生活污水,对其进行循环再利用的研究很有必要。面对频频告急的全国用水形势,每个人的节水行动对建设节约型社会来说,都是不可或缺的。根据《中国统计年鉴2010》数据显示,截止2009年底,我国普通高校在校生人数2144.657万人,并且随着高校的不断扩招,大学生数量仍然呈逐年递增的趋势,学校是人口聚集的地方,洗浴废水是生活废水的主要来源之一,因此,洗浴废水应优先作为学校一种再利用的水资源,进行循环用水,这必将在学校节约用水中发挥重要作用,并能取得一定的经济效益,更是广大师生进行教育的好教材,也是化工类专业进行专业实习的好。

节约用水是实施可持续发展战略的重要措施。水是生命的源泉,水资源,是全社会的共同责任,让人们培养起惜水、爱水、节水的意识与习惯。根据各大高校的用水习惯,浴室的淋浴水用完之后随污水一起排出,为此,我们以某大学为试点,研究高校洗浴用水的回收、净化的工艺,希望通过对洗浴用水的二次利用,达到节约水资源的目的,通过我们对洗浴废水这种相对成分较为单一的水进行回收、净化形成可利用水的过程,并针对我校实情,设计出本套洗浴废水处理工艺,将洗浴用水进行二次利用,不仅节约了水资源,而且可以为学校节约大量用水费用,大大减少了耗水量,体现了节能减排的思想,具有很强的经济效益和社会效益。二 废水回收设计方案2.1洗浴废水净化处理流程:1. 在学校浴池室外地下建立洗浴废水处理系统,对洗浴废水进行回收、净化处理、储存;2. 在校内铺设供水管道,将净化后的水运送至三栋教学楼的厕所及动力供应中心或其它用水目标;3. 在用水地点与蓄水池之间铺设一回流管道,使用不完的净化水能回流至蓄水池内;2.2 洗浴废水处理系统

洗浴废水水质污染程度较轻,所含的污染物主要有人体皮肤分泌物、毛发、污垢、合成洗涤剂和香料,以及细菌、真菌、大肠杆菌等。洗浴废水的浊度一般可达到几十NTu,但色度不高,且溶解性总固体和总硬度指标比标准值略高,嗅味主要为强烈的洗浴用品的芳香。经处理后可以达到一定的物指标(固体物质、浑浊度和颜色)和化学性指标(化学需氧量),不会引起铁、锰、铜、砷、镉、铬、铅、汞、硒和硼等物质的超标变化。

由于洗浴用水对水质要求很高,需要满足生活饮用水卫生标准,若想要洗浴废水经处理成为可以再次利用的洗浴用水,势必要引起处理成本的大量增加,经济效益低下,因此洗浴废水经处理后主要用于对水质要求不高的地点,比如冲厕、拖地水,工业水的补给、浇洒绿地或作为清洗汽车等杂用水。

因此我们从洗浴废水中所含的污染物出发,综合到经济效益并结合所学知识,我们研究设计出了一套针对洗浴废水的净化处理工艺流程。

本套水处理系统主要通过物理化学方法对洗浴废水进行处理,利用学校已修建的小型的沉淀池,通过对沉淀池的并在地下放置“毛发过滤器”、“石英砂过滤器”、“活性炭吸附罐”等设备进行洗浴废水的处理,并建造蓄水池,起到储存部分净化水的作用,最后经由水泵输送至目的地。见附图1(图中仅代表设备及各管道等,不代表实际比例)

2.3 洗浴废水处理流程及技术要点1、处理流程:(1) 由于洗浴废水中混有毛发等不易沉淀物,故先将其通过毛发过滤器,去除其中毛发,进入沉淀池准备下一步的处理;(2) 在沉淀池中加入混凝剂(碱式氯化铝),沉淀洗浴废水中含有的有机物等,药剂用量为20g/t;(3) 经混凝沉淀后的洗浴废水通过装有石英砂的过滤器及装有活性炭的过滤罐,去除其中残留的微小沉淀物和异味,使其达到用水地点的标准;(4) 处理后的水进入蓄水池,同时在水中投放漂白粉对净化水进行消毒,使水中游离氯量为0.4~0.6g/t,并在水池旁安置一水泵,以增大输水压力。2、主要技术要点:(1)沉淀池由于原有沉淀池的构造并不适合进行沉淀工作,要求对沉淀池进行,为了延长洗浴废水在沉淀池中的停留时间,使药剂与排出水充分作用,提高沉淀效果,要求沉淀池长宽比约为10:1,并且入水处与水平面呈450角,出水处与水平面呈150角,并且在池底修建3m的水平缓冲面,以降低水流速度,药剂与排出水充分作用,使沉降更彻底,并且在沉淀池出口处放置一过滤片,防止大颗粒沉淀物进入下一级处理设备以及控制流速,滤片孔径也不宜过小,以1cm为宜,整个沉淀池长15m,宽1.5m,高2.5m,出水口处比入水口处高约0.045m,也可忽略不计,见附图2(图中所示以标注为准)。

(2)石英砂滤罐及活性炭吸附罐因为洗浴废水经沉淀及滤片初步过滤后,过滤的主要为粒度小于1cm的颗粒,所以首先在石英砂的过滤下去除其中的细小颗粒,滤罐中装填石英砂的高度以600mm为宜,有条件的学校也可用无烟煤-石英砂滤料,高度各为300mm,无烟煤在上,石英砂在下,为过滤效果,水流速度控制在10m/h左右。活性炭吸附罐主要作用为吸附浴室废水中的COD、异味等及微量的颗粒,所以活性炭装填高度以300mm为准,水流速度可为12m/h。(若想要提高处理效果,有条件的学校使用上述滤料和吸附剂可适当增加高度)(3)蓄水池我校洗浴日用水量为153t左右,则可建成一长宽高分别为8m、8m、3m的蓄水池,蓄水池内投放漂白粉用于消毒,以水中含氯量为0.4~0.6g/t为准,市场上漂白粉有效氯含量一般为30%~38%,即漂白粉投放量为2g~3g/t, 考虑到各学校的日用洗浴用水量及学校的消化能力不同,综合考虑占地面积,则蓄水池的容量可根据学校具体情况自行设计,以能和学校洗浴日用水量大致相同最为适宜。(4)水泵及反冲洗装置

水泵主要用于远距离输水是提高输水压力及用于石英砂过滤器及活性炭吸附罐的反冲洗,水泵功率根据输水管道长度而定,以河南理工大学为例,选用4000W即可,反冲洗工作是为了避免堵塞,使设备能连续平稳工作,可2-3天进行一次,对石英砂(无烟煤-石英砂)反冲洗时,强度可控制在12-15L/m2·S,时间2-3min,在对活性炭进行反冲洗时,反冲洗强度使炭层略微膨胀而上层炭粒不发生强烈晃动时为宜,时间1-2min,反冲洗均强度可通过反冲洗管道上的开行控制。

2.4关于供水以及废水回收管道的铺设

供水管道可在地下150cm处进行铺设,也可通过对原有供水管道的改变从而减小施工难度,并且进行供水时:(1)若对楼层进行供水则先将净化水抽至最高用水处然后逐层下降,比如在我校对一号教学楼厕所进行供水,则可现将净化水抽至第三层,然后逐层降级使用(2)若平地供水,则可直接用水泵输送至用水地点,如用作我校动力中心的冬季供暖用水。以1#教学楼和动力中心为例,在铺设管道时应铺设一回流管道,将不能用完的净化水还送至蓄水池,避免管道的压力过大,在不需供暖时,关闭阀门即可,不需再铺设回流管道。见附图3。

通过以上分析可得,就某大学大学为例,此套净化回收设备平均每天能为学校节约水资源约153t。每年可为国家节约五万多吨淡水资源,具有极高的经济效益和社会效益,而且此套净化系统具有普适性,可在各个高校使用,若此净化系统在全国各个高校内推广使用,则每年可节约淡水资源四千多万吨。从长远来看,五年、十年甚至几十年后不仅为国家节约数亿或者数十亿吨的淡水资源,而且对于培养大学生的节约意识有很大作用,并对我国的可持续发展战略做出不可磨灭的贡献。

三 浴池废水处理系统社会效益分析

面对全球淡水资源的减少,寻找新的水资源及节约现有淡水资源是全球发展的必然趋势,而寻找新的淡水资源不是一朝一夕就可完成的,而节约现有的水资源却是很容易实现的,因此,我们设计出了此套针对洗浴用水再利用的工艺,投入运行后,削减了污水的排放,也在一定程度上缓解城市水资源短缺的矛盾,对城市的社会,经济发展带来了重大影响,促进了城市的可持续发展。该套系统安装简单,成本低廉,,和检修方便,又在地下建造,不影响校园规划。此套洗浴废水再利用系统有利于培养大学生的节约意识,使“节能减排”思想深入,并对我国建设“资源节约型,友好型”社会做出巨大贡献,符合经济和社会双重效益。减少用水费用的投入并不是我们最终的目的,节约我国日益宝贵的淡水资源才是我们共同的。

四 浴水废水处理系统利用前景分析

由于我国高校数量非常多,针对不同高校不同情况应具体分析,各个高校可根据自身的可利用优势进一步充分利用该浴水废水处理系统,例如某高校附近有企业工厂如电力厂,则可将处理过的水向该工厂企业输送,除此之外,一些对水质要求不是太高的地方且距离该高校较近,如大型洗车场,也可以向该地输送。这样不仅节约了水资源而且还为学校赚的了一部分额外的经济效益,不仅体现了高校的科学更重要的是向广大师生、企业工厂和市民宣传了水是生命的源泉,水资源,是全社会的共同责任,更进一步地让人们培养起惜水、爱水、节水的意识与习惯。

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