生态建筑雨污水ICAST回用处理系统设计研究论文.docVIP

　　生态建筑雨污水ICAST回用处理系统设计研究论文 论文张道方1 史雪霏1 魏宇1 黄晓晶1 龚铁军 摘要：本文从污水处理装置及其自动控制与监测系统等方面，对各个装置的尺寸、功能、运行参数选择、设备选型、工艺设计特点以及高级自控与监测的实现等内容进行分析阐述，设计生态建筑雨污水就地回用的间歇/循环活性污泥技术（ICAST）处理装置系统。实验运行结果表明，该装置系统可经济、高效、稳定去除雨污水中的污染物，出水达到中水回用标准（CJ/T 95－2000）。 关键词：ICAST 回用处理系统 自动控制和监测 计算机 水污染及其水资源危机是制约我国当前城市建设可持续发展的重要因素，建立一个比较完善的、经济高效的生活污水回用处理系统，实现污水就地资源化和无害化,具有重大的社会、经济和环保价值。生态建筑雨污水回用是上海市科委2003年科技攻关项目专项《生态建筑关键技术研究与系统集成》的一个子项目，它主要是对示范工程——上海建科院莘庄园区.freelittent or Cyclic Activated Sludge Technology，间歇 / 循环活性污泥技术）对生态建筑雨污水回用处理系统进行设计研究，为实施国家建设部和水利部2001年提出的“现代绿色小区40%以上的生活污水经处理后须回用”指标，以及为逐步实现小区污水零排放打下基础1～5。 1 污水回用处理系统设计 1.1 处理装置 污水回用处理装置系统如图1所示，占地约20m2，污水水源为上海建科院莘庄园区包括环境实验楼在内的几栋建筑的全部建筑污水和部分幕墙测试中心的冲墙排水及雨水，设计承担处理水量为20m3/d。 该系统的污水处理主要装置包括调节池、ICAST反应池、二沉池、中间池、过滤柱及消毒池，ICAST反应池由兼氧区和好氧区（主曝气区）组成，连接管道采用PVC塑料管。主要处理装置及其材料如表1所示。 表1 主要处理构筑物及其材料 Tab.1 The treatment device and material 序号 名 称 尺寸 材料 1 调节池 4.4m×0.9m×2.5m 200mm厚钢筋混凝土 2 ICAST池 2.9m×1.2m×2.0m 20mm厚有机玻璃板 3 二沉池 Ф1.4m，h=2.15m 20mm厚有机玻璃板 4 中间池 1.3m×0.8m×1.3m 15 mm厚有机玻璃板 5 过滤池(柱) / 外壳为5mm玻璃钢 6 清水池 4.4m×0.9m×2.5m 200mm厚钢筋混凝土 1.2 工艺流程 ICAST是作者基于SBR及其衍生的ICEAS、CAST/CASS/CASP处理技术发明的一种改进型的活性污泥技术。该专利技术采用灵活的运行方式，可根据实际需要自由选择间歇式或连续式的运行方式。 工艺流程如图2所示，生态建筑雨污水经调节池进入ICAST反应池进行生化处理。ICAST反应池可以采用间歇式和连续式两种运行方式。考虑到维护的方便，本次设计采用连续式运行（如图3所示）。连续运行为连续进水、连续出水，流入ICAST反应池的污水，在兼氧区与活性污泥充分混合后进入主曝气区进行好氧分解，自然停留一段时间后溢流入二沉池，沉淀后上清液出水至中间池，处理过程中回流主曝气区内的部分污泥至兼氧区。 这里将ICAST反应池设计分为一个较小的兼氧区和一个较大的好氧区，目的在于兼氧区不仅可有效地缓冲进水水质波动对好氧区活性污泥的冲击，而且可起到生物选择的作用，抑制丝状菌生长，控制污泥膨胀。运行过程中，兼氧区还可减轻好氧区部分的有机物负荷，使残留有机物更有效地去除。 此外，考虑到进水水质可能有较大波动，因此在原污水污染物浓度较大时可在中间池加入微量混凝剂。由中间池出水经过滤柱进行过滤，并送至清水池，消毒后的出水水质可达到中水回用标准（CJ/T 95—2000）。在处理过程中，各工艺阶段的水质监测指标及其分析方法如表2所示。 采用ICAST技术对生态建筑雨污水进行处理，装置一体化程度高，可以节省基建费用，连续式运行时，为保证在相对较短的停留时间内取得理想的处理效果，通过增设污泥回流系统，使回流混合液NH3-N在兼氧区内利用原水中的碳源反硝化，提高脱氮效果，处理量较大。 表2 水质监测指标及其方法 Tab.2 Detecting methods of the characteristics of sein后称重 7 PO43- 钼酸铵抗分光光度法 8 pH 玻璃电极法（在线监测） 9 DO 氧电极法（在线监测） 1.3 回用系统 将生态建筑雨污水经调节池处理后进入ICAST池生化处理并由过滤消毒后的出水（其水质达到中水回用标准）用于回用的系统，称为中水回用系统，一般由管道、水泵及喷嘴等组成。中水经回用系统可用于生态建筑楼顶平台浇灌绿化、景观水池用水、清洁道路等。 2 自