中水回用系数
① 数学环保论文
摘要:以污水处理厂二级出水加混凝、沉淀、过滤、消毒处理为依据,推导出中水处理系统的费用函数。由费用函数计算,当处理规模控制在150m3/d以上,则包括设备折旧的中水处理成本可降至1.50元/m3以下。中水设施的投入产出比为1:4.83。
关键词:污水处理污水回用数学模型
Abstract:agulation,settlement,.,thecostcanberecedtolessthan1./dormore.:4.83.
Keywords:wastewatertreatment;wastewaterreuse;mathematicalmodel
引言
污水资源化包括城市污水、工业废水和建筑小区生活污水的再生利用。其中建筑中水的回用,是指通过对集中住宅小区和密集建筑群等生活杂排水的局部收集、处理,再回用于附近建筑物和建筑小区的冲厕、绿化等生活杂用[1]。中水回用既节省水资源,又减少城市供排水管网和处理设施的负荷,是解决缺水问题的一条有效途径。但中水技术一直没有快速发展,原因之一是费用问题,本文试对中水技术的费用进行分析。
1中水回用的经济分析
中水回用工程,一直没有得到更广泛的推广和应用,原因在于其效益问题。中水成本受多方面因素的影响,运行规模是其主要的影响因素[2]。处理规模与运行成本关系见图1,处理规模与投资关系见图2。图1和图2是按一般建筑中水处理流程(即:污水→格栅→调节池→生物处理→沉淀→过滤→消毒→储存池→回用)所建立起的中水处理费用函数C=345000Q2.9计算出来的,式中,C为工程投资(元/m3);Q为水量(m3/d)。
处理规模控制在150m3/d以上,则不合设备折旧费的制水成本可降至0.75元/m3以下,包括设备折旧的成本可降至1.50元/m3以下[3],为了降低中水的成本,除扩大处理规模以外,还应扩大中水的使用范围,应用新的处理技术。以北京为例,建筑中水、成本(1.4-1.5元/m3)比涉外宾馆的自来水费(1元/m3)加排污费(0.12元/m3)的总和还要高。中水成本比自来水价高,也有水价过低的原因,水价并没有真实的反应它的价值,政府还应适当调整自来水价。中水回用项目不仅具有直接的经济效益,而且还有间接的社会效益和可以相对定量的环境效益。所以中水回用的效益直采用效益一费用分析方法来分析评价。综合效益来看,中水设施的投人产出比为1:4.83,即使有些单位的中水成本高于自来水水费,但只要不超过7.45元,从社会经济效益来看,都可以认为是有效益的〔2-3〕。
在中水的实际应用中存在着许多人为的导致中水成本偏高的因素,这些因素是可以通过加强管理及人员培训等方式来解决的,而且随着经济杠杆在水资源管理中的应用,在市场经济下,按照供需平衡的原则给予淡水以商品价格以及征收排污费将成为趋势,所以中水的价格将表现出明显的优势。
2中水系统的费用
2.1费用模型
中水处理系统投资可借鉴城市污水处理厂的费用函数,参考国内外常用的工艺,选择污水二级处理加深度处理的工艺流程,其中深度处理采用混凝沉淀、过滤、消毒。费用函数表示为[4]:
C=αQβ
式中:C——投资费用;
q——处理水量;
α,β——系数。
根据国内外已有的中水工程技术经济函数,得出系数为:当原水为生活污水,α=375.24,β=0.86;当原水为二级出水,α=153.70,β=0.83。这一公式可以大概估算中水回用工程的投资。
2.2中水价格组成
污水经过净化处理成为中水,可满足人对水的需求,表现了物品的效用性,中水转化为商品水,对于其价格的确定,不失商品的一般性。合理的中水价格应该是单位中水的运行费和利润之和,即
P=P1P2P3P4
式中:P1——指中水处理工程建设中固定资产(厂房、设备等)的基本折旧费;
P2——输配水管网的折旧费;
P3——直接运行成本费(由能耗、药剂费、人工费、维修费等组成);
P4——正常利润。
在市场经济中,还可根据供求关系来调节其价格,在一定范围内浮动,体现中水回用的经济效益。
3中水道的发展前景
中水道技术是污水资源化综合利用技术。中水回用,有其明显的经济效益,还有间接的环境效益和社会效益;随着自来水价的提高以及高效低能的中水处理技术和设备的开发,中水水质也将进一步提高,中水回用将会明显占有经济上的优势。随着人们环保意识的加强,对中水回用的接受程度也会提高,国家有关政策也在积极鼓励支持中水回用事业,中水回用是开源节流的一条有效途径,将成为今后市政建设中的一项重要内容
② 废水排放量与用水量的关系(比例多少)
一、统计用水、排水等有关指标,必须首先对给水系统有个概略了解。在工业生产中按给水的路线和利用程度,分为直流、循环和循序三种给水系统。
1、直流给水系统指工业生产用水由就近水源取消,水经过一次使用后便以废水形式全部或大部分排走。其生产用水量等于企业从地下水源和地面水源取用的新鲜水量。
2、循环给水系统指使用过后的水经适当处理重新回用,不再排走。在循环过程中所损耗的水量,须从水源取水加以补充。
3、循序给水系统是根据各车间对水质的要求,将水重复利用,将水源送来的水先供甲车间使用,甲车间使用后的水或直接送乙车间使用,或经适当处理(冷却、沉淀等)后加压送乙车间或丙车间使用,然后排放。这种系统也叫串级给水系统。
二、废水排放量的计算有两种:
1、使用各种流量计进行测量,如监测数据、各种流量计测得的数据和连续自动监控测得的数据等。
2、系数估算法。从排污单位的新鲜用水量来估算其污水排放量。
(1)排污单位的新鲜水量没有进入其产品,一般其污水排放量可以估算为新鲜水量的0.8―0.9倍。
(2)有相当部分变成产品(如啤酒、饮料行业),则其污水排放量应以新鲜水量减去转成产品数量的0.8―0.9倍。
(3)部分行业水的重复利用率很高,如轧钢、选矿等行业水的重复利用率都高达80%~90%,水经过多次使用,蒸发和流失都很大,这时用新鲜水量推算污水排放量时所用的系数就比较小,有时甚至会达到40%~50%。还可以利用产污系数进行测算。
③ 中水回用处理流程中,用到的板式换热器,起到什么作用呀
板式换热器的广泛应用
一 民用
1:集中供热
板式换热器应其结构紧凑,操作维护简便,传热效率高等特点,已成为城市集中供热工程中换热站的首选换热产品,适用于水-水换热系统,汽-水换热系统及生活热水供应系统,对合理分配热能,提高热管理水平起到重要作用。
2:空调系统
板式换热器广泛用于空调系统中冷冻水的换热,在冷却塔与冷凝器之间靠近冷凝器处安装板式换热器可以起到冷凝器的作用,防止设备腐蚀或堵塞,并可在过渡季节节省冷水机组的运行时间。
3:高层建筑的压力阻断器
在高层建筑中,以水,乙二醇等为换热介质的暖通空调系统常会具有极高的静压力,采用板式换热器做为压力阻断器,可将较高的静压分解为几部分较小的压力,从而降低系统对泵,阀,冷热水机组等设备的压力要求,节约设备的投资费用及运营成本。
4:冰蓄冷系统
采用板式换热器的冰蓄系统对电网起到削峰填谷的调节作用。即利用冷水机组在夜间制冷,在蓄冰罐里蓄冰,满足次日的冷量需求,降低空调的负荷峰值,从而有效地节约能源,节省运行费用。
5:废热回收
在各个领域内,每天均有大量的热量随着废弃的热介质(如排放的生活热水,洗浴热水,工艺冷却水等)而排放入周围大气环境中,造成了能源的巨大浪费,由于板式换热器的投资成本低,热效率高,对冷热介质的温差要求极低,可将废热回收转换为二次可利用热能,并将其用于预热工况中。具有良好的社会效益和经济效益。
二 工业
机械工程 电站 钢铁工业 废热回收
机器冷却 循环水冷却 铁模冷却 洗染废液回收
乳液冷却 冲洗冷却剂冷却 连铸机冷却 食品加工废油排液
液压油冷却 润滑油冷却 液压油冷却 纸浆清洗排液
润磨油冷却 发电机转子与定子水冷却 炉水冷却 蒸汽冷凝水回收
窑炉水冷却 变压油冷却 焦化厂水冷却
传动油冷却 电缆油冷却 乳液冷却
蒸压器冷却 氨浴液冷却
发动机冷却 淬火油冷却
辊水冷却 压缩机冷却剂冷却
循环水冷却
活塞和涡轮机 表面处理 纺织工业 造纸工业
发动机冷却 电解液冷却 纺织清洗剂热量回收 废水冷却
柴油发电机站热量回收 油漆冷却 毛料清洗液加热 清洗水冷却
气轮机冷却 电镀液冷却 染料厂废液加热 废水蒸发
压缩机冷却 除油液加热 水溶液冷却
磷化液加热 纺织机润滑油冷却
化纤工艺冷却
食品及饮料 食品油加工 医药卫生 化学工业 油脂化工
原果汁加热 食用油加热及冷却 乳液冷却 碱液冷却 石蜡冷却
果酱加热 脂肪酸冷却 悬浮液加热 酸液冷却 肥皂液冷却
萃取水加热 玉米油冷却 血浆加热 氯溶液冷却 矿物油冷却
碳酸气果汁加热 椰子油冷却 柠檬酸加热 盐水预热 内脂溶液冷却
糖浆加热 花生油冷却 输液冷却 碳酸钾溶液冷却 洗发膏冷却
果汁加热 棉花籽油冷却 硼酸液加热 制漆工艺冷却
木瓜醇加热及冷却 棕榈油冷却 抗菌素液加热
各种酒类加热及冷却 淀粉液加热
船用和发动机 离岸和近海 汽车工业
中央冷却 中央冷却 淬火油冷却
润滑油冷却 润滑油冷却 油漆冷却
活塞冷却剂冷却 过程冷却 磷酸盐处理液冷却
传动油冷却
重燃料油预热
柴油预热
海水升温
1 传热 :
传热,即热量的传递,是自然界中普遍存在的物理现象。凡是有温度差存在的物
系之间,就会导致热量从高温处向低温处的传递的传热过程。
解决传热问题,都需要从总的传热速率方程出发,即:
Q--冷流体吸收或热流体放出的热流量,W;
K--传热系数,
A--传热面积,;
--平均传热温差,℃。
传热的基本方式
根据热量传递机理的不同,传热基本方式有三种,即热传导、对流和辐射。
·热传导:
热传导又称导热。是指热量从物体的高温部分向同一物体的低温部分、或者从一个高温物体向一个与它直接接触的低温物体传热的过程。
·对流传热:
对流传热是依靠流体的宏观位移,将热量由一处带到另一处的传递现象。在化工生产中的对流传热,往往是指流体与固体壁面直接接触时的热量传递。
·辐射传热:
又称为热辐射,是指因热的原因而产生的电磁波在空间的传递。物体将热能变为辐射能,以电磁波的形式在空中传播,当遇到另一物体时,又被全部或部分地吸收而变为热能。
作为换热设备,我们主要关心的热传导和对流传热。
对流传热大多是指流体与固体壁面之间的传热,其传热速率与流体性质及边界层的状况密切相关。如图在靠近壁面处引起温度的变化形成温度边界层。温度差主要集中在层流底层中。假设流体与壁面的温度差全部集中在厚度为δ1'的有效膜内,该膜既不是热边界层,也非流动边界层,而是一集中了全部传热温差并以导热方式传热的虚拟膜。对流传热速率方程可用牛顿冷却定律来描述,该定律是一个实验定律:
2 对流传热:
对流传热大多是指流体与固体壁面之间的传热,其传热速率与流体性质及边界层的状况密切相关。如图在靠近壁面处引起温度的变化形成温度边界层。温度差主要集中在层流底层中。假设流体与壁面的温度差全部集中在厚度为δ1'的有效膜内,该膜既不是热边界层,也非流动边界层,而是一集中了全部传热温差并以导热方式传热的虚拟膜。对流传热速率方程可用牛顿冷却定律来描述,该定律是一个实验定律:
对两侧流体,均可使用牛顿冷却定律,即:
Q=αAΔt
式中:Q----对流传热的热流量,W;
A----对流传热面积,m2;
Δt----壁面温度与壁面法向上流体的平均温度之差,K;
α----比例系数,称为表面传热系数,W/(m².K)
对流传热过程的计算,归结为如何获取。一般由实验 测定,采用科学的试验方法。
3 特征数:
对流传热的分类:
无相变化传热: 强制对流、自然对流
有相变传热: 蒸汽冷凝、液体沸腾
无相变化时对流传热过程的因次分析
利用因次分析的方法可获得描述对流传热的几个重要的特征数:
(努塞尔数)
(雷诺数)
(普朗特数
④ 中水回用管道用什么管材
中水回用管道用超高分子量聚乙烯耐磨管 。
超高分子量聚乙烯耐磨管 性能特点:
1、高抗冲击性
超高分子量聚乙烯的抗冲击性和吸收冲击能居塑料之首,无论是外力强冲击,还是内部压力波动都难以使其开裂。其冲击力强度为尼龙66的10倍,聚氯乙烯的20倍,聚乙烯的4倍。特别是在低温环境,其冲击强度反而达到更高值。超高分子量聚乙烯的这种柔韧性为输送系统提供了安全可靠的保障。
2、高耐磨性
在诸多管道材料中,超高分子量聚乙烯的摩擦系数最小,加之超高的分子链特别长,使得超高分子量聚乙烯管材的耐磨性在输送各种浆体时比钢管、不锈钢管高4-7倍,比聚氯乙烯管和聚乙烯管高10倍左右,大幅度提高了管道的使用寿命。
3、抗腐蚀性
基于超高分子量聚乙烯是一种饱和分子团结构,故其化学稳定性极高,在一定温度和浓度范围内能耐各种高腐蚀性介质(酸、碱、盐)及有机溶剂的侵蚀。
4、不结垢
超高分子量聚乙烯的自润滑性和不粘附性,摩擦系数最小。特殊工艺生产的管道内壁抗腐蚀、抗磨损、不结垢,因此流动阻力很小,可长期保持流速和流量不减。其内径设计可比钢管减小15.4%。
5、耐候性和抗老化性
超高分子量聚乙烯管材有良好的耐候和抗老化性。一方面,因为超高管道分子链中不饱和分子链很少,分子量大;另一方面,添加了特制改良剂,使得超高分子量聚乙烯管道使用寿命大大超过了普通聚乙烯管道。使用60年左右,超高管道仍可保持70%以上的机械性能。
6、适温性宽
可长期在-269℃到80℃的温度下工作。
7、阻燃性
特殊行业用于防火环境,加入阻燃剂改性,特殊加工工艺制造,克服超高分子量聚乙烯本身可燃性,具有阻燃性能。
8、重量轻、安装方便
本产品柔韧性好,能适应各种地质情况,可直接弯曲铺设;采用法兰连接,无需衬垫片,连接快捷、简便。
⑤ 什么是中水,怎样得到中水
经过了处理但还不能喝的水
中水回用处理方法:
按目前已被采用的方法大致可分为 4 类:
( 1 )生物处理法
利用水中微生物的吸附、氧化分解污水中的有机物,包括好氧和厌氧微生物处理,一般以好氧处理较多。
( 2 )物理化学处理法
以混凝沉淀(气浮)技术及活性炭吸附相结合为基本方式,与传统的二级处理相比,提高了水质,但运行费用较高。
( 3 )膜分离技术
采用超滤(微滤)或反渗透膜处理,其优点是 SS 去除率很高,占地面积与传统的二级处理相比,减少了很多。
( 4 )生物处理法和膜分离技术结合
中水回用新技术膜生物反应器(MBR),具有出水水质稳定,运行成本低,操作简单、维护方便等特点,出水水质完全符合国家中水回用标准。
中水原水相对于城市污水具有流量小、可生化性较好的特点,属于可生化降解的有机污水。根据国内外的实践经验,对该类污水的治理多以生物治理单元为主,结合物化法,能达到回用的要求。生物处理方法主要分为厌氧生物处理和好氧生物处理两大类型。由于生活污水中的有机物浓度不是太高,且水温较低,不宜采用厌氧发酵的处理方法,主要应考虑选择合适的好氧处理工艺。好氧生物处理有多种型式,传统方法有活性污泥法、氧化沟法、接
触氧化法、SBR法、CASS法、AB法、生物接触氧化法、浮动床生物膜法、曝气生物滤池(BAF)、悬挂链式曝气工艺、速分法等。
普通活性污泥法
是早期应用的污水处理工艺,该工艺处理效率虽高,但占地面积大、不耐冲击负荷、难以实行自动控制,近年来,已较少使用。
生物接触氧化法
生物接触氧化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。是具有活性污泥法特点的生物膜法,兼具两者的优点。附着在填料上的生物膜是生物接触氧化处理系统的主体作用物质。由于生物接触氧化法工艺中需要大量的软性或半软性填料,使运行维护困难,且投资增大。较之普通活性污泥法,占地面积大大减小,耐冲击负荷能力明显提高,但其动力消耗大、处理效率较低。
A/O法和A2/O法
在九十年代以后被广泛采用,其处理效果好、耐冲击负荷能力强,在城市污水和工业废水处理中均受青睐,但其基建规模大、投资高、工艺参数控制要求严格、需要较高的操作管理水平。
AB法
即两段活性污泥法,主要适合进水负荷波动大或含有少量毒性物质的污水处理,其处理效率高、占地面积大、运行管理复杂,国内污水处理中受资金和管理水平等因素的限制,很少采用该工艺。
氧化沟法
是传统活性污泥法的重大改进工艺,它具有推流式和完全混合式曝气池的双重优点,采用低负荷、高泥龄的运行参数和特有的曝气设备——曝气转刷。因此,氧化沟工艺具有处理效率高、耐冲击负荷能力强、运行稳定可靠、剩余污泥少、曝气系统大为简化、运行非常方便、可自动控制的特点,但其能耗较大。
曝气生物滤池
是综合普通活性污泥法和生物接触氧化法的优点开发研制的一种新工艺,该工艺具有过滤、吸附和生物降解的多重净化作用,占地面积省,处理效率高,操作简单等优点,但该工艺需大量特制填料,造价高,需同时满足水力负荷和有机负荷的要求。
浮动床生物膜工艺
是近年来污水处理技术研究的重要方向之一,它采用比重接近于水的填料加入曝气池中,曝气时填料能悬浮于水中并在全池内均匀移动,使生物膜、废水、溶解的氧气三相充分接触,提高有机物降解速率。该工艺无须污泥回流,运行费用低,操作管理方便,耐冲击负荷能力强,处理效率高,是一种很有潜力的水处理工艺。但目前悬浮填料的市场价格仍较高,使该工艺的应用受到限制。
悬挂链式曝气工艺
是一种全新概念的曝气技术,可以在一体化构筑物中实现污水处理,减少工程费用和运行费用,污泥产量少,可以去除氨氮、磷等污染物。适用于大型城市污水处理、化工、化纤、酿造、造纸、印染、纺织、皮革、制糖、啤酒等有机污水的处理。
SBR工艺(即间歇式活性污泥法)
是近年来从国外引进的先进工艺,它具有间歇进水、处理效率高、抗冲击负荷高、占地面积小、自动化程度高、兼具脱氮除磷功能、剩余污泥少等优点,特别适用于间歇进水的工业,在国外污水处理中已被广泛采用。SBR是现行的活性污泥法的一个变型,采用间歇进水的方式,其反应机制以及污染物的去除机制和传统活性污泥法基本相同,仅运行操作不一样。其区别在于原污水不是顺次流经各个处理单元,而是放流到单一反应池内,按时间顺序实现不同目的的操作。在一个周期内,所有过程都在一个设有曝气或搅拌装置的反应槽内依次进行,这种操作周期周而复始反复进行达到不断进行污水处理的目的。
速分法
是近年来发展起来的固定床膜法先进工艺,现广泛应用于小区和市政污水处理、景观水体的处理中。同上述其他处理方法相比较,最大的优势在于将生物处理过程中好氧和厌氧有机结合,氨氮去除率高,既减少污泥的产生,杜绝二次污染;同时对于湖泊、河道、景观等微污染水源的处理有较大的优势。
以上所述的各种处理方法,存在各种弊病,如:运行管理复杂,对操作人员的素质要求高,因此人为因素影响大,同时也存在氨、氮、磷等气味去除率低,易波动,容易产生大量污泥,自动化程度要求高,占地面积大等问题。速分法处理工艺已成功地解决了以上存在的诸多缺点,并应用于多个工程。
⑥ 某城市日排放污水量50000m3/d,时变化系数1.4,污水的BOD5值250mg/l,SS值320mg/l,
按你所说应该是生活污水处理,生化性比较好,COD一般也就500的样子,营养比例也会比较均衡,主内体容工艺采用AO就可以
简单的说就是粗细格栅+沉沙池+沉淀池+缺氧池+好氧处理(工艺按自身情况选择)+二次沉淀池
前3为预处理,我想你应该懂的,缺氧是为了反硝化脱氮,好氧+二沉道理也比较简单,好氧去除有机物,硝化,二沉为了污泥沉淀,回流,去除悬浮物等等
深度处理:是为了满足高标准的受纳水体要求或回用于工业等特殊用途而进行的进一步处理 ,通用的工艺有混凝沉淀和过滤。深度处理的末端往往还可以加氯和接触池。