污水回用系統水質模型探討

尹 軍,吳曉燕 (吉林建筑工程學院,水污染控制與資源化利用吉林省重點實驗室,吉林 長春 130021)

污水回用系統水質模型探討

尹 軍*,吳曉燕 (吉林建筑工程學院,水污染控制與資源化利用吉林省重點實驗室,吉林 長春 130021)

在分別對部分污水回用系統和全部污水回用系統進行穩定狀態條件下的理論分析基礎上,建立了相應水質數學模型,據此推論出當污水處理設施去除率E一定時處理水質與循環次數的數學關系,證明了在回用狀態下E與其他各項參數的相互關系,進而求得了無限循環處理時的處理水質表達式,并對水質模型各相關參數特性進行了分析討論.

污水回用系統；去除率；水質

Abstract：When the removal efficiency(E) was fixed in sewage treatment facilities, the mathematic relations between water quality and cycle index were calculated based upon the theoretical analysis to partial treated wastewater reuse system and all treated wastewater reuse system under their stable state. Water quality was related to every parameter in those imitated system, and the expression of the water quality at endless loop was gained too, the end part was the analysis for the changing parameter.

Key words：wastewater reuse system；removal efficiency；water quality

近年來,隨著經濟社會的發展和科學技術水平的提高,污水回用系統在很多地區推廣應用[1].如何更好地回收和利用被稱為“城市第二水源”的城市污水,已成為廣大環境工作者關注的熱點問題[2].

對于污水回用系統,無論采用何種技術方法,一般都需要對使用后的污水進行循環處理[3-4],分析探討這一過程的水質變化[4-5],對于進一步提高污水回用方面的理論研究和技術水平有重要的現實意義.

1 部分回用系統水質模式

污水回用系統通常分為部分回用和全部回用兩種情況[6],部分回用系統的基本流程如圖1所示.

根據該物料平衡關系圖,當整個污水回用系統處于穩定運行狀態時,Q、M、N和K均為常數.此時,如污水處理設施對某種污染物質的去除率E為常數,則回用水的某種污染物濃度將只隨循環處理次數發生變化.

圖1 部分回用系統基本流程Fig.1 The schema chart of the partial treated wastewater reuse system

2 全部回用系統水質模式

污水全部回用系統基本處理流程,如圖2所示.

圖2 全部回用系統基本流程Fig.2 The schema chart of the all treated wastewater reuse system

設圖與式中的各符號含義與部分回用系統相同,根據該物料平衡關系圖,在整個污水回用

系統處于穩定運行條件下,

3 討論

.由此可知,在該情況下n次循環后的出水污染物濃度將比循環處理次數為1時的回用水污染物濃度C1大(圖3).

圖3 當MN≤,E為定值時,n次循環出水水質隨K值變化Fig.3 The effluent quality with changing K after endless loop at MN≤and E fixed

② 若M＞N,Cn′的大小不定,由于存在Cn′=0的點(最小值點),此時可得N=ME;將其代入Cn后得Cn=M(1?E)=C1,說明在這種條件下, 經過n次循環后的出水污染物濃度變化為先降后, 但也始終比循環處理次數為1時的回用水污染物濃度C1大(圖4);

圖4 當M＞N,E為定值時,n次循環出水水質隨K值變化Fig.4 The effluent quality with changing K after endless loop at M＞N and E fixed

圖5 當M＞N,K為定值時,n次循環出水水質隨E值變化Fig.5 The effluent quality with changing E after endless loop at M＞N and K fixed

圖6 當MN≤,K為定值時,n次循環出水水質隨E值變化Fig.6 The effluent quality with changing E after endless loop at M≤N and K fixed

圖7 當M＞N, E為定值時,CnC1隨K值變化Fig.7 TheCnC1with changing K after endless loop at M＞N and E fixed

圖8 當N＞M,E為定值時,CnC1隨K值變化Fig.8 TheCnC1with changing K after endless loop at M＞N and E fixed

圖9 當K為定值,CnC1隨E值變化Fig.9 TheCnC1with changing E after endless loop at K fixed

4 結論

4.1理論分析表明,污水回用一般都會使系統的出水污染物濃度增加,但當回用水后所增加的污染物濃度小于來自污水回用系統之外的污染物濃度,且循環比為一定時,通過提高去除率,可使出水水質保持不變或者更好.

4.2當NME=,且回用水所增加的污染物濃度小于來自污水回用系統之外的污染物濃度時,無論循環比為多少,理論上n次循環后出水的水質都與第一次循環時相同.

4.3理論分析表明,降低污染物的排放量,對污水的處理和循環利用都將產生較大影響.

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Study on the water quality model in wastewater reuse system.

YIN Jun*, WU Xiao-yan (Jilin Province Key Laboratory of Water Pollution Control and Resources Reuse, Jilin Architectural and Civil Engineering Institute, Changchun 130021, China). China Environmental Science, 2010,30(5)：639～643

X703

A

1000-6923(2010)05-0639-05

尹 軍(1954-),男,吉林省吉林市人,教授,主要從事水污染控制與水質安全保障技術研究.發表論文200余篇.

2009-10-05

國家水體污染控制與治理科技重大專項(2008ZX07207-005-05)

* 責任作者, 教授, hitjunyin@163.com