我國是一個水資源嚴重缺乏的國家，隨著經濟社會的進一步發展，人口的增加，城市化進程的加快，用水量和污水排放量都在不斷增加。為了實現水資源可持續利用，保障經濟社會可持續發展，人們越來越認識到中水回用的重要性，并在現實生活中逐漸進行大規模開發和應用，濟南市水質凈化二廠就是其中之一。
　　濟南市水質凈化二廠是濟南市區內建設的第二座大型污水處理廠。為解決廠內設備的沖洗用水、廠區的綠化用水、辦公樓廁所沖洗和周邊企業用水的需要，建立了日處理能力為6000噸的中水回用用工程。
　　二級出水經提升泵提升后進入系統, 在投加點加入混凝劑，經混和器混合均勻后，進入纖維過濾器過濾，以進一步去除水中的懸浮物。纖維過濾器的出水經二氧化氯（ClO₂）消毒后進入清水池，經外輸泵加壓進入中水管網中。工藝流程為：

　　二級出水經該工藝處理后，水質達到國家生活雜用水水質標準：PH值為6.5～9、SS≤5mg/L、BOD₅≤10mg/L、COD_cr≤50mg/L、總溶解固體TDS≤1000mg/L、總大腸菌群數≤3個/L。下面就其采用的設備及其工藝情況作以介紹。

一、 提升泵房

1、作用

　　二級出水經集水槽收集到集水井內，通過潛污泵將水提升，為后續工藝提供壓力水。

2、設備及性能

　　選用四臺WQ系列潛水排污泵，型號WQ130—30—30。具體參數如下：

設計流量 130 m³/ h

揚程 30m

功率 30KW

　　　　　　　出水口徑 150mm

　　　　　　　效率 67%

性能：1）該泵在結構上采用了國外多項先進水平的技術，結構緊湊，使用維護方便，大通道的水利部件設計，使泵具有優越的過流性能；泵與電動機同軸，采用串聯式機械密封，在密封室內設置高精度、抗干擾的漏水保護器，保證了泵的安全運行。
　　　2）電氣控制柜是用作自耦減壓起動、停止的控制，對電動機具有過載、斷相、短路、漏水等保護，對電動機繞組具有熱保護；與液位計配套使用，組成了能根據水位變化而控制四臺水泵運行的自動控制系統。
　　　3）根據泵在集水井中工作的特殊情況，設計了雙導軌自動安裝系統，使泵的安裝、維修更加方便，免除了操作人員在集水井中拆裝水泵的麻煩。

二、 混凝

　　將絮凝劑投入原水中，經充分混合與反應，使水中懸浮態和膠態的細小顆粒凝聚或絮凝成大的可沉絮體，易于沉淀分離，就是混凝。混凝是混合過程和絮凝過程的總稱。

1、絮凝劑的投加

　　大致分為干投法和濕投法。干投法就是把絮凝劑直接投入水中，此法采用較少。濕投法是把一定濃度的絮凝劑溶液投入污水中，濕投法采用較多。濕投法可分重力投加和壓力投加（包括水射器投加和加藥計量泵投加）兩種方式。該廠采用濕投法，加藥計量泵投加。設備參數如下：

　　計量泵 GM170(G系列M型隔膜計量泵)

　　流量： 118L/h

　　壓力： 0.35Mpa

　　噪音：離設備1米距離，小于70dBA

　　流量計 FLS/P500 轉輪流量計

性能：該系統設計為不間斷投加藥劑，半自動制備藥劑（僅手動投加粉料藥劑，加水、攪拌等工序均自動完成）。人工向1^#或2^#藥劑桶加適量的藥量，系統自動向1^#或2^#藥劑桶加適量的水，當水位達到預定的高位時，自動開啟攪拌機。當1^#桶的液位下降至低液位時，三通電動閥動作，將管路切換到2^#系統，同時報警通知值班人員重新投加藥劑。
　　 本系統分為兩套獨立的系統。每套系統設有兩個藥劑桶、一個計量泵、一個三通閥、兩個Y型過濾器、兩個高速攪拌機。兩套系統共用一個流量計。

2、混合

　　混合的目的是均勻而迅速的將要劑溶液擴散到污水中。混合時間較短，一般要求在10～30秒內。該廠采用的管式靜態混合器就是一種較好的方法。混合設備參數如下：

口徑 DN300

管長 1900mm

投藥口 F25

聯接 法蘭式

　　　　混合方式 三段式

性能：混合器內安裝了若干固定混合的單元，每一混合單元由若干固定葉片按一定角度交叉組成。水流和藥劑通過混合器時，將被單元體體多次分割、改向并形成渦旋，達到混合目的。這種混合器構造簡單，無活動部件，安裝方便，混合快速而均勻。

3、絮凝

　　絮凝劑與水混合后，污水中大部分處于穩定狀態的膠體失去穩定。脫穩的膠體顆粒通過一定條件相互碰撞、絮凝。污水的深度處理的絮凝時間一般為5～15分鐘。

三、 過濾

1、 過濾工藝

　　在水處理過程中，過濾一般是指濾料層截留水中懸浮雜質，去除其中污染物的工藝，稱之為過濾。在污水的深度處理系統中，過濾工藝可去除濾前及生物處理工藝不能去除的一些細小懸浮顆粒及膠體顆粒，因而使水中的濁度、磷、重金屬、細菌、病毒、SS 、 BOD₅ 、COD 進一步降低，尤其對SS 和濁度有較好的去除率。
　　原水不經沉淀而直接進入濾池稱為“直接過濾”。直接過濾充分體現了深層濾料中的接觸凝聚或絮凝作用。直接過濾有兩種方式：（1）原水加藥后直接進入濾池過濾，濾前不加任何絮凝設施。這種過濾方式一般稱為“接觸過濾”。（2）原水加藥混合后先經簡易絮凝池，形成粒徑相近的微絮粒后（粒徑大致在40～60µm），進入濾池，稱為微絮凝過濾。
　　上述兩種過濾方式,過濾機理基本相同,即通過脫穩顆粒或微絮粒與濾料的充分碰撞接觸和粘附,被濾層截留下來,濾料也是接觸凝聚介質。國外在直接過濾工藝中，采用傳統絮凝劑（硫酸鋁、氯化鐵）的濾前提流時間多控制在3～7分鐘，而聚合氯化鋁具有較強的電中和脫穩能力、快速的絮凝反應動力學和結團絮凝反應特性。因此，絮凝反應時間只需控制在1～2分鐘，停留時間延長將導致水頭損失增大、過濾中期縮短。直接過濾工藝簡單，混凝劑用量較少，在處理低濁度水方面有較多應用。
　　直接過濾和微絮凝過濾的出水水質略低于混凝沉淀過濾工藝的出水水質，但可降低基建費用和運行成本。

２、濾池和濾料

　　濾池有很多種類，按照濾速的大小可分快濾和慢濾池，快濾池的濾速一般在5m/h。原則上講，各種濾池均適于污水的深度處理， 但實際采用較多的是快濾池。
　　濾池內的過濾材料叫濾料，它是承擔過濾功能的主要部分。常用的是石英砂和無煙煤，但目前泡沫塑料珠、陶粒、石榴石、纖維球、纖維束等各種濾料都有廣泛的采用。
　　在污水深度處理的過濾工藝中，最初采用的濾料絕大部分類似于給水處理的濾料。實踐和研究發現，有些濾料不適于污水的深度處理。其主要原因是二級出水中的顆粒物質中主要為微生物有機體及其分泌物，粘性極大，污染物顆粒穿透濾層的深度有限，絕大部分被截留在表層，造成水頭損失在短時間內劇增，其結果是降低了污水處理量，又縮短了過濾周期。另外，纖維球（束）在污水的深度處理中日益受到重視。與石英砂或無煙煤等濾料相比，纖維球（束）濾料具有更高的濾速，且截泥量大，工作周期長，反沖系徹底等優點。該廠采用纖維束過濾器。

３、濾池沖洗

　　沖洗的目的是清除濾層所截留的污物，使濾池恢復過濾能力。濾池沖洗有高速水流反沖洗、氣水反沖洗等方法。反沖洗水一般采用濾池正常工作時的出水，關于沖洗有沖洗強度和沖洗歷時兩個工藝指標。在沖洗過程中，濾料表面的污物主要是靠沖洗水流的剪力及摩擦去除的。因此，要保證沖洗效果，必須合理的控制沖洗強度和沖洗歷時。在污水的深度處理過濾工藝中，一般采用氣水反沖洗。

４、設備及性能

　　該廠采用高效纖維過濾器三臺。設備參數如下：
　　 型號 ：GXNS250
　　 料層厚度：1300mm
　　 過濾速度：30m/h
　　 濾水量：147m³/h
　　 最大操作壓力：0.60Mpa
　　 截污容量：5~10Kg/m³ 運行初壓差：0.02~0.04 MPa
　　 失效壓差：≤0.10 MPa，最大不超過0.20 MPa
　　 濾前水懸浮物：≤50mg/L
　　 濾后水懸浮物：≤5.0 mg/L
　　 清洗操作壓力：≤0.05 MPa
　　 清洗時間： 20~ 60min

性能：高效纖維過濾器是一種性能先進的壓力式纖維過濾器，它采用了一種新型的束狀軟填料——纖維作為過濾器的濾元，其濾料直徑可達幾十微米甚至幾微米，并具有比表面積大，過濾阻力小等優點，解決了粒狀濾料的過濾精度受濾料粒徑限制等問題。微小的濾料直徑，極大地增加了濾料的比表面積和表面自由能，增加了水中雜質顆粒與濾料的接觸機會和濾料的吸附能力，從而提高了過濾效率和截污容量。纖維過濾器的截污容量是石英砂濾料的3倍，是陶濾料的1.7倍；纖維過濾器的濾速是石英砂濾池的2~2.5倍，是陶濾料的1. 5倍。
　　 為充分發揮束狀纖維濾料的特長，在過濾器的濾層內設有加壓室，通過加壓室對纖維的擠壓，使濾層沿水流動方向的截面逐漸縮小，密度逐漸加大，相應過濾層孔隙直徑和孔隙逐漸減小，實現了理想的深層過濾。當濾層被污染需清洗再生時，可將加壓室內的水排出，使纖維束處于放松狀態，即可用水方便地進行清洗。
　　 高效纖維過濾器可有效地去除水中的懸浮物,并對水中的有機物、膠體、鐵、猛有一定的去除作用。可廣泛地用于各種工業用水和生活用水及廢水的過濾處理。
　　 該廠過濾器的附屬設備是兩臺三葉羅茨鼓風機。參數如下：

　型號 ：SSR型
　 設計流量 ：21m³/min
揚程：49KPa
轉速：1400r/min
電機功率 ：30KW

四、 消毒

　　城市污水中還有大量的細菌，其中一部分為病原菌，因此，在城市污水處理工藝中，一般設有消毒工藝。

1、 消毒工藝

　　消毒的主要作用是殺死細菌與藻類。消毒工藝可以分成兩大類：物理方法和化學方法。物理法是采用紫外線消毒。化學法有液氯消毒、二氧化氯消毒、次氯酸鈉消毒等。當前主要的方法有液氯消毒和二氧化氯消毒兩種。我廠采用二氧化氯消毒，以去除水中的細菌和病毒，提高回用水水質。

2、二氧化氯

　　二氧化氯易溶于水，其在水中是純粹的溶解態，不與水發生化學反應，故它的消毒作用基本上不受水的PH值影響。二氧化氯易揮發，稍一曝氣就會從溶液中逸出。氣態和液態二氧化氯均易爆炸，溫度升高、曝氣或與有機物接觸均會發生爆炸，故通常現場制備，即時使用。
　　二氧化氯對細菌的細胞壁有較強的吸附和穿透能力，故其對細菌、病毒等有很強的滅活能力，二氧化氯只起氧化作用，不起氯化作用，因而不會產生致癌物質。二氧化氯還可以起到除臭脫色的作用，對于回用水的使用，這很關鍵。

3、加氯量

　　可分為兩部分,即需氯量和余氯量。前者是指殺死細菌、氧化有機物和還原性物質所消耗部分；而余氯量是為了抑制水中殘余細菌的再度繁殖。

4、設備及性能

　　華特2000高效復合二氧化氯發生器是山大華特事業公司生產的專利產品，該產品采用化學法負壓曝氣工藝，以氯酸鈉和鹽酸為原料制備以二氧化氯為主、氯氣為輔的混合消毒液，，可以廣泛用于飲用水、游泳池、醫院污水的消毒；工業循環冷卻水殺菌滅藻；工業廢水脫色、除臭。該發生器采用高精度電磁計量泵、數字式控制器，保持最佳的反應溫度和理想的工作狀況，并且能便利的實現自動控制和遠程監控。
　　發生器由供料系統、反應系統、吸收系統和安全系統鉤成。由計量泵將氯酸鈉水溶液與鹽酸按一定比例輸送到反應器中，在一定溫度和負壓條件下進行充分反應，產出以二氧化氯為主、氯氣為輔的消毒氣體，經水射器吸收，與水充分混合形成消毒液后，通入被消毒水中。
　　主要部件的功能及工作原理如下：

①水射器

　　水射器是根據射流原理而設計的一種抽氣元件，當動力水經過水射器時，其內部產生負壓，外部氣體在壓差作用下被吸入水射器，從而實現吸氣。被吸入的二氧化氯氣體在此與水混合形成消毒液。

②計量泵

　　輸送原料及調節流量。

③ 進氣口

　　設備運行時的空氣通道，安裝時應將安裝管道通到室外，并保持與大氣相通。

④ 安全閥

　　為設備操作運行不當時特定的卸壓途徑。

⑤ 電接點壓力表

　　是保護設備安全運行的部件之一，其工作原理：當水射器前端的水壓低于設定值，水射器不能正常工作時，該表控制計量泵停止進料，以確保設備安全運行。

⑥ 余氯在線監測儀

　　隨時在線檢測水中的余氯值，并輸出脈沖或毫安信號控制二氧化氯發生器計量泵的運行頻率，自動調節二氧化氯的投加量。
　　該廠采用兩臺二氧化氯發生器。設備具體參數如下：

二氧化氯發生器 型號： H2000-3000

產量： 3kg/h

功率： 2KW

動力水壓力 ： 0.20~0.40MPa

原料轉化率： >90%

使用原料：氯酸鈉(33%)、鹽酸(31%)

鹽酸儲罐　 1m³ 一只

氯酸鈉儲罐1m³ 一只

計量泵EH-B20 四臺

　最大流量： 　　95mL/min

　功率 ： 　　16W

化料器HLQ-100 一臺

五、 外輸泵房

1、作用

　　將中水輸送到廠內及廠外的中水管網。并且通過中水外輸總管的電接點壓力表，將管網壓力傳到控制柜，從而控制外輸泵的開啟臺數，保持管網恒壓向用戶供水。

2、 設備及性能

　　選用四臺WL系列立式污水污物泵，型號150WL130—40—37。具體參數如下：

　設計流量 ： 130 m³/ h

　揚程 ： 40m

　功率 ： 37KW

　　　出水口徑： 150mm

　　　效率 ： 62%

　　　調速形式： 恒壓變頻調速

性能：1）該泵為單吸渦殼式泵，泵內設有防堵塞大通道葉輪，泵水平吸入、水平排出，具有良好的通過性能，運轉平穩，振動小，噪音低。
　　 2）控制柜采用了ABB公司ACS400 系列水泵類專用變頻器和CPS智能型變頻恒壓供水控制器加遠傳壓力表，組成閉環控制系統。該系統能自動調節水泵的轉速和運轉臺數，使供水管網壓力保持在設定壓力，從而達到提高供水品質和高效節能的目的。
該廠的中水回用系統工藝和選用的設備都比較先進。設備具有密封性強、自動化程度高、安全性能好、檢修方便等特點。與傳統的處理工藝相比，該工藝具有占地面積小、基建費用少、運行成本低、產率高、操作靈活等優點。經過一年的試運行，已經取得了良好的經濟效益和社會效益。該廠中水回用系統的順利運行，為我國中水的大規模開發和應用提供了一個成功的范例。