3 污水源热泵系统工程规划设计条件
3.1 一般规定
3.1.1 污水源热泵既可以供单体建筑，也可以供多幢建筑群，主要看污水量是否满足建筑的负荷要求。一般说来，从污水主干渠取水易获得较大的水量，但是，如果距离建筑较远，将导致系统效率低下。因此，应以污水源与用户靠近为宜。
3.1.2 污水相关监测资料的调查包括以往历史的水温、水量与水质参数，更应包括规划中的污水参数，供设计参考。
3.1.3 污水源热泵系统根据热泵机组换热器是否直接与污水接触分为直接式污水源热泵系统与间接利用式污水源热泵系统。
1 直接式 污水不经污水专用换热器，直接进入热泵机组。冬季运行模式下，污水直接进入蒸发器，夏季运行模式下，污水直接进入冷凝器。由于不需要间接热交换器，没有中间换热温差损失，因此系统效率较高，对污水温度较低、水质较好的应用场合比较适合，但必须采取必要的措施保证机组的安全运行；
2 间接式 污水通过污水专用换热器，将热量释放给中间介质（制热工况）或吸收中间介质热量（制冷工况）。冬季运行模式下，如果机组蒸发器端出液温度在0℃以下，中间介质必须采用常压下凝固点低于0℃的溶液，可选择浓度适宜的乙二醇溶液等。
污水水源为城市原生污水，且水质满足《污水排入城市下水道水质标准》CJ 3082规定的水质标准时，宜采用间接式污水源热泵系统。
污水水源为污水处理厂的出水时，水质不满足《污水再生利用工程设计规范》GB 50335关于用做直流冷却水水质标准的规定时，宜采用间接式污水源热泵系统；满足《污水再生利用工程设计规范》GB 50335关于用做直流冷却水水质标准的规定，应采用直接式污水源热泵系统。
《污水排入城市下水道水质标准》CJ 3082规定排入城市下水道的污水水质，其最高允许浓度必须符合表3.1的规定。
表3.1 污水排入城市下水道水质标准
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 项目名称 pH值 悬浮物 易沉固体 油脂 矿物油类 苯系物 氰化物 硫化物 单 位 mg/L mg/L·15min mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L 最高允许 浓度 6.0～9.0 150(400) 10 100 20 2.5 0.5 1 序号 19 20 21 22 23 24 25 26 项目名称 总铅 总铜 总锌 总镍 总锰 总铁 总锑 六价铬 单位 mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L 最高允许 浓度 1 2 5 1 2.0(5.0) 10 1 0.5 2
9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 挥发性酚 温度 生化需氧量（BOD5） 化学需氧量（CODcr） 溶解性固体 有机磷 苯胺 氟化物 总汞 总镉 mg/L ℃ mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L 1 35 100(300) 150(500) 2000 0.5 5 20 0.05 0.1 27 28 29 30 31 32 33 34 35 总铬 总硒 总砷 硝基苯类 阴离子表面活性剂（LAS） 阴离子表面活性剂（LAS） 氨氮 磷酸盐（以P计） 色度 mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L 倍 1.5 2 0.5 600 5 10.0(20.0) 25.0(35.0) 1.0(8.0) 80 注：括号内数值适用于有城市污水处理厂的城市下水道系统
《污水再生利用工程设计规范》GB 50335关于用做直流冷却水水质标准的规定，见表3.2。
表3.2 再生水用作冷却用水的水质标准
项 目 pH值 SS/mg·L 浊度/度 BOD5/mg·L CODcr/mg·L-1 铁/mg·L-1 锰/mg·L 氯化物/mg·L 总硬度（以CaCO3计/mg·L-1） 总碱度（以CaCO3计/mg·L-1） 氨氮/mg·L 总磷（以P计）/mg·L 溶解性总固体/mg·L-1 游离余氯/mg·L-1 粪大肠菌群/个·L 注：铜材换热器循环水氨氮为1 mg/L。 -1-1-1-1-1-1-1直流冷却水 6.0～9.0 30 - 30 - - - 250 850 500 - - 1000 末端0.1～0.2 2000 循环冷却补充水 6.5～9.0 - 5 10 60 0.3 0.2 250 450 350 10* 1 1000 末端0.1～0.2 2000
本条文规定了水源的水质应满足机组的用水要求，否则应采取进一步的措施。因为水源不理想可能造成机组堵塞、结垢和效率降低，甚至无法正常使用。
3.2 污水参数条件
3.2.1 应避免利用强酸或强碱的高腐蚀性的水质。
3.2.2 宜进行72小时以上的流量变化测试，并应包括冷热逐时负荷峰值所对应的时刻。 3.2.3 冬季供热时，污水的温度较低，易出现可利用的温差较小的情况，建议设计工况下污水水源可利用的温差不宜小于3℃，以避免过小的温差导致换热面积迅速增加和系统能效下降的不利情况。
3.2.4 由于污水处理要依靠污水有一定的温度，若原生污水水温降低过大，将有可能影响污
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水处理工艺的正常运行。夏季水温不能过高，应有可以利用的温升，《污水排入城市下水道水质标准》CJ 3082规定污水排入下水管内的温度上限为35℃，为防止产生异味，引起环境污染，夏季时排放的污水温度不宜高于35℃。
3.3 污水处理措施
3.3.1 对污水处理应采用物理处理方法，应该根据现场条件和工程的具体情况选择具体措施。
3.3.2 常用过滤设备是格栅和筛网，格栅主要用于截留污水中大于栅条间隙的漂浮物，一般布置在污水进水口，以防止管道、机械设备及其他装置的堵塞。筛网的网孔较小，一般小于10mm，主要用以滤除废水中的纤维、纸浆等较小悬浮物。原生污水中含污物较多，人工清理费时费力，故选择性能优良的具有连续自动除污功能的取水除污器非常重要。
3.3.3 城市污水厂处理污水有三个级别，一级处理，即城市污水处理的三个级别中的第一级，污水经一级处理后，一般达不到排放标准。所以一般以一级处理为预处理，用以去除废水中的漂浮物和部分悬浮状态的污染物，调节废水pH值，减轻废水的腐化程度和后续处理工艺负荷。以二级处理为主体，必要时再进行三级处理，即高级处理，使污水达到排放标准或补充工业用水和城市供水。
3.3.4 目前，国内尚没有统一的可用于换热器的原生污水水质标准，因此，在选择设备时，应尽量选择有污水源热泵工程经验的取水除污器、污水专用换热器和热泵生产厂家。
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4 污水取排水系统
4.1 取排水管线
4.1.2 原生污水中含有大量杂质，极易堵塞管道与阀门。即使安装阀门也宜采用不易被堵塞的阀门，不应使用蝶阀。
4.1.4 压力表阀门平时关闭，仅在检查污水子系统是否出现堵塞故障或判定换热器是否需要清洗时使用。
4.1.5 由于污水可取用的温差的限制与水质较差等原因，造成污水取水量大、污垢问题严重与换热效率低，因而污水管道内的最低流速不得小于0.7m/s，否则容易产生管内污物沉淀。一般水泵吸水管流速宜采用0.8 m/s～1.2m/s，压水管流速宜采用1.2 m/s～1.5m/s；污水干管的管径不应小于100mm。
4.1.6 污水取水孔处应根据污水水质特点采用设置格栅或沉沙池等措施。设置格栅的目的是防止大尺度污物（一般指大于90mm）进入系统，应根据当地水质特点对格栅定期检查清理。 4.1.7 污水干渠内的污杂物可能较多，采用具有切削功能的装置可将大尺度污物切割搅碎，以免增加系统过滤和清理的负担。
4.1.9 闸门的设置应便于操作检查和维修。
4.1.10 为减少系统水泵能耗，应优先考虑采用自流管（渠）取水的方式。
4.1.11 在设计中应校核系统从取水到机房再到排水点的各处水位，采取相应措施，严防污水倒灌。
4.2 污水泵
4.2.1 一般为湿式潜水泵，可输送含有尺寸在40mm～90 mm范围内的纤维或者其它悬浮杂质的污水。污水泵吸水管上一般应装设软接头、阀门和压力真空表；出水管上应装设软接头、止回阀、阀门和压力表。
4.2.2 污水泵进口不设置底阀以减少管道堵塞的可能性。
4.2.3 城市原生污水的流动阻力特性与清水有很大差异，相同紊流条件下，阻力系数大3倍以上。设计中要防止因污水阻力过大导致水泵性能曲线与管网性能曲线交叉点，即水泵的实际工作点前移，导致水泵流量小于设计流量，进而造成污垢的增长，从而影响系统的节能效果，甚至导致系统停止运行。
4.3 取水除污器
4.3.2 取水除污器可采用污水防阻机、自动筛滤器、自清洗过滤器与多级过滤网等技术。由于运行时污水流量大、污物浓度大，传统过滤技术无法承受，而且容易造成二次污染，建议选用取水除污器可采用如下装置：
1污水防阻机
由转筒滤面（或平板滤面）与驱动装置组成，污水干渠中的污水由污水泵输送至污水防阻机 进行过滤，污水经过滤后由污水循环泵输送至壳管式污水专用换热器，经换热后的污
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水返回污水防阻机 反洗滤面将污杂物带至污水干渠，其混水率不应超过5%，因混水造成污水进出口温差损失不应超过1℃。经换热后的中间传热介质作为热泵机组的冷热源，保证机组正常运行，过滤与反冲洗同时进行。
2 自动筛滤器
主要由孔式旋转筛滤筒和毛刷等构成。其工作原理为：当污水中的浮游物堵塞筛滤筒时，毛刷将随着旋转工作的筛滤筒进行上下刷洗，被刷洗掉的污物和截留的浮游物一同汇集到筛滤器的底部。对于截留在筛滤筒表面的毛发等纤维物质，经筛滤器内的刀片进行切割后，与筛滤器底部的污物一同定期自动排出。此外，为去除附着在筛滤筒内外表面的污垢，筛滤器还具有自动水力反冲洗的功能，一般反冲洗的时间间隔为8h，每次反冲洗时间为60s。
3 自清洗过滤器
此装置是一种通用过滤设备，用转筒滤面过滤，通过设定滤面进出水压差或时间来进行反冲洗，反冲洗水为过滤后的水。其原理与普通的过滤器相同，只是滤面材料与生产工艺有很大区别。
4 过滤格栅
由网眼直径不同的多组滤面构成，例如一级网眼40 mm、二级网眼8 mm、三级网眼1 mm。此方法能解决阻塞问题，但是滤网占地面积大，维护困难。
4.3.3 污水防阻机有容器型防阻机与淹没型防阻机，容器型防阻机是外观呈容器型的污水防阻机。淹没型防阻机是裸露安装在取水头部的污水防阻机。
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