某集團(tuán)中水回用工程方案設(shè)計(jì)
前言
中水（再生水）是城市水源之一。它水量大且穩(wěn)定，就地可取，用水成本較低。因此，從現(xiàn)實(shí)和長遠(yuǎn)來看，在城市中有效地處理城市廢水，搞好中水口用是緩解城市水荒，解決城市缺水問題和可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略性對策之一。
大化集團(tuán)是大連市用水大戶，集團(tuán)正常用水指標(biāo)為：冬季38160t/d，其它季節(jié)34660t/d。近年來，集團(tuán)十分重視節(jié)水工作，使實(shí)際用水量一降再降。目前用水指標(biāo)為：22714t/d，實(shí)際壓縮了34.5％。要繼續(xù)壓縮用水指標(biāo)，必須考慮中水回用問題。
1 中水處理工藝
1.1 水量及水質(zhì)
中水回用處理站源水來自大連市春柳河污水處理廠二級出水，處理能力為6000t/d。采用二級處理，處理后的中水絕大部分用于合成氨廠循環(huán)冷卻水補(bǔ)水（5000t/d），其它用于化工生產(chǎn)和綠化1000t/d）。污水處理廠二級出水，即中水處理站的進(jìn)水水質(zhì)指標(biāo)見表1。
1.2 工藝流程
鑒于上述水質(zhì)特點(diǎn)，其主要處理對象是總堿度、總固體物、氯離子及COD等，其處理工藝流程如圖1所示。
一級處理工藝采用CASS工藝方式，在預(yù)反應(yīng)區(qū)內(nèi)，有一個(gè)高負(fù)荷生物吸附過程，隨后在主反應(yīng)區(qū)經(jīng)歷一個(gè)低負(fù)荷的基質(zhì)降解過程。CASS藝集反應(yīng)、沉淀、排水為一體，微生物處于好氧-缺氧-厭氧周期性變化之中，有較好的脫氮、除磷功能。考慮到污水有機(jī)物含量低，在池中投加彈性填料給微生物提供棲身之地。
表1 水質(zhì)指標(biāo)
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分析項(xiàng)目 |
污水廠二級出水 |
一級出水 |
二級出水 |
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pH |
6.5-8.5 |
6.5-8.5 |
6.5-8 |
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濁度/度 |
50 |
5 |
5 |
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總固體/（mg.L-1) |
1200 |
1000 |
150 |
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總硬度（以CaCO3計(jì)）/（mg.L-1) |
500 |
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總堿度（以CaCO3計(jì)）/（mg.L-1) |
500 |
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氯離子/（mg.L-1) |
300 |
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CODcr/（mg.L-1) |
120 |
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BOD5/（mg.L-1) |
40 |
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氨氮/（mg.L-1) |
30 |
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總磷/（mg.L-1) |
3 |
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石油類/（mg.L-1) |
10 |
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總鐵/（mg.L-1) |
2 |
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懸浮物/（mg.L-1) |
50 |
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異氧菌總數(shù)/（mg.L-1) |
5×105 |
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注：一級出水用于化工生產(chǎn)和綠化，二級出水用于循環(huán)冷卻水補(bǔ)水。 |
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合成氨廠工藝設(shè)備是引進(jìn)德國林德公司的成套設(shè)備，循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的水質(zhì)要求較高，源水經(jīng)一級處理后，其水質(zhì)與循環(huán)冷卻水補(bǔ)水水質(zhì)要求相差較大，特別是Cl-含量較高，Cl-的去除在工業(yè)化中一般不能采用化學(xué)沉淀方法和轉(zhuǎn)換氣態(tài)等辦法，只能采用膜法處理。為此，二級處理工藝選用了RO反滲透裝置，該工藝采用膜法脫鹽，我們選用了進(jìn)口復(fù)合膜，該膜既具備了復(fù)合膜的低【污水處理設(shè)備】壓、高通量、高脫鹽率等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)又克服了傳統(tǒng)的復(fù)合膜表面帶負(fù)電。因此，該膜又具備了耐污染性的特殊優(yōu)點(diǎn)。
2 主要處理構(gòu)筑物及工藝設(shè)備
2.1 主要處理構(gòu)筑物
�、貱ASS生化反應(yīng)池
外型尺寸為：21m×10m×6m，鋼砼結(jié)構(gòu)，有效容積1200m3，有效水深約5.5m，停留時(shí)間4.8h。
�、趶�(fù)配混凝池
外型尺寸為：6m×2.5m×4m，鋼砼結(jié)構(gòu)，內(nèi)做防腐，有效容積104m3，分為3格。停留時(shí)間10min。
③平流式沉淀池
外型尺寸為：24m×7m×4m，鋼砼結(jié)構(gòu)，有效容積500m3，停留時(shí)間2h。
�、苋茺}池，鋼進(jìn)結(jié)構(gòu)，12m×5.5m×2.5m，總有效容積160m3。
�、菸勰喑兀摌O結(jié)構(gòu)，4m×4m×3.5m，有效容積48m3。該池設(shè)在污泥脫水機(jī)房。
�、尬勰嗝撍畽C(jī)房，磚混結(jié)構(gòu)，面積200m2。
⑦清水提升泵房，磚混結(jié)構(gòu)，面積260m2。
⑧綜合廠房，磚混結(jié)構(gòu)。包括二氧化氯發(fā)生器。加藥系統(tǒng)、鼓風(fēng)機(jī)、污水提升泵、吸附罐的再生系統(tǒng)及值班控制室。
�、嵛竭^濾廠房，磚混結(jié)構(gòu)，面積為280m2，外型尺寸為20m×14m×8m，內(nèi)裝5臺Φ3600吸附過濾器。
�、夥礉B透廠房，磚混結(jié)構(gòu)，24m×5m×3.5m，內(nèi)設(shè)反滲透本體、保安過濾器、10m3容積的吸水箱、高壓泵、酸液罐及其酸洗泵等設(shè)備。
2.2 主要工藝設(shè)備
①潛水混合液回流泵，3臺，高峰時(shí)同時(shí)用。Q=100-150m3/h，H＝10m，N=5.5kw
�、跐撍�?dāng)嚢铏C(jī)，2臺，每臺7.5kw，設(shè)在CASS池內(nèi)。
�、畚⒖灼貧馄鳎ㄗ蚤]式），約400個(gè)。安裝在CASS池內(nèi)。
材質(zhì)：內(nèi)殼ABS，外為特種橡膠。
�、芄�、吸泥機(jī)，2套，寬7m，功率為3kw/臺。安裝在平流式沉淀池。
⑤離心鼓風(fēng)機(jī)，1臺工作，主要用于CASS池的曝氣系統(tǒng)。
Q＝16-20m3/min，H=6m，N=55kw。
�、拗虚g加壓水泵，2用1備。該泵主要作用是將二沉池的出水提升后送人吸附過濾罐，以使該設(shè)備在大于或等于2.5kg/cm2的壓力下運(yùn)行。Q＝100－150m3/h，H＝35m。
⑦加藥設(shè)備
PAC溶藥及加藥系統(tǒng)2套，2.5kw（包括計(jì)量泵）交替使用。NCF溶液槽及加藥系統(tǒng)2套，2.5kw（包括計(jì)量泵）交替使用。
�、辔竭^濾，采用壓力過濾器，設(shè)計(jì)濾速6－8m/h，共設(shè)5臺，4用1備，Φ3600×6000。
�、岱礉B透系統(tǒng)
總運(yùn)行功率180kw，總裝機(jī)功率250kw產(chǎn)水量4500m3/d，產(chǎn)水率75％。
�、鉁缇O(shè)備
滅菌設(shè)備采用化學(xué)法的二氧化氯發(fā)生器。ClO2投加量為10g/m3［水］，6.25kg/h。選用BD－3000二氧化氯發(fā)生器2套，每套電功率1.5kw，包括溫控，投加系統(tǒng)及發(fā)生器。
3 投資估算及經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)
3.1 投資估算
投資構(gòu)成見表2。
表2 投資構(gòu)成
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項(xiàng)目名稱 |
造價(jià)/萬元 |
|
土建工程費(fèi)用 |
194 |
|
設(shè)備及安裝費(fèi)用 |
897 |
|
其它費(fèi)用 |
265 |
|
總計(jì) |
1356 |
3.2 運(yùn)行成本估算
工藝處理成本構(gòu)成見表3。
表3 工藝處理成本構(gòu)成
|
序號 |
名稱 |
用量 |
單價(jià) |
年成本/萬元 |
|
|
1 |
源水水費(fèi) |
|
6000m3/d |
1元/t |
216 |
|
2 |
電費(fèi) |
一級出水 |
3200度/d |
0.45元/度 |
52.56 |
|
3 |
PAC藥劑費(fèi) |
二級出水 |
4500度/d |
0.45元/度 |
70.6 |
|
4 |
NCF藥劑費(fèi) |
|
360kg/d |
2500元/t |
32.5 |
|
5 |
食鹽 |
|
90kg/d |
6000元/t |
19.5 |
|
6 |
二氧化氯費(fèi) |
|
0.6t/d |
500元/t |
10.8 |
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|
工資福利 |
|
60kg/d |
4元/kg |
0.864 |
|
7 |
|
|
|
1000元/（人.月) |
12 |
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8 |
年運(yùn)行成本 |
一級出水 |
10人 |
327.364萬元/a |
|
|
|
二級出水 |
|
414.664萬元/a |
|
|
|
9 |
水費(fèi) |
一級出水 |
|
1.52元/t |
|
|
|
二級出水 |
|
1.92元/t |
|
|
3.3 經(jīng)濟(jì)效益
中水回用后，每年可以節(jié)約新鮮水量220×104m3，按大連市工業(yè)用水費(fèi)2.5元/t計(jì)，每年的直接經(jīng)濟(jì)效益為150萬元。
3.4 環(huán)境效益
經(jīng)過處理后，每年可少向環(huán)境排放污染負(fù)荷為：
CODcr：
｛（120－30）×6000+（30－20）×5000×10-6 ×365=215.35t
懸浮物：
（50－5）×6000×10-6×365=98.55t
4 結(jié)語
六月份，由大連市經(jīng)委組織有關(guān)專家對該方案進(jìn)行了技術(shù)評審，得到了與會專家們的普遍好評，大家一致認(rèn)為該方案工藝設(shè)計(jì)合理，技術(shù)含量高。該處理站建成后，一方面可以解決水資源緊張的矛盾，給企業(yè)帶來經(jīng)濟(jì)效益；另一方面又具有巨大的社會效益和環(huán)境效益，減少了對環(huán)境的污染，在水資源的開發(fā)利用和保護(hù)等方面具有行業(yè)示范效應(yīng)。
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