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某集團中水回用工程方案設計

前言

　　中水（再生水）是城市水源之一。它水量大且穩定，就地可取，用水成本較低。因此，從現實和長遠來看，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發展的戰略性對策之一。
　　大化集團是大連市用水大戶，集團正常用水指標為：冬季38160t/d，其它季節34660t/d。近年來，集團十分重視節水工作，使實際用水量一降再降。目前用水指標為：22714t/d，實際壓縮了34.5％。要繼續壓縮用水指標，必須考慮中水回用問題。

1 中水處理工藝

1.1 水量及水質
　　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冷卻水補水（5000t/d），其它用于化工生產和綠化1000t/d）。污水處理廠二級出水，即中水處理站的進水水質指標見表1。
1.2 工藝流程
　　鑒于上述水質特點，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，在預反應區內，有一個高負荷生物吸附過程，隨后在主反應區經歷一個低負荷的基質降解過程。CASS藝集反應、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 水質指標

　　合成氨廠工藝設備是引進德國林德公司的成套設備，循環冷卻水系統的水質要求較高，源水經一級處理后，其水質與循環冷卻水補水水質要求相差較大，特別是Cl^-含量較高，Cl^-的去除在工業化中一般不能采用化學沉淀方法和轉換氣態等辦法，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，我們選用了進口復合膜，該膜既具備了復合膜的低【污水處理設備】壓、高通量、高脫鹽率等優點，同時又克服了傳統的復合膜表面帶負電。因此，該膜又具備了耐污染性的特殊優點。

2 主要處理構筑物及工藝設備

2.1 主要處理構筑物
　　①CASS生化反應池
　　外型尺寸為：21m×10m×6m，鋼砼結構，有效容積1200m³，有效水深約5.5m，停留時間4.8h。
　　②復配混凝池
　　外型尺寸為：6m×2.5m×4m，鋼砼結構，內做防腐，有效容積104m³，分為3格。停留時間10min。
　　③平流式沉淀池
　　外型尺寸為：24m×7m×4m，鋼砼結構，有效容積500m³，停留時間2h。
　　④溶鹽池，鋼進結構，12m×5.5m×2.5m，總有效容積160m³。
　　⑤污泥池，鋼極結構，4m×4m×3.5m，有效容積48m³。該池設在污泥脫水機房。
　　⑥污泥脫水機房，磚混結構，面積200m²。
　　⑦清水提升泵房，磚混結構，面積260m²。
　　⑧綜合廠房，磚混結構。包括二氧化氯發生器。加藥系統、鼓風機、污水提升泵、吸附罐的再生系統及值班控制室。
　　⑨吸附過濾廠房，磚混結構，面積為280m²，外型尺寸為20m×14m×8m，內裝5臺Φ3600吸附過濾器。
　　⑩反滲透廠房，磚混結構，24m×5m×3.5m，內設反滲透本體、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備。
2.2 主要工藝設備
　　①潛水混合液回流泵，3臺，高峰時同時用。Q=100-150m³/h，H＝10m，N=5.5kw
　　②潛水攪拌機，2臺，每臺7.5kw，設在CASS池內。
　　③微孔曝氣器（自閉式），約400個。安裝在CASS池內。
　　材質：內殼ABS，外為特種橡膠。
　　④刮、吸泥機，2套，寬7m，功率為3kw/臺。安裝在平流式沉淀池。
　　⑤離心鼓風機，1臺工作，主要用于CASS池的曝氣系統。
　　Q＝16-20m³/min，H=6m，N=55kw。
　　⑥中間加壓水泵，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，以使該設備在大于或等于2.5kg/cm²的壓力下運行。Q＝100－150m³/h，H＝35m。
　　⑦加藥設備
　　PAC溶藥及加藥系統2套，2.5kw（包括計量泵）交替使用。NCF溶液槽及加藥系統2套，2.5kw（包括計量泵）交替使用。
　　⑧吸附過濾，采用壓力過濾器，設計濾速6－8m/h，共設5臺，4用1備，Φ3600×6000。
　　⑨反滲透系統
　　總運行功率180kw，總裝機功率250kw產水量4500m³/d，產水率75％。
　　⑩滅菌設備
　　滅菌設備采用化學法的二氧化氯發生器。ClO₂投加量為10g/m³［水］，6.25kg/h。選用BD－3000二氧化氯發生器2套，每套電功率1.5kw，包括溫控，投加系統及發生器。

3 投資估算及經濟技術指標

3.1 投資估算
　　 投資構成見表2。

表2  投資構成

3.2 運行成本估算
　　 工藝處理成本構成見表3。

表3  工藝處理成本構成

3.3 經濟效益
　　中水回用后，每年可以節約新鮮水量220×10⁴m³，按大連市工業用水費2.5元/t計，每年的直接經濟效益為150萬元。
3.4 環境效益
　　經過處理后，每年可少向環境排放污染負荷為：
　　CODcr：
　　　　 ｛（120－30）×6000+（30－20）×5000×10^-6 ×365=215.35t
　　懸浮物：
　　　　 （50－5）×6000×10-6×365=98.55t

4 結語

　　六月份，由大連市經委組織有關專家對該方案進行了技術評審，得到了與會專家們的普遍好評，大家一致認為該方案工藝設計合理，技術含量高。該處理站建成后，一方面可以解決水資源緊張的矛盾，給企業帶來經濟效益；另一方面又具有巨大的社會效益和環境效益，減少了對環境的污染，在水資源的開發利用和保護等方面具有行業示范效應。

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