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再生水回用工程的案例分析

时间:2011-07-08  点击:3875 次 字号+  字号-

   
    一、再生水水源和用途
    在最近几年里,再生水回用工程越来越多。再生水水源主要包括:城镇污水处理厂的排水、工业企业废水处理站的排水、工业企业生产环节的排水等。

    再生水的用途主要包括:城市杂用水(又细分为城市绿化、冲洗厕所、道路清扫、车辆冲洗、建筑施工、消防等)、景观环境用水(针对河道、湖泊、水景类水体,区分人体不直接接触的观赏性景观环境用水和非全身接触的娱乐性景观环境用水)、地下水回灌用水、工业用水(冷却用水、洗涤用水、锅炉补给水、工艺与产品用水等)、农田灌溉用水、绿地灌溉用水等。
   
    二、再生水回用工程案例
    对于以城镇污水处理厂的排水作为水源的工程,本文提供一些工艺路线,再生水回用的深度处理方案可以从中选择。当然,伴随技术进步、具体工程的情况,很难罗列所有可选方案。

    2004年底投产的北京某再生水厂:6万吨/日,上游的污水处理厂已经达到污水综合排放标准(GB8978-1996)的一级标准,为达到城市杂用水(GB/T18920-2002)、景观环境用水(GB/T18921-2002)的水质要求,仅设有机械加速澄清池、砂滤、消毒工艺单元。

    2006年底投产的北京某再生水厂:4万吨/日,上游的污水处理厂出水达到二级标准,为达到GB/T18920中车辆冲洗水的水质要求,仅设有絮凝、沉淀、砂滤工艺单元。

    这两个项目属于北京较早投产的再生水厂,没有膜分离工艺单元。

    北京某再生水厂:4万吨/日,上游的污水处理厂出水达到二级标准,为改善出水的生化指标(BOD5、CODcr、氨氮、总氮等),采用膜生物反应器(MBR)、臭氧(O3)脱色、消毒。某工业用户利用该再生水,经压力式超滤、反渗透、电去离子系统处理后,作为锅炉补给水。超滤净通量约为58L/(m2.h)。

    北京某再生水厂:10万吨/日,上游的污水处理厂出水达到一级B标准,为提供城市河流的景观水、城市杂用水、工业用水,采用两级曝气生物滤池、砂滤、O3接触氧化。

    保定某污水处理厂:(6+16)万吨/日,出水达到二级标准,正在升级改造到一级B,进而达到一级A标准。某工业用户为满足工业冷却水的水质要求,采用曝气生物滤池、石灰混凝、澄清、过滤系统的深度处理工艺。为进一步处理作为锅炉补给水、热网补给水,采用压力式超滤、反渗透处理单元,超滤净通量约为50L/(m2.h)。

    石家庄某污水处理厂:50万吨/日,AN/O工艺,正在升级为A2O,采用曝气生物滤池、高效沉淀池的处理工艺,达到一级A标准。某工业用户以该再生水作为水源,为满足工业用水、锅炉补给水的水质要求,采用石灰混凝、澄清、过滤的处理工艺,部分作为工业用水,部分再经压力式超滤、反渗透、离子交换系统的处理,作为锅炉补给水,超滤净能量约为59L/(m2.h)。

    石家庄某污水处理厂:2万吨/日,Biolak工艺。某工业用户为满足工业用水的水质要求,采用浸没式超滤、反渗透、离子交换的处理工艺,超滤净通量约为23.5L/(m2.h)。

    临汾某再生水厂:3万吨/日,其上游的7万吨/日污水处理厂,氧化沟工艺,出水达到二级标准。为改善出水的生化指标(BOD5、CODcr、氨氮、总氮等),采用曝气生物滤池、絮凝、沉淀处理工艺,部分压力式超滤、反渗透产水,与部分砂滤池出水混合,作为附近的电厂、钢厂循环冷却水水源。某工业用户利用该再生水,再经压力式超滤、反渗透、离子交换系统处理后,作为锅炉补给水。超滤净通量约为59L/(m2.h),目前出水量略低,净通量约为48L/(m2.h)。

    天津某再生水厂:5万吨/日,其上游的45万吨/日污水处理厂采用AP/O工艺,出水达到二级标准。为满足天津市再生水的水质要求,采用絮凝、沉淀、浸没式超滤、反渗透工艺,超滤净通量约为 25L/(m2.h)。由于用户不多,未连续满出力运行。

    天津某再生水厂:5万吨/日,上游的污水处理厂出水已达到一级A标准。为满足天津市再生水的水质要求,采用浸没式超滤工艺,其净通量约为34.5L/(m2.h)。

    唐山某污水处理厂:5万吨/日,出水达到一级B标准,经纤维束滤池后达到一级A标准。某工业用户利用该再生水,及自建的污水处理站出水,作为净环系统、软水闭式循环系统的补充水和锅炉补给水、工业用水,为满足用水的水质要求,采用压力式超滤、反渗透、离子交换工艺,其超滤的净通量约为52L/(m2.h)。

    乌鲁木齐某再生水厂:40万吨/日,其上游的污水处理厂采用A/B工艺,出水达到二级标准。为达到一级A标准,采用两级曝气生物滤池、消毒工艺,改善其生化指标。附近的某电厂利用该水源,经石灰混凝、澄清、过滤处理后,部分作为循环冷却水补充水,部分再经压力式超滤、反渗透、离子交换系统的处理工艺,作为锅炉补给水、热网补给水,超滤净能量约为78L/(m2.h)。再生水厂尚未投产,二级标准的排水,进入后续的深度处理单元,超滤单元污堵严重。待再生水厂投产,一级A标准的排水提供给电厂,情况会大为改观。

    下面再介绍几个工业企业的循环冷却水系统的排污水作为再生水水源的工程案例,并给出一些技术路线。

    宿州某电厂:以当地的新汴河水作为循环冷却水的补充水,经冷却系统浓缩后的排污水,采用压力式超滤、反渗透、离子交换处理工艺,作为锅炉补给水。超滤的净通量约为54.5L/(m2.h)。

    唐山某钢厂:再生水水源包括三种,其中钢厂的综合废水、市政回用水,需经高效沉淀、砂滤处理,或者是煤矿井下水,需经砂滤处理。上述三种水源经适当的处理后,再级压力式超滤、反渗透处理,作为工业用水。超滤的净通量约为45L/(m2.h)。

    华亭某工业用户:企业内部的综合废水,经适当处理后作为循环冷却水补充水,经冷却系统浓缩后的排污水,采用压力式超滤、反渗透、离子交换处理后,作为工业用水。超滤的净通量约为64.5L/(m2.h)。

    天津某电厂:东丽再生水厂或海河水作为循环水补充水。其浓缩后的排污水,采用石灰混凝、澄清、过滤的处理工艺,部分作为循环水补充水,部分再经压力式超滤、反渗透、离子交换系统的处理工艺,作为电厂的锅炉补给水、热网补给水,超滤的净通量约为41.6L/(m2.h)。

    渭南某电厂:煤矿井下排水、地下水作为老厂循环水、锅炉补给水水源。其排污水、反渗透浓水作为本期补给水源,采用澄清、砂滤、浸没式超滤、反渗透系统的处理工艺,作为电厂的循环冷却水补充水、工业用水。超滤的净通量约为33.6L/(m2.h)。

    阳城某电厂:以灰场回收水、老厂的循环水排污水按3:1混合,经石灰混凝、澄清、过滤处理后,部分作为冲灰用水,部分再经压力式超滤、反渗透、离子交换系统的处理工艺后,作为锅炉补给水。超滤的净通量约为58L/(m2.h)。
   
    三、提高再生水利用率的工程案例
    提高再生水利用率,对于城市水资源的可持续发展尤其重要,具体工程案例如下:

    包头某电厂:以附近的某城镇污水处理厂的二级标准排水、附近的包钢综合废水处理站的排水,经曝气生物滤池、石灰混凝、澄清、过滤系统处理后,作为工业循环冷却水的水源。其浓缩后的排污水,采用浸没式超滤、反渗透处理后,部分作为工业用水,部分经离子交换处理后作为锅炉补给水、热网补给水。超滤的净通量约为23.8L/(m2.h)。该工程已经稳定运行两年多,技术参数应当比较合适。
   
    四、结论
    近年来,随着排放标准的提高,大量的城镇污水处理厂正在进行升级改造,广泛采用的工艺主要关注生化指标。但是,如果考虑回用水用户的具体要求,主要是离子成份的要求,可以看出,针对不同的再生水水源、回用水的水质要求,必须因地制宜地选择处理工艺,确定技术参数。如果参数不合理,必然会引起运行困难、维护频繁,出水水质、水量难以稳定地达到设计期望。

    有关再生水回用的多个标准中,推荐的水质指标数值不尽相同,在工程实践中,难于执行。特别是关于城镇污水处理厂的氨氮、总氮、CODCr浓度,对后续的超滤、反渗透膜的污堵程度。本文建议开展大量的调研、科研工作,以便掌握规律,有条件时宜通过试验,科学地决定生化指标的处理标准,以及膜系统的通量、反洗、化学加强反洗、化学清洗频率。