中水回用处理站源水来自某市污水处理厂二级出水,处理能力为6000t/d。采用二级处理,处理后的中水绝大部分用于合成氨厂循环冷却水补水(5000t/d),其它用于化工生产和绿化1000t/d)。污水处理厂二级出水,即中水处理站的进水水质指标见表1。
2、工艺流程
鉴于上述水质特点,其主要处理对象是总碱度、总固体物、氯离子及COD等,其处理工艺流程如图1所示。
一级处理工艺采用CASS工艺方式,在预反应区内,有一个高负荷生物吸附过程,随后在主反应区经历一个低负荷的基质降解过程。CASS艺集反应、沉淀、排水为一体,微生物处于好氧-缺氧-厌氧周期性变化之中,有较好的脱氮、除磷功能。考虑到污水有机物含量低,在池中投加弹性填料给微生物提供栖身之地。
表1 水质指标
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分析项目
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污水厂二级出水
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一级出水
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二级出水
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pH
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6.5-8.5
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6.5-8.5
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6.5-8
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浊度/度
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50
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5
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5
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总固体/(mg.L-1)
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1200
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1000
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150
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总硬度(以CaCO3计)/(mg.L-1)
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500
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总碱度(以CaCO3计)/(mg.L-1)
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500
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氯离子/(mg.L-1)
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300
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CODcr/(mg.L-1)
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120
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BOD5/(mg.L-1)
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40
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氨氮/(mg.L-1)
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30
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总磷/(mg.L-1)
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3
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石油类/(mg.L-1)
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10
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总铁/(mg.L-1)
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2
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悬浮物/(mg.L-1)
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50
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异氧菌总数/(mg.L-1)
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5×105
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注:一级出水用于生产和绿化,二级出水用于循环冷却水补水。
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循环冷却水系统的水质要求较高,源水经一级处理后,其水质与循环冷却水补水水质要求相差较大,特别是Cl-含量较高,Cl-的去除在工业化中一般不能采用化学沉淀方法和转换气态等办法,只能采用膜法处理。为此,二级处理工艺选用了RO反渗透装置,该工艺采用膜法脱盐,选用进口复合膜,该膜既具备了复合膜的低压、高通量、高脱盐率等优点,同时又克服了传统的复合膜表面带负电。因此,该膜又具备了耐污染性的特殊优点。
二、主要处理构筑物及工艺设备
1、主要处理构筑物
①CASS生化反应池
外型尺寸为:21m×10m×6m,钢砼结构,有效容积1200m3,有效水深约5.5m,停留时间4.8h。
②复配混凝池
外型尺寸为:6m×2.5m×4m,钢砼结构,内做防腐,有效容积104m3,分为3格。停留时间10min。
③平流式沉淀池
外型尺寸为:24m×7m×4m,钢砼结构,有效容积500m3,停留时间2h。
④溶盐池,钢进结构,12m×5.5m×2.5m,总有效容积160m3。
⑤污泥池,钢极结构,4m×4m×3.5m,有效容积48m3。该池设在污泥脱水机房。
⑥污泥脱水机房,砖混结构,面积200m2。
⑦清水提升泵房,砖混结构,面积260m2。
⑧综合厂房,砖混结构。包括二氧化氯发生器。加药系统、鼓风机、污水提升泵、吸附罐的再生系统及值班控制室。
⑨吸附过滤厂房,砖混结构,面积为280m2,外型尺寸为20m×14m×8m,内装5台Φ3600吸附过滤器。
⑩反渗透厂房,砖混结构,24m×5m×3.5m,内设反渗透本体、保安过滤器、10m3容积的吸水箱、高压泵、酸液罐及其酸洗泵等设备。
2、主要工艺设备
①潜水混合液回流泵,3台,高峰时同时用。Q=100-150m3/h,H=10m,N=5.5kw
②潜水搅拌机,2台,每台7.5kw,设在CASS池内。
③微孔曝气器(自闭式),约400个。安装在CASS池内。
材质:内壳ABS,外为特种橡胶。
④刮、吸泥机,2套,宽7m,功率为3kw/台。安装在平流式沉淀池。
⑤离心鼓风机,1台工作,主要用于CASS池的曝气系统。
Q=16-20m3/min,H=6m,N=55kw。
⑥中间加压水泵,2用1备。该泵主要作用是将二沉池的出水提升后送人吸附过滤罐,以使该设备在大于或等于2.5kg/cm2的压力下运行。Q=100-150m3/h,H=35m。
⑦加药设备
PAC溶药及加药系统2套,2.5kw(包括计量泵)交替使用。NCF溶液槽及加药系统2套,2.5kw(包括计量泵)交替使用。
⑧吸附过滤,采用压力过滤器,设计滤速6-8m/h,共设5台,4用1备,Φ3600×6000。
⑨反渗透系统
总运行功率180kw,总装机功率250kw产水量4500m3/d,产水率75%。
⑩灭菌设备
灭菌设备采用化学法的二氧化氯发生器。ClO2投加量为10g/m3[水],6.25kg/h。选用BD-3000二氧化氯发生器2套,每套电功率1.5kw,包括温控,投加系统及发生器。
1、投资估算
投资构成见表2。
表2 投资构成
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项目名称
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造价/万元
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土建工程费用
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194
|
设备及安装费用
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897
|
其它费用
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265
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总计
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1356
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工艺处理成本构成见表3。
表3 工艺处理成本构成
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序号
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名称
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用量
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单价
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年成本/万元
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1
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源水水费
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6000m3/d
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1元/t
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216
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2
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电费
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一级出水
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3200度/d
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0.45元/度
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52.56
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3
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PAC药剂费
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二级出水
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4500度/d
|
0.45元/度
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70.6
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4
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NCF药剂费
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360kg/d
|
2500元/t
|
32.5
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5
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食盐
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90kg/d
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6000元/t
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19.5
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6
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二氧化氯费
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|
0.6t/d
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500元/t
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10.8
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工资福利
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60kg/d
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4元/kg
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0.864
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7
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1000元/(人.月)
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12
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8
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年运行成本
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一级出水
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10人
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327.364万元/a
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二级出水
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414.664万元/a
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9
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水费
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一级出水
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1.52元/t
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二级出水
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1.92元/t
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中水回用后,每年可以节约新鲜水量220×104m3,按工业用水费2.5元/t计,每年的直接经济效益为150万元。
4、环境效益
经过处理后,每年可少向环境排放污染负荷为:
CODcr:
{(120-30)×6000+(30-20)×5000×10-6 ×365=215.35t
悬浮物:
(50-5)×6000×10-6×365=98.55t
四、结语
该处理站建成后,一方面可以解决水资源紧张的矛盾,给企业带来经济效益;另一方面又具有巨大的社会效益和环境效益,减少了对环境的污染,在水资源的开发利用和保护等方面具有行业示范效应。