再生水回用工程的案例分析

一、再生水水源和用途

在最近幾年里，再生水回用工程越來越多。再生水水源主要包括：城鎮(zhèn)污水處理廠的排水、工業(yè)企業(yè)廢水處理站的排水、工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)的排水等。

再生水的用途主要包括：城市雜用水（又細(xì)分為城市綠化、沖洗廁所、道路清掃、車輛沖洗、建筑施工、消防等）、景觀環(huán)境用水（針對河道、湖泊、水景類水體，區(qū)分人體不直接接觸的觀賞性景觀環(huán)境用水和非全身接觸的娛樂性景觀環(huán)境用水）、地下水回灌用水、工業(yè)用水（冷卻用水、洗滌用水、鍋爐補(bǔ)給水、工藝與產(chǎn)品用水等）、農(nóng)田灌溉用水、綠地灌溉用水等。

二、再生水回用工程案例

對于以城鎮(zhèn)污水處理廠的排水作為水源的工程，本文提供一些工藝路線，再生水回用的深度處理方案可以從中選擇。當(dāng)然，伴隨技術(shù)進(jìn)步、具體工程的情況，很難羅列所有可選方案。

2004年底投產(chǎn)的北京某再生水廠：6萬噸/日，上游的污水處理廠已經(jīng)達(dá)到污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)（GB8978－1996）的一級標(biāo)準(zhǔn)，為達(dá)到城市雜用水（GB/ T18920－2002）、景觀環(huán)境用水（GB/T18921－2002）的水質(zhì)要求，僅設(shè)有機(jī)械加速澄清池、砂濾、消毒工藝單元。

2006年底投產(chǎn)的北京某再生水廠：4萬噸/日，上游的污水處理廠出水達(dá)到二級標(biāo)準(zhǔn)，為達(dá)到 GB/T18920中車輛沖洗水的水質(zhì)要求，僅設(shè)有絮凝、沉淀、砂濾工藝單元。

這兩個(gè)項(xiàng)目屬于北京較早投產(chǎn)的再生水廠，沒有膜分離工藝單元。

北京某再生水廠： 4 萬噸 /日，上游的污水處理廠出水達(dá)到二級標(biāo)準(zhǔn)，為改善出水的生化指標(biāo)（BOD5、CODcr、氨氮、總氮等），采用膜生物反應(yīng)器（MBR）、臭氧（O3）脫色、消毒。某工業(yè)用戶利用該再生水，經(jīng)壓力式超濾、反滲透、電去離子系統(tǒng)處理后，作為鍋爐補(bǔ)給水。超濾凈通量約為58Ｌ/（m2.h）。北京某再生水廠：10萬噸 /日，上游的污水處理廠出水達(dá)到一級B標(biāo)準(zhǔn)，為提供城市河流的景觀水、城市雜用水、工業(yè)用水，采用兩級曝氣生物濾池、砂濾、O3接觸氧化。

保定某污水處理廠：（6+16）萬噸/日，出水達(dá)到二級標(biāo)準(zhǔn)，正在升級改造到一級Ｂ，進(jìn)而達(dá)到一級Ａ標(biāo)準(zhǔn)。某工業(yè)用戶為滿足工業(yè)冷卻水的水質(zhì)要求，采用曝氣生物濾池、石灰混凝、澄清、過濾系統(tǒng)的深度處理工藝。為進(jìn)一步處理作為鍋爐補(bǔ)給水、熱網(wǎng)補(bǔ)給水，采用壓力式超濾、反滲透處理單元，超濾凈通量約為50Ｌ/（m2.h）。

石家莊某污水處理廠：50萬噸/日，AN/O工藝，正在升級為Ａ2O，采用曝氣生物濾池、高效沉淀池的處理工藝，達(dá)到一級A 標(biāo)準(zhǔn)。某工業(yè)用戶以該再生水作為水源，為滿足工業(yè)用水、鍋爐補(bǔ)給水的水質(zhì)要求，采用石灰混凝、澄清、過濾的處理工藝，部分作為工業(yè)用水，部分再經(jīng)壓力式超濾、反滲透、離子交換系統(tǒng)的處理，作為鍋爐補(bǔ)給水，超濾凈能量約為59Ｌ/（m2.h）。

石家莊某污水處理廠：2萬噸/日，Biolak工藝。某工業(yè)用戶為滿足工業(yè)用水的水質(zhì)要求，采用浸沒式超濾、反滲透、離子交換的處理工藝，超濾凈通量約為 23.5Ｌ/（m2.h）。

臨汾某再生水廠： 3 萬噸 /日，其上游的7萬噸/日污水處理廠，氧化溝工藝，出水達(dá)到二級標(biāo)準(zhǔn)。為改善出水的生化指標(biāo)（BOD5、CODcr、氨氮、總氮等），采用曝氣生物濾池、絮凝、沉淀處理工藝，部分壓力式超濾、反滲透產(chǎn)水，與部分砂濾池出水混合，作為附近的電廠、鋼廠循環(huán)冷卻水水源。某工業(yè)用戶利用該再生水，再經(jīng)壓力式超濾、反滲透、離子交換系統(tǒng)處理后，作為鍋爐補(bǔ)給水。超濾凈通量約為59Ｌ/（m2.h），目前出水量略低，凈通量約為48Ｌ/（m2.h）。

天津某再生水廠： 5 萬噸 /日，其上游的45萬噸/日污水處理廠采用AP/O工藝，出水達(dá)到二級標(biāo)準(zhǔn)。為滿足天津市再生水的水質(zhì)要求，采用絮凝、沉淀、浸沒式超濾、反滲透工藝，超濾凈通量約為 25Ｌ/（m2.h）。由于用戶不多，未連續(xù)滿出力運(yùn)行。天津某再生水廠： 5 萬噸 /日，上游的污水處理廠出水已達(dá)到一級A標(biāo)準(zhǔn)。為滿足天津市再生水的水質(zhì)要求，采用浸沒式超濾工藝，其凈通量約為34.5Ｌ /（m2.h）。

唐山某污水處理廠：5萬噸 /日，出水達(dá)到一級B標(biāo)準(zhǔn)，經(jīng)纖維束濾池后達(dá)到一級A標(biāo)準(zhǔn)。某工業(yè)用戶利用該再生水，及自建的污水處理站出水，作為凈環(huán)系統(tǒng)、軟水閉式循環(huán)系統(tǒng)的補(bǔ)充水和鍋爐補(bǔ)給水、工業(yè)用水，為滿足用水的水質(zhì)要求，采用壓力式超濾、反滲透、離子交換工藝，其超濾的凈通量約為52Ｌ /（m2.h）。

烏魯木齊某再生水廠：40 萬噸/日，其上游的污水處理廠采用A/B工藝，出水達(dá)到二級標(biāo)準(zhǔn)。為達(dá)到一級A標(biāo)準(zhǔn)，采用兩級曝氣生物濾池、消毒工藝，改善其生化指標(biāo)。附近的某電廠利用該水源，經(jīng)石灰混凝、澄清、過濾處理后，部分作為循環(huán)冷卻水補(bǔ)充水，部分再經(jīng)壓力式超濾、反滲透、離子交換系統(tǒng)的處理工藝，作為鍋爐補(bǔ)給水、熱網(wǎng)補(bǔ)給水，超濾凈能量約為78Ｌ /（m2.h）。再生水廠尚未投產(chǎn)，二級標(biāo)準(zhǔn)的排水，進(jìn)入后續(xù)的深度處理單元，超濾單元污堵嚴(yán)重。待再生水廠投產(chǎn)，一級A標(biāo)準(zhǔn)的排水提供給電廠，情況會大為改觀。

下面再介紹幾個(gè)工業(yè)企業(yè)的循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的排污水作為再生水水源的工程案例，并給出一些技術(shù)路線。

宿州某電廠：以當(dāng)?shù)氐男裸旰铀鳛檠h(huán)冷卻水的補(bǔ)充水，經(jīng)冷卻系統(tǒng)濃縮后的排污水，采用壓力式超濾、反滲透、離子交換處理工藝，作為鍋爐補(bǔ)給水。超濾的凈通量約為54.5Ｌ/（m2.h）。唐山某鋼廠：再生水水源包括三種，其中鋼廠的綜合廢水、市政回用水，需經(jīng)高效沉淀、砂濾處理，或者是煤礦井下水，需經(jīng)砂濾處理。上述三種水源經(jīng)適當(dāng)?shù)奶幚砗螅偌墘毫κ匠瑸V、反滲透處理，作為工業(yè)用水。超濾的凈通量約為45Ｌ/（m2.h）。華亭某工業(yè)用戶：企業(yè)內(nèi)部的綜合廢水，經(jīng)適當(dāng)處理后作為循環(huán)冷卻水補(bǔ)充水，經(jīng)冷卻系統(tǒng)濃縮后的排污水，采用壓力式超濾、反滲透、離子交換處理后，作為工業(yè)用水。超濾的凈通量約為64.5Ｌ/（m2.h）。

天津某電廠：東麗再生水廠或海河水作為循環(huán)水補(bǔ)充水。其濃縮后的排污水，采用石灰混凝、澄清、過濾的處理工藝，部分作為循環(huán)水補(bǔ)充水，部分再經(jīng)壓力式超濾、反滲透、離子交換系統(tǒng)的處理工藝，作為電廠的鍋爐補(bǔ)給水、熱網(wǎng)補(bǔ)給水，超濾的凈通量約為41.6Ｌ/（m2.h）。

渭南某電廠：煤礦井下排水、地下水作為老廠循環(huán)水、鍋爐補(bǔ)給水水源。其排污水、反滲透濃水作為本期補(bǔ)給水源，采用澄清、砂濾、浸沒式超濾、反滲透系統(tǒng)的處理工藝，作為電廠的循環(huán)冷卻水補(bǔ)充水、工業(yè)用水。超濾的凈通量約為33.6Ｌ/（m2.h）。陽城某電廠：以灰場回收水、老廠的循環(huán)水排污水按3:1 混合，經(jīng)石灰混凝、澄清、過濾處理后，部分作為沖灰用水，部分再經(jīng)壓力式超濾、反滲透、離子交換系統(tǒng)的處理工藝后，作為鍋爐補(bǔ)給水。超濾的凈通量約為 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，對于城市水資源的可持續(xù)發(fā)展尤其重要，具體工程案例如下：

包頭某電廠：以附近的某城鎮(zhèn)污水處理廠的二級標(biāo)準(zhǔn)排水、附近的包鋼綜合廢水處理站的排水，經(jīng)曝氣生物濾池、石灰混凝、澄清、過濾系統(tǒng)處理后，作為工業(yè)循環(huán)冷卻水的水源。其濃縮后的排污水，采用浸沒式超濾、反滲透處理后，部分作為工業(yè)用水，部分經(jīng)離子交換處理后作為鍋爐補(bǔ)給水、熱網(wǎng)補(bǔ)給水。超濾的凈通量約為23.8Ｌ/（m2.h）。該工程已經(jīng)穩(wěn)定運(yùn)行兩年多，技術(shù)參數(shù)應(yīng)當(dāng)比較合適。

四、結(jié)論

近年來，隨著排放標(biāo)準(zhǔn)的提高，大量的城鎮(zhèn)污水處理廠正在進(jìn)行升級改造，廣泛采用的工藝主要關(guān)注生化指標(biāo)。但是，如果考慮回用水用戶的具體要求，主要是離子成份的要求，可以看出，針對不同的再生水水源、回用水的水質(zhì)要求，必須因地制宜地選擇處理工藝，確定技術(shù)參數(shù)。如果參數(shù)不合理，必然會引起運(yùn)行困難、維護(hù)頻繁，出水水質(zhì)、水量難以穩(wěn)定地達(dá)到設(shè)計(jì)期望。

有關(guān)再生水回用的多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)中，推薦的水質(zhì)指標(biāo)數(shù)值不盡相同，在工程實(shí)踐中，難于執(zhí)行。特別是關(guān)于城鎮(zhèn)污水處理廠的氨氮、總氮、CODCr濃度，對后續(xù)的超濾、反滲透膜的污堵程度。本文建議開展大量的調(diào)研、科研工作，以便掌握規(guī)律，有條件時(shí)宜通過試驗(yàn)，科學(xué)地決定生化指標(biāo)的處理標(biāo)準(zhǔn)，以及膜系統(tǒng)的通量、反洗、化學(xué)加強(qiáng)反洗、化學(xué)清清洗頻率。

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