胡成強(qiáng)
（大化集團(tuán)大連設(shè)計(jì)研究院，遼寧 大連116031）

　　摘　要：以大化集團(tuán)中水回用工程的方案設(shè)計(jì)為例，介紹了以城市污水處理廠的二級(jí)出水為源水，采用CASS工藝和反滲透裝置處理后，用于化工生產(chǎn)、循環(huán)冷卻水補(bǔ)水和廠區(qū)綠化。
　　關(guān)鍵詞：中水；水質(zhì)指標(biāo)；工藝流程
　　中圖分類號(hào)：X703
　　文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B
　　文章編號(hào)：1009－2455（2002）01－0045－03

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(zhǎng)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(duì)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(jí)出水，處理能力為6000t/d。采用二級(jí)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(jí)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(duì)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(jí)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) 分析項(xiàng)目 污水廠二級(jí)出水 一級(jí)出水 二級(jí)出水 pH 6.5-8.5 6.5-8.5 6.5-8 濁度/度 50 5 5 總固體/（mg.L^-1) 1200 1000 150 總硬度（以CaCO₃計(jì)）/（mg.L^-1) 500 總堿度（以CaCO₃計(jì)）/（mg.L^-1) 500 氯離子/（mg.L^-1) 300 CODcr/（mg.L^-1) 120 BOD₅/（mg.L^-1) 40 氨氮/（mg.L^-1) 30 　 　 總磷/（mg.L^-1) 3 　 　 石油類/（mg.L^-1) 10 　 　 總鐵/（mg.L^-1) 2 　 　 懸浮物/（mg.L^-1) 50 　 　 異氧菌總數(shù)/（mg.L^-1) 5×10⁵ 注：一級(jí)出水用于化工生產(chǎn)和綠化，二級(jí)出水用于循環(huán)冷卻水補(bǔ)水。

　　合成氨廠工藝設(shè)備是引進(jìn)德國(guó)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(jí)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(jí)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
　　①CASS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。
　　②復(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。
　　④溶鹽池，鋼進(jìn)結(jié)構(gòu)，12m×5.5m×2.5m，總有效容積160m³。
　　⑤污泥池，鋼極結(jié)構(gòu)，4m×4m×3.5m，有效容積48m³。該池設(shè)在污泥脫水機(jī)房。
　　⑥污泥脫水機(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。
　　⑨吸附過濾廠房，磚混結(jié)構(gòu)，面積為280m²，外型尺寸為20m×14m×8m，內(nèi)裝5臺(tái)Φ3600吸附過濾器。
　　⑩反滲透廠房，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(tái)，高峰時(shí)同時(shí)用。Q=100-150m³/h，H＝10m，N=5.5kw
　　②潛水?dāng)嚢铏C(jī)，2臺(tái)，每臺(tái)7.5kw，設(shè)在CASS池內(nèi)。
　　③微孔曝氣器（自閉式），約400個(gè)。安裝在CASS池內(nèi)。
　　材質(zhì)：內(nèi)殼ABS，外為特種橡膠。
　　④刮、吸泥機(jī)，2套，寬7m，功率為3kw/臺(tái)。安裝在平流式沉淀池。
　　⑤離心鼓風(fēng)機(jī)，1臺(tái)工作，主要用于CASS池的曝氣系統(tǒng)。
　　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(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。
　　⑧吸附過濾，采用壓力過濾器，設(shè)計(jì)濾速6－8m/h，共設(shè)5臺(tái)，4用1備，Φ3600×6000。
　　⑨反滲透系統(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％。
　　⑩滅菌設(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 項(xiàng)目名稱 造價(jià)/萬(wàn)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(hào) 名稱 用量 單價(jià) 年成本/萬(wàn)元 1 源水水費(fèi) 　 6000m³/d 1元/t 216 2 電費(fèi) 一級(jí)出水 3200度/d 0.45元/度 52.56 3 PAC藥劑費(fèi) 二級(jí)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 　 工資福利 　 60kg/d 4元/kg 0.864 7 　 　 　 1000元/（人.月) 12 8 年運(yùn)行成本 一級(jí)出水 10人 327.364萬(wàn)元/a 　 　 二級(jí)出水 　 414.664萬(wàn)元/a 　 9 水費(fèi) 一級(jí)出水 　 1.52元/t 　 　 二級(jí)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(wàn)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(yǔ)

　　六月份，由大連市經(jīng)委組織有關(guān)專家對(duì)該方案進(jìn)行了技術(shù)評(píng)審，得到了與會(huì)專家們的普遍好評(píng)，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(huì)效益和環(huán)境效益，減少了對(duì)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)。

作者簡(jiǎn)介：胡成強(qiáng)（1963-），男，山東海陽(yáng)縣人，工程師，專業(yè)負(fù)責(zé)人，主要從事給排水設(shè)計(jì)。