某瓦斯電站中水及雨水回用系統設計

梁 麟

(煤炭工業太原設計研究院,山西 太原 030001)

0 引言

瓦斯電站夏季生產用水量大，冬季生產用水量小，與降雨量的季節性變化一致。同時，瓦斯電站部分優質排水品質高，簡單處理后就可回用。如果能合理的回用優質排水及雨水，將節約大量生產用水，收到良好的經濟和環境效益。

1 水源的選擇

1.1 中水水源的選擇

瓦斯電站主要排水項目有鍋爐排污、瓦斯氣脫水、密閉冷卻塔排污、水處理系統排水及生活污水。主要排水項目水質及工業水(電站水源)水質見表1，表 2。

表1 排水水質 mg/L

表2 生活污水水質 mg/L

1.2 雨水水源的選擇

瓦斯電站為清潔電站，生產環境好，不會對雨水產生二次污染，所有下墊面的雨水都可以回收利用。該瓦斯電站下墊面情況是：屋面為瀝青屋面，路面為混凝土和瀝青路面，綠化區主要為草坪，地下水池覆土1.0 m，無露天水面。經計算徑流系數取0.727，徑流系數詳見表3。雨水水質見表4。

表3 雨水徑流系數表

表4 雨水水質 mg/L

根據雨水水質可知，該瓦斯電站雨水基本未被二次污染，可簡單處理后用于循環冷卻系統補水，道路清掃和綠地澆灑及沖廁等。

2 水量平衡

2.1 用水標準

為保持良好的生產環境，該廠制定了嚴格的管理制度，定期會做道路清掃和綠地澆灑。參照《城市雜用水水質標準》，該電站用于道路清掃和綠地澆灑的水質指標見表5。

表5 道路清掃及綠地澆灑水質指標 mg/L

該廠采用密閉冷卻塔，主要補水點為密閉冷卻塔噴淋水箱補水，其對水質要求較低。參照《工業循環冷卻水處理設計規范》，該電站密閉冷卻塔補充水的水質指標見表6。

表6 密閉冷卻塔補水 mg/L

2.2 用戶確定

瓦斯電廠主要用水項目為水處理系統補水、職工生活用水、道路清掃、綠地澆灑及密閉冷卻塔補水。水處理系統補水對水質要求較高，不宜作為再生水用戶。日常沖廁雖然可利用中水，但是用水量不大還需要另外增加中水供水系統，暫不考慮作為再生水用戶。廠區道路清掃和綠地澆灑對水質要求較低，可作為再生水用戶，且宜采用再生的優質雜排水。密閉冷卻塔補水量大，對水質要求較低，且密閉冷卻塔補水量和降雨量的季節性變化一致，可作為再生水的主要用戶。

2.3 用水量及水量平衡

根據氣象資料，當地春季降水稀少，降雨量為30 mm～70 mm；夏季降水集中，降雨量為236.2 mm～286.6 mm；秋季降水較少，降雨量為91 mm～120 mm；冬季寒冷少雪，降水量為11 mm～12 mm。徑流系數取0.727，匯水面積約1 hm2，每季度平均降雨量見表7。

表7 降雨量對照表

根據現場實測，密閉冷卻塔夏季平均日補水量120 m3/d；春秋季平均日補水量60 m3/d；冬季采用空氣冷卻不需要補水。綠地澆灑用水量以1 L/(m2·d)計，綠地面積0.16 hm2。道路清掃用水量以2 L/(m2·d)計，道路面積0.07 hm2，道路清掃及綠地澆灑合計用水3 m3/d。回用水用水量及水源供水量見表8。

表8 回用水用水量及水源供水量 m3/d

由表8可見，優質生活雜排水處理后可部分用作廠區道路清掃、綠地澆灑，富裕部分用作密閉冷卻塔補水。雨水、鍋爐排污和瓦斯氣脫水可全部作為密閉冷卻塔補水的主要水源。由于密閉冷卻塔冬季采用空氣冷卻不需要補水，冬季部分中水后需要做后續處理或外運。密閉冷卻塔補水量，降雨量及消耗中水量見圖1。

3 處理及回用

3.1 生活雜排水

該瓦斯電站優質生活雜排水主要為公共浴室淋浴排水，洗衣間排水，辦公樓擦洗地面和日常清洗排水。因此，辦公樓采用分質排水，將洗臉池、拖布池、洗衣間及公共浴室排水單獨收集后排入中水處理站，將沖廁排水和廚房排水收集后排入生活污水處理站。

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中水處理后主要用于道路清掃、綠地澆灑及密閉冷卻塔補水，參照《建筑中水設計規范》，結合道路清掃、綠地澆灑及密閉冷卻塔補水水質指標。該電站中水系統采用以物化處理為主的處理工藝，工藝流程如下：

原水→格柵→調節→絮凝沉淀→過濾→消毒→中水清水池。

中水采用重力輸送至中水處理站，原水池設有分流、溢流設施。原水處理達標后儲存在中水清水池內，中水清水池按4 h處理量設計，取3 m3。中水清水池內的中水通過潛水泵加壓后用于廠區道路清掃、綠地澆灑及密閉冷卻塔補水。

3.2 雨水

瓦斯電站為清潔電站，所收集的雨水基本未被污染。該電站雨水全部用于密閉冷卻塔補水，參照《建筑與小區雨水控制及利用工程技術規范》，結合密閉冷卻塔補水指標。該電站雨水系統采用以物化處理為主的處理工藝，工藝流程如下：

雨水→初期徑流棄流→沉沙→雨水調蓄池沉淀→絮凝過濾→消毒→雨水清水池。

屋面棄流徑流厚度取2 mm，地面棄流厚度取3 mm，初期棄流雨水通過自流排入滲透棄流裝置內。因為當地一年一遇日降雨量為27.8 mm，廠區匯水面積約1 hm2，徑流系數取0.727，日最大降雨量約202 m3，而一般雨后冷卻塔補水量較小，所以雨水調蓄沉淀池容積取300 m3。另外，因為當地出現過連續大暴雨，所以雨水調蓄沉淀池設置了排水泵，可在12 h內排空雨水調蓄沉淀池。雨水處理達標后儲存在雨水清水池內通過潛水泵輸送至密閉冷卻塔水箱。

3.3 瓦斯氣脫水

瓦斯氣脫水中的石油類含量略高，但可以滿足密閉冷卻塔補水要求，瓦斯氣脫水儲存在10 m3儲水罐內，通過潛水泵輸送至密閉冷卻塔水箱。后續冷卻塔排污水中的石油類和氨氮可以通過臭氧氧化和活性炭吸附，處理達標后排放。

3.4 鍋爐排污

鍋爐排污水品質高不需要處理，可經排污降溫池冷卻后通過潛水泵輸送至密閉冷卻塔水箱。因密閉冷卻塔本身具有冷卻能力，鍋爐排污也可以直接自流排入密閉冷卻塔水箱。

4 結語

1)因為降雨量和密閉冷卻塔補水的季節性變化一致，所以雨水應作為電站密閉冷卻塔補水的主要水源。2)鍋爐排污水可以降溫后作為密閉冷卻塔補水，也可以直接排入密閉冷卻塔水箱。3)瓦斯氣脫水可直接作為密閉冷卻塔補水。4)優質生活雜排水處理后優先用于廠區綠地澆灑，富裕部分作為密閉冷卻塔補水。