城鎮(zhèn)污水處理廠再生水回用工程實例分析

丁海燕

（凱發(fā)新泉水務(wù)（泰州）有限公司，江蘇 泰州 225300）

污水經(jīng)過處理后再生利用節(jié)約了寶貴的水資源，減少了污水排放量，使水環(huán)境污染有所緩解。這樣既緩解了水資源不足的壓力，又保護(hù)了人類賴以生存的生態(tài)環(huán)境[1]。泰州某城鎮(zhèn)污水處理廠根據(jù)國家及江蘇省城鎮(zhèn)污水處理及再生利用設(shè)施建設(shè)規(guī)劃的要求，積極推進(jìn)尾水再生利用設(shè)施建設(shè)，全面提升污水再生利用水平。

1 再生水回用工程概況

泰州某城鎮(zhèn)污水處理廠總規(guī)模為2.0萬t/d，運行規(guī)模約為1.8萬t/d，工業(yè)廢水和生活污水比例為1∶1，其采用格柵+調(diào)節(jié)池+缺氧池+氧化溝+二沉池+高效絮凝沉淀池+纖維轉(zhuǎn)盤濾池+消毒池處理工藝，出水執(zhí)行《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 18918—2002）的一級A標(biāo)準(zhǔn)。

再生水回用工程總規(guī)模為5 000 t/d。一期規(guī)模為2 500 t/d，其中，工業(yè)冷卻循環(huán)補充水處理規(guī)模為900 t/d，洗滌工藝用水處理規(guī)模為900 t/d，城市綠化澆灑用水規(guī)模為700 t/d；二期規(guī)模為2 500 t/d，全部為工業(yè)冷卻循環(huán)補充水。主要建設(shè)內(nèi)容包括膜處理車間（超濾+反滲透）、清水池、廢水池、供水泵房、變配電間、加藥間等，土建一次完成，設(shè)備分期安裝。2019年12月，一期工程建成并投入運行。

再生水回用工程進(jìn)水全部來自污水處理廠消毒池出水，即進(jìn)水水質(zhì)達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 18918—2002）的一級A標(biāo)準(zhǔn)。再生水主要用作工業(yè)循環(huán)冷卻補充水、洗滌工藝用水及綠化澆灑用水。設(shè)計出水水質(zhì)方面，工業(yè)用水達(dá)到《城市污水再生利用 工業(yè)用水水質(zhì)》（GB/T 19923—2005）的要求，綠化用水達(dá)到《城市污水再生利用 城市雜用水水質(zhì)》（GB/T 18920—2020）的要求。具體水質(zhì)指標(biāo)如表1所示。主要指標(biāo)有pH、化學(xué)需氧量（CODCr）、五日生化需氧量（BOD5）、懸浮物（SS）、氨氮（NH3-N）、濁度、總?cè)芙夤腆w（TDS）、SiO2和Fe離子。

表1 設(shè)計進(jìn)出水水質(zhì)

2 再生水處理工藝

本工程再生水主要用作工業(yè)循環(huán)冷卻補充水、洗滌工藝用水及綠化澆灑用水，因再生水用作工業(yè)用水和城市綠化用水的水質(zhì)要求差異較大，擬采用不同的工藝流程。

2.1 工業(yè)用水處理工藝流程

經(jīng)檢測，進(jìn)水含鹽量約為1 270 mg/L，出水含鹽量要求不大于300 mg/L，采用雙膜法（超濾+反滲透）工藝可滿足要求，如圖1所示[2]。污水處理廠消毒池出水進(jìn)入原水池通過泵提升進(jìn)入自清洗過濾器，利用濾網(wǎng)直接攔截液體中的雜質(zhì)、漂浮物、顆粒物等，同時降低水的濁度，減少污垢。過濾器的出水進(jìn)入超濾裝置，利用不對稱微孔結(jié)構(gòu)和半透膜介質(zhì)，依靠膜兩側(cè)的壓力差作為推動力[3]，以錯流方式進(jìn)行過濾，使溶劑及小分子物質(zhì)通過，大分子物質(zhì)和微粒子如蛋白質(zhì)、水溶性高聚物、細(xì)菌等被濾膜阻留，其余進(jìn)入超濾產(chǎn)水池。

圖1 工業(yè)用水處理工藝流程

超濾濃水和自清洗過濾器反洗水一起排入廢水池，最終進(jìn)入污水處理廠高效絮凝沉淀池進(jìn)行再處理。超濾產(chǎn)水池的水經(jīng)反滲透供水泵抽吸進(jìn)入保安過濾器，濾除細(xì)小物質(zhì)（如微小的石英砂、懸浮物、細(xì)菌及其他雜質(zhì)），以確保水質(zhì)過濾精度及保護(hù)膜過濾元件不受大顆粒物質(zhì)的損壞，使原水水質(zhì)達(dá)到反滲透膜的進(jìn)水要求。出水經(jīng)反滲透高壓泵加壓，進(jìn)入反滲透裝置，利用孔徑為1/10 000 μm的反滲透膜（RO膜），使較高濃度的水變?yōu)榈蜐舛人瑫r將工業(yè)污染物、重金屬、細(xì)菌、病毒等大量混入水中的雜質(zhì)全部隔離，反滲透濃水進(jìn)入污水處理廠調(diào)節(jié)池進(jìn)行后續(xù)處理。反滲透裝置出水進(jìn)入清水池，經(jīng)二氧化氯消毒后，用作洗滌工藝用水和工業(yè)冷卻循環(huán)補充水。

2.2 城市綠化澆灑用水處理工藝流程

污水處理廠消毒池出水和再生水回用裝置部分反滲透出水混合（根據(jù)實際運行期間的TDS檢測情況確定比例），經(jīng)二氧化氯再消毒后，出水用于城市綠化澆灑，如圖2所示[4]。

圖2 城市綠化澆灑用水處理工藝流程

3 運行效果

再生水回用工程自2019年6月竣工，調(diào)試投入運行以來，出水水質(zhì)良好，系統(tǒng)穩(wěn)定運行。對裝置進(jìn)水（消毒池出水）、城市綠化用水取水口出水、回用水裝置出水進(jìn)行監(jiān)測，2020年各項指標(biāo)監(jiān)測結(jié)果如表2所示。出廠水余氯不小于0.3 mg/L。

表2 再生水回用工程各構(gòu)筑物水質(zhì)

從表2可以看出，城市綠化取水口出水和工業(yè)用水的各項指標(biāo)能達(dá)到并優(yōu)于回用水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，滿足城市綠化用水和工業(yè)回用水的需求。

該污水處理廠再生水回用工程是泰州市第一家建成的規(guī)?；鬯幚韽S再生水回用項目，也是泰州市創(chuàng)建水生態(tài)文明城市、推動長江大保護(hù)和高質(zhì)量發(fā)展的一項重要舉措。污水再生處理后可以用作工業(yè)循環(huán)冷卻水和洗滌工藝用水，該典型案例是污水再生處理后用作工業(yè)用水的成功示范。該項目的建成有力減少了污水處理廠尾水與污染物排放，經(jīng)初步測算，每年約減少CODCr排放量18 t、氨氮排放量0.18 t。同時，該項目促進(jìn)了水資源重復(fù)利用，降低了城市的自來水使用量和地表水使用量，緩解了水資源危機(jī)，具有較高的環(huán)保效益。另外，該項目促進(jìn)了污水在區(qū)域?qū)哟紊系脑偕?，后期可以擴(kuò)大向周邊工業(yè)企業(yè)供水的規(guī)模，創(chuàng)造可觀的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

4 投資及運行費用

該再生水工程已完成投資2 560萬元（土建規(guī)模5 000 t/d，設(shè)備規(guī)模2 500 t/d），工業(yè)用水單價為5.47元/t，綠化用水單價為3.1元/t，綜合水價為4.804元/t。系統(tǒng)運行成本為2.787元/t，其中，藥劑費（包含次氯酸鈉、氫氧化鈉、檸檬酸、阻垢劑、還原劑、殺菌劑、消毒藥劑鹽酸和氯酸鈉）為0.138元/t，電費為0.874元/t，設(shè)備折舊及人工費為1.775元/t。

5 結(jié)論

根據(jù)再生水回用工程運行情況，污水處理廠出水達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 18918—2002）的一級A標(biāo)準(zhǔn)，再生水回用采用過濾+超濾+反滲透+消毒工藝是合適的[5]。工業(yè)用水滿足《城市污水再生利用 工業(yè)用水水質(zhì)》（GB/T 19923—2005）的要求，TDS去除率達(dá)到95%，再生水回用裝置反滲透出水與污水處理廠消毒池出水混合，經(jīng)消毒后，水質(zhì)穩(wěn)定達(dá)到《城市污水再生利用城市雜用水水質(zhì)》（GB/T 18920—2020）的要求。