土牧尔台污水处理厂中水回用建设项目-技术方案-20240612.md 10 KB
土牧尔台污水处理厂中水回用建设项目技术方案
项目概述。项目名称：土牧尔台污水处理厂中水回用建设项目。项目背景介绍：本中水回用处理项目，设计水源为污水厂提标改造后产水（一级A标准），处理规模为3000m3/d，中水出水执行《城市污水再生利用-工业用水水质（GBT19923-2005）》标准中的工艺与产品用水，处理后的中水回用至园区企业生产用水。建设规模：处理水量3000m³/d。
编制原则与依据。编制原则：严格响应“污水零排放装置相关技术要求”及其他相关文件，严格遵守国家、行业的相关规范、标准和规定；严格遵守国家关于环保、职业安全卫生、消防和节能等方面的规定；在安全、可靠的基础上，采用合理的工艺和控制水平，采用先进的工艺及技术，并确保出水水质指标符合业主文件要求，并且整个生产过程安全可靠；采用可靠、先进、高效的设备和先进、成熟的工艺流程。尽可能采用新技术、新材料、新设备以及先进的管理方法；设计中选用节能、高效设备，降低装置的运营成本；平面布置力求合理通畅，精心设计，功能分区明确，使用便利，互不干扰，节省占地，节省工程建设投资，加快工程建设进度；平面布置竖向设计充分利用场区的地形高差，各构筑物之间尽量利用地形高差实现自流，并与全厂总体规划协调，同时符合国家有关绿化及环保、消防规定；充分考虑当地水文地质特点和气候气象特点以及场址条件，降低处理系统的建设难度和保证系统正常运转。整体考虑，设计经济合理、技术先进可靠的供排水系统，加强水系统的全面管理；系统设计自动化程度高，操作维护方便，减轻劳动强度；尽量节约用水，节约水资源；与全厂总体规划相适应，进行统一规划；严格按照国家节能减排政策设计，避免产生二次污染。编制依据：国家和地方相关法律、法规、规范、标准、定额和指令性规划文件；建设方提供的原水水量、水质指标；建设方提供的产品水水质需求资料；其他相关资料。采用的规范与标准包括：室外给水设计标准GB 50013-2018、建筑给水排水设计标准GB 50015-2019、工业废水处理与回用技术评价导则GB/T 32327-2015、水处理设备制造技术条件NB/T 10790-2021、超滤水处理设备CJ/T 170-2018、反渗透水处理设备GB/T 19249-2017、低压配电设计规范GB 50054-2011、城市污水再生利用工业用水水质标准GB/T19923-2005。
设计进出水水质。设计进水水质：根据已提供资料，污水厂提标改造后产水直接进入中水回用系统，提标改造出水水质执行《城镇污水处理厂污染物排放标准（GBT18918-2002）》中一级A标准，主要进水指标参数包括pH 6.0~9.0、悬浮物（SS）10 mg/L、生化需氧量（BOD5）10 mg/L、化学需氧量（CODcr）50 mg/L、总氮15 mg/L、氨氮5（8）mg/L、总磷0.5 mg/L、色度30度、总溶解性固体5000 mg/L、总硬度450 mg/L、总碱度350 mg/L、二氧化硅30 mg/L、氯离子1000 mg/L、硫酸盐1000 mg/L、石油类1 mg/L、动植物油1 mg/L、挥发酚0.5 mg/L、总氰化合物0.5 mg/L、硫化物1.0 mg/L、氟化物20 mg/L、甲醛1.0 mg/L、阴离子表面活性剂0.5 mg/L、粪大肠菌群1000个/L。设计出水水质：本项目中水回用出水回用至园区企业作为生产用水，出水执行严于《城市污水再生利用-工业用水水质（GBT19923-2005）》标准中的工艺与产品用水的水质标准，主要指标参数包括pH 6.5~8.5、悬浮物（SS）≤10 mg/L、浊度（NTU）≤5、色度≤30度、生化需氧量（BOD5）≤10 mg/L、化学需氧量（CODCr）≤50 mg/L、铁≤0.3 mg/L、锰≤0.1 mg/L、氯离子≤250 mg/L、二氧化硅（SiO2）≤30 mg/L、总硬度≤200 mg/L、总碱度≤200 mg/L、硫酸盐≤250 mg/L、氨氮≤5（8）mg/L、总磷≤0.5 mg/L、石油类≤1 mg/L、阴离子表面活性剂≤0.5 mg/L、余氯≥0.05 mg/L、粪大肠菌群≤1000个/L、总溶解性固体≤1000 mg/L。
工作范围。本项目可提供的工作范围为中水回用处理系统车间及配套水池外墙内1米范围之内的所有膜处理设备及配套的水泵、阀门、管道、电气、自控仪表系统等完整的处理装置的设计、供货、安装、调试和整体交付，不包含土建、暖通、给排水等其他专业范围。
水质分析与工艺比选。水质分析：本项目为污水处理零排放项目，根据设计进出水水质，TDS含量高，氯离子在浓缩过程中逐渐增高，对设备、管道、阀门等存在较强腐蚀性，需合理选择过流部件材料；硬度高，钙离子、镁离子浓度升高易结垢，需去除硬度；SiO2含量高，易造成膜浓缩和蒸发结晶单元结垢，需在进膜前去除；进水中含有氟化物，需设置预处理；COD含量高，易造成膜有机物污染，需考虑去除。工艺比选：根据项目情况及水质分析，系统主要采用软化、过滤、膜工艺、去除COD工艺等。高级氧化工艺对比及选择：对比芬顿氧化、催化臭氧氧化、电解催化氧化、活性炭吸附，从投资、占地等角度考虑，选择臭氧催化氧化工艺作为COD去除工艺，其COD降解较彻底、脱色效果好、不增加含盐量、运行维护简单、占地面积小，但运行费用高。膜浓缩工艺对比及选择：对比中/高压反渗透和DTRO，从投资、占地等角度考虑，选择中/高压反渗透作为蒸发结晶系统前的浓缩工艺，其脱盐率高、投资较低、占地较小。超滤工艺对比及选择：对比压力式超滤和浸没式超滤，从运行、占地、产水稳定性等角度考虑，选择压力式超滤作为反渗透系统前的预处理工艺，其操作维护简单、占地较小、车间环境整洁、出水SDI稳定。
工艺路线与描述。工艺路线：技术路线图包括调节池、高效沉淀池、多介质过滤器、超滤系统、反渗透系统、HEOCCT O3/H2O2协同催化氧化、弱酸阳床、组合反渗透等单元，虚线框内蒸发结晶系统不包含在本方案设计范围内。工艺描述：调节池用于均衡水质、调节水量，收集系统进水、超滤反洗废水及污泥系统上清液，缓冲冲击负荷。高效沉淀池用于去除硬度和硅，通过投加絮凝剂和助凝剂，在混合反应区、絮凝反应区和斜管沉淀区进行反应和澄清，污泥部分回流，多余污泥输送至厂区污泥浓缩系统；石灰软化原理通过投加氢氧化钙去除碳酸盐硬度，反应式包括Ca(HCO3)2+Ca(OH)2→2CaCO3↓+2H2O等，同时可去除部分有机物、二氧化硅和氟离子，可根据需要加入除硅药剂。多介质过滤器使用石英砂和无烟煤滤料，过滤精度50-100μm，出水SDI一般为5，通过吸附、机械截留、薄膜过滤和接触过滤去除悬浮物，定期反洗恢复功能；设备内部管路采用法兰连接，内表面衬耐酸橡胶防腐，布水布气均匀，反洗系统可自动或手动控制。超滤系统作为反渗透预处理，去除悬浮颗粒物、浊度、大分子有机物，产水水质稳定，SDI值小于3；超滤提升泵将原水加压送至自清洗过滤器去除大于200µm颗粒，过滤后水进入超滤膜组件截留污染物，定期反洗和化学加强反洗恢复膜通量。
反渗透系统与高级氧化。反渗透系统：反渗透是系统核心设备，用于去除废水中小分子有机物及盐分，脱盐率95-99%；原理是在压力作用下水透过膜成为纯水，杂质被截留，采用卷式膜组件，横流过滤方式；设计优良系统能通过横向流速控制污染，选择适宜水通量和膜性能；运行中浓水侧易结垢，使用阻垢剂，定期化学清洗恢复膜性能，停机时自动冲洗防止污染。HEOCCT O3/H2O2协同催化氧化：设置该单元以最大去除反渗透浓水中有机物，结合后续活性炭吸附；在催化剂作用下臭氧分解为羟基自由基，氧化降解有机污染物，由大分子变成小分子，降低COD，提高可生化性；技术特点包括有效反应时间短、运行成本低（传统臭氧成本的40~60%）、占地面积小。弱酸阳床：用于彻底去除浓水中残留钙、镁离子，防止后续膜浓缩和蒸发结晶系统结垢；使用弱酸离子交换树脂软化水，优选钠型离子交换法，树脂饱和后用软水再生，采用分步再生法提高效率。组合反渗透：将预处理后反渗透浓水通过保安过滤器进入中高压反渗透系统进一步浓缩，产水回用，浓水进入蒸发结晶系统；根据溶解性总固体浓度采用不同压力反渗透膜，最终使用超高压反渗透膜最小化水量。
运行成本与公司简介。运行成本：基础数据按24小时年运行365天，动力消耗0.55元/kW.h，污泥处置费用200元/t，药剂价格包括PAM(阳离子)18元/kg、聚合硫酸铁1.5元/kg等。系统运行成本包括电费259.94万元/年（吨水成本2.37元）、药剂费348.52万元/年（吨水成本3.18元）、耗材105.90万元/年（吨水成本0.97元）、污泥处置费112.97万元/年（吨水成本1.03元），合计吨水成本7.56元；注：直接运行成本包含电耗、药耗、耗材及污泥处置费，外输水按30m扬程计算，将根据最新资料调整。公司简介：金科环境股份有限公司创立于2004年，是科创板上市的国家高新技术企业（股票代码：688466），专注水的深度处理和污废水资源化，采用投资、建设、运营和服务模式提供全生命周期解决方案；公司探索“污废水资源化”商业模式，提出“工程产品化”理念，开发新水岛智能机组，实现无人值守、高效运行；承接国家重要项目如北京冬奥会崇礼和延庆主会场饮用水厂、雄安新区第一自来水厂等，获得多项奖项，在污废水资源化领域为多个行业提供高品质给水。