河南金丹乳酸科技股份有限公司新建中水回用项目技术方案
项目概述与设计依据。河南金丹乳酸科技股份有限公司新建中水回用项目,水源采用黑河地表水,备用水源为城市中水,设计三期总进水量3159m³/h,产品水用于凉水塔补水、生产用水及锅炉用水。系统分期建设,一期处理规模1403m³/h,二期、三期同时建设,处理规模1756m³/h。设计依据包括业主提供的水量水质指标、产品水要求及GB150-2011、JB/T2932-1999、NB/T 47003.1-2009、CJ/T170-2018、GB/T19249-2017等国家相关标准规范。
设计进出水水质。进水水质包括城市中水和黑河地表水,总水量3159m³/h,其中一期1403m³/h,二、三期1756m³/h。关键指标:城市中水CODcr≤25mg/L、TN≤20mg/L、氨氮≤0.5mg/L、SS≤15mg/L、TP≤0.1mg/L、TDS≤1200mg/L、电导率≤2350us/cm;黑河地表水CODcr≤30mg/L、氨氮≤1mg/L、SS≤35.8mg/L、TP≤0.2mg/L、TDS≤890mg/L、电导率≤1730us/cm。产水水质要求分工艺段:超滤出水用于凉水塔补水,CODcr≤50mg/L、TP≤5mg/L、总氮≤20mg/L、氨氮≤15mg/L、铁≤300μg/L、氯离子≤500mg/L、硫酸盐≤250mg/L、总溶解性固体≤1000mg/L、硫化物≤0.1mg/L;一级反渗透出水用于生产工艺用水,CODcr≤3mg/L、总氮≤0.5mg/L、氨氮≤0.3mg/L、氯离子≤250mg/L、硫酸盐≤250mg/L、总溶解性固体≤1000mg/L、硬度≤450mg/L、砷/铅/汞≤0.01mg/L、色度≤15倍;二级反渗透出水用于生产用水,总氮≤0.38mg/L、氨氮≤0.3mg/L、铁≤0.01μg/L、氯离子≤250mg/L、硫酸盐≤250mg/L、电导率≤5.1us/cm;EDI出水用于锅炉用水,铁≤30μg/L、铜≤5μg/L、硬度≈0、电导率≤0.2us/cm;一级反渗透出水用于环保新材料。外排水要求COD≤450mg/L、氨氮≤35mg/L、总氮≤45mg/L、总磷≤4mg/L。
工艺流程与方案设计。系统工艺包括原水调节池、V型滤池、超滤系统、反渗透系统和EDI单元,分期建设,配备水量平衡图。原水调节池用于均衡水质、调节水量,缓冲不均匀进水冲击负荷。V型滤池采用石英砂滤料,设计滤速8~10m/h,气冲洗强度15L/(s·m²),水冲洗强度4L/(s·m²),表面扫洗强度1.8L/(s·m²),冲洗时间15min,反冲洗周期24h,一期2座,二、三期2座,具有纳污容量大、反冲洗效果好优点。超滤系统作为反渗透预处理,设计运行时间24h/d,回收率≥92%,设计通量≤54L/(h·m²),一期4套,二、三期4套,配备自清洗过滤器、反冲洗泵和加药系统,可去除悬浮颗粒物、浊度和大分子有机物。反渗透系统为核心设备,一级反渗透设计运行时间24h/d,回收率≥75%,设计通量≤20L/(h·m²),一期4套,二、三期4套;二级反渗透设计运行时间24h/d,回收率≥85%,设计通量≤32L/(h·m²),一期2套,二、三期2套;用于去除小分子有机物和盐分,配备高压泵、精密过滤器和在线冲洗装置。EDI系统设计运行时间24h/d,回收率≥90%,一期2套,二、三期2套,用于连续深度脱盐,无需酸碱再生,环保高效。
主要设备清单。一期设备包括V型滤池单元(原水提升泵3台、反洗泵3台、反洗罗茨风机2台、滤板200m²、滤头10967件、石英砂滤料300m³)、超滤单元(供水泵3台、自清洗过滤器3台、膜系统4套、反冲洗泵3台、加药装置5套)、一级反渗透单元(供水泵3台、精密过滤器4台、高压泵4台、主机4套)、二级反渗透单元(供水泵3台、精密过滤器2台、高压泵2台、主机2套)、EDI单元(供水泵3台、精密过滤器2台、主机2套)及电气自控系统。二、三期设备与一期类似,部分设备共用,包括V型滤池单元(原水提升泵3台、滤板200m²、滤头10967件、石英砂滤料300m³)、超滤单元(供水泵3台、自清洗过滤器3台、膜系统4套)、一级反渗透单元(供水泵3台、精密过滤器4台、高压泵4台、主机4套)、二级反渗透单元(供水泵1台、精密过滤器2台、高压泵2台、主机2套)、EDI单元(供水泵2台、精密过滤器2台、主机2套)及电气自控系统。清单为初步设计,将根据项目深化调整。
直接运行成本计算。基础数据:年运行365天,电费0.6元/kW·h,超滤膜更换期5年,一级反渗透膜更换期3年,二级反渗透膜更换期5年,EDI更换期6~8年。一期药剂年消耗量:次氯酸钠46.96t、氢氧化钠82.86t、盐酸28.17t、PAC 41.29t、阻垢剂37.86t、还原剂56.54t、非氧化杀菌剂11.53t、酸性清洗剂8.64t、碱性清洗剂8.64t。运行成本:过滤+超滤系统0.12~0.20元/吨,一级反渗透系统1.00~1.10元/吨,二级反渗透系统0.70~0.80元/吨,EDI系统0.40~0.50元/吨,合计2.20~2.60元/吨,不含外排水费,将根据实际情况调整。
技术优势说明。采用BIM设计,实现三维可视化、协同设计和管线综合,减少施工误差,提高设计质量,并支持智慧化运维。智慧化膜系统解决方案集成自控、信息化和智慧化软件,实时监控工艺数据,提供专家诊断、异常预警、维修保养工作流和能耗统计分析,支持移动端管理,实现少人值守。膜防污染技术配备微絮凝加药和精准阻垢剂投加,降低膜污染和清洗频率,延长膜寿命。膜通用平台技术实现多品牌膜元件通用互换,降低建设和运营成本,提升系统灵活性。