20240903--陕西电力运城有限公司再生水及浓水处理系统技术方案.md 45 KB
陕西电力运城有限公司
新水岛®/高品质再生水及浓水处理系统
技术方案
金科环境股份有限公司
2024年08月
目 录
1、 项目概况 3
1.1 工程概述 3
1.2 编制原则、依据及标准 3
1.2.1 编制原则 3
1.2.2 编制依据 4
1.2.3 采用的规范及标准 4
1.3 工作范围 5
1.4 设计进出水水质 5
1.4.1 设计进水水质 5
1.4.2 设计出水水质 5
1.4.3 排放水质要求 6
2、 工艺流程及水量平衡图 6
3、 工艺设计 6
3.1 再生水处理系统新水岛®工艺设计 6
3.1.1 新水岛®优势及亮点说明 6
3.1.2 新水岛®设计参数 17
3.1.3 新水岛®主要功能单元 17
3.1.4 新水岛®配置清单 20
3.2 浓水处理系统工艺设计 22
3.2.1 概述 22
3.2.2 除硬度、COD、TN装置设计参数 23
3.2.3 主要功能单元 23
3.2.4 配置清单 26
3.2.5 污泥单元 27
4、 直接运行成本计算 27
4.1 基础数据 27
4.2 运行成本 28
5、 公司简介 29
项目概况
工程概述
项目名称：陕西电力运城有限公司再生水回用及浓水处理系统
项目概况：陕西电力运城有限公司再生水回用处理水源为污水厂地表水准Ⅳ类出水水质标准，再生水回用处理系统拟采用金科环境“新水岛®”产品进行处理，处理后的再生水满足电厂企业用水标准。
超滤反洗废水回流至污水厂前端高效沉淀池前端继续处理。
反渗透浓水拟采用“高效沉淀池+臭氧催化氧化+高效生物滤池”处理工艺进行处理，处理后的产水水质指标达到《地表水环境质量标准》（GB3838-2022）准Ⅳ类水水质标准后排放。
项目规模：设计进水水量10000m³/d。
编制原则、依据及标准
编制原则
（1）遵循国家规范与标准：在规划和实施再生水工程时，必须严格遵守国家关于环境保护和城市污水再生利用的相关法律法规，确保工程的合规性和可持续性。
（2）合理确定再生水量与水质：根据城市的给水需求、地理位置、气候条件和用户特性，科学合理地确定再生水的使用量和水质标准，确保再生水的供应与城市发展的需要相匹配，同时保护和改善城市水环境。
（3）统筹规划与合理布局：再生水工程应进行整体规划，优化布局，力求在空间利用和工程布局上实现紧凑高效，同时考虑将再生水设施靠近污水处理厂，以便于管理和运营。
（4）选用成熟高效的处理技术：在确保出水水质满足要求的基础上，优先选择投资少、节能高效、运行稳定、占地面积小、操作简便的成熟水处理技术，以确保再生水工程的长期稳定运行。
（5）积极采用创新技术：在确保技术成熟可靠的前提下，积极引入和应用新技术、新工艺、新材料和新设备，不断提升再生水处理的技术水平和管理效率。
（6）选择高效可靠的设备：在设备选择上，应优先考虑国内外高效节能、运行稳定、管理便捷、维护简单的水处理专用设备，以提高工程的整体性能和可靠性。
（7）优化构筑物布局与水力流程：通过科学合理的设计，优化处理构筑物的布局和水力流程，有效减少工程投资和运营成本，实现能源的节约和经济效益的最大化。
（8）实现自动化与现代化管理：运用现代信息技术，建立自动化管理系统，确保技术先进、经济合理、运行可靠、操作便捷，提升再生水工程的管理水平和服务质量。
编制依据
（1）国家和地方相关的法律、法规、规范、标准、定额和指令性规划文件
（2）建设方提供的原水水量、水质指标
（3）建设方提供的产品水水质需求资料
采用的规范及标准
| 水回用导则 再生水利用效益评价 | GB/T 42247-2022 |
| --- | --- |
| 水回用导则 再生水厂水质管理 | GB/T 41016-2021 |
| 水回用导则 再生水分级 | GB/T 41018-2021 |
| 水回用导则 污水再生处理技术与工艺评价方法 | GB/T 41017-2021 |
| 城市污水再生利用 工业用水水质 | GB/T 19923-2005 |
| 地表水环境质量标准 | GB 3838-2002 |
| 生活饮用水卫生标准 | GB 5749-2022 |
| 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 |
工作范围
本项目可提供的工作范围为新水岛®及浓水处理系统红线外1米范围之内的所有设备及配套的水泵、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，不包含取水系统、外供水系统、外排水系统、土建等其他专业范围。
设计进出水水质
设计进水水质
根据建设单位提供的水质资料，本项目设计进水水质情况如下：
| 序号 | 检测指标 | 单位 | 数值 | 备注 |
| --- | --- | --- | --- | --- |
| | pH | | 6~9 | |
| | CODcr | mg/L | ≤30 | |
| | SS | mg/L | ≤5 | |
| | TP | mg/L | ≤1 | |
| | 氨氮 | mg/L | ≤2 | |
| | 钙 | mg/L | ≤200 | |
| | 总碱度 | mg/L | ≤350 | |
| | 氯化物 | mg/L | ≤250 | |
| | 硫酸盐 | mg/L | ≤250 | |
| | 氟化物 | mg/L | ≤5 | |
| | 浊度 | NTU | ≤5 | |
设计出水水质
本项目新水岛®产水水质满足电厂企业用水水质标准。
排放水质要求
反渗透浓水拟采用“高效沉淀池+臭氧催化氧化+高效生物滤池”处理工艺进行处理，处理后的产水水质指标达到《地表水环境质量标准》（gb3838-2022）准Ⅳ类水水质标准后排放。
工艺流程及水量平衡图
工艺流程及水量平衡图
工艺设计
再生水处理系统新水岛®工艺设计
新水岛®优势及亮点说明
产品概况 Overview
“新水岛®”是以工业产品思维彻底颠覆传统水厂的工程建设模式，应用金科环境自主开发基于AI算法的智慧软件，将全厂的设备、设施和建/构筑物集成为一个产品化的智能机组。
金科环境基于在水深度处理和污废水资源化领域的20多年百多个项目的实施经验和数据积累，将水厂设计、设备制造、工程建设和运营管理的knowhow固化在新水岛产品中。
“新水岛®”实现无人值守、高效运行，为工业企业、工业园区、城镇提供高品质水，解决水资源短缺、环境容量不足、水安全、成本高等问题。
新水岛®效果图
新水岛®优势及特点
新水岛具有“多”、“快”、“好”、“省”四大优势：
“多”： 应用场景多、覆盖范围多、客户实惠多
新水岛以达标排放污废水为水源，为工业企业、工业园区和城镇提供高品质再生水；
新水岛以地表水、地下水、苦咸水、海水等为水源，为工业企业、工业园区和城镇提供高品质供水；
新水岛处理规模从千吨级/日到几十万吨级/日；
解决水资源短缺、环境容量不足、水质不稳定、成本高等问题。
“快”：建设速度快、扩容扩建快、搬迁速度快
新水岛采用标准化设计、工业化生产、模块化组装，可以实现一个月内交付；亦可实现快速拆解、快速扩容、快速搬迁，实现全厂可移动。
“好”：产品质量好、保水质、保水量
新水岛凝聚了最优的设计，采用工业化生产、“去工程化”建设方式，避免个体能力差异和现场施工环境的影响，保障产品质量；保证出水水质、保证供水水量。
“省”：省占地、省投资、省运行费、省心
新水岛与传统工程化水厂相比，占地仅为1/6，投资省、运行费用省。客户由购买工程转变为购买产品和服务，实现项目全生命周期“省心”。
产品系列 Series
| 产品系列 | 产品系列 | 水源 | 用途 |
| --- | --- | --- | --- |
| 工业系列 | 供水 | 地下水、地表水、苦咸水、海水 | 高品质工业供水 |
| 工业系列 | 资源化 | 厂内达标废水、厂外达标废水 | 高品质工业供水 |
| 园区系列 | 供水 | 地下水、地表水、苦咸水、海水 | 高品质工业供水 |
| 园区系列 | 资源化 | 园区达标废水 | 高品质工业供水 |
| 城镇系列 | 供水 | 地下水、地表水、苦咸水、海水 | 高品质饮用水、高品质工业供水、水源补水 |
| 城镇系列 | 资源化 | 城镇达标污水 | 高品质工业供水、水源补水 |
应用场景 Application Scenarios
供水系列
工业/园区供水
以地下水、地表水、苦咸水、海水为水源，处理成高品质水，作为工业供水，包括电子一级二级三级用水、锅炉用水、医药用水、食品用水、印染用水、钢铁用水、化工化纤用水等。
图片示意：
城镇供水
以地下水、地表水、苦咸水、海水为水源，处理成高品质水，作为城镇居民饮用水、工业供水、水源补水。
资源化系列
工业资源化
以厂内达标废水、厂外达标废水为水源，处理成高品质再生水，作为工业供水，包括电子一级二级三级用水、锅炉用水、医药用水、食品用水、印染用水、钢铁用水、化工化纤用水等。
园区资源化
以园区达标废水为水源，处理成高品质再生水，作为工业供水，包括电子一级二级三级用水、锅炉用水、医药用水、食品用水、印染用水、钢铁用水、化工化纤用水等。
城镇资源化
以城镇达标污水为水源，处理成高品质再生水，作为工业供水，包括电子一级二级三级用水、锅炉用水、医药用水、食品用水、印染用水、钢铁用水、化工化纤用水等;亦可用于城镇水源补水。
配套服务 Services
新水岛提供线上线下(O2O)配套服务，包括：
Online线上服务：通过公司自主开发基于AI算法的“水厂双胞胎”智慧软件，基于水处理工艺智能算法模型，内置数字化水厂运营管理专家系统，7*24小时保障水厂生产稳定和工况最优。
Offline线下服务：通过线下专业团队，提供一系列及时的现场服务，实现专业、实时、高效的运营管理。
新水岛®集成的专利技术
膜通用平台技术
膜通用平台的意义
金科环境新水岛®产品化-装配式膜水厂系列膜水厂，采用公司自主研发的全球专利-膜通用平台装备技术，可以实现多个品牌膜元件的通用互换，以及系统运行工况和条件的软件兼容，实现了真正意义上的功能性通用互换。在水厂全生命周期内，给客户提供膜品牌的自主选择权。
金科环境膜通用平台
本项目拟采用金科环境膜通用平台装备，膜系统设计具有通用兼容性，系统的工艺配置设备选型、电气自控、逻辑控制、程序设计充分考虑能兼容两家及以上的主流膜品牌，实现2个及以上膜品牌的相互替换。
膜通用平台装备技术可以实现行业内多数厂家膜元件在通用平台装备中的通用互换，且可实现单体设备处理规模大型化，降低了水厂的建设成本和运营成本。数字化建设及运营平台。
针对本项目，我公司除了提供用户所要求的技术服务外，将向买方提供数字双胞胎建设及运营平台的技术服务，从线上及线下两方面，使用户在水厂全生命周期运行中受益。
本项目拟采用金科环境数字化建设及运营管理平台，向客户交付实体水厂的同时，提供数字水厂。“水厂双胞胎”融合了工程项目的设计数据、实施过程数据和运行数据，记录了实体水厂从无到有的发展历程，以及实时运行状态，实现了实体水厂的数字化模拟，为实体水厂的资产管理、远程监测、运行智慧化提供了数字化工具。
膜防污染技术
反渗透单元预处理系统配备进水pH、ORP调节及阻垢剂加药系统，针对于本项目进水特点，阻垢剂采用一对一精准投加，确保每套反渗透系统加药量均匀统一，保障反渗透系统稳定运行。
膜防污染技术是我公司膜法项目的标准配置，已有的工程实践充分表明，该装置可以有效控制膜污染，显著降低系统的清洗周期，从而保障膜系统的长期、稳定运行。
膜技术在水处理应用中的最大问题是膜污染和破损，其主要原因是在过滤过程中，水中的胶体、有机污染物、生物黏泥等引起膜污染。目前行业中解决污染的措施一般为水洗、气洗、化学清洗等。其中气洗的过程虽然可以改善膜污染情况，但常会带来膜丝机械损伤的风险，降低膜的使用寿命。化学清洗是通过定期加入一定浓度的酸、碱、氧化剂等进行浸泡，将污染物质去除，从而解决污染的问题。但化学清洗是把双刃剑，频繁的化学清洗会加速膜材质的化学分解导致性能衰减，降低膜的使用寿命。
膜防污染技术是一种通过智能加药降低膜污染的技术。可以预防膜污染，延长膜元件的使用寿命。该技术是公司从水处理系统整体着手，开发的针对控制膜污染的工艺技术。该技术根据项目水质的变化波动等情况，针对性选择微絮凝，预防膜污染，降低膜系统的化学清洗频率，使膜系统通过反洗即可恢复性能，从而实现延长膜元件的寿命，提高膜系统运行效率，特别适用于特殊水质时期，如进水水质恶化，或者低温期。
精准加药技术
对于连续工况反渗透系统的运行，药剂的用量、浓度、投加时间的精准性尤为重要，加药点配置不合理，将会导致药剂无法精确投加至系统，从而导致反渗透末端结垢，针对这种情况，采用精确加药控制技术，通过单点一对一投加的加药方式、加药隔膜泵与高压泵、段间流量计进行PID联锁，根据流量实时匹配加药量，并实现加药量的精确控制，避免不必要的药剂浪费或者加药不足导致的浓水侧结垢。
通过对①水源水质（浊度、pH、电导率、ORP、水温）；②膜系统运行状态（进水压力、压差）；③设定工况（膜通量、回收率）等因素的综合分析，使用精密的流量计、药品泵等设备，精准调控絮凝剂、还原剂、阻垢剂等膜系统药剂的投加量，确保药物的浓度和投放量符合设定的要求。
精确加药控制技术的特点和优势：
精确性：通过精密的流量计、传感器和自动控制系统，可以实时监测和调节药物的添加量，确保药物的浓度和投放量精准可控。
稳定性：精确加药控制技术可以有效避免药物添加量波动引起的药效不稳定问题，确保药物的稳定性和一致性。
经济性：精确加药控制技术可以减少药物的浪费和过量使用，提高药物利用率，降低生产成本。
自动化：精确加药控制技术通常与自动化控制系统结合，实现自动化操作和远程监控，提高生产效率和管理便利性。
安全性：精确加药控制技术可以避免人为操作误差和药物过量投放带来的安全隐患，保障生产和治疗的安全性。
与传统加药方式相比，精确加药控制技术可以减少药剂使用量，提高膜系统的运行稳定性，有效预防膜污染，直接降低药耗带来的运行成本。
水厂双胞胎®无人值守管控技术
金科环境数字化运营管理平台是公司为适应当前数字化技术发展趋势和提高水处理工艺效率而推出的一款智能化管理系统。该平台整合了先进的信息技术、大数据分析和人工智能等技术，旨在实现水处理工艺的智能化运营管理，提高水处理效率和质量，降低运营成本。
金科环境“水厂双胞胎”通过融合了工程项目的BIM设计数据、实施过程数据和运行数据，记录了实体水厂从无到有的发展历程，以及实时运行状态，实现了实体水厂的数字化模拟，为实体水厂的资产管理、远程监测、运行智慧化提供了数字化工具。
水厂双胞胎运营管理平台价值：
为客户水厂提供无人值守的高效运营管理模式
基于工艺智能算法模型,评估系统工况,优化生产运营决策,保稳定生产
基于数字化专家系统与物联感知系统,实现系统自检,保障设备健康运行
通过引入人工智能技术,实现基于计算机视觉的智能巡检
构建基于BIM技术的数字孪生水厂,精细化管理水厂全生命周期数据
实现智能化控制系统优化,各工艺环节模型模块化定制
产品架构如下：
图 1-1水厂双胞胎运营管理平台架构图
水厂双胞胎运营管理平台主要由以下部分组成：
集团综合运营驾驶舱
平台将集团旗下水厂进行综合管理，实现实时监测多个水厂的运行状况、生产成本、能耗、水质水量等信息，从而更全面地监测和管理各水厂的运行情况。基于GIS+BIM的产品技术架构，平台打造了灵活高效可配置的用户交互界面和数据可视化平台，为运营专家提供了高效的产品界面。与厂站内智慧运营管理平台的模型相结合，整体减少集团生产运营管理工作对人工经验的依赖，同时保留应急处理人工接管功能权限。
水厂驾驶舱
水厂运行实时数据驾驶舱实现了实时监测工艺工况和经营指标，综合显示水厂运行效果数据、效率数据以及运行过程数据。利用高效数据可视化分析工具，实现了多参数比对的历史数据曲线、丰富的数据可视化呈现形式，以及基于BIM三维可视化的数据三维交互式呈现。这一平台具有高度灵活可配的特点，各类数据的可视化形式以及驾驶舱布局均可根据不同用户需求进行动态配置，为用户提供了个性化的数据展示和分析功能，可一键完成若干工艺指令执行喝参数数值切换，按模式管理水厂运行。
工况管理
代替生产过程中,技术人员基于经验的生产调度决策过程，基于数据和算法给出生产调度任务指令，实现无人值守的高效运营管理模式。基于工艺仿真模型、专家系统模型和神经网络模型，实时评估系统运行状态,优化生产运营决策和自控系统指令。在不依赖于人工经验的模式下,保障系统稳定生产，综合降低生产运营成本。
系统自检
基于专家系统和神经网络模型系统，实时评估系统设备运行状态当故障或有故障趋势的数据发生时，给出预防性运维任务指令。代替生产运营过程中，巡检人员基于感官的巡检过程，基于计算机视觉等技术判断系统运行健康情况。在不依赖于人工经验和感官的模式下，保障系统设备健康运行，综合降低运营成本。
智能安防
实现视频监控、门禁、烟感等系统的安防消防智能联动。基于计算机视觉技术,实现厂区内人员行为智能分析与报警功能，可包括周界管理、危险区域限制、攀爬报警、吸烟报警、明火报警、安全帽报警、人员聚集报警等智能监管报警功能。实现厂区内动态区域管理,基于蓝牙等技术实现人员的区域定位，可用于管理制定人员的指定区域作业规范性，也可提供人员区域停留过久等危险行为预警等功能。
有限空间管理
针对有限空间管理,平台提供“标、监、辅、救”四类功能,旨在确保有限空间作业的安全性和规范性。建立有限空间台账;加装空间空气质量传感器,监测空气质量安全程度;提供空间作业辅助工单程序;提供救援作业辅助救援功能。按照市级有限空间安全作业标准规范，定制数字化有限空间作业管理流程。
精细化管理
平台提供精细到设备位号的维修保养计划任务管理功能,确保诸如维护、保养、加药等定期任务能够得到按时保质的完成。系统对逾期未执行的维修保养计划,将给出预警报警,并派发工单到指定人员,数字化驱动运维工作执行。维修保养操作可通过移动端完成作业数据记录，可通过拍照或录视频的方式记录关键动作和结果，综合管理运维人员相关绩效。
数据资产管理中心
平台将水厂生产运营过程中发生的数据视为核心资产，进行统的治理和应用。动态异构数据集成等数平台数据中心提供数据清洗、分布式存储、统一接口管理、动据处理工具链，确保平台数据完整有效。向上支持宏观智慧城市等大平台高效访问，向下支系统提供双向数据访问接持厂站内数据应用高效访。同时支持动态生成数据报表等基础数据管理功能。
新水岛®设计参数
设计平均总进水水量：10000m³/d，即416.7m3/h
总净产水水量：7500m3/d，即312.5m3/h
新水岛数量：2座
设计水温：10~20℃
新水岛®主要功能单元
新水岛主要集成了超滤和反渗透工艺单元及配套设备，进而实现高品质回用水，主要工艺单元工作原理介绍如下：
超滤工艺单元
超滤是一种膜过滤技术，主要去除水中的悬浮颗粒物、浊度、大分子有机物。超滤具有：产水水质好，出水水质稳定；能够大大改善反渗透的进水水质条件，延长反渗透的使用寿命；对SS、微生物具有良好的截留效果（近99%的去除率）；进水水质耐冲击负荷；超滤具有较少的药剂消耗，运行维护费用低；较之传统的多介质过滤和活性炭过滤，超滤能够大大减少占地面积，降低土建部分的投资费用。超滤的出水水质指标主要表现为SDI值稳定的小于3。
超滤供水泵将预处理出水提升加压，经加压后水送至超滤自清洗过滤器，水中大于200µm的悬浮颗粒得到去除，同时也保护超滤膜元件端口不会受到大颗粒物质的擦伤而损坏。自清洗过滤器在经过一段时间的过滤后，需要进行定时反洗。经自清洗过滤器过滤后的带压水进入超滤膜组件，由于超滤膜本身的特性，大部分的细菌、藻类、胶体物质和微小（大于0.02微米）的颗粒物质被截留在膜的表面，水及水溶性的物质透过膜孔，水质在膜系统得到净化。通过超滤膜的过滤作用，SS及胶体物质基本得以去除。
过滤一定时间后，在膜的表面会沉积一层污染层，需要对膜元件进行反洗：反洗水泵将超滤出水提升加压后由超滤出水管进入系统，带压反洗水将膜表面的污染物冲洗出系统，膜元件的通量得以恢复。由于水中含有各种细菌、有机物、无机物等，仅用清水进行反洗并不能完全恢复膜通量，所以，在膜元件过滤一定时间后，需要对膜进行CEB清洗，通过化学药剂彻底去除膜表面的污染物。水反洗后的废水可直接送至厂区回水管网，返回至前端处理单元。
本系统在设计时充分考虑水质水量的影响，系统在设计温度、进水水质满足设计进水水质的要求的条件下运行。当季节性温度变化或其他因素引起水温变化时，由于膜本身的热胀冷缩和水黏度的变化，对膜通量有一定的影响，一般来说，温度升高膜通量增加，温度降低膜通量减少。在本项目中，采取一定措施（超滤供水泵设置变频器，同时在每组超滤装置前设置气动调节阀），使温度变化在一定范围时，可通过超滤供水泵变频或气动调节阀门，增加透膜压差保持恒定的膜通量（即恒流变压运行）。
反渗透工艺单元
1、 过滤过程
在本套装置中，反渗透是系统的核心设备，反渗透膜主要用于废水中小分子有机物及盐分的去除。反渗透采用卷式膜组件，反渗透过程是采用半透膜的压力分离过程。
反渗透工艺在运行过程中，在生产纯水的同时，污染物/盐分在浓水侧浓缩，超过了在水中的自然溶解度，造成浓水容易结垢。工艺选择不同的阻垢剂来破坏反渗透膜浓水侧的垢的形成及晶体晶格结构减轻结垢趋势。
反渗透设备运行一段时间后，浓水侧的硬度是将原水中的各种污染物浓缩了4-5倍，由于浓差极化的原因，可能会在反渗透膜表面产生各类污垢，致使反渗透膜性能下降、产水量下降、脱盐率下降，这时必须进行化学清洗来恢复膜的透水量。清洗周期的确定应在同样产水量下膜运行压力超过10%或同等压力下产水量减少10%时清洗，膜的通量恢复较好，可使膜的产水量恢复到接近原有水平。
当反渗透系统由于各种原因停机时，膜元件内部的水中硬度处于3~4倍的浓缩状态，在水流静止的情况下，容易造成污染物质沉积、结构，污染膜组件。设计的反渗透系统中有在线自动冲洗装置。在系统停机时，可自动冲洗膜元件表面，将膜表面的污染水置换成净化水，减轻表面沉积物的污染，从而保证膜元件的正常寿命。
2、 化学清洗（CIP）过程
反渗透膜组长期运行后，会受到某些难以冲洗掉的污染，如长期的微量盐份结垢和有机物的积累而造成膜组件性能的下降，运行压力升高，所以必须用化学药品进行清洗，以恢复其正常的除盐能力。反渗透CIP化学清洗装置，由1台清洗水泵、1台清洗保安过滤器及1座清洗水箱组成。反渗透的清洗采用分段单独清洗的方式，以达到最佳的清洗效果。
3、系统停车
如果反反渗透系统将长时间停运，为了防止细菌污染，将严格执行专门的维护程序。
当反渗透系统处于长期停运状态时，必须注意：
• 防止反渗透膜元件干燥。
• 采用适宜的保护措施防止微生物滋生或每24小时进行定期冲洗。
• 应避免系统受极端温度的影响。
反渗透系统不作任何防止微生物生长保护措施的最长停运时间为24小时，如果无法做到每隔24小时冲洗一次但又必须停运48小时以上时，必须采用化学药品进行封存。
反渗透系统在停机保存前应进行一次化学清洗，典型的清洗包括碱洗、杀菌和短时酸洗。清洗后，用反渗透产水配置保护液（1%~3%亚硫酸钠），将保护液充满系统，使元件完全浸泡在保护液中。确认系统完全安被保护液充满后关闭所有阀门，使系统隔绝空气。
定期检查、更换保护液。在停机保护期间，系统环境温度不得超过45℃。
新水岛®配置清单
| 序号 | 名称 | 规格型号 | 单位 | 数量 | 备注 |
| --- | --- | --- | --- | --- | --- |
| 一 | 新水岛® | 新水岛产水能力≥3750m3/d，主要包括装配式超滤模块，装配式反渗透模块，装配式辅助模块，装配式电气自控模块，智慧化数字平台等； | 座 | 2 | |
| 1 | 装配式超滤模块 | 装配式超滤模块设计参数：净产水能力≥5000m3/d，超滤膜过滤精度≤0.02μm。 装配式超滤模块，以GT-Most通用平台为核心，具有通用兼容、易更换、增容的性能特点；系统拆装灵活，安装维护简便。 装配式超滤模块主要设备包含：超滤膜通用平台，膜污染控制系统，数字化管理平台、少人值守系统，以上组成部分构成一个完整的超滤净化单元，其中膜污染控制系统可以有效防止膜污染、延长膜的使用寿命；数字化管理平台及少人值守系统实现装配式超滤车间的高度自动化控制，降低水厂的运维人员工作强度、减少运营期间的人工巡检频率。主工艺系统的运行工况，如过滤、反洗、加药、维护性清洗等均根据实时的进水水质、水温、压差实现全自动控制。 | 套 | 2 | |
| 2 | 装配式反渗透模块 | 装配式反渗透模块设计参数：产水能力≥3750m3/d。 装配式反渗透模块，是以GT-Most通用平台为关键设备，精确加药技术为核心技术依托，具有通用兼容、易更换、增容的性能特点；系统拆装灵活，安装维护简便。 装配式反渗透模块主要设备包含：反渗透膜通用平台，精确加药系统，数字化管理平台及少人值守系统。以上部分构成一个完整的反渗透净化单元，同时数字化管理平台及少人值守系统实现了装配式反渗透模块的高度自动化集成控制，降低水厂运维人员的工作强度。系统的运行工况，如加药、开停机冲洗、恢复性化学清洗等运行过程均根据进水的水质、水温、水量全自动控制，降低了人工巡检的频率，人员只需定期进行设备的硬件维护即可，确保实现系统少人值守。 | 套 | 2 | |
| 3 | 装配式辅助模块 | 装配式配套模块单元主要设备包含：加药撬装单元、CIP化学清洗撬装单元、进水提升撬装单元、产水外供撬装单元及综合废水处理单元等。各个组成部分构成一个完整的系统配套单元，数字化管理平台及少人值守系统实现装配式配套单元的高度自动化集成控制，降低水厂运维人员的工作强度。设备的化学清洗、加药等运行过程综合考虑了系统进水水质水量的波动，实时运行状态，历史报表台账等数据，灵活调整，全部实现自动化控制，降低了人工巡检的频率，人员只需定期进行设备的硬件维护即可，完整的实现系统少人值守。 | 项 | 1 | |
| 4 | 装配式电气自控模块 | 装配式电气自控模块是新水岛动力输出单元，中控单元，含低压配电系统、中控系统，数字化水厂运营管理平台（含少人值守系统）等。装配式自控模块实现了新水岛高度自动化集成控制，系统的运行工况，如加药、反洗、冲洗、恢复性化学清洗等运行过程均根据进水的水质、水温、水量实现全自动控制，降低了人工巡检的频率，实现少人值守。 | 项 | 1 | |
| 5 | 智慧化数字平台 | 数字平台通过建立机理模型、数据模型和专家系统，在多个维度上降低水厂生产运营对人工经验的依赖，从而让系统安全稳定达标生产、降生产运行成本及实现少人值守 | 项 | 1 | |
| 6 | 配套水箱 | 用于保证新水岛各模块进水、产水量、冲洗水量及反洗水量的均匀性，缓冲水量波动性，确保整个新水岛系统水量的均匀性及稳定性。 | 项 | 1 | |
| 7 | 产品内管材 | 用于连接超滤模块、反渗透模块、进水提升单元、加药单元、化学清洗等各模块和单元，保证系统稳定运行 | 项 | 1 | |
| 8 | 产品内电缆桥架 | 用于连接各模块内用电设备和控制单元，确保新水岛系统集中运营管理，实现高度自动化 | 项 | 1 | |
| 9 | 照明、暖通、消防、防雷接地 | 用于保证新水岛内环境适用，温、湿度适宜，采光照明符合系统需求，且保证各处理设施安全可靠 | 项 | 1 | |
| 10 | 装配式厂房 | | 项 | 1 | |
| 11 | 安装 | 新水岛装配式各单元现场组装 | 项 | 1 | |
浓水处理系统工艺设计
概述
根据水源水质计算，系统浓水COD浓度约为111mg/L，而浓水处理后要求达到COD≤30mg/L。由于这个阶段的COD可生化性差，直接上生化处理单元处理效果无法保证，因此本次设计臭氧催化氧化和生物处理相结合的处理工艺，同时为了保证后续处理工艺不结垢，浓水处理前端需增加软化单元进行除硬。
除硬度、COD、TN装置设计参数
设计处理水量：2500m³/d，即104.2m3/h
除硬度、COD、TN装置数量：1座
设计水温：10~20℃
主要功能单元
高效沉淀池单元
来水经过提升进入高效沉淀池单元，根据本项目的水质特点及工艺设计，高效沉淀池的主要目的去除污水中的部分暂硬。
混合水先经混合反应区，先后分别投加混凝剂、石灰及絮凝剂溶液，在机械搅拌机混合搅拌下进行反应，去除暂时硬度后进入絮凝反应区，助凝剂溶液经搅拌机搅拌提升后进入斜管沉淀区进一步澄清。澄清产生污泥沉于澄清区池底，部分由污泥回流泵输送至絮凝反应区前，提供核心便于形成大的絮状矾花，多余污泥由剩余污泥泵输送至厂区污泥浓缩系统统一处置。
高效沉淀池示意图
石灰软化原理：
石灰软化是最常用的一种药剂软化方法，根据溶度积原理，通过投加氢氧化钙使水中的碳酸盐硬度（暂时硬度）形成难溶性化合物而被去除，具体反应式如下：
Ca(HCO3)2+Ca(OH)2→2CaCO3↓+2H2O
Mg(HCO3)2+Ca(OH)2→MgCO3+CaCO3↓+2H2O
MgCO3+Ca(OH)2→Mg(OH)2↓+CaCO3↓
石灰软化法去除水中部分硬度和碱度，同时可以去除水中小部分有机物和二氧化硅与氟等离子。
臭氧催化氧化单元
为了保证反渗透浓水中的有污染物能够得到最大的去除，需要设置HEOCCT O3/H2O2协同催化氧化单元。HEOCCT O3/H2O2协同催化氧化是指在常温常压下，利用催化剂将臭氧分解成氧化能力更强的羟基自由基（•OH），进而催化氧化水中的有机污染物，将高分子有机物断链，杂环有机物破环，以保证有机物的降解效果。
臭氧溶于水后会发生两种反应：一种是直接氧化，反应速度慢，选择性高，易与苯酚等芳香族化合物及乙醇、胺等反应；另一种是臭氧分解产生•OH羟基自由基，羟基自由基是强氧化剂，其引发的链反应可使水中有机物充分降解。此反应还会产生十分活泼的、具有强氧化能力的单原子氧，可瞬时分解水中有机物质、细菌和微生物。当pH值高于7时，臭氧自分解加剧，自由基型反应占主导地位，这种反应速度快，选择性低。由于催化剂结合对水中有机物产生效应，大大提高催化剂的效率，致使水中有机物在催化剂存在下被氧化剂氧化分解，由大分子变成小分子有机物，杂环有机物破环，从而更有利于作为微生物营养物质，被微生物消化吸收，从水中将有机物去除。从而降低水中的COD值，提高水的可生化性。
针对污废水提标改造及浓盐水有机物去除，我公司开发出“难降解有机物去除组合工艺技术”，该工艺技术集成HEOCCT O3/H2O2协同催化氧化技术（以下简称：高效臭氧催化氧化技术）和防堵塞生物滤池。催化氧化技术提高氧气利用率，分解难降解有机物，降低O/C，同时配套具有抗堵塞功能的生物滤池进一步去除水中的COD，总氮，总磷等指标，保证系统的处理效果。
高效臭氧催化集成了协同氧化技术、智能投加控制系统、快速管道反应器等多项专利技术，并经过多年研发及工程应用，难降解COD去除效果明显，抗干扰能力强。
高效生物滤池单元
(1) 高效反硝化滤池（HDNF）
在高效曝气生物滤池的基础上，专门针对总氮的去除改进开发了高效反硝化滤池（HDNF），该滤池滤料为多孔悬浮球组合功能化载体，由两部分组成，外壳为中空鱼网状多孔悬浮球体，内部填充改性高分子生物填料（功能化载体）。组合滤料在其形成生物膜之后，其密度接近于水，可在水中呈悬浮状态。
生物填料是一种具有网状大孔结构的高分子合成材料，具有反应性、亲水性、通透性、高比表面积等特点，并具有空间悬臂及网络交联结构，能与微生物、酶形成价键结合。生物填料带有氨基、羧基、环氧基等活性基团，在污水中具有良好的稳定性和物化性能，其空隙率为 96%以上。这种载体微生物的负载量大，载体中大孔与微孔相结合，液、固两相在孔隙中进行高效传质，故有污染物降解速度快，抗冲击能力强，处理效率高，系统稳定并且脱氮效果好等特点。
(2) 高效曝气生物滤池（HBAF）
高效曝气生物滤池处理废水的原理是反应器内填料上生长的生物膜中微生物氧化分解作用、填料及生物膜的吸附截留作用和沿水流方向形成的食物链分级捕食作用以及生物膜内部微环境和厌氧段的反硝化作用。首先是微生物附着在填料表面上，污水在流经载体表面过程中，通过有机营养物的吸附，氧向生物膜内部的扩散以及膜中所发生的生物氧化作用，对污染物进行分解。在生物滤池中，污染物、溶解氧及各种必需的营养物质首先要经过液相扩散到生物膜表面，进而到生物膜内部，不但维持了膜上生物群的生长，而且扩散到生物膜表面或内部的污染物也有机会被生物膜生物所分解与转化，最终形成各种代谢产物(CO2、水等)。
曝气生物滤池的过滤作用表现为填料本身就具有机械的截留作用和吸附作用,进水中的颗粒粒径较大的悬浮状物质被截留，经过培菌后滤料上生长有大量微生物，微生物新陈代谢作用产生的粘性物质如多糖类、酯类等起吸附架桥作用，与悬浮颗粒及胶体粒子粘结在一起，形成细小絮体,通过接触絮凝作用而被去除。因此，生物滤池通过过滤作用就能去除部分污染物，与一般的生物接触氧化反应器仅靠微生物作用去除污染物相比，更具有优越性。
由于生物膜生长，固着在比表面积较大的滤料表面上，这就使得池中容纳着大量微生物，从而在体现出容积负荷高、停留时间短的特点的同时，又能保证滤池在较低的污泥负荷下运行，为进一步降解污水中的有机污染物提供了可靠的保证,进而获得了优良的处理效果，保证了出水的稳定性。
曝气生物滤池处理效果优于一般传统的工艺，因为曝气生物滤池处理有机物不仅依赖于生物氧化，还存在显著的生物吸附和过滤作用，不仅可去除粒径较大的污染物，还可吸附去除一些可生化性不强的物质。由于填料本身截留及表面生物膜的生物絮凝作用，使得出水SS很低，一般不超过20mg/l，出水非常清澈透明；因不断的反冲洗，生物膜得以有效更新，表现为生物膜较薄（一般为110微米左右），活性很高。高活性的生物膜不仅体现在生物氧化、降解方面，更表现为生物絮凝、吸附作用。对一些难降解的物质，可将其吸附、截留在池中，得以去除。
配置清单
| 序号 | 名称 | 规格型号 | 单位 | 数量 | 备注 |
| --- | --- | --- | --- | --- | --- |
| 一 | 除硬度、COD、TN装置 | 设备处理能力≥2500m3/d，主要包括高效沉淀池单元、臭氧催化氧化单元、高效生物滤池单元、辅助单元机电气自控单元等 | 座 | 1 | |
| 1 | 高效沉淀池单元 | 设备处理能力≥2500m3/d | 项 | 1 | |
| 3 | 臭氧催化氧化单元 | 设备处理能力≥2500m3/d | 项 | 1 | |
| 4 | 高效生物滤池单元 | 设备处理能力≥2500m3/d | 项 | 1 | |
| 5 | 辅助系统 | 工艺配套 | 项 | 1 | |
| 5 | 电气自控系统 | 工艺配套 | 项 | 1 | |
| 6 | 管道、阀门、仪表 | 工艺配套 | 项 | 1 | |
污泥单元
系统污泥主要为高效沉淀池、高效生物滤池单元及臭氧催化氧化单元可能会有少量污泥和悬浮物沉积，由于系统日产泥量较低，设计污泥浓缩池一座用于储存系统污泥，一定时间后将污泥输送至污水厂污泥脱水单元进行统一处理。
直接运行成本计算
基础数据
暂按24小时年运行365天；
动力消耗按0.6元/kW.h；
超滤膜的更换期按5年计算，平均分摊到每吨水中；
反渗透膜的更换期按3年计算，平均分摊到每吨水中；
药剂暂按以下市场价格计算，详见下表：
| 序号 | 药剂名称 | 商品药剂浓度 | 药剂价格 （元/kg） | 备注 |
| --- | --- | --- | --- | --- |
| 1 | PAC | 30.0% | 1.9 | |
| 2 | 氢氧化钠 | 30.0% | 1.2 | |
| 3 | 盐酸 | 30% | 0.9 | |
| 4 | 次氯酸钠 | 10.0% | 1.0 | |
| 5 | 反渗透用阻垢剂 | 100.0% | 27 | |
| 6 | 还原剂 | 90.0% | 4.0 | |
| 7 | 非氧化杀菌剂 | 100.0% | 35 | |
| 8 | 双氧水 | 30% | 1.2 | |
| 9 | 乙酸钠 | 25% | 1.8 | |
| 10 | 石灰 | 90% | 0.7 | |
| 11 | 酸洗剂 | 100% | 12 | |
| 12 | 碱洗剂 | 100% | 12 | |
| 13 | PFS | | 800 | |
运行成本
| 序号 | 项 目 | 单位 | 单价 | 年总消耗 | 总金额（万元） |
| --- | --- | --- | --- | --- | --- |
| 一 | 再生水处理系统 | | | | |
| （一） | 原材料及辅助材料 | | | | |
| 1 | PAC（30%固体） | t | 1900 | 11.9 | 2.26 |
| 2 | 次氯酸钠（10%液体） | t | 1000 | 14.7 | 1.47 |
| 3 | 氢氧化钠（30%液体） | t | 1200 | 10.8 | 1.29 |
| 4 | 盐酸（30%液体） | t | 900 | 8.8 | 0.79 |
| 5 | 还原剂（98%固体） | t | 4000 | 20.9 | 8.04 |
| 6 | 阻垢剂 | t | 27000 | 10.5 | 28.35 |
| 7 | 非氧化杀菌剂 | t | 35000 | 4.2 | 14.58 |
| 8 | 酸洗剂 | t | 12000 | 5.8 | 6.91 |
| 9 | 碱洗剂 | t | 12000 | 5.8 | 6.91 |
| 10 | 滤芯更换费用 | | | | 6.48 |
| 11 | 超滤膜更换费用 | | | | 28.67 |
| 12 | RO膜更换 | | | | 59.78 |
| （二） | 动力消耗 | | | | |
| 1 | 电 | 104kw/h | 0.6 | 255.8 | 153.47 |
| （三） | 吨水成本 | | | | |
| 1 | 总计 | 万元 | | | 319.0 |
| 2 | 吨产品水成本 | 元/吨水 | 1.21 (按照反渗透产水7500m³/d折算) | 1.21 (按照反渗透产水7500m³/d折算) | 1.21 (按照反渗透产水7500m³/d折算) |
| 二 | 浓水处理系统 | | | | |
| 1 | 吨浓水成本 | 元/吨水 | 7.11（按照浓水规模2500m³/d折算） | 7.11（按照浓水规模2500m³/d折算） | 7.11（按照浓水规模2500m³/d折算） |
| 2 | 吨产品成本 | 元/吨水 | 2.37（按照反渗透产水规模7500m³/d折算） | 2.37（按照反渗透产水规模7500m³/d折算） | 2.37（按照反渗透产水规模7500m³/d折算） |
注：1、本系统直接运行包含吨水电耗、吨水药耗及膜折旧等耗材费。
2、电耗按照平均温度15℃计算。
3、本系统所计算成本不包含取水系统、外供水泵运行费用。
4、以上直接运行成本根据目前项目情况计算，如有更新要求将根据最新情况进行相应调整。
公司简介
金科环境股份有限公司简介
金科环境创立于2004年，是科创板上市的国家高新技术企业（股票代码：688466）。公司专注水的深度处理和污废水资源化领域，采用投资、建设、运营和服务模式为客户提供全生命周期的解决方案。
公司率先探索出“污废水资源化”的商业模式，让污废水再生回用，把水中其他污染物转化为具有商业价值的产品，从根本上解决水污染、水短缺和水安全问题。公司提出“工程产品化”的创新理念，以工业产品思维彻底颠覆传统水厂的工程建设模式，应用公司自主开发基于AI算法的智慧软件，将全厂的设备、设施和建/构筑物集成为一个产品化的智能机组-新水岛，实现无人值守、高效运行，为工业企业、工业园区、城镇提供高品质水，解决水资源短缺、环境容量不足、水安全、成本高等问题。
金科环境承接了大量国家重要项目，包括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，北京南水北调石景山水厂，国内首座30万吨级反渗透深度处理项目-张家港第四水厂等，其中张家港第四水厂获得GWI“2022全球水奖-年度最佳市政供水项目”金奖，雄安新区第一自来水厂获得2022-2023年度国家优质工程奖；在污废水资源化领域，公司负责无锡锡山、无锡安镇、无锡健鼎、唐山南堡、开封兰考等多个再生水项目，为光伏、PCB、化纤、印染、钢铁等行业提供高品质再生水。
“与客户共创价值，以科技赋能发展”，金科环境将继续开发满足客户和环境需求的产品与技术，在实现业务发展的同时助力行业实现高质量发展目标。
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