錦州開發(fā)區(qū)污水處理及中水回用工程設計★

陳興奎 徐 輝 王曉麗

(1.彰武縣自來水公司，遼寧 阜新 123200；2.鞍山鋼鐵公司，遼寧 鞍山 114000； 3.內(nèi)蒙古北方重工業(yè)集團有限公司,內(nèi)蒙古 包頭 014033)

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錦州開發(fā)區(qū)污水處理及中水回用工程設計★

陳興奎1徐 輝2王曉麗3

(1.彰武縣自來水公司，遼寧 阜新 123200；2.鞍山鋼鐵公司，遼寧 鞍山 114000； 3.內(nèi)蒙古北方重工業(yè)集團有限公司,內(nèi)蒙古 包頭 014033)

根據(jù)錦州開發(fā)區(qū)污水水質(zhì)和出水要求，通過方案比較，污水處理工藝采用改進型UCT工藝，中水回用工藝以微濾為主體，是對傳統(tǒng)污水深度處理工藝的一種改進，為錦州開發(fā)區(qū)污水處理廠及中水回用工程建設提供了較為可靠的參數(shù)和依據(jù)。

污水處理廠，中水回用，UCT工藝，微濾

1 工程概況

污水處理廠對于處理來自城鎮(zhèn)生活和工業(yè)等污水，對避免目前微污染水源進一步污染，改善生態(tài)環(huán)境具有重要意義[1,2]。而中水回用作為污水資源化的一種重要方法，可認為是微污染水源水的凈水處理，既能減少水污染，又可提高水資源數(shù)量，是經(jīng)濟效益、社會效益和環(huán)境效益的完美統(tǒng)一[3,4]。

錦州經(jīng)濟技術開發(fā)區(qū)位于渤海灣最北部，屬于北溫帶半濕潤大陸性季風氣候區(qū)，歷年平均氣溫9.4 ℃，歷年平均最高氣溫13.1 ℃，歷年平均最低氣溫6.1 ℃，平均無霜期184 d。降雨主要集中于6月～9月，降水量占全年的76%，年平均降水量541.5 mm，年最大降水量796.6 mm，日最大降水量176 mm，長年主導風向為西南風。錦州開發(fā)區(qū)，地理位置優(yōu)越，發(fā)展勢頭強勁，目前已成為以向外型經(jīng)濟主體，港口工業(yè)為支柱等多功能新城區(qū)，其工業(yè)區(qū)和建筑小區(qū)都已初具規(guī)模。伴隨著城區(qū)經(jīng)濟的發(fā)展，由此帶來的水環(huán)境污染日趨嚴重，用水日趨緊張。面對日趨嚴重的水環(huán)境問題，無論是就大環(huán)境還是開發(fā)區(qū)這一小環(huán)境而言，建設污水廠對開發(fā)區(qū)污水進行治理已是迫在眉睫。

2 設計進、出水水質(zhì)及水量

2.1 設計進、出水水質(zhì)

根據(jù)預測的混合污水水質(zhì)，污水處理廠的進水水質(zhì)應執(zhí)行國家GB 8978—1996污水綜合排放標準三級標準，該標準中未規(guī)定的標準執(zhí)行CJ 3082—1999污水排入城市下水道水質(zhì)標準。污水廠出水水質(zhì)作為再生水水廠的進水水質(zhì)，再生水出水標準執(zhí)行GB/T 18920—2002城市污水再生回用城市雜用水水質(zhì)。各水質(zhì)確定如表1所示。

表1 設計進、出水水質(zhì)

2.2 水量

根據(jù)資料統(tǒng)計及預測，錦州經(jīng)濟技術開發(fā)區(qū)近期污水廠處理規(guī)模3萬m3/d，遠期污水廠處理規(guī)模6萬m3/d。設Kh=0.2,Kz=1.3，則計算得到污水流量見表2。

表2 污水流量表

3 工藝方案比選及確定

3.1 主體處理方案

根據(jù)混合污水水質(zhì)和污水廠出水指標計算出的COD，BOD，SS等污水指標去除率以及城市混合污水量和中水回用污水水量等，初步確定三種方案如下：

方案一：交替式脫N除P氧化溝。方案二：SBR的改進工藝MSBR(改良式序列間歇反應器)。方案三：改進型UCT工藝。

以上三種工藝方案在污水處理效果上都能夠達標，但其中MSBR的控制操作儀表系統(tǒng)太復雜，對于水量很大的水廠來說，相關設備投資將會很多，操作人員的培訓和素質(zhì)要求也很高，目前SBR的工程實際多用于流量很小的工業(yè)廢水處理等，SBR工程應用方面缺乏科學可靠的設計模式以及成熟的運行管理經(jīng)驗，自動化要求太高，故本次工藝選擇不選用MSBR工藝。

在工程實際中，氧化溝工藝在南方應用比較多，而在北方應用相對比較少，氧化溝進水適宜溫度為10 ℃～25 ℃，故在南方溫度對氧化溝工藝影響很少，而在北方冬季遼西錦州地區(qū)，冬季平均溫度很低，盡管污水溫度超過0 ℃，但寒冷氣候勢必要影響氧化溝工藝，運行造成影響，對此增加采暖設備保溫措施等將會增加一定的基建費用。在379 m3/d～37 850 m3/d流量內(nèi)，經(jīng)濟上氧化溝具有競爭力，而擬建的開發(fā)區(qū)污水廠一期流量為3萬m3/d，不久二期將超過該水量范圍，經(jīng)濟上它將不會具有優(yōu)勢[1]。

綜上所述，污染水處理方案最終選定為改良型UCT工藝。污水處理工藝流程見圖1。

3.2 回用水處理方案

污水深度處理的基本單元技術有混凝(化學除P),沉淀(澄清，氣浮)，過濾，消毒。目前常用的膜分離方法主要有微孔過濾，超濾，反滲透，滲析，電滲析，滲透蒸發(fā)，液膜等。

反滲透對它的預處理要求很高，一般用砂濾做深度處理之后進行反滲透。滲析相對效率低并且主要用于醫(yī)院血液透析，基本上沒有在污水處理中應用。電滲析需要耗費電能，并且它是針對電解質(zhì)溶液的分離技術。滲透蒸發(fā)同樣耗費比較多，液膜技術目前還未達到很成熟的技術階段。

超濾和微孔過濾具有相同的過濾機理，只是采用的工作壓力和分離的微粒大小范圍不同。這兩種方法中，超濾比微孔過濾具有更高出水水質(zhì)，但從市場運行來看，微濾技術的應用范圍卻遠遠超過超濾，針對出水水質(zhì)要求不是很高的前提下，故該中水工程采用微孔過濾是完全可以解決問題的。

綜上所述，中水回用工藝最終確定為混凝、澄清、微濾、消毒。

4 主要構筑物設計

本次設計標準均采用目前我國最新的設計規(guī)范和設計手冊《室外給水設計規(guī)范》和GB 50014—2006室外排水設計規(guī)范，采用最新的《給排水設計手冊》[5-7]。其設計計算結果如表3和表4所示。

表3 主要構筑物設計尺寸

表4 中水回用主要構筑物設計尺寸

5 結語

設計本著實用、簡化的原則，將工藝做到簡化但不簡單，高效但不高價。通過對三種方案的比選和具體的工藝設計計算，選定的改良型UCT工藝在技術上可行。對開發(fā)區(qū)污水的治理完全可以滿足達標排放要求，解決了開發(fā)區(qū)水環(huán)境惡化問題。為開發(fā)區(qū)人民的生活質(zhì)量提高和工業(yè)的進一步發(fā)展提供了很好的保證。中水回用工藝以微濾為主體，是對傳統(tǒng)污水深度處理工藝的一種改進，通過工藝比選和工藝設計證明它在技術上是可行的，出水水質(zhì)完全滿足《生活雜用水水質(zhì)標準》，解決了開發(fā)區(qū)水資源短缺問題。

[1] 郝 昊,王曉昌,張瓊?cè)A，等.宜興市城市污水處理廠的水污染特征分析[J].環(huán)境工程學報,2015,9(2):567-571.

[2] 李喜林，劉 玲，江 富，等.高錳酸鉀和混凝劑聯(lián)用處理微污染水源水試驗[J].遼寧工程技術大學學報(自然科學版)，2013,32(3):349-352.

[3] 何葆華，呂建國.中水回用的研究進展[J].甘肅科技縱橫,2011,40(3):60-62.

[4] 李喜林,劉 玲,周新華，等.高錳酸鉀與沸石聯(lián)用處理低溫低濁微污染水源水實驗研究[J].非金屬礦，2013,36(3):66-68.

[5] 崔玉川.城市污水廠處理設施設計計算[M].北京：化學工業(yè)出版社,2004.

[6] 王成文，顏 崗，劉汝鵬.山東省某污水處理廠的設計[J].山西建筑，2014，40(20)：161-163.

[7] 北京市政工程設計研究院.給水排水設計手冊(第五冊)城鎮(zhèn)排水[M].第2版.北京：中國建設出版社，2004.

Design for sewage treatment plantand water reuse project in Jinzhou development zone★

Chen Xingkui1Xu Hui2Wang Xiaoli3

(1.ZhangwuWaterSupplyCompany,Fuxin123200,China; 2.AnshanIronandSteelGroupCorporation,Anshan114000,China； 3.InnerMongoliNorthHeavyIndustryGroupCo.,Ltd,Baotou014033,China)

According to Jinzhou development zone and sewage effluent quality requirements through the program, sewage treatment process application of UCT well adopt improved technology, water reuse techniques for the microfiltration as the mainstay, traditional wastewater treatment process of an improvement. The design of the Jinzhou development zone sewage treatment plant and water reuse project to provide a more reliable basis for the parameters.

wastewater treatment plant, water reuse, UCT well process, microfiltration

2015-01-13★：國家自然科學基金項目(項目編號:51304106)

陳興奎(1971- )，男，工程師； 徐 輝(1980- )，女，工程師； 王曉麗(1979- )，女，工程師

1009-6825(2015)11-0112-02

X703.1

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