污水再生利用系統(tǒng)中污泥脫水后壓濾廢水回用的工程實(shí)例

田超

摘 要：提高再生水處理的經(jīng)濟(jì)效益和減少再生水處理中再生水處理廠系統(tǒng)自身用水量以節(jié)約石灰加藥成本，同時(shí)可以提高再生水的產(chǎn)水量。

關(guān)鍵詞：廢水；回用；方案；經(jīng)濟(jì)性

中圖分類號(hào)： X703 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 1673-1069（2017）06-76-2

1 概述

張家口市金川中水開發(fā)利用有限公司再生水處理廠于2009年10月建成投產(chǎn)，目的是為河北大唐張家口熱電廠的循環(huán)冷卻系統(tǒng)提供冷卻循環(huán)補(bǔ)充水。為緩解城市水資源供需矛盾，冷卻循環(huán)補(bǔ)水采用經(jīng)深度處理后的城市污水，這是當(dāng)前社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的必然趨勢(shì)，也可以有效緩解張家口市水資源緊張的現(xiàn)狀。

1.1 再生水處理工藝簡(jiǎn)介

本再生水廠采用曝氣生物濾池—石灰軟化法—過濾—消毒工藝，具體工藝流程為：污水處理廠總出水經(jīng)再生水提升泵房進(jìn)入生物濾池進(jìn)行脫氮及去除有機(jī)物處理，出水經(jīng)中間提升泵進(jìn)入機(jī)械攪拌澄清池，與石灰漿和絮凝劑硫酸亞鐵混凝，沉淀分離后，上清液進(jìn)入酸化渠道，通過投加濃硫酸將出水pH值調(diào)整到7.0～8.5，隨后進(jìn)入活性砂濾池，過濾水在進(jìn)入清水池前投加消毒劑次氯酸鈉，在清水池短暫停留后，由輸水泵輸送至大唐張家口熱電廠。詳細(xì)的工藝流程見圖1

1.2 再生水處理廠中系統(tǒng)廢水的來源

再生水處理廠中系統(tǒng)廢水的來源有三個(gè)方面：

①曝氣生物濾池的反沖洗水。

②機(jī)械攪拌澄清池排出污泥壓濾后產(chǎn)生的廢水。

③砂濾池的反沖洗廢水。

其中第①種廢水間歇性排放而且水量較少，同時(shí)其中COD、BOD及SS的濃度較高不宜直接回用，因此此部分廢水由廠內(nèi)污水管道回流至污水處理廠前端進(jìn)行二次處理，而第③種廢水可以直接回流至機(jī)械攪拌澄清池再次澄清后進(jìn)行回用。本文重點(diǎn)討論的是第②種廢水的回用方案和經(jīng)濟(jì)行分析。

2 研究目的與內(nèi)容

2.1 研究目的

本項(xiàng)目目的是提高再生水處理的經(jīng)濟(jì)效益和減少再生水處理中再生水處理廠系統(tǒng)自身用水量以節(jié)約石灰加藥成本，同時(shí)可以增加再生水的產(chǎn)水量。

2.2 研究?jī)?nèi)容

主要研究?jī)?nèi)容是對(duì)污泥壓濾后產(chǎn)生的廢水的各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行分析以確定其是否可以通過工藝改造實(shí)現(xiàn)目的。

3 水質(zhì)指標(biāo)檢測(cè)結(jié)果及污泥含水率檢測(cè)

3.1 壓濾水水質(zhì)指標(biāo)檢測(cè)結(jié)果

隨機(jī)抽取壓濾水水樣進(jìn)行檢測(cè)，水質(zhì)指標(biāo)檢測(cè)結(jié)果如下表1所示。選取表1各項(xiàng)水質(zhì)指標(biāo)平均值作為壓濾水水質(zhì)參照值：

懸浮固體SS=3mg/L；溶解性固形物TDS=1128ppm；pH=10.24；濁度為1.41NTU；堿度為1.53mmol/L；硬度為4.87mmol/L。

3.2 機(jī)械攪拌澄清池出水水質(zhì)檢測(cè)結(jié)果

根據(jù)再生水水廠水質(zhì)日?；?yàn)數(shù)據(jù)表可以得到機(jī)械攪拌澄清池的出水水質(zhì)指標(biāo)值：懸浮固體SS=2mg/L；溶解性固形物TDS=1144ppm；pH=10.69；濁度為1.49NTU；堿度為1.01mmol/L；硬度為5.74mmol/L。

由上述水質(zhì)指標(biāo)可見壓濾水的出水水質(zhì)完全滿足要求，即不需要經(jīng)過機(jī)械攪拌澄清池處理即可滿足出水水質(zhì)要求。

3.3 石灰污泥含水率及脫水后泥餅的含水率檢測(cè)

對(duì)石灰污泥和泥餅進(jìn)行含水率檢測(cè)，可得出濕石灰污泥含水率98%，污泥比重為1.006，含泥為0.0196g/ml；經(jīng)脫水后泥餅的含水率約為70%，泥餅比重為1.92g/cm3。

4 脫水機(jī)壓濾水產(chǎn)水量計(jì)算

再生水水廠采用的壓濾機(jī)型號(hào)為XMK300/1500-U，過濾面積為300m2，濾室容積為4.8m3。按照上述檢測(cè)結(jié)果可知，濕石灰污泥含水率98%；經(jīng)脫水后泥餅的含水率為70%。通過以上數(shù)據(jù)可得出運(yùn)行一次壓濾機(jī)所得到的壓濾水為67.2m3。由于壓濾機(jī)進(jìn)泥管道改造，因此進(jìn)泥脫水時(shí)間會(huì)隨著進(jìn)泥壓力的增加而縮短。壓濾機(jī)整套脫水系統(tǒng)包含進(jìn)泥脫水、吹風(fēng)、卸料及清洗四個(gè)步驟，根據(jù)設(shè)計(jì)使用說明和實(shí)際運(yùn)行情況來看，當(dāng)脫水系統(tǒng)連續(xù)運(yùn)行的情況下，不需要每次都要進(jìn)行清洗，水廠設(shè)定每臺(tái)每天清洗一回，因此可確定2小時(shí)為一個(gè)運(yùn)行周期。運(yùn)行期間由兩臺(tái)壓濾機(jī)交替使用，扣除壓濾機(jī)清洗時(shí)間，兩臺(tái)一天可運(yùn)行20次，總產(chǎn)出水量為1344m3。一個(gè)月按照30天計(jì)算，總產(chǎn)水量為40320m3。

5 經(jīng)濟(jì)分析

5.1 用酸成本計(jì)算

根據(jù)上述水質(zhì)指標(biāo)檢測(cè)結(jié)果可知，壓濾水的水質(zhì)指標(biāo)值和機(jī)械攪拌澄清池的出水指標(biāo)值基本一致，改造后壓濾水排水管道直接進(jìn)入酸化渠進(jìn)行加酸處理，因此壓濾水加藥成本只需計(jì)算加酸成本。根據(jù)以往水廠的耗酸量數(shù)據(jù)，得出經(jīng)驗(yàn)值：每100m3再生水的耗酸量為0.00601t。根據(jù)壓濾水產(chǎn)水量可計(jì)算出，水廠一天增加硫酸消耗量為0.08078t，一個(gè)月需增加硫酸消耗2.4234t。濃硫酸（濃度為98%）的單價(jià)為每噸780元，則每個(gè)月（按30天計(jì)算）的用酸成本為1890元。

5.2 電費(fèi)計(jì)算

由于以往脫水系統(tǒng)每天只開兩次，改造后脫水系統(tǒng)連續(xù)運(yùn)行，可達(dá)到每天開20次。因此脫水系統(tǒng)的用電量將大幅度增加。脫水系統(tǒng)中用電設(shè)備為板框壓濾機(jī)、送泥泵、沖洗水泵、空壓機(jī)。其中：

板框壓濾機(jī)的功率為10kW，用于板框的壓緊、打開等；

送泥泵的功率為22kW，用于進(jìn)泥脫水；

沖洗水泵的功率為11kW，用于板框壓濾機(jī)的濾布清洗；

空壓機(jī)的功率為5.5kW，用于各種閥門的開啟與關(guān)閉。

根據(jù)脫水系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行時(shí)間，可估算出運(yùn)行一次脫水系統(tǒng)的用電量為40度。較以往相比，脫水系統(tǒng)每天多開18次，增加用電量720度，按工業(yè)電價(jià)每度0.68元計(jì)算，每天增加電費(fèi)490元，一個(gè)月（按30天計(jì)算）增加電費(fèi)為14700元。

5.3 泥餅外運(yùn)費(fèi)計(jì)算

石灰污泥經(jīng)脫水形成泥餅后直接卸入儲(chǔ)泥間，當(dāng)儲(chǔ)泥間泥量過大時(shí)，需要將泥餅外運(yùn)處置。儲(chǔ)泥間大約可存放170m3的泥，板框壓濾機(jī)每次出泥量為4.8m3，污泥處置單價(jià)為每方16元，表2為改造前后的泥餅處置費(fèi)計(jì)算結(jié)果。

由表2可知，泥餅處置增加成本為41472元，增加率為90%。

5.4 經(jīng)濟(jì)分析

通過上述成本計(jì)算，可得到改造后每個(gè)月增加的成本為1890+14700+41472=58062元。每個(gè)月的壓濾水總產(chǎn)水量為40320m3，即每月增加的再生水產(chǎn)量為40320m3，再生水銷售價(jià)格為2.25元/m3，則增加銷售額為90720元，所得利潤(rùn)為32658元，一年總利潤(rùn)為391896元。

6 回用及改造方案

由于脫水機(jī)高程高于酸化渠的高程，因此脫水機(jī)的壓濾水經(jīng)收集后可直接由脫水機(jī)房經(jīng)架空管道自流至酸化渠首端，只需對(duì)脫水機(jī)壓濾水收集管道進(jìn)行改造即可，同時(shí)管道進(jìn)行保溫處理。

7 結(jié)論與建議

由此可見，經(jīng)過壓濾廢水回用改造后既提高了水廠的經(jīng)濟(jì)效益，又達(dá)到了節(jié)能減排的效果。

但需要注意的是為保證壓濾機(jī)脫水后的壓濾水對(duì)總出水的影響降低到最小，需控制好機(jī)械攪拌澄清池的出水pH，并對(duì)儲(chǔ)泥池進(jìn)行改造防止石灰污泥沉淀造成儲(chǔ)泥池容積減小。

參 考 文 獻(xiàn)

[1] 黃君禮.水分析化學(xué)[M].中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2006.

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