典型工業(yè)園區(qū)再生水回用工藝技術(shù)研究

李愛英，田 雨

（1.新疆環(huán)境工程評估中心，新疆烏魯木齊 830016；2.烏魯木齊市污染控制中心，新疆烏魯木齊 830016）

1 概述

某煤炭開采與深加工園區(qū)地處典型的極端干旱區(qū)域，生活和生產(chǎn)用水主要來源與其相距幾百公里，長距離輸水，使水資源變得更加寶貴。鑒于當(dāng)?shù)厮Y源緊缺，且處理后的中水沒有受納地，需要對中水進行資源化利用。

目前，待處理廢水包括園區(qū)集中污水處理廠排水及新城提升泵站高鹽水，體現(xiàn)為高鹽、高硬度、高CODCr，且氯離子濃度高，腐蝕性強，為典型高難處理廢水，對當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境造成極大的壓力，排放量約6000m3/d。因此，對以上中水進行再生回用，既解決了生態(tài)環(huán)境潛在風(fēng)險問題，又節(jié)約了水資源，促進了園區(qū)綠色可持續(xù)發(fā)展。

2 廢水水質(zhì)及處理工藝選擇

2.1 廢水水質(zhì)

本工程處理的廢水可分為兩部分，采樣分析，進水水質(zhì)，如表1所示。

表1 原水水質(zhì)表

按照表1所示，原水鹽含量及硬度較高，通過膜技術(shù)處理，技術(shù)難度較大，經(jīng)濟成本也較高，需要優(yōu)化工藝路線以降低成本。按照現(xiàn)有條件，回用水水質(zhì)執(zhí)行《城市污水再生利用 城市雜用水水質(zhì)》（GBT 18920—2002）標準中 城市綠化灌溉用水水質(zhì)標準，主要指標如表2所示。

表2 回用水水質(zhì)要求

2.2 原水水質(zhì)的特點

本項目處理廢水包括兩部分，其水質(zhì)特點如下。

（1）新城提升泵站出水：高鹽、高硬度、高CODCr；氯離子濃度高，腐蝕性強；水質(zhì)成分復(fù)雜，懸浮物較多；考慮到經(jīng)濟性，處理難度較高。

（2）污水廠出水：污染物含量較低，處理難度相對較低。

2.3 廢水處理工藝的選擇

根據(jù)園區(qū)對整體工藝的要求，結(jié)合進水水質(zhì)特點，推薦采用如下工藝。

2.3.1 污水處理廠出口排放水

混凝沉淀+多介質(zhì)過濾器+超濾+卷式反滲透+寬通道抗污染型反滲透（DTLRO），最終回收產(chǎn)品水約2 820t/d，濃水180t/d去雜鹽暫存池（結(jié)合太陽能蒸發(fā)器）。

2.3.2 新城污水提升泵站排水

混凝沉淀+寬通道抗污染型反滲透（DTLNF）+寬通道抗污染型反滲透（DTLRO）+碟管式反滲透（DTRO），最終回收產(chǎn)品水約1 800t/d，濃水600t/d去雜鹽暫存池（結(jié)合太陽能蒸發(fā)器），濃水600t/d去氯化鈉濃縮池，達到一定濃度后，可以作為就近氯堿廠的原料。

3 工藝方案的確定

3.1 工藝流程及水量平衡圖

根據(jù)現(xiàn)有水質(zhì)數(shù)據(jù)，建議工藝流程如圖1~圖2所示。

圖1 園區(qū)污水處理廠中水回用工藝流程圖

圖2 園區(qū)高鹽廢水中水回用工藝流程圖

3.2 工藝流程說明

根據(jù)該項目的特點，改造后的處理工藝流程如下：

（1）對于污水處理廠污水出水，處理難度較小，污水處理廠出水先進過高密池、砂濾器預(yù)處理后，進入超濾+反滲透系統(tǒng)，按照75%回收率設(shè)計，產(chǎn)水進入回用水池，濃水經(jīng)DTLRO處理后進入回用水池，產(chǎn)水雜鹽進入固廢填埋場。

（2）對于提升泵站排水，COD為1 650mg/L、硬度5 710mg/L、TDS為32 824mg/L，實質(zhì)上為高鹽、高硬度難處理水，處理難度較大，設(shè)計通過混凝沉淀、砂濾預(yù)處理后，通過DTLNF+ DTLRO+DTRO處理后，產(chǎn)水達到綠化用水要求，產(chǎn)水雜鹽進入固廢填埋場，產(chǎn)生NaCl作為就近氯堿廠的原料。

通過本系統(tǒng)，可以達到以下處理效果：①產(chǎn)品水192.5m3/h，回收水率77%，滿足綠化用水要求；②氯化鈉濃水25m3/h，含固率約10%，可以作為就近氯堿廠的原料。

3.3 水質(zhì)預(yù)測結(jié)果

水質(zhì)預(yù)測結(jié)果見表3~表4。

表3 污水處理廠中水回用水質(zhì)預(yù)測表

表4 高鹽廢水中水回用水質(zhì)預(yù)測表

4 運行費用估算

運行費用估算見表5。

表5 運行費用估算表

續(xù)表

續(xù)表

5 總結(jié)與展望

對于園區(qū)典型高鹽高硬度外排水，利用先進的大通道卷式膜集成技術(shù)進行回用處理技術(shù)上可行；同時大通道卷式膜技術(shù)在對于高鹽外排水回收利用上可做到接近80%的回收率，且可耐受一定程度的硬度，產(chǎn)水水質(zhì)可以達到綠化用水標準，產(chǎn)生出來高濃高純氯化鈉溶液可直接作為就近氯堿廠原料。

以6 000m3/d的再生水回用工程為例，噸水處理成本為4.0元，但是該園區(qū)水價為8-12元/噸。因此，再生水回用不僅可以解決園區(qū)環(huán)境污染及水資源緊缺問題，還可以為當(dāng)?shù)卣?jié)約一定的財政支出。