某电厂污水中水回用方案.docx
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某电厂污水中水回用方案
县污水处理厂40000t/d中水回用工程
技术方案
0、工程概况
县拟采用污水处理厂的一级B标排放水为原水进行回用处理，回用水达到工业循环冷却水标准。
设计水量为40000t/d。
为此，本公司根据建设方提出的原始条件和要求提供以下处理方案，供参考。
1、工程设计依据及原则
1.1设计依据
1.1.1《室外给水设计规范》（GB50013-2006）；
1.1.2《室外排水设计规范》（GB50014-2006）；
1.1.3《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）；
1.1.4《污水再生利用工程设计规范》（GB50335-2002）；
1.1.5《给水排水工程构筑物设计规程》（GB50069—2002）；
1.1.6《给水排水工程结构设计与验收规范》（GB141-90）；
1.1.7《供配电系统设计规范》（GB50052-95）；
1.1.8《工业自动化仪表工程及验收》（GBJ93-86）；
1.1.9建设方提供的原始水质、水量等基础资料。
1.2设计原则
1.2.1严格执行国家和地方环保、卫生和安全等法规，经处理后的主要水质指标符合《污水再生利用工程设计规范》（GB50335-2002）以及建设方提出的要求；
1.2.2设计中坚持科学态度，采用的水处理工艺既要体现技术先进、经济合理，又要成熟、安全可靠，并具有操作简单、运行管理方便等特点；
1.2.3处理站设计力求工艺简捷，设备管道布局合理、美观，适当采取绿化、除臭、减噪等措施，力求环境整洁、优美、卫生；
1.2.4处理单元相对紧凑、占地尽可能少，在确保运行稳定、出水水质达标的前提下，尽量降低工程造价及运行成本。
2、项目范围
2.1整个中水回用工程的工艺、土建、电控以及相关的辅助设施，不含原水的输送、中水的供水、中水管网以及土建工程；
2.2本项目提供系统成套设备的安装、调试及操作人员培训等服务；
2.3本方案最终出水要求仅对建设方提供的水质负责。
3、设计进出水水质及设计水量
3.1原水水质
根据建设方提供的资料，原水为电厂污水经生化处理后的一级B标排放水，根据《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）中的标准，主要指标见下表。
序号
基本控制项目
单位
一级B标出水
备注
1
化学需氧量（COD）
mg/L
60
2
生化需氧量（BOD5）
mg/L
20
3
悬浮物（SS）
mg/L
20
4
色度（稀释倍数）
度
30
5
PH
6～9
6
氨氮（以N计）
mg/L
≤8
7
粪大肠菌群数
个/L
104
3.2出水要求
深度处理水回用做工业循环冷却水，即出水达到《污水再生利用工程设计规范》（GB50335-2002）的相关标准。
主要水质指标如下：
序号
基本控制项目
单位
出水
备注
1
生化需氧量（BOD5）
mg/L
≤10
2
化学需氧量（COD）
mg/L
60
3
悬浮物（SS）
mg/L
≤20
4
浊度
NTU
5
5
氨氮（以N计）
mg/L
≤5
6
pH
6.0～9.0
7
粪大肠菌群数
个
≤2×103
3.3设计水量
根据建设方提供的资料，系统设计水量为40000m3/d（1666.7m3/h）。
4、工程技术方案
工艺的采用取决于所处理的原水水质特征及用户对水质的要求程度。
根据原水的水质特征及回用水的要求，并且参照《污水再生利用工程设计规范》（GB50335-2002）和国内中水回用工程的的实践经验，本项目采用“微絮凝过滤+消毒”的工艺。
微絮凝过滤具有占地面积小、节省运行费用、投资小等优点。
4.1工艺选择
4.1.1过滤
过滤是污水回用保证再生水水质的关键过程。
过滤是使预处理后的废水通过滤料，污染物质截留在滤料上，水得以净化，随着截留污物增加，过滤阻力不断加大，当达到一定程度时，滤池开始反冲洗。
然后使用反冲洗方法冲掉污染物，过滤恢复正常运行。
过滤设备可以采用砂滤池（有多种种类）、纤维球（束）过滤池、D型滤池。
砂滤池是以石英砂为介质的过滤池；纤维球（束）过滤池是以纤维球（束）为介质的过滤池；D型滤池是以DA863彗星式纤维滤料（专利号ZL98249298）为技术核心的过滤池。
砂滤池的种类有普通快滤池、无阀滤池、虹吸滤池、V型滤池等。
目前应用最多的是V型滤池。
V型滤池采用均质石英砂滤料，采用气水联合反洗加表面扫洗。
纤维球（束）过滤池具有过滤阻力小、节能、过滤精度高、截污容量大等优点，但纤维球滤料是纯纤维状滤料，纤维球内部（芯部）不易清洗干净，从而影响过滤效果；以长纤维束为滤料的过滤池在过滤操作时，需在短时间内将滤层压缩至所需状态，易损伤纤维，同时会导致靠近活动支撑装置的纤维密度大于滤层主体密度的不利层态，在反冲洗过程中，滤层需在短时间内彻底放松，易导致纤维束断裂，而且活动支撑装置上堆积的泥渣不易排出。
D型滤池是由公司自主设计的一种快滤池。
它采用彗星式滤料，小阻力配水系统，
气水反冲洗，采用变水位的过滤方式。
D型滤池具备传统快滤池的主要优点，多方面性能优于传统快滤池，是一种实用、新型、高效的滤池。
D型滤池与砂滤池相比在同期产水量、截污能力、反冲洗耗水、剩余积泥率、反冲洗时间等方面具有优越性。
彗星式滤料是世界首创的分形结构滤料，该滤料将纤维滤料截污性能好的特征与颗粒滤料反冲洗效果好的特征结合，在过滤过程中，滤床横断面空隙率均匀性和纵断面的合理梯度变化确保了高速过滤和高精度过滤得以同时实现。
同时在反冲洗时，通过气水反冲洗，滤料在水中充分散开，滤料的比重不对称和相互碰撞使得附着在滤料表面的固体颗粒很容易脱落，从而保证了滤料的洗净度，并减少了反冲洗耗水量。
因此，本项目的过滤选用D型滤池。
D型滤池是代替传统砂滤池的一种新型净水设备，它是在V型滤池基础上改造而成的，比V型滤池更具先进性和科学性。
它是以国家863科技成果，国家火炬项目，国家重点推荐新产品，取代了传统的石英砂过滤技术，确保滤料达到高效、广域、变速、自适应，具有世界领先创新水平。
D型滤池具有以下优点：
（1）采用彗星式滤料，可实现高滤速、高精度的过滤，对水中悬浮物的去除率可达95%以上，对大分子有机物、病毒、细菌、胶体、铁等杂质有一定的去除作用；
（2）占地面积小：
制取相同的水量，占地面积为普通砂滤池的1/2以下；
（3）特有的拦截技术，可保证滤料在反冲洗时不会流失；
（4）反冲洗耗水率低（约1%～2%），运行费用省；
（5）加药量低，运行费用低：
由于滤床结构及滤料自身特点，絮凝剂投加量是常规技术的1/2～1/3。
周期产水量的提高，吨水运行费用也随之减少；
（6）具有钢板和混凝土两种结构型式，根据用户和实际需要选择，最大程度地节约投资费用；
（7）具有完美的均匀出水量分配，水力分流配置，优质的自适应彗星式纤维滤料绝不会造成内部堵塞；
（8）D型滤池的控制可采用手动控制和自动控制两种方式，可根据用户需要制定，灵活、先进。
4.1.4预加氯及消毒
预加氯的目的在于杀灭水中病菌、细菌和灭杀抑制藻类；消毒的目的在于杀灭水中的有害病原微生物（病原菌、病毒等），防止水致传染病的危害。
氯与二氧化氯的性能比较见下表。
性能
氯
二氧化氯
消毒灭菌
优良
优良
灭病毒
优良
优良
灭活微生物效果
有一定效果
优于氯消毒的效果
受PH的影响
消毒效果随PH值的增大而下降，在PH=7左右时加氯较好
受PH值的影响比较小
在配水管网中的剩余消毒作用
有
比氯有更长的剩余消毒时间
毒副产物
可生成有臭味的氯酚和致癌物三氯甲烷
不大可能生成
成本
较少
高于氯消毒
由上表可以看出，二氧化氯作为消毒剂的综合指标要高于氯，本工程设计采用二氧化氯。
4.2原则流程
注：
虚线部分不在设计范围之内。
经提升的一级B标排放水（1666.7m3/h，≥8mH2O）进入本项目界区，一级B标排放水经过静态混合器与投加的混凝剂以及氧化剂充分混合进入D型滤池进行过滤，以去降低水中的悬浮物和部分有机物。
过滤出水经消毒后进入回用水池供使用。
D型滤池采用气水联合冲洗，反洗水来自回用水池，气源由罗茨风机提供。
5、主要构筑物（设备）设计
5.1混合
为使投加的絮凝剂能同水均匀混合，本工程采用管道静态混合器。
静态混合器是利用在管道内设置多节固定式分流板使水流成对分流，同时又有交叉
入旋涡反向旋转，以达到混合效果。
管径DN800，流速v=1.0m/s
数量：
1台。
5.2加药系统
5.2.1混凝剂投加装置
药剂可采用聚合氯化铝，投加浓度10%，投加量2～12mg/L。
计量泵
最大流量：
200L/h
最大压力：
0.5bar
电机功率：
0.18kW
数量：
2台（1用1备）
加药筒
有效容积：
V=3000L，PE带搅拌机及支架。
数量：
2套
溶解筒
有效容积：
V=1000L，PE带搅拌机及支架。
数量：
1套
具体加药量由运转管理部门根据原水水质参数、水量及出水水质参数确定。
采用湿式投加，药剂通过溶解拌均匀后，配置成一定浓度的药液，采用压力计量泵投加到管道内。
5.3D型滤池
5.3.1主要工艺参数
处理水量1666.7m3/h
设计过滤速度17.36m/h
强制过滤速度23.15m/h
单池过滤面积24m2
滤池数量4格
单座滤料重量1600kg
水头损失0.6～2.0m
5.3.2滤池反冲洗
反冲洗分三个阶段：
a．单独气洗：
历时3～5min，气洗强度28～32L/（m2·s）；
b.气水同时反冲洗：
历时8～10min，气洗强度28～32L/（m2·s），水洗强度6L/（m2·s）；
c.清水漂洗：
冲洗历时3～5min，冲洗强度6L/（m2·s）；
反冲洗全过程伴有表面扫洗，表面扫洗强度1.4～2.8L/（m2·s）。
5.3.3滤池配水布气系统
配水布气采用小阻力的配水布气系统，滤头安装在高强度复合滤板上，滤板固定在滤梁上。
滤板下的滤柄上端有小孔，下端有缝隙。
反洗时气体通过小孔和缝隙进入滤头内，水从缝隙和下部进入滤头内，气水在滤头内充分混合后向滤层均匀配水、布气。
长柄滤头上的鹅卵石的粒径建议16-32mm,填装高度为300mm,因鹅卵石的粒径大，孔隙率也大，反冲洗时的阻力相对也小。
5.3.4管系接口
原水进口400×400PN1.0
清水出口DN450PN1.0
初滤水出口DN300PN1.0
反冲洗进气口DN250PN1.0
反冲洗进水口DN350PN1.0
反冲洗排污出口DN450PN1.0
废气排放DN40PN1.0
5.3.5配套反洗设备
反洗水泵
单台流量：
Q=260m3/h
扬程：
H=10.5m
配套电机功率：
N=15kW
数量：
3台（2用1备）
反洗风机
单台风量：
Q=23.0m3/min
升压：
△P=50kpa
配套电机功率：
N=30kW
数量：
3台（2用1备）
反洗设备间内设置潜水排污泵1台，型号32WQ8-12-0.75；电动葫芦1台，型号CD11-6D。
5.4预加氯（消毒）系统
设计深度处理水采用二氧化氯消毒（预加氯和消毒），加氯量分别为2.0mg/L和3.0mg/L（具体加氯量根据现场运行调试取得最佳加氯量）。
预氯处理为根据原水情况间歇式投加，投加点在进水泵池内（不在设计范围内）；滤后水消毒为连续式投加，投加点在滤池出水总干管上，加氯量根据滤后水量比例和余氯投加。
滤后水经加二氧化氯消毒后，在回用水池中停留约2小时，经加压泵房送入回用水管网。
单台有效氯产量：
4kg/h；
配电功率：
3.0kW；
动力水：
管径DN50，压力≥0.3Mpa；
设备重量：
198Kg；
设备尺寸（L×W×H）：
800×600×1650；
数量：
3台（2用1备）；
标准配置含有主机、计量泵、原料罐、控制器、水射器等。
另外配套
动力水泵
单台流量：
4.4m3/h
扬程：
33m
电机功率：
2.2Kw
数量：
2台（1用1备）
化料器
配套
盐酸贮罐
型号：
PT-5000L；
数量：
1只
氯酸钠贮罐
型号：
PT-5000L；
数量：
1只
卸酸泵
单台流量：
3m3/h
扬程：
10m
电机功率：
0.75KW
数量：
1台。
5.5回用水池（业主自理）
拟建V=2000m3的回用水池2座，其调节容量约占日供水量的10%。
池进口设进口水封堰，池内设导流墙以防滞水。
池内设有溢流、放空管、水位计等设施。
溢流管溢流水量与进水流量相同。
6、电气、仪表及自控
6.1电气
本设计中的电气由建设方提供380V电源回路。
潜水泵、D型滤池及反洗设备内均为低压设备，不单设变电所。
6.2仪表
本工程仪表设计从切合实际，经济合理，操作监测方便的角度出发，对水泵出口压力、滤池水位、出水浊度等各部分参数分别装置相应的计量与检测仪器。
6.3自动控制
为提高水厂的管理水平和自动化程度，本设计滤池采用了先进的自动控制技术。
D型滤池及其配套设备自动控制采用就地独立控制的原则进行。
本工程在控制室设有控制柜，其面板上设有系统模拟图，可直观了解系统各电气设备的运行状况。
本系统采用PLC自动控制，PLC对滤池运行控制方式有三种：
1、手动控制
对滤池设备进行调试、操作以及维修时，通过手动操作方式对滤池系统内的所有控制点进行操作、监控。
2、半自动控制
由于异常情况需要强制运行某单元程序如单池过滤，单池反冲洗等，则采用此控制形式，以达到滤池正常运行及出水要求。
若强制实行单元操作如过滤，则该单元的液位控制，设定的时间参数都将不起作用，如果强制反冲洗，则按水冲、气冲、气水混冲、水漂洗进行，以上过程完成后，再切换到全自动操作方式。
3、全自动控制
通过设定滤池内的过滤液位以及反冲洗各阶段的设定时间对滤池整个运行过程实行全自动控制。
其过程为：
初滤→过滤→液位到设定位置（或达到设定的时间）→气洗→气水混冲→水漂洗→
初滤→过滤
6.4防雷、接地
（1）、各建筑物的屋面均设置避雷带，并引下与各自基础焊接。
再将所有基础用接地扁钢连为一体。
（2）、各电气设备应进行保护接地，接地电阻要求不大于4Ω。
7、建筑结构设计
7.1设计依据
本工程建筑设计依据的规范有：
《混凝土结构设计规范》GB50010-2002
《建筑结构荷载规范》GB5009
《建筑抗震设计规范》GB50011
《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002
7.2结构形式
D型滤池、回用水池等均采用C25防水砼，抗渗强度不小于S6，水池内侧抹防水砂浆，外壁抹普通水泥砂浆。
7.3建筑装修
内外墙中等装修，门窗采用铝合金门窗。
7.4抗震等级
本工程所有建筑物抗震设防等级为七度，结构抗震等级为三级。
7.5耐火等级
本工程耐火等级为二级。
7.6地基处理
本工程地基设计承载力fak≥100Kpa，经地质勘察后，若地基承载力与设计要求有异，需经地基处理加固以满足设计要求。
8、环境保护及职业安全卫生
8.1环境保护
本工程主要环境问题为D型滤池反冲洗时的排水，其主要污染物为悬浮固体。
该废水排至污水处理厂的污水处理系统重新进行处理，不会对环境造成影响。
或者废水经浓
缩池污泥浓缩后，上清液可经泵抽回处理构筑物，重新进行反应沉淀、过滤处理，浓缩池的污泥用污泥泵抽到污泥干化池干化，干化的污泥泥饼外运填埋。
8.2安全生产与工业卫生
运行中涉及的安全问题有：
1、各敞开水池孔洞均安装安全栏杆，检查井、阀门井窖井，人孔均设有盖板；
2、加氯间和加药间在建筑上应满足通风要求；
3、电气设备布置及操作间距，应符合安全规范要求，配电间配备好应急操作用具及干式灭火器等消防设备。
水厂的工业卫生主要是噪声影响和防暑降温，噪声源和热源主要来自水泵机组和风机机组。
本项目设计有一间专用值班室，可以使值班人员在低噪声和低热源的情况下操作。
9、运行费用
因本工程总费用（包括中水供水系统和中水管网在内的总投资）目前未知，与总费用有关的固定成本无法核算，下表为本设计范围内的工艺运行时的可变成本，可变成本与固定成本汇总后可计算出总的运行成本。
9.1电费
序号
设备名称
电耗
单位费用
日运行时间
日费用（元）
1
反洗水泵
15×2kw
0.8元/kw·h
2.0h
48
2
反洗风机
30×2kw
0.8元/kw·h
2.0h
96
3
加药计量泵
0.18kw
0.8元/kw·h
24h
3.5
4
加药搅拌机
3×0.25kw
0.8元/kw·h
24h
14.4
5
消毒装置
3×2kw
0.8元/kw·h
24h
115.2
6
动力水泵
2.2kw
0.8元/kw·h
24h
42.24
7
合计E1
319.34
9.2药剂费
序号
药剂名称
平均投加量
单位费用
日投加量
日费用（元）
1
混凝剂（PAC）
8mg/L
2元/kg
320kg
640
2
消毒剂
5mg/L
5元/kg
200kg
1000
3
合计E2
1640
9.3人工管理费
站内设4人轮流管理，每人工资800元/月，则3200元/月，则每天费用为3200/30＝107元/d。
9.4单位运行费用
日运行费用：
Ed=E1+E2=319.34+1640+107=2066.34元
单位运行费用：
E=Ed/Qd=2066.34/40000=0.052元/吨。
10、工程总概算
序
名称
规格型号
数量
备注
一、土建部分
1
D型滤池
14.79m×22.37m×3.8m
1座
2
回用水池
2000m3
2座
业主自理
3
反洗设备间
14.79m×6.24m×6.0m
1座
4
加药、消毒间
13.24m×7.24m×4.2m
配套
二、设备投资
1
管道混合器
DN800
1台
2
D型滤池部分
DA863彗星式滤料
1600kg×4
每个滤池1600kg
配水布气系统
24m2
4套
进水方闸门
400×400
4只
进水
对夹式电动蝶阀
DN450PN1.0
8只
出水、反洗排污
对夹式电动蝶阀
DN350PN1.0
4只
反洗进水
对夹式电动蝶阀
DN300PN1.0
4只
初滤
对夹式电动蝶阀
DN250PN1.0
4只
反洗进气
电磁阀
DN40
4只
废气排放
手动蝶阀
DN65PN1.0
4只
滤池放空
手动蝶阀
DN100PN1.0
1只
渠道放空
伸缩接
DN450PN1.0
8只
伸缩接
DN350PN1.0
4只
伸缩接
DN300PN1.0
4只
伸缩接
DN250PN1.0
4只
连接管路及配件
配套
仅限于D型滤池范围内的管路及配件
3
反洗间
反冲洗水泵
3台
2用1备
反冲洗风机
3台
2用1备
手动蝶阀
DN300PN1.0
3只
手动蝶阀
DN200PN1.0
3只
止回阀
DN200PN1.0
3只
电动葫芦
CD11-6D
1套
配20a工字钢15m
潜水泵
1台
设备间内阀门及管路配件等
配套
4
混凝剂加药间
计量泵
2台
1用1备
加药筒
V=3000L
2只
带搅拌机及支架
溶解筒
V=1000L
1只
设备间内阀门及管路配件等
配套
5
消毒间
二氧化氯发生器
3台
2用1备
化料器
配套
储罐
PT-5000L
2只
动力水泵
2台
1用1备
卸酸泵
1台
轴流通风机
3台
设备间内阀门及管路配件等
配套
6
构筑物之间管路及配件
配套
三、电气、自控及仪表
1
电气（配电）
配套
2
自控装置
配套
四、运输费
11、服务响应
1、负责设备的安装与调试；
2、负责提供详尽的工艺图纸和相关技术服务；
3、.在土建施工中提供技术服务，并承接工程；
4、为用户选择并提供一流的设备与专利技术的滤料；
5、为用户培训合格的运行维护人员。
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