第22卷第24期 中国给水排水 Vol. 22 No 24 2006年12月 CHINA WATER WASTEWATER Dec.2006 节水与回用多 的感长 秦港污水再生回用工程的计特色及综合效益分析 张玉祥 (秦皇岛港务集团有限公司,河北秦皇岛066002) 摘要:对秦皇岛市第一座由企业出资兴建的污水再生回用处理厂的设计及特点进行了介 绍,分析了综合效益,并对企业开展污水再生回用工作提出了建议 关键词:污水再生回用;设计特色;综合效益 中图分类号:X703.1文献标识码:C文章编号:1000-4602(2006)24-0081-03 Design Characteristics and Comprehensive Benefit Analysis of Waste water Reclamation and Reuse Project in Qinhuangdao Port ZHANG Yu-xiang ( Qinhuangdao Port Group Co. Lid, Qinhuangdao 066002, China) Abstract: Based on the introduction to the design and charateristics of the first wastewater recla mation and reuse treatment plant invested by enterprise in Qinhuangdao, the comprehensive benefits are assessed and some advices on promoting wastewater reuse in en Key words: wastewater reclamation and reuse; special characteristics; comprehensi 秦皇岛港务集团有限公司是国家亿吨能源输出的衔接,为节省投资,设计中清水池、消毒接触池、调 港,也是用水能耗大户,用水量>3×10m3/d节池、加药间、加氯间按二期考虑,其他按一期考虑 (1100×104m2/a),占市区用水量的8%以上,全年1.1设计规模 水费近4070万元。大量自来水消耗不但加剧了城 一期工程处理水量为10×104m3/d,设计流量 市供水紧张的状况,而且使港务集团公司成本不断为440m3/h;二期工程处理水量为3.0×104m3/ld, 增加。随着企业发展,用水量将不断增加而城市淡设计流量为1320m3he 水资源逐渐减少供水明显不足在此情况下港务集1.2设计水质 团公司开展了污水再生回用工作,取得了良好的综 设计水质见表1。 合效益。该工程(一期)由秦皇岛港务集团投资850 表1设计进、出水水质 万元,将海港区东港二级污水处理厂的出水进行深 Tab. 1 Design influent and effluent quality 度处理,作为东港区煤场除尘、绿化等用水,成为秦 SS/ BOD,′|Co′NH2-N 皇岛市第一座由企业出资兴建的再生水厂。 g·L qg·L“yp色厦 1工程概况 进水≤30≤50≤10≤506-9 根据港务集团与海港区二级污水处理厂达成的 出水≤5 5~8.5 协议,二级处理厂清水池可部分改造成再生水厂的 二级污水处理厂的原水为市政生活污水、热电 清水池、消毒接触池、调节池。考虑到一、二期工程厂、中阿化肥厂废水及其他排水等水质波动较大
第22卷 第24期 2006年 12月 中 国 给 水 排 水 CHINA WATER ＆ WA她 ⅥrATER V01．22 No．24 Dec．2OO6 斤 张玉祥 (秦皇岛港务集团有限公司，河北 秦皇岛 066002) 口 摘 要： 对秦皇岛市第一座由企业出资兴建的污水再生回用处理厂的设计及特点进行了介 绍，分析 了综合效益，并对企业开展污水再 生回用工作提 出了建议。 关键词： 污水再生回用 ； 设计特 色； 综合效益 中图分类号：X703．1 文献标识码：C 文章编号 ：1000—4602(2006)24—0081—03 DesignCharacteristicsand ComprehensiveBenefitAnalysisofW aste． waterReclamationandReuseProjectinQinhuangdaoPort ZHANG Yu．xiang (QinhuangdaoPortGroupCo．Ltd．，Qinhuangdao066002，China) Abstract： Based on the introduction to the design and charateristicsofthefirstwastewaterrecla— mationandreusetreatmentplantinvestedbyenterpriseinQinhuangdao，thecomprehensivebenefitsare assessedand someadviceson promotingwastewaterreusein enterprisesareproposed． Key words： wastewaterreclamation and reuse； specialdesign characteristics； comprehensive benefits 秦皇岛港务集 团有限公司是国家亿吨能源输出 港 ，也 是 用 水 能 耗 大 户 ，用 水 量 >3×10 m／d (1100×10 m／a)，占市区用水量的 8％以上 ，全年 水费近 4070万元 。大量 自来水消耗不但加剧 了城 市供水紧张的状况，而且使港务集团公司成本不断 增加。随着企业发展 ，用水量将不断增加 ，而城市淡 水资源逐渐减少，供水明显不足，在此情况下港务集 团公司开展 了污水再生 回用工作 ，取得 了良好 的综 合效益 。该工程(一期 )由秦皇 岛港务集 团投资 850 万元 ，将海港区东港二级污水处理厂的出水进行深 度处理 ，作为东港 区煤场除尘 、绿化等用水 ，成为秦 皇岛市第一座由企业出资兴建的再生水厂。 1 工程 概 况 根据港务集团与海港区二级污水处理厂达成的 协议 ，二级处理厂清水池可部分改造成再生水厂的 清水池 、消毒接触池 、调节池。考虑到一 、二期工程 的衔接，为节省投资 ，设计中清水池、消毒接触池、调 节池 、加药问、加氯问按二期考虑 ，其他按一期考虑。 1．1 设计规模 一 期工程处理水量为 1．0×10 m／d，设计流量 为 440m／h；二期工程处理水量为 3．0×10 m／d， 设计流量为 1320m／h。 1．2 设计水质 设计水质见表 1。 表 1 设计进、出水水质 Tab．1 Designinfluentandefluent,r~uty 项 目 SS／ BOD5／ COD／ NH3一N／ 色度 (II】g- pH L ](II】g-L )(nag-L )[mg-L ) ／倍 进水 ≤30 ≤50 ≤170 ≤50 6～9 ≤813 出水 ≤5 ≤10 ≤25 ≤5 6．5 8．5≤25 二级污水处理厂的原水为市政生活污水 、热电 厂、中阿化肥厂废水及 其他 排水等水质波动较大 ， - 81- 维普资讯 http://www.cqvip.com
第24期 中国给水排水 第22卷 NH3-N含量高,而该厂采用普通活性污泥处理工1.3深度处理工艺流程 艺已运行多年,处理效果较差,二级处理厂出水水质 深度处理工艺流程见图1 经常波动会对再生水厂运行产生不利影响。 數风机房 纤维球过滤器出水水质不合格时回流管 级污水厂 级水 二级水 泵提升 泵提升 节池□级生物陶粒滤池 三级生物陶粒滤池匚中间水池 纤维球过滤器 反冲洗水 上清液返回 水质较好时 消毒接触池 清水池 级污水厂污 港区蓄水池 泥处理设施 港区除尘、绿化等用水 图1深度处理工艺流程 1 Advanced treatment process 1.4主要设施设计参数 池用作反冲洗水。池尺寸为9.0mx6.6m×4.0 ①一、二级生物陶粒滤池 m,有效容积为220m3,有效水深为37m 滤池数量:一级6个、二级6个,单池尺寸(Lx ③消毒接触池。消毒气体首先进入消毒接触 BxH)为55m×4.0m×5.0m,填料粒径为2-4池,使之与水充分混合保证出水完全达标。尺寸为 mm,填料层高为25m,滤速为33m/h,有效停留40.0m×78m×25m,有效容积为780m3,有效停 时间均为075h,有效水深:一级为445m、二级为留时间为0.6ho 395m,曝气强度为36L/(s·m2),气水比为25 ④清水池。储存处理后的合格水,同时为纤 1,采用气水联合反冲洗形式,水反冲洗强度为10维球反冲洗提供水源。池尺寸为43.2mx40.0m L/(s·m2),气反冲洗强度为20L/(s·m2)。一级×25m,有效容积为3450m3,有效水深为2.0m。 生物陶粒滤池采用升流式,二级生物陶粒滤池采用 ⑤沉淀池。贮存反冲洗水,上清液流回调节 降流式运行。一、二级生物陶粒滤池间设并联管道,池污泥送入二级处理厂污泥处理系统。池尺寸为 水质较好时两级滤池可并联运行。 141m×6.6mx5.7m,有效容积为465m3。 ②纤维球过滤器 ⑥加药间、加氯间。为节省占地和管理上的 采用4座纤维球过滤器,每座尺寸为的.6 方便,加药间、加氯间建在一起,当水质异常或冬季 40m,滤速为20m/h(最高可达25-30m/h),利气温极低时可在加药间投加聚合氯化铝(PAC),投 用消毒后的清水池水反冲洗机械搅拌+水反冲洗药量为1-5mg/1;在加氯间投加消毒气体投量为 形式,反冲洗强度为05m3/(min·m2),不定期消0.5-5kg/h。构筑物尺寸为153mx6mx6m 毒以防止结球 2工程适行效果、设计特色 1.5其他构筑物参数 2.1运行效果 ①调节池。因进水水质、水量(尤其水质)波 2002年3月初在常温下以小流量进水,定期投 动较大,故设调节池均和水质均衡水量。池尺寸为加营养物质进行自然挂膜。挂膜期间水温为7~10 510m×40.0m×2.5m,有效容积为4080m3,有℃。利用变频调速控制进水量和曝气量,并对进、出 效水深为2.0m。 水 COD NH3-N进行监测,待稳定后逐渐加大流量 ②中间水池。二级生物滤池出水水质合格至设计值,并自动调节曝气量,调试时间约需40 时,可不通过中间水池直接进入消毒接触池;若水质系统正式运转以来,处理效果稳定良好。 不合格时,中间水池可以暂时贮存水量,保证后续纤2.2设计特色 维球过滤器的运行稳定性,同时提供给生物陶粒滤 ①鼓风机和提升水泵采用变频调速器控制
第24期 中 国 给 水 排 水 第22卷 NH 一N含量高，而该厂采用普通活性污泥处理工 1．3 深度处理工艺流程 艺已运行多年 ，处理效果较差 ，二级处理厂出水水质 深度处理工艺流程见图 1。 经常波动会对再生水厂运行产生不利影响。 二级 污水厂 出水 圈 1 深度处理工艺流程 1．4 主要设施设计参数 ① 一、二级生物陶粒滤池 滤池数量 ：一级 6个、二级 6个 ，单池尺寸(L× B×H)为 5．5m×4．0m×5．0m，填料粒径为 2～4 mm，填料层高为2．5m，滤速为3．3m／h，有效停留 时间均为 0．75h，有效水深：一级为 4．45m、二级为 3．95m，曝气强度为 3．6L／(s·m。)，气水 比为 2．5 ：1，采用气水联合反冲洗形式，水反冲洗强度为 10 L／(s·m )，气反冲洗强度为 20L／(8·m )。一级 生物陶粒滤池采用升流式，二级生物陶粒滤池采用 降流式运行。一、二级生物陶粒滤池间设并联管道， 水质较好时两级滤池可并联运行。 ② 纤维球过滤器 采用 4座纤维球过滤器 ，每座尺寸为 02．6m× 4．0m，滤速为 20m／h(最高可达 25—30m／h)，利 用消毒后的清水池水反冲洗，机械搅拌 +水反冲洗 形式 ，反冲洗强度为 0．5m／(min·m )，不定期消 毒以防止结球 。 1．5 其他构筑物参数 ① 调节池。因进水水质、水量(尤其水质)波 动较大，故设调节池均和水质、均衡水量。池尺寸为 51．0m×40．0m×2．5m，有效容积为 4080m’，有 效水深为 2．0m。 ② 中间水池。二级生物滤池出水水质合格 时，可不通过中间水池直接进入消毒接触池；若水质 不合格时，中间水池可以暂时贮存水量，保证后续纤 维球过滤器的运行稳定性，同时提供给生物陶粒滤 池用作反冲洗水。池尺寸为 9．0m×6．6m×4．0 m，有效容积为220m ，有效水深为3．7m。 ③ 消毒接触池。消毒气体首先进入消毒接触 池 ，使之与水充分混合，保证出水完全达标。尺寸为 40．0m×7．8m×25m，有效容积为780m ，有效停 留时间为 0．6h。 ④ 清水池。储存处理后的合格水，同时为纤 维球反冲洗提供水源。池尺寸为43．2m×40．0m ×2．5m，有效容积为3450m ，有效水深为2．0m。 ⑤ 沉淀池。贮存反冲洗水，上清液流回调节 池 ，污泥送入二级处理厂污泥处理系统 。池尺寸为 14．1m×6．6m×5．7m，有效容积为 465m 。 ⑥ 加药间、加氯间。为节省占地和管理上的 方便，加药间、加氯间建在一起，当水质异常或冬季 气温极低时，可在加药间投加聚合氯化铝(PAC)，投 药量为 1～5mg／L；在加氯间投加消毒气体，投量为 0．5—5kg／h。构筑物尺寸为 15．3m×6m×6m。 2 工程运行效果、设计特 色 2．1 运行效果 2002年 3月初在常温下以小流量进水，定期投 加营养物质进行自然挂膜。挂膜期间水温为7—10 cc。利用变频调速控制进水量和曝气量，并对进、出 水 COD、NH 一N进行监测 ，待稳定后逐渐加大流量 至设计值，并 自动调节曝气量，调试时间约需 40d。 系统正式运转 以来 ，处理效果稳定 良好 。 2．2 设计特色 ① 鼓风机和提升水泵采用变频调速器控制， · 82 · 维普资讯 http://www.cqvip.com
第24期 张玉祥:秦港污水再生回用工程的设计特色及综合效益分析 第22卷 最大限度地节能降耗,保护设备安全。采用变频0.012元/m3(年平均) 调速器可以根据不同工况调整水量、风量,操作管理 ⑥工程投资省,占地少,模块化结构,利于扩 方便,设备运转效率高,不你在诸如调整阀门、导叶建。该工程总投资为850万元,古地1920m2( 片等的额外能量损失。另外,可以根据水质、气温情期)。在目前各工艺比较中,生物陶粒滤池工艺具 况准确调整处理量、曝气量等运行参数,为探索测试有布置紧凑、投资较省、占地少的优势。另外,该工 最佳运行工况提供便利条件,亦为二期工程提供设艺采用模块化结构,利于扩建,非常适合用地紧张的 计运行资料。 二级处理厂附近增建再生水厂需要。 ②从运行实践看,水源水质波动较大,但该工3综合效益分析 艺受水质波动影响较小,抗冲击能力强,尤其是NH43.1经济效益 N去除率高。正常水质条件下,NH2-N去除率 秦皇岛港务集团东港区煤场除尘、绿化等用水 可达95%以上,即使冬季水温较低时(10℃以下)量为400×104m3/a,原先全部采用城市自来水。该 去除率也达90%以上,这说明陶粒填料有利于硝化回用水工程一期可提供360×10m3a以上的回用 细菌的生长、繁殖,因此参与生物降解的微生物量远水,按自来水价格为370元/m3间用水平均成本 大于其他形式载体,对水质波动的适应能力也强。为048元/m3计算,可为港务集团节省资金1159 ③自动化程度高,所有运行设备均可实现自万元/a,二期工程(2007年3月)建成后,可用于西 动控制,并可根据各单元的出水情况自动调整工艺港区除尘绿化及污水再生回用厂附近的秦皇岛市 流程,节能降耗。所有监测、控制设备选型优先考虑热电厂、中阿化肥厂等工业冷却水,以商品形式 先进性、稳定性、可靠性,并兼顾经济性,设远控自大量资金,经济效益相当可观 动、手动和现场手动种控制方式,可在线修改运行3.2环境效益及杜会效益 参数,操作灵活、可靠。在两级生物陶粒滤池出水 期工程建成后,可减轻城市供水负担3%以 段纤维球过滤器出水段均设有在线COD、pH、浊度上,为秦皇岛开辟了第二水源,减少了污染物排放 等水质监测仪表,当生物陶粒滤池出水水质符合回量,一期工程 COD BOD和NH3-N排放量分别减 用要求时,可通过超越管直接进入消毒接触池,再进少31073、165a,改善了城市环境,维护了秦皇岛 入清水池;若不合格,则进入中间水池,通过二次提市旅游卫生城市的形象。 升到纤维球过滤器进行过滤。当进入清水池前水质4对企业开展污水再生回用工作的建议 不合格时,通过专设管道使纤维球过滤器出水回流 ①加大宜传力度,提高对再生水回用的认识, 到一级生物滤池重新处理。当水质较好时,两级滤开发国用水市场促进回用水的良性发展2 池可并联运行。当水质极其恶化或冬季气温极低、 ②积极获得政府部门的支持,争取得到优惠 政策,提高企业污水再生回用的积极性 处理效果较差时,可投加PAC强化处理。 ③优化工艺,采用节能产品,吸引先进的技术 ④根据自身特点结合实际情况合理确定水和管理经验,节能降耗。 质、水量,分期建设,并充分考虑与二期工程的最佳 ④广开渠道、多方位筹措建设资金,根据自身 衔接,部分构筑物按二期考虑。港务集团首先建成特点,分步实施逐步建立配套设施 期工程,既可满足回用水要求,又可缓解资金紧张 矛盾,同时还可以积累经验,为二期工程打好基础。参考文献 另外,一期工程主要是满足东港区煤场除尘、绿化等1周本省,工业水处理技术M.北京:化学工业出版 社,1997 用水,对水质要求不高,可以减少部分深度处理费用。[2]邓风,以城市雨水为水源的中水回用途径初探[] ⑤运行费用低。该工程包含固定资产折旧及 节能,2002,(7):39-40 无形递延资产摊销,回用水成本为0.48元/m3,其 电话:(0335)3096442 中电费为0.165元/m3,资福利费为0.075元 E-mail:zyxzyfzyb@126.com m3,折旧及摊销费为0.228元/m3,维修及药剂费 收稿日期:2006-06-29
第24期 张玉祥：泰港污水再生回用工程的设计特色及综合效益分析 第22卷 最大限度地节能降耗 ，保护设备安全¨ 。采用变频 调速器可以根据不同工况调整水量 、风量 ，操作管理 方便 ，设备运转效率高， 存在诸如调整阀门、导叶 片等的额外能量损失 。另外 ，可以根据水质 、气温情 况准确调整处理量 、曝气量等运行参数 ，为探索测试 最佳运行T况提供便利条件，亦为二期工程提供设 计运行资料。 ② 从运行实践看 ，水源水质波动较大 ，但该丁 艺受水质波动影响较小 ，抗冲击能力强 ，尤其是 NH 一 N去除率高。正常水质条件下 ，NH，一N去除率 可达 95％以． ，即使冬季水温较 低时 (10℃ 以下 ) 去除率也达 90％以上 ，这说 明陶粒填料有利于硝化 细菌的生长、繁殖，冈此参与生物降解的微生物量远 大于其他形式载体 ，对水质波动的适应能力也强。 ③ 自动化程度高，所有运行设备均可实现 自 动控制，并可根据各单元的出水情况 自动调整工艺 流程 ，节能降耗。所有监测 、控制设备选型优先考虑 先进性 、稳定性 、町靠性 ，并兼顾经济性 ，设远控 自 幼 、手动和现场手动一种控制方式 ，可在线修改运行 参数，操作灵活、可靠。在两级生物陶粒滤池出水 段 、纤维球过滤器出水段均设有在线 COD、pH、浊度 等水质监测仪表，当生物陶粒滤池出水水质符合回 用要求 时，可通过超越管直接进入消毒接触池 ，再进 入清水池 ；若不合格 ，则进入 中间水池，通过二次提 升到纤维球过滤器进行过滤。当进入清水池前水质 不合格时 ，通过专设 管道使纤维球过滤器 出水 回流 到一级生物滤池重新处理。当水质较好 时 ，两级滤 池 町并联运行。当水质极其恶化或冬季气温极低 、 处理效果较筹时，可投加 PAC强化处理。 ④ 根据 自身特点 ，结合实际情况 ，合理确定水 质 、水量 ，分期建设 ，并充分考虑与二期工程的最佳 衔接 ，部分构筑物按二期考虑 。港务集 团首先建成 一 期T程，既可满足回用水要求 ，义可缓解资金紧张 矛盾，同时还可以积累经验 ，为二期工程打好基础。 另外 ，一期工程主要是满足东港 区煤场除尘、绿化等 用水，对水质要求不高，可以减少部分深度处理费用。 ⑤ 运行费用低。该工程包含 固定资产折旧及 无形递延资产摊销 ，回用水成本为 0．48歹亡／m ，其 中电费为 0．165Yr_／m ，T资福 利费 为 0．075元／ m ，折旧及摊 销费 为 0．228 Il ，维修 及药 剂费 0．012 m (年平均 )。 ⑥ 工程投资省，占地少，模块化结构，利于扩 建。该工程总投资为 850万元 ，占地 1920m (一 期)。在 目前各 工艺 比较 中，生物陶粒滤池 工艺具 有布置紧凑 、投资较省 、占地少 的优势。另外 ，该_[ 艺采用模块化结构 ，利于扩建 ，非常适合用地紧张的 二级处理厂附近增建再牛水厂需要。 3 综合效益分析 3．1 经济效益 秦皇岛港务集团东港 区煤场除坐 、绿化等用水 量为 400×10 m／a，原先全部采用城市 自来水 。该 回用水工程一期可提供 360×10 133／a以上的回用 水 ，按 自来水价格为 3．70 m 、回用水平均成本 为 0．48 m 计算 ，可为港务集 团节省资金 1159 万 a，二期工程 (2007年 3月 )建成后 ，可用于 港区除尘、绿化及污水再生 回用厂附近的秦 皇岛市 热电厂 、中阿化肥厂等工业冷却水 ，以商品形式同收 大量资金 ，经济效益相 当可观。 3．2 环境效益及社会效益 一 期工程建成后，可减轻城市供水负担 3％以 上 ，为秦皇岛开辟 了第 二水 源 ，减少了污染 物排放 量 ，一期工程 COD、BOD 和 NH，一N排放量分别减 少 310、73、165t／a，改善了城市环境 ，维护了秦皇岛 市旅游卫生城市的形象。 4 对企业开展污水再生回用工作的建议 ① 加大宣传力度，提高对再生水回用的认识， 开发回用水市场，促进回用水的良性发展 。 ② 积极获得政府部门的支持，争取得到优惠 政策 ，提高企业污水再生回用的积极性 。 ③ 优化工艺 ，采用节能产 品，吸引先进的技术 和管理经验 ，节能降耗。 ③ 广开渠道 、多方位筹措建设资金 ，根据 自身 特点 ，分步实施，逐步建立配套设施 。 参考文献 ： [1] 周本省．工业水处理技术[M]．北京：化学工业出版 社 ，1997． [2] 邓风．以城市雨水为水源的中水 【旦I用途径初探[J]． 节能，2002，(7)：39—40． · 83· 电话 ：(0335)3096442 E —mail：zyxzyfzyb@ 126．corn 收稿 日期 ：2006—06—29 维普资讯 http://www.cqvip.com