贵阳市小河污水处理厂城市污水再生利用方案设计

贵阳市小河污水处理厂城市污水再生利用方案设计吴邦信※陈良海宋亮吕吉华袁菊（贵州大学，贵阳550003）摘要:本文分析了贵阳地区的水资源状况以及贵阳发电厂的冷却水的使用情况，提出了贵阳市小河污水处理厂城市污水再生利用方案，包括该工程的概况、设备工作原理及工艺流程，并对此项目进行了经济核算。事实证明，污水处理厂的出水回用于工业冷却水是一种节约水资源的好方法，符合当今世界可持续发展的要求。关键词:城市污水再生利用循环冷却水工艺流程经济核算中图分类号：TU991.2文献标识码：BSchemeDesignfortheMunicipalSewageRecyclingofGuiyangXiaoheWastewaterTreatmentPlantWUBang-xin,CHENLian-hai,SONGLiang,LUJi-huaYUANJu（GuiZhouuniversity，GuiYang，550003，China）Abstract：Thispaperanalyzedthewatersourcecharacteristics,theusedstationofcoolingwaterinGuiyangpowerplant.Inthepaper,providingschemedesignforthemunicipalsewagerecyclingofGuiyangXiaohewastewatertreatmentplant,includingadescriptionofthegeneralconditionsoftheproject,theworkingprincipleofthedevisesandthetechnologicalprocessofoverall.Finally,theauthorbudgetedestimatetotheproject.Factshaveprovedthatsewagereusewasagoodwayofpracticingeconomyonwater.Kaywords：sewagereuserecyclecoolingwatercraftflowbudgetestimate1污水再生利用的意义水是不可替代的资源。20世纪80年代以来，随着现代工业的迅速发展，城市规模的不断扩大，城市用水量和废水量不断增加，污水处理事业严重滞后，造成城市水源日益不足，水质日趋恶劣，使本已严重的水资源供需失衡的矛盾显得更加尖锐。其实，人类使用过的水，污染杂质只占0.1%左右，比海水3.5%少得多。其绝大部分是可再用的水。污水再生处理，可以重复利用，实现水在自然界中的良性循环。城市污水就近可得，易于收集，易于处理，数量巨大，稳定可靠，不受制于人，受制于天，是较好的再生水源[1，3]。贵阳市河流属雨源性小区河流，洪枯流量悬殊，同时水资源的时空分布不均匀，加之山高坡陡，河谷深切，地下水埋藏深，即使在水资源相对富足区，也出现工程性缺水，而有的地区由于水污染问题严重，存在不同程度的非资源性缺水，造成可利用水资源量减少。因此，为缓解贵阳市面临的21世纪城市发展和可利用水资源紧缺的矛盾，以创建循环经济型生态城市为契机,《贵阳市循环经济型生态城市建设总体规划》决定采用小河污水厂出水利用为贵阳发电厂循环水补充水源水，并将其列为重点项目。为实施这一重点项目，根据相应科研合同[筑科软字(2004)第1号]，本文提出该项目的设计方案。火力发电厂一直是工业用水的大户，其冷却用水量可达到全厂用水量的70％～80％，一般认为水是火力发贵阳发电厂正常生产不可或缺的“血液”[2]。而贵阳市小河污水处理厂出水口与贵阳发电厂对南明河的取水口直线距离仅830米，具有较优越的供水地理条件。小河污水处理厂于2004年正式运行。该厂目前采用改良SBR法二级处理技术。其排放水的水质达到国家标准《GB18918－2002城镇污水处理厂污染物排放标准》的一级B标准。表1-1小河污水处理厂出水水质监测结果项`目水质标准实际监测值项目水质标准实际监测值PH6～97.24TP(mg/L)1.50.34COD(mg/L)6012.81色度(稀释倍数)3010BOD5(mg/L)203.14NH3-N(以N计)(mg/L)151.33SS(mg/L)2016.88注：贵阳市环境监测中心站监测，2004.5~2005.5平均值。贵阳发电厂由南明河取水作循环水补充水的源水水质要求见表1-2。表1-2贵阳发电厂循环水补充水源水水质监测结果（2004.5~2005.5平均值）时间PH悬浮物SS(mg/L)COD(mg/L)04.057.7320729.204.067.9716316.904.077.642428.804.087.6319.319.504.097.4010921.104.107.4914110.804.117.5639.322.804.127.448217.605.017.4214829.305.027.457515.505.037.739024.605.047.746530.505.057.5712519.2平均值7.6099.0421.98由表1-1及表1-2可见，据有关职能部长期监测结果，小河污水处理厂出水水质均优于贵阳发电厂对由南明河取水作循环水补充水的源水水质，前者出水水质可以满足后者取水的水质要求。该工程分两步进行，第一步是贵阳发电厂建立循环水预处理系统，此系统从南明河取水，经过水处理系统处理后送入贵阳发电厂各部门使用，其中一部分经化学水处理车间处理，达标后进入循环冷却水系统，其余部分使用产生的废水集中进入工业废水处理站处理，达标后送至喷洒、冲洗水池中，作为冲灰和冲洗煤场的回用水，第一步已于2003年12日完成并运行；第二步是建立输水管道，把小河污水处理厂的出水送至贵阳发电厂循环水预处理系统的补充水泵前池，作为电厂的循环水的补充水源水，达到污水再生利用的目的。2小河污水处理厂出水回用于贵阳发电厂作循环水补充水源水工程的规模、水质标准及工艺流程2.1该工程的规模、水质标准及工艺流程根据贵阳发电厂运行对循环水补充水源水水质、水量的要求和小河污水处理厂自2004年运行以来的二级处理水量、水质统计资料确定小河污水处理厂出水回用工程设计规模和水质标准，请参见表1-1、表1-2、表3-1及4.2节。循环水预处理系统处理能力按2×200MW机组用量设计。其工艺流程为小河污水处理厂出水经输水管进入循环水补充水泵前池，通过补充水泵进入循环水预处理系统。该源水在经过机械搅拌澄清池预处理后进入净水器，经处理后进入清水池，再通过工业水泵提升至各用水点及化学水处理车间处理，达标后进入循环冷却水系统[3，5]。其处理工艺流程为：该工艺流程图见图2-1。循环水泵前池循环水泵循环水系统小河污水处理厂出水回用补充水泵前池补充水泵房配水井机械搅拌澄清池管道泵聚合铝主厂房各用水点化学水处理车间工业水系统工业废水处理站冲灰冲洗煤场工业水泵房清水池净水器二氧化氯达标排放图2-1小河污水处理厂出水回用于贵阳发电厂作循环用水补充水源水供水系统预处理工艺流程图该系统设备规范见表2—1表2-1该系统设备规范[6，7]序号设备名称规格及参数数量1配水井1座2机械搅拌澄清池1000t/h2台3二氧化氯发生器3000g/h2台4净水器300t/h2座5清水池800m31座6计量泵176～3000L/h4台7工业水泵Q=790m3/h，H=82m3台8刮泥机刮臂直径1.5m，W=0.75KW周边线速度2.0m/min2台9搅拌机叶轮直径4.5m，W=7.5KW，叶轮高度300mm，8片叶轮2台2.2循环水预处理系统主要构筑物的工作原理及运行方案2.2.1配水井原水在进入两台机械搅拌澄清池前，先经过一座配水井，配水井设有单独向机械搅拌澄清池配水的分流堰及事故时的溢流堰。在配水井底部设有排泥、放空用的排水管。配水井在运行前应调整至各澄清池的溢流堰板高度，使各溢流堰板的标高一致，并保持溢流堰板处于水平状态。运行中应定期对配水井底部的排泥放空管进行排泥，避免配水井底部的沉泥板结。2.2.2机械搅拌澄清器混凝剂经过计量泵打入进水管内与原水混合，加了混凝剂的原水流进三角形的环形配水槽，再均匀流入第一反应室，在这里由于搅拌器上叶片的转动，将水与大量的回流泥渣及混凝剂进行搅拌并充分混合均匀，然后被搅拌器提升到第二反应室，经过第二反应室及导流室后，因流通面增大及导流板防水流扰动的作用，使絮凝体在稳定的低流速水中逐渐长大。在分离区中，随着澄清池横断面积逐渐扩大，上升水流速度进一步降低，水中的泥渣絮凝体由于重力作用下沉，达到与水分离的目的。分离出的清水流入集水槽经出水管进入清水箱，分离出的泥渣大部分回流到池底参加再循环，小部分进入泥渣浓缩室定期排掉。在运行时首先缓慢开澄清池进水门、加药门，投入加药系统，启动搅拌器，调整好转速。若澄清池为空载投运时，为尽快形成所需泥渣浓度，可减少进水量，增加投药量。一般调整进水量为设计流量的1/2～1/3。加大投药量一般为正常加药量的1.2～2倍，并适当减小搅拌机转速。逐步提高转速，加强搅拌，如泥渣松散，絮凝体小或水温、进水浊度低时，可适当投加粘土以促进泥渣的形成，减少造渣的时间。泥渣形成后，清水区的浊度小于20mg/l时，可减少药量至正常加药量，然后逐步增大进水量，每次增加水量不得超过设计水量的20%，水量增加间隔约为1h。水质合格即可向虹吸滤池进水。在运行一段时间后，根据经验需要进行面部排污时，开启虹吸排泥冲洗水管阀门即将控制水压隔膜阀门的四通阀旋到相应的位置，形成虹吸，即可进行虹吸排泥。若要进行少量底排排泥，开启底排一次门、虹吸排泥冲洗水管阀门即将控制水压隔膜阀门的四通阀旋到相应的位置，即可进行虹吸排泥。澄清池加药量的计算：自动投加时，加药量是根据原水流量、原水浊度及澄清池出水浊度决定的，前两个量确定前馈投加量，后面的确定反馈投加量。这些计算由控制系统自动完成。手动投加时，需要确定前馈、后馈投加量，然后得出手动调节的频率。首先，根据经验确定投加率（单位为0.01kg/kt）。该量是根据原水浊度仪检测的浊度确定的。再由原水流量计检测的实时流量可得出当前流量、浊度下的需药量（单位kg/h）。然后根据药剂稀释的浓度算出需投加液体量（单位L/h），该量即前馈量。反馈量是根据澄清池出水浊度进行调节的。若手动调节的频率为Hz则Hz=（50×L×CC%）/706L—当前投药量，升/小时CC—冲程(百分比)2.2.3净水器虹吸滤池是一种重力式快滤池，一般由6～8个单元格组成一个整体。每组虹吸滤池为8个单元格；在过滤时，原水进入总进水槽，经各单元格的虹吸管分别送至各单元滤池的进水槽内，溢流过进水堰，达到滤池上部，各自通过各单元滤池的滤层、配水系统至集水槽，集水槽为各单元滤池公用。最后，合格的水经出水管流到清水池；所以，各单元滤池在运行中的流速受进水堰控制，当堰板高度、总进水量一定时，各单元滤池处理水量也是比较稳定的；当池内水位上升至预定高度或运行中截留了较多污物，就必须进行反冲洗。反冲洗时，首先要破坏进水虹吸管的真空，使配水槽的水停止进入滤池，此时该滤池仍在过滤，但随着池内水位的下降，利用真空系统抽出冲洗虹吸管内的空气，使它形成虹吸。池内的残存水通过冲洗虹吸管抽到池中心下部，经冲洗排水管排走。当滤池内水位降至低于集水槽的水位时，反冲洗形成。冲洗水从集水槽-→配水系统-→滤层-→冲洗虹吸管-→冲洗排水管排走。滤池冲洗干净后，破坏冲洗虹吸管的真空，冲洗停止，然后再启动进水虹吸管进水重新过滤；虹吸管反冲洗时间可通过改变计时水槽的抽水速度来调节。2.2.4二氧化氯加药装置其工作原理：原料经计量泵按规定比例投加到反应器中，通过以下的化学反应产生二氧化氯，在混合系统中与恒定压力和流量的水流混合，制成一定浓度的高纯二氧化氯消毒液，投加到工艺系统消毒。5NaClO2+4HCl=4ClO2+5NaCl+2H2O技术参数：发生器型号：HSB—3K二氧化氯发生量：3000g/hNaClO2的配制浓度：25%HCl的配制浓度：30%原料