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污水再生利用系统中污泥脱水后压滤废水回用的工程实例
RSS 打印 复制链接 发布时间:2017-09-05 11:57:17

    摘 要:提高再生水处理的经济效益和减少再生水处理中再生水处理厂系统自身用水量以节约石灰加药成本,同时可以提高再生水的产水量。 

  关键词:废水;回用;方案;经济性 

  中图分类号: X703 文献标识码: A 文章编号: 1673-1069(2017)06-76-2 

  1 概述 

  张家口市金川中水开发利用有限公司再生水处理厂于2009年10月建成投产,目的是为河北大唐张家口热电厂的循环冷却系统提供冷却循环补充水。为缓解城市水资源供需矛盾,冷却循环补水采用经深度处理后的城市污水,这是当前社会可持续发展的必然趋势,也可以有效缓解张家口市水资源紧张的现状。 

  1.1 再生水处理工艺简介 

  本再生水厂采用曝气生物滤池―石灰软化法―过滤―消毒工艺,具体工艺流程为:污水处理厂总出水经再生水提升泵房进入生物滤池进行脱氮及去除有机物处理,出水经中间提升泵进入机械搅拌澄清池,与石灰浆和絮凝剂硫酸亚铁混凝,沉淀分离后,上清液进入酸化渠道,通过投加浓硫酸将出水pH值调整到7.0~8.5,随后进入活性砂滤池,过滤水在进入清水池前投加消毒剂次氯酸钠,在清水池短暂停留后,由输水泵输送至大唐张家口热电厂。详细的工艺流程见图1 

  1.2 再生水处理厂中系统废水的来源 

  再生水处理厂中系统废水的来源有三个方面: 

  ①曝气生物滤池的反冲洗水。 

  ②机械搅拌澄清池排出污泥压滤后产生的废水。 

  ③砂滤池的反冲洗废水。 

  其中第①种废水间歇性排放而且水量较少,同时其中COD、BOD及SS的浓度较高不宜直接回用,因此此部分废水由厂内污水管道回流至污水处理厂前端进行二次处理,而第③种废水可以直接回流至机械搅拌澄清池再次澄清后进行回用。本文重点讨论的是第②种废水的回用方案和经济行分析。 

  2 研究目的与内容 

  2.1 研究目的 

  本项目目的是提高再生水处理的经济效益和减少再生水处理中再生水处理厂系统自身用水量以节�s石灰加药成本,同时可以增加再生水的产水量。 

  2.2 研究内容 

  主要研究内容是对污泥压滤后产生的废水的各项指标进行分析以确定其是否可以通过工艺改造实现目的。 

  3 水质指标检测结果及污泥含水率检测 

  3.1 压滤水水质指标检测结果 

  随机抽取压滤水水样进行检测,水质指标检测结果如下表1所示。选取表1各项水质指标平均值作为压滤水水质参照值: 

  悬浮固体SS=3mg/L;溶解性固形物TDS=1128ppm;pH=10.24;浊度为1.41NTU;碱度为1.53mmol/L;硬度为4.87mmol/L。 

  3.2 机械搅拌澄清池出水水质检测结果 

  根据再生水水厂水质日常化验数据表可以得到机械搅拌澄清池的出水水质指标值:悬浮固体SS=2mg/L;溶解性固形物TDS=1144ppm;pH=10.69;浊度为1.49NTU;碱度为1.01mmol/L;硬度为5.74mmol/L。 

  由上述水质指标可见压滤水的出水水质完全满足要求,即不需要经过机械搅拌澄清池处理即可满足出水水质要求。 

  3.3 石灰污泥含水率及脱水后泥饼的含水率检测 

  对石灰污泥和泥饼进行含水率检测,可得出湿石灰污泥含水率98%,污泥比重为1.006,含泥为0.0196g/ml;经脱水后泥饼的含水率约为70%,泥饼比重为1.92g/cm3。 

  4 脱水机压滤水产水量计算 

  再生水水厂采用的压滤机型号为XMK300/1500-U,过滤面积为300m2,滤室容积为4.8m3。按照上述检测结果可知,湿石灰污泥含水率98%;经脱水后泥饼的含水率为70%。通过以上数据可得出运行一次压滤机所得到的压滤水为67.2m3。由于压滤机进泥管道改造,因此进泥脱水时间会随着进泥压力的增加而缩短。压滤机整套脱水系统包含进泥脱水、吹风、卸料及清洗四个步骤,根据设计使用说明和实际运行情况来看,当脱水系统连续运行的情况下,不需要每次都要进行清洗,水厂设定每台每天清洗一回,因此可确定2小时为一个运行周期。运行期间由两台压滤机交替使用,扣除压滤机清洗时间,两台一天可运行20次,总产出水量为1344m3。一个月按照30天计算,总产水量为40320m3。 

  5 经济分析 

  5.1 用酸成本计算 

  根据上述水质指标检测结果可知,压滤水的水质指标值和机械搅拌澄清池的出水指标值基本一致,改造后压滤水排水管道直接进入酸化渠进行加酸处理,因此压滤水加药成本只需计算加酸成本。根据以往水厂的耗酸量数据,得出经验值:每100m3再生水的耗酸量为0.00601t。根据压滤水产水量可计算出,水厂一天增加硫酸消耗量为0.08078t,一个月需增加硫酸消耗2.4234t。浓硫酸(浓度为98%)的单价为每吨780元,则每个月(按30天计算)的用酸成本为1890元。 

  5.2 电费计算 

  由于以往脱水系统每天只开两次,改造后脱水系统连续运行,可达到每天开20次。因此脱水系统的用电量将大幅度增加。脱水系统中用电设备为板框压滤机、送泥泵、冲洗水泵、空压机。其中: 

  板框压滤机的功率为10kW,用于板框的压紧、打开等; 

  送泥泵的功率为22kW,用于进泥脱水; 

  冲洗水泵的功率为11kW,用于板框压滤机的滤布清洗; 

  空压机的功率为5.5kW,用于各种阀门的开启与关闭。 

  根据脱水系统的实际运行时间,可估算出运行一次脱水系统的用电量为40度。较以往相比,脱水系统每天多开18次,增加用电量720度,按工业电价每度0.68元计算,每天增加电费490元,一个月(按30天计算)增加电费为14700元。 

  5.3 泥饼外运费计算 

  石灰污泥经脱水形成泥饼后直接卸入储泥间,当储泥间泥量过大时,需要将泥饼外运处置。储泥间大约可存放170m3的泥,板框压滤机每次出泥量为4.8m3,污泥处置单价为每方16元,表2为改造前后的泥饼处置费计算结果。 

  由表2可知,泥饼处置增加成本为41472元,增加率为90%。 

  5.4 经济分析 

  通过上述成本计算,可得到改造后每个月增加的成本为1890+14700+41472=58062元。每个月的压滤水总产水量为40320m3,即每月增加的再生水产量为40320m3,再生水销售价格为2.25元/m3,则增加销售额为90720元,所得利润为32658元,一年总利润为391896元。 

  6 回用及改造方案 

  由于脱水机高程高于酸化渠的高程,因此脱水机的压滤水经收集后可直接由脱水机房经架空管道自流至酸化渠首端,只需对脱水机压滤水收集管道进行改造即可,同时管道进行保温处理。 

  7 结论与建议 

  由此可见,经过压滤废水回用改造后既提高了水厂的经济效益,又达到了节能减排的效果。 

  但需要注意的是为保证压滤机脱水后的压滤水对总出水的影响降低到最小,需控制好机械搅拌澄清池的出水pH,并对储泥池进行改造防止石灰污泥沉淀造成储泥池容积减小。 

  参 考 文 献 

  [1] 黄君礼.水分析化学[M].中国建筑工业出版社,2006. 

  [2] 严煦世.给水工程(第四版)[M].中国建筑工业出版社,1999. 

  [3] 张自杰.排水工程(下册)(第五版)[M].中国建筑工业出版社,2015.

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