再生水回用工程的案例分析
再生水回用工程的案例分析
一、再生水水源和用途
在最近幾年里，再生水回用工程越來越多。再生水水源主要包括：城鎮污水處理廠的排水、工業企業廢水處理站的排水、工業企業生產環節的排水等。
再生水的用途主要包括：城市雜用水（又細分為城市綠化、沖洗廁所、道路清掃、車輛沖洗、建筑施工、消防等）、景觀環境用水（針對河道、湖泊、水景類水體，區分人體不直接接觸的觀賞性景觀環境用水和非全身接觸的娛樂性景觀環境用水）、地下水回灌用水、工業用水（冷卻用水、洗滌用水、鍋爐補給水、工藝與產品用水等）、農田灌溉用水、綠地灌溉用水等。
二、再生水回用工程案例
對于以城鎮污水處理廠的排水作為水源的工程，本文提供一些工藝路線，再生水回用的深度處理方案可以從中選擇。當然，伴隨技術進步、具體工程的情況，很難羅列所有可選方案。
2004年底投產的北京某再生水廠：6萬噸/日，上游的污水處理廠已經達到污水綜合排放標準（GB8978－1996）的一級標準，為達到城市雜用水（GB/ T18920－2002）、景觀環境用水（GB/T18921－2002）的水質要求，僅設有機械加速澄清池、砂濾、消毒工藝單元。
2006年底投產的北京某再生水廠：4萬噸/日，上游的污水處理廠出水達到二級標準，為達到 GB/T18920中車輛沖洗水的水質要求，僅設有絮凝、沉淀、砂濾工藝單元。
這兩個項目屬于北京較早投產的再生水廠，沒有膜分離工藝單元。
北京某再生水廠： 4 萬噸 /日，上游的污水處理廠出水達到二級標準，為改善出水的生化指標（BOD5、CODcr、氨氮、總氮等），采用膜生物反應器（MBR）、臭氧（O3）脫色、消毒。某工業用戶利用該再生水，經壓力式超濾、反滲透、電去離子系統處理后，作為鍋爐補給水。超濾凈通量約為58Ｌ/（m2.h）。北京某再生水廠：10萬噸 /日，上游的污水處理廠出水達到一級B標準，為提供城市河流的景觀水、城市雜用水、工業用水，采用兩級曝氣生物濾池、砂濾、O3接觸氧化。
保定某污水處理廠：（6+16）萬噸/日，出水達到二級標準，正在升級改造到一級Ｂ，進而達到一級Ａ標準。某工業用戶為滿足工業冷卻水的水質要求，采用曝氣生物濾池、石灰混凝、澄清、過濾系統的深度處理工藝。為進一步處理作為鍋爐補給水、熱網補給水，采用壓力式超濾、反滲透處理單元，超濾凈通量約為50Ｌ/（m2.h）。
石家莊某污水處理廠：50萬噸/日，AN/O工藝，正在升級為Ａ2O，采用曝氣生物濾池、高效沉淀池的處理工藝，達到一級A 標準。某工業用戶以該再生水作為水源，為滿足工業用水、鍋爐補給水的水質要求，采用石灰混凝、澄清、過濾的處理工藝，部分作為工業用水，部分再經壓力式超濾、反滲透、離子交換系統的處理，作為鍋爐補給水，超濾凈能量約為59Ｌ/（m2.h）。
石家莊某污水處理廠：2萬噸/日，Biolak工藝。某工業用戶為滿足工業用水的水質要求，采用浸沒式超濾、反滲透、離子交換的處理工藝，超濾凈通量約為 23.5Ｌ/（m2.h）。
臨汾某再生水廠： 3 萬噸 /日，其上游的7萬噸/日污水處理廠，氧化溝工藝，出水達到二級標準。為改善出水的生化指標（BOD5、CODcr、氨氮、總氮等），采用曝氣生物濾池、絮凝、沉淀處理工藝，部分壓力式超濾、反滲透產水，與部分砂濾池出水混合，作為附近的電廠、鋼廠循環冷卻水水源。某工業用戶利用該再生水，再經壓力式超濾、反滲透、離子交換系統處理后，作為鍋爐補給水。超濾凈通量約為59Ｌ/（m2.h），目前出水量略低，凈通量約為48Ｌ/（m2.h）。
天津某再生水廠： 5 萬噸 /日，其上游的45萬噸/日污水處理廠采用AP/O工藝，出水達到二級標準。為滿足天津市再生水的水質要求，采用絮凝、沉淀、浸沒式超濾、反滲透工藝，超濾凈通量約為 25Ｌ/（m2.h）。由于用戶不多，未連續滿出力運行。天津某再生水廠： 5 萬噸 /日，上游的污水處理廠出水已達到一級A標準。為滿足天津市再生水的水質要求，采用浸沒式超濾工藝，其凈通量約為34.5Ｌ /（m2.h）。
唐山某污水處理廠：5萬噸 /日，出水達到一級B標準，經纖維束濾池后達到一級A標準。某工業用戶利用該再生水，及自建的污水處理站出水，作為凈環系統、軟水閉式循環系統的補充水和鍋爐補給水、工業用水，為滿足用水的水質要求，采用壓力式超濾、反滲透、離子交換工藝，其超濾的凈通量約為52Ｌ /（m2.h）。
烏魯木齊某再生水廠：40 萬噸/日，其上游的污水處理廠采用A/B工藝，出水達到二級標準。為達到一級A標準，采用兩級曝氣生物濾池、消毒工藝，改善其生化指標。附近的某電廠利用該水源，經石灰混凝、澄清、過濾處理后，部分作為循環冷卻水補充水，部分再經壓力式超濾、反滲透、離子交換系統的處理工藝，作為鍋爐補給水、熱網補給水，超濾凈能量約為78Ｌ /（m2.h）。再生水廠尚未投產，二級標準的排水，進入后續的深度處理單元，超濾單元污堵嚴重。待再生水廠投產，一級A標準的排水提供給電廠，情況會大為改觀。
下面再介紹幾個工業企業的循環冷卻水系統的排污水作為再生水水源的工程案例，并給出一些技術路線。
宿州某電廠：以當地的新汴河水作為循環冷卻水的補充水，經冷卻系統濃縮后的排污水，采用壓力式超濾、反滲透、離子交換處理工藝，作為鍋爐補給水。超濾的凈通量約為54.5Ｌ/（m2.h）。唐山某鋼廠：再生水水源包括三種，其中鋼廠的綜合廢水、市政回用水，需經高效沉淀、砂濾處理，或者是煤礦井下水，需經砂濾處理。上述三種水源經適當的處理后，再級壓力式超濾、反滲透處理，作為工業用水。超濾的凈通量約為45Ｌ/（m2.h）。華亭某工業用戶：企業內部的綜合廢水，經適當處理后作為循環冷卻水補充水，經冷卻系統濃縮后的排污水，采用壓力式超濾、反滲透、離子交換處理后，作為工業用水。超濾的凈通量約為64.5Ｌ/（m2.h）。
天津某電廠：東麗再生水廠或海河水作為循環水補充水。其濃縮后的排污水，采用石灰混凝、澄清、過濾的處理工藝，部分作為循環水補充水，部分再經壓力式超濾、反滲透、離子交換系統的處理工藝，作為電廠的鍋爐補給水、熱網補給水，超濾的凈通量約為41.6Ｌ/（m2.h）。
渭南某電廠：煤礦井下排水、地下水作為老廠循環水、鍋爐補給水水源。其排污水、反滲透濃水作為本期補給水源，采用澄清、砂濾、浸沒式超濾、反滲透系統的處理工藝，作為電廠的循環冷卻水補充水、工業用水。超濾的凈通量約為33.6Ｌ/（m2.h）。陽城某電廠：以灰場回收水、老廠的循環水排污水按3:1 混合，經石灰混凝、澄清、過濾處理后，部分作為沖灰用水，部分再經壓力式超濾、反滲透、離子交換系統的處理工藝后，作為鍋爐補給水。超濾的凈通量約為 58Ｌ/（m2.h）。
三、提高再生水利用率的工程案例
提高再生水利用率，對于城市水資源的可持續發展尤其重要，具體工程案例如下：
包頭某電廠：以附近的某城鎮污水處理廠的二級標準排水、附近的包鋼綜合廢水處理站的排水，經曝氣生物濾池、石灰混凝、澄清、過濾系統處理后，作為工業循環冷卻水的水源。其濃縮后的排污水，采用浸沒式超濾、反滲透處理后，部分作為工業用水，部分經離子交換處理后作為鍋爐補給水、熱網補給水。超濾的凈通量約為23.8Ｌ/（m2.h）。該工程已經穩定運行兩年多，技術參數應當比較合適。
四、結論
近年來，隨著排放標準的提高，大量的城鎮污水處理廠正在進行升級改造，廣泛采用的工藝主要關注生化指標。但是，如果考慮回用水用戶的具體要求，主要是離子成份的要求，可以看出，針對不同的再生水水源、回用水的水質要求，必須因地制宜地選擇處理工藝，確定技術參數。如果參數不合理，必然會引起運行困難、維護頻繁，出水水質、水量難以穩定地達到設計期望。
有關再生水回用的多個標準中，推薦的水質指標數值不盡相同，在工程實踐中，難于執行。特別是關于城鎮污水處理廠的氨氮、總氮、CODCr濃度，對后續的超濾、反滲透膜的污堵程度。本文建議開展大量的調研、科研工作，以便掌握規律，有條件時宜通過試驗，科學地決定生化指標的處理標準，以及膜系統的通量、反洗、化學加強反洗、化學清清洗頻率。
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