陽煤五礦污水處理廠污水處理復用技術方案設計

文_張媛媛 山西陽泰環保技術服務有限公司

陽煤五礦污水處理廠實際日處理水量基本穩定在3000m3，處理效果良好，處理后只有1/3的水量用作五礦洗煤廠生產補水，中水回用率較低。隨著水資源的緊缺和取水成本的不斷上漲，以及環保監管日趨嚴格，需尋找中水利用途徑，充分提高中水回用率。項目的技術目標為，在五礦生活污水目前的出水水質條件下，將其進行深度處理，處理后能滿足電廠脫硫補水、洗煤廠生產補水，同時還能產生一定的經濟效益。

1 污水處理復用方案設計

1.1 工藝流程

采用“絮凝沉淀+多介質過濾+陶瓷膜超濾”工藝流程實現污水處理，其工藝流程如圖1所示。該工藝系統主要由調節池、高密度沉淀池、中間水箱1、多介質過濾器以及超濾系統組成。

高密度沉淀池由混凝反應池、絮凝反應池和高效沉淀池組成，實現混合、混凝、絮凝、固液分離、自動污泥沉淀和固體同流等功能，其工作原理為：原水經調節堰門均勻進入混凝反應池，向混凝反應池內加入混凝劑，然后進入絮凝反應階段，水中的沉淀物及膠體進一步與混凝劑反應，破壞膠體穩定性，并使之從水中已有的沉淀進一步凝聚，從而達到凈水的作用。向高密度沉淀池內投加PAC/PAM溶液及回流部分沉淀污泥入絮凝反應池內，加入循環污泥的目的是使原污水中的懸浮固體與系統內的污泥接觸，以增加凝固物的形成。多介質過濾器可以按照深度過濾水中較大以及較小的顆粒、膠體物質等，降低水的SDI值，滿足深層凈化的水質要求。超濾膜系統是以超濾膜為過濾介質，膜兩側的壓力差為驅動力的溶液分離裝置。超濾膜只允許溶液中的溶劑（如水分子）、無機鹽及小分子有機物透過，而將溶液中的懸浮物、膠體、蛋白質和微生物等大分子物質截留，從而達到凈化和分離的目的。超濾是采用中空纖維過濾新技術，配合三級預處理過濾清除自來水中雜質；超濾微孔小于0.01μm，能徹底濾除水中的細菌、鐵銹、膠體等有害物質，保留水中原有的微量元素和礦物質。

圖1 方案工藝流程

1.2 具體設計

設計方案包括水處理站、回水用管網、主要建筑物以及電氣等4個部分。水處理站的調節池尺寸為12m×12m×4.0m，有效水深為3.5m，采用鋼筋混凝土結構；新建1座中水處理車間，內設高密度沉淀池、多介質過濾器、超濾以及污泥處理系統。水處理車間設備明細如表1所示。

設置多介質過濾器2套，直徑為3000mm，其中泵采用臥式離心泵3臺，2用1備，單臺性能Q=100m3/h，H=20m，N=11kW。設置超濾2套，單套產水量為75m3/h的有機UF系統1套或1套產水量150m3/h的陶瓷超濾膜系統。由于陶瓷超濾膜抗污染性較強，選用陶瓷膜系統時，通量大、占地小、膜元件壽命長、膜孔精度更好，出水水質好，系統回收率更高。回用水泵房內設置有高密池提升泵、過濾器提升泵、超濾提升泵、超濾反洗泵以及回水用泵。

為節省投資，回用水管網采用單管線供水，采用DN200，PE管，距離約為300m。電廠現有供水系統作為備用系統，不會影響電廠用水。電廠內回用于輔機用水的補水管網，由電廠內根據實際情況自行敷設。回用水至洗煤廠的管網利用原回用水管網，回用至洗煤廠生產水池，電解鋁一分廠補水管由用水單位根據自身實際情況自行敷設。

表1 水處理車間設備明細

2 主要技術經濟指標

2.1 投資經費估算

土建工程包括調節池、中水處理間、中間水池1/2、清水池、回用水泵房以及路面硬化等，總計259.574萬元，設備費用包括潛水攪拌器、各類泵、加藥裝置、加酸裝置、過濾器、電氣設備、自控設備等，總計543.60萬元；安裝及材料費用總計79.89萬元；其他費用約69.90萬元。

2.2 經濟分析

設計的污水處理站的經濟指標包括總投資、污水處理服務費、產品水銷售收入、總成本、固定成本等，經濟分析結果如表2所示。

表2 經濟分析結果表

由表2可知，若項目實施后，噸水經營成本為1.75元/t，噸水成本為2.19元/t，每年可實現內部收益率為9.07%，投資利潤率為8.90%，經計算，項目實施后，年節約費用為215.72萬元。

3 結語

陽煤五礦污水處理廠日處理規模為3000m3/d, 如果采用本方案設計，不僅提高了污水處理站的污水處理效果, 處理后出水滿足復用及排放要求，而且降低了噸水的經營成本，可滿足預期方案設計目標。