咸陽路再生水廠遷建工程設計

□文/張 新 劉學明

根據天津市地方標準DB 12/ 599—2015《城鎮污水處理廠污染物排放標準》水質要求，天津市主城區五座污水處理廠進入提標改造階段，津沽、北倉、張貴莊污水處理廠為原廠提標改造工程，咸陽路、東郊污水處理廠為遷建工程，咸陽路再生水廠隨污水處理廠而遷建，工程包括新建一座5×104m3/d 的再生水廠和遷建配套管網。

1 再生水廠工程

1.1 概況

咸陽路再生水廠一期工程處理規模5×104m3/d，于2007 年底投入運行，主要服務楊柳青熱電廠、海泰產業園區、中北鎮養老院、云錦世家、永旺商城、中北宜家等周邊用戶。遷建工程位于獨流減河與陳臺子排水河交界處，在原服務范圍基礎上規劃增加了遷建管線周邊張家窩、精武鎮、中北鎮、大學城等區域用戶，規模為10×104m3/d，總占地面積3.1 hm2，初期按5×104m3/d 規模安裝設備。再生水廠進水為咸陽路污水處理廠一級A 出水，出水滿足國家污水再生利用城市雜用、景觀、工業用水水質標準。主體采用“浸沒式超濾+部分反滲透+次氯酸鈉消毒”工藝，新廠現已基本完成土建相關工作，預計2020年實現供水。

1.2 進出水水質

新廠設計進水水質主要依據咸陽路再生水廠實際進水水質，結合DB 12/ 599—2015 和GB/T 31963—2015《污水排入城鎮下水道水質標準》進行確定。由于出水主要用于城市雜用、景觀、工業等幾方面，因此出水水質主要結合GB/T 18920—2002《城市污水再生利用城市雜用水水質》、GBT 18921—2002《城市污水再生利用景觀環境用水水質》和GB/T 19923—2005《城市污水再生利用工業用水水質》各種用水的要求綜合考慮確定。見表1。

表1 咸陽路再生水廠遷建工程進出水水質

由表1 可以看出，進水色度、懸浮物、COD、BOD5、TN、TP 指標要優于出水。這是由于DB 12/599—2015對污水處理廠出水水質標準進行了提升，但國家城市污水再生利用水質系列標準修訂尚未實施，仍以現行再生水水質標準為準。其中，GB/T 18921—2019《城市污水再生利用景觀環境用水水質》已于2019年6月4日發布，將于2020年5月1日正式實施，對色度、TN、TP 等指標進一步提升，與DB 12/599—2015 的A 標準基本對接；《城市污水再生利用城市雜用水水質》尚在修訂過程中。

進水氯化物、總溶解性固體等鹽類指標主要根據咸陽路再生水廠進水現狀，結合水廠遷建等因素綜合確定，如紀莊子再生水廠遷建后，進水氯化物提升將近100 mg/L，是上游污水處理廠納入更多的工業污水所致。設計進水水質總溶解性固體≤1 600 mg/L、氯化物≤500 mg/L，會提高再生水對鹽的去除率，出水水質的安全保障性會更高[1～2]。

1.3 處理工藝

咸陽路再生水廠工藝流程見圖1。

圖1 處理工藝流程

新廠選擇“浸沒式超濾+部分反滲透+次氯酸鈉消毒”工藝，關鍵控制的水質指標為總溶解性固體、氯化物等鹽類指標。見表2。

表2 咸陽路再生水廠遷建工程主要工藝參數

與遷建前的再生水廠處理工藝相比，新廠的主要特點：

1）由于污水處理廠提標后增加了高密度澄清池、V 型濾池、臭氧催化氧化接觸池等深度處理單元，不再設置混凝沉淀與臭氧脫色除味處理單元，簡化了再生水工藝流程；

2）由于天津市液氯監管不斷加強，在購買、運輸及使用環節給運營單位帶來諸多不便，消毒工藝由液氯消毒轉變為次氯酸鈉消毒，便于再生水廠運行管理、提高供水安全保障性；

3）利用污水處理廠部分一級A 出水代替部分超濾出水，與超濾出水、反滲透出水直接進行勾兌，5×104m3/d=1×104m3/d 一級A 出水+1.2×104m3/d 超濾出水+2.8×104m3/d 反滲透出水，可降低部分生產運行成本；

4）為應對上游鹽類超標等情況，將反滲透規模由原來的1×104m3/d 增加至2.8×104m3/d，提高水質安全保障性，避免出現供水能力不足等情況；

5）在不斷總結再生水廠運行經驗的基礎上，原再生水廠存在的一些問題，如清水池防腐、膜池防腐、膜車間藥劑腐蝕、沖洗排水溢流等，在新廠設計中已基本解決。

1.4 電氣和自控系統

再生水廠供電按二級負荷設計，采用10 kV 電壓供電，兩路10 kV 電源進線，互為備用，兩路10 kV 電源引入再生水廠內部變配電站；設置2 臺10/0.4 kV 干式變壓器，當一側電源故障或檢修時，母聯開關閉合，另一側變壓器帶總負荷的70%以上[3]；在膜車間、加氯間、送水泵房以及綜合管理用房等處分別設0.4 kV 二級配電系統。

自控系統由就地控制（現場電氣控制柜）、過程控制（PLC 分控站）、監控管理（中央控制室）三級組成。根據工藝流程和分布特點，設置膜車間、送水泵房、加氯間3 處PLC 分控站，每個分控站通過星型接線方式接入中控室的千兆以太網交換機。見圖2。

圖2 自控系統

2 配套管網工程

廠外配套管網共設二條供水干管，約18 km，將新建再生水廠出水輸送至現狀再生水廠附近的再生水輸水干管并在沿途預留多個用水接口，遠期向張家窩、精武鎮、中北鎮、大學城等區域供水，與津沽系統并網，形成多水源供水。見圖3。

圖3 廠外配套管網

管徑按照遠期水量10×104m3/d 設計，其中楊電供水干管流量6×104m3/d，變化系數1.0，DN1 200 mm，設計流速為0.61 m/s；市政供水干管流量為4×104m3/d，變化系數1.2，DN1 000 mm，設計流速0.71 m/s。管材選用涂塑復合鋼管，其中穿越高速公路、公路、河道、南環鐵路等頂管段采用鋼筋混凝土專用頂管管材內套DN1 000 mm 涂塑復合鋼管。為保證管道維護期間的供水安全，在兩根輸水干管之間設置4處連通，采用蝶閥控制，保證供水量不小于供水規模的70%[4]。同時在津倉高速與賽達大道東北側交口處增設7×104m3/d加壓泵站一座，功能類似津沽再生水廠系統加壓泵站[5]，可實現向老廠、新廠雙向供水，為新廠運行調試提供水源；新廠正式啟用后，可降低出廠壓力，提高管網檢修維護期間供水保障率，起到調節水量和增加水壓的作用，為再生水用戶提供安全供水保障；也可越過泵站，直接向用戶供水。

3 結語

咸陽路再生水廠遷建工程是落實天津市再生水利用規劃的重要舉措，借助遷建管網結合新規劃不斷拓展周邊用戶，推動咸陽路系統供水水量不斷增長并努力將西青區打造為第二個集城市雜用、工業、景觀等多種回用方向的再生水利用示范區。□■