电厂中水回用工程可行性研究报告

电电厂厂 中中水水回回用用工工程程 可可行行性性研研究究报报告告 编编制制单单位位： 二二零零零零七七年年八八 月月 电电厂厂污污水水厂厂中中水水回回用用可可行行性性研研究究报报告告 共共 74 页页 第第 2 页页 目 录 第一章总论 .6 1.1概况6 1.2研究工作依据 .7 1.3编制原则 7 1.4采用的主要规范及标准 .8 1.5环境概况 8 1.6项目建设的背景和意义 .9 1.6.1 项目提出的背景 9 1.6.2 投资的必要性 9 1.7中水回用目前国内外现状 10 第二章工程规模及处理程度 12 2.1工程规模 12 2.2进水水质污染因子成分及浓度 14 2.2.1 污染因子的成分 14 2.2.2 设计进水水质 15 2.3设计出水水质 .18 2.3.1 循环冷却水水质要求 18 2.3.2 锅炉补水与热网补水水质要求 18 第三章处理工艺 .20 3.1工艺方案的选择原则 .20 3.2国内污水处理及回用水平现状 20 3.2.1 单纯过滤处理 21 3.2.2 石灰混凝澄清过滤处理 21 3.2.3 吸附氧化处理 21 3.2.4 反渗透法 .21 3.3处理工艺分析 .22 3.3.1 石灰处理原理 22 3.3.2 膜分离除盐原理 23 3.4处理工艺设计 .23 3.4.1 方案一、石灰处理工艺 24 3.4.2 方案二、膜分离除盐工艺 .25 第四章工程设计说明 26 4.1 工艺设计 .26 4.1.1 石灰澄清过滤工艺（方案一） .26 4.1.2 膜分离脱盐工艺 (方案二).37 4.1.3 方案对比选择 48 4.2 建筑设计的基本原则及厂址选择 .53 4.2.1 建筑设计基本原则 53 4.2.2 占地面积及厂址选择 53 4.3 结构设计概述 .55 4.3.1 设计原则 .55 4.3.2 设计依据及设计要求 55 4.3.3 结构形式 .56 4.3.4 抗震设计 .56 4.3.5 主要建筑材料 56 4.3.6 技术措施 .57 电电厂厂污污水水厂厂中中水水回回用用可可行行性性研研究究报报告告 共共 74 页页 第第 3 页页 4.4 自控、仪表说明 .57 4.4.1 石灰法控制说明 .57 4.4.2 双膜法控制说明 .61 4.4.3 化验室配置 63 4.5 电气设计 .64 4.5.1 概述.64 4.5.2 厂区供电及电缆敷设 64 4.5.3 照明系统 .64 4.5.4 防雷及接地 .64 4.6 采暖通风设计 .65 4.6.1 设计依据 .65 4.6.2 设计方案 .65 4.6.3 给水排水 .65 第五章消防专篇 .66 第六章管道绝热 .67 第七章环保、安全卫生 68 第八章节能 .69 第九章人员编制和主要经济指标 .71 9.1 人员编制 .71 9.2 项目进度计划 .71 9.3 投资估算说明 .71 9.3.1 工程投资估算说明 71 9.3.2 工程投资估算 72 9.4 主要经济指标 .73 9.4.1 生产规模 .73 9.4.2 占地面积 .73 9.4.3 经营成本 .73 9.5 社会效益和环境效益 .73 第十章结 论 .74 附件： 1双膜法投资估算 2双膜法工艺流程图 3双膜法平面布置图 4双膜法厂区布置图 5石灰法投资估算 6石灰法工艺流程图 7石灰法平面布置图 8石灰法厂区布置图 9石灰法物料平衡流程 电电厂厂污污水水厂厂中中水水回回用用可可行行性性研研究究报报告告 共共 74 页页 第第 4 页页 第一章第一章 总论总论 1.1 概况 电厂始建于 1997 年，是经过国家计委批准立项的一座为满足 电厂供热同 时发电自用的热电 厂。该厂装机容量为 26MW，安装三台 35t/h 循环流化床 锅炉。汽轮机为 26MW 抽汽式机组，采用热电联产方式，电厂性质为自备电厂， 所发电力除供 电厂自身用电外，剩余电力通过厂区 110kv 升压站以导线型号 为 LGJ70 一回线路转供 二号煤矿 110kv 变电站，以供该矿生产用电，不足 部分由电力网补充。热电厂供热范围 2.5km2，热交换站集中设置于热电厂内。 电厂污水处理厂，2004 年投入运行，采用卡鲁赛尔氧化沟处理工艺， 现 处理能力可达 10000 吨/天，正常生产时，实际处理量 250 吨/时，外排污水量 每天可达 6000 吨。运行以来经过有关部门周期性监测，处理效果稳定，出水指 标远低于所在地环保要求排放标准。 电厂水处理系统由锅炉补给水系统和热网补充水系统组成 ，其中锅炉补给 水 3 台过滤器总进水量为 80m3/h，运行流速为 5m/h；热网补充水 2 台过滤器 总进水量为 60m3/h，运行流速为 5.6m/h。 1.锅炉补给水水处理系统 清水池原水泵机械滤器保安滤器高压泵RO 装置 中间水箱中间水泵软化柱软化水箱除氧补水泵加氨泵 主厂房 本系统由预处理、反渗透、自动软化三部分组成。 2.热网补充水系统 清水池原水泵机械滤器软化柱热网除氧水箱 按照 电厂要求，进一步加强水资源利用效率，加快建设资源节约型、环境 友好型企业。加强中水利用，实现废水资源化，是减少新 鲜水取用，最大限度 地节约水资源的迫切需要；是减少污水排放，保护生态环境的内在需要 ；是降 低生产成本，提高经济效益的重要手段。 城市污水经二级处理后出水直接排 入到水体，一方面增加了水体的自净负荷，另一方面也是一种水资源的浪费。 电电厂厂污污水水厂厂中中水水回回用用可可行行性性研研究究报报告告 共共 74 页页 第第 5 页页 如能把生产中排放的污水全部或部分回收再利用，不但有利于安全生产，同时 也会创造出较大的经济效益和社会效益。 为此，企业拟建设中水处理回用系统， 将电厂污水处理厂外排污水进行深度处理后回用于 电厂生产用水，以此达到 资源循环利用，保护环境的目的。 1.1.1 项目名称： 电厂中水回用工程 1.1.2 主办单位： 电厂 1.1.3 编制单位： 1.2 研究工作依据研究工作依据 本设计方案以如下文件为设计依据： （1）中华人民共和国环境保护法 （2） 城镇污水处理厂污染物排放标准 (GB18918-2002) （3） 市环境监测站报告，济环（监）字 2006 年第 91 号 （4） 市水质监测中心报告， （济水监）字第 06131 号 （5） 市疾病预防控制中心检测报告，（济防检）字第（ 2006）第号 （6） 电厂关于开展中水回用工作的意见 1.3编制原则 (1)严格执行国家环境保护有关 法律、法规所规定的排放或回用标准， 使 处理后的废水各项水质指标达到或优于标准指标 。 (2)采用先进、合理、成熟、可靠的处理工艺， 并具有显著的环保效益 、 社会效益和经济效益。 (3)工艺设计与设备选型能够在生产运行过程中具有较大 地灵活性和调节 余地，能适应水质、水量的变化，确保出水水质稳定、达标。 (4)充分利用 电厂股份有限公司 电厂已有的公用工程和辅助生产设施， 减少基建费用投资，避免重复建设现象发生。 (5)合理匹配设备规格， 避免小马拉大车或大马拉小车现象 ，降低运行成 本。 (6)在运行过程中，便于操作管理、便于维修、节省动力消耗和运行费用。 电电厂厂污污水水厂厂中中水水回回用用可可行行性性研研究究报报告告 共共 74 页页 第第 6 页页 1.4采用的主要规范及标准 （1） 工业循环冷却水处理设计规范 （GB50050-951） （2）我国再生水用作冷却水的建议水质标准 （CECS61-94） （3） 城市污水再生利用 工业用水水质 （GB/T 19923-2005） （4） 室外排水设计规范 （1997 年版） （GBJ1487） （5） 给水排水工程结构设计规范 （GBJ6984） （6） 污水回用设计规范 (CECS61：94) （7） 混凝土结构设计规范 （GBJ1089）93 年局部修订，95 年局部修 订 （8） 采暖通风与空气调节规范 （GBJ1687） （1997 年版） （9） 供配电系统设计规范 （GB5005295） （10） 低压配电设计规范 （GB5005795） （11） 建筑物防雷设计规范 （GB5005794） （12） 电力装置的继电保护和自动装置设计规范 （GB5006292） （13） 建筑结构设计统一标准 （GBJ68-84） （14） 火力发电厂设计技术规程 （DL5000-2000） （15） 工业循环水处理设计规范 （GB50050-95） （16） 火力发电厂化学设计技术规程 （DL/T5068-1996） 1.5环境概况 1.地形地貌 电厂全厂占地 11.882 公顷。厂区地势平坦，地面标高为 36.1036.50 米，竖向设计采用平坡式布置， 50 年一遇的洪水位标高为 36.70 米。冻土层 厚度为 0.4 米。 2.气象条件 电厂全年及夏季主导风向为东南风，冬季为东北风，季节性明显， 49 月为东风、东北风， 10 月至来年 3 月以北风为主，年平均风速为 1.8m/s，由 于区域属于半山地形，静风频率 31 %。 电电厂厂污污水水厂厂中中水水回回用用可可行行性性研研究究报报告告 共共 74 页页 第第 7 页页 1.6项目建设的背景和意义 1 1. .6 6. .1 1 项项目目提提出出的的背背景景 水，是国民经济发展中不可替代的重要资源，也是人类赖以生存和发展的 必需品。随着经济发展和城市化进程的加快，城市缺水问题尤为突出。当前相 当部分城市水资源短缺，城市缺水范围不断扩大，缺水程度日趋严重，引起工 业及生活用水紧张。另一方面生活污水排放量迅速增加，这样势必会造成水资 源的浪费和水环境恶化，使原本紧张的用水形势更加严峻。为缓解这种区域性 的水资源短缺和水环境污染问题，国家正在进行大规模的节水和水污染治理工 作。电厂作为工业用水大户，在整个节水工作中应起排头兵的作用，而回收利 用工业和生活污水则为电厂节水工作开辟了一种新的思路，它不但有着良好的 经济效益，同时也减轻了水环境污染，具有十分重要的经济效益和社会效益。 电厂利用现有电厂污水水量大、来源可靠、水量稳定的特点， 提出污水经 过深度处理后作为电厂循环水的补水等生产用途，是解决污水出路，降低电厂 生产经营成本的一个很好的办法，符合国家节能减排，倡导循环经济的政策精 神，也符合集团公司的文件精神。可深化资源利用效益，为加快建设资源节约 型、环境友好型企业做出表率作用。 1 1. .6 6. .2 2 投投资资的的必必要要性性 （1）可以节余大量的新鲜水，降低生产成本，减少排污量，是一项既有明 显经济效益，又有突出社会效益的资源化项目。 （2）该项目可以从根本上解决 电厂生产用水完全依靠地下取水，浪费宝 贵地下水资源的现状。 （3）该项目符合国家产业技术政策，符 合当地政策和 电厂有限公司提出 的关于开展中水回用工作和加强 节能减排工作的具体要求。 （4）该工程的实施，其经济效益、社会效益和环保效益都是十分明显，是 一项造福于子孙后代的有多重效益的环保工程。 1 1. .6 6. .3 3 该该项项目目的的经经济济意意义义 （1）该项目属于效益型环保项目， 电厂现阶段新鲜水费用为 2.18 元/吨。 然而随着用水短缺矛盾的日益突出，在 未来 23 年内，地下水新鲜水取水费 电电厂厂污污水水厂厂中中水水回回用用可可行行性性研研究究报报告告 共共 74 页页 第第 8 页页 用将达到 57 元/吨。所以说该项目的建设具有重大的经济效益，是刻不容缓 的。 （2）该项目建成后，回用水系统年可处理回用水 105 万 m3，按当前 电厂 用水费用 1.8 元/m3(不含污水处理费 0.34 元/m3)计算，再去除 128.52 万元处 理成本，年利润在 60.48 万元。投资回收期 7.55 年。根据国家有关排污收费 政策，外排废水至少收取 0.7 元/m3排污费，电厂每年将可减少排污交费 73.5 万元。则集团公司的综合效益为 133.98 万元/年。因此，该项目建成投产后， 除具有可观的社会效益外，经济效益更是十分显著的。 1.7中水回用目前国内外现状 生活污水处理的主要任务是去除污水中的悬浮物、BOD 和 NH3-N 等，处理工艺 一般是把格栅、滤网和沉砂作为一级处理。 二级处理（生物处理）能大幅度去除水中呈胶体和溶解状态的有机污染物， 污水经处理后可达到排放标准。生活污水处理目前主要有活性污泥法、SBR 法、 A/A/O 法、氧化沟法、生物膜法等，活性污泥法由于占地面积大，投资大，维护 管理麻烦，在中小型污水处理中的应用越来越少。其它各种方法都有其独自的特 点，技术上应该说都没有问题。其实，污染物在水中的分解是一种热力学过程， 在处理工艺中，所使用的不同方法的单元越多，对污染物的去除就会越好。并且 各种工艺的处理效果很关键在于要方便维护、管理，对水质波动有较强的耐冲击 能力。 三级处理（深度处理）对工业回用水是必不可少的工艺，其主要目的是进一 步去除有机物、悬浮物，杀菌消毒，达到工业用水的要求。对电厂来说，石灰澄 清池和变孔隙滤池的组合工艺有许多成功的应用实例，该工艺对进水水质要求较 低，出水水质好且稳定，但缺点是运行、维护较麻烦，工程造价较高。高效纤维 过滤器在深度处理领域也有很多应用的工程实例，其特点是造价低，运行维护方 便，但出水水质较差。 目前污水回用成为国际趋势，日本、美国、南非、以色列等国家早已开展经 处理后回用的工作。例如美国的二级污水处理厂基本上都增加了深度（三级）处 理系统；佛罗里达州的 Tampa 市霍特卡伦现代化的污水处理厂，1978 年采用 Tetra 污水处理技术，经处理后的中水全部回用。我国近十年来，随着对水资源 电电厂厂污污水水厂厂中中水水回回用用可可行行性性研研究究报报告告 共共 74 页页 第第 9 页页 危机认识的提高，城市污水回用已被提到议事日程。 “七五”期间列入国家重点科 技攻关计划， “八五”期间，不少城市新建污水处理厂时都包含污水回用。在大连、 太原、青岛、邯郸、泰安等城市相继建成了规模不等、回用目的不同的回用水设 施。此外，污水处理厂出水经过深度处理回用作工业冷却水、城市杂用水的工程 在近几年也频频上马。北京华能热电厂用高碑店污水厂二级处理（活性污泥法） 出水作水源，经石灰混凝加速澄清、变孔隙滤池、加氯消毒后用作循环水系统冷 却水补充水，按电厂 70-90%额定度电负荷计算，每月平均节约自来水 45 万吨， 每年节约自来水 540 万吨，节水率为 40%，或在相同水量情况下，增加发电能力 1 倍以上。山西侯马发电厂二期工程利用侯马市城市污水作为水源，经过流动床 生物膜法处理后，再经过石灰混凝加速澄清、双流过滤池、加氯消毒后入循环水 系统作冷却水补充水，规模为 1 万吨/天，既解决了电厂的水资源紧张问题，又使 侯马市的环境污染大大改善，污水处理费用低于自来水水价，为国内第一家直接 从城市污水取水处理后作循环冷却水的电厂。 国内目前的污水二级及深度处理技术完全可以达到循环冷却水的进水水质 要求，在很多地区，尤其北方等缺水地区，处理成本也比自来水价格低廉。 电电厂厂污污水水厂厂中中水水回回用用可可行行性性研研究究报报告告 共共 74 页页 第第 10 页页 第二章第二章 工程规模及处理程度工程规模及处理程度 2.1 工程规模 根据 电厂现有供水水源及用水现状，确定该项目中水回用最大需水量为 2492m3/d，其中考虑热网系统不可预见跑冒滴漏和处理站配药用水，设计中水 回用最大处理量为 3000m3/d。 根据电厂提供用水统计表分析，得知冬春季供水情况与夏秋季供水情况差 别较大。 冬春季主要工业用水部门及用水量：循环水补水最大需水量约 1340m3/d； 锅炉用水最大需水量约 180m3/d，热网用水最大需水量约 942m3/d；不可预见 及其他用水约 20m3/d。合计用水量约 2492m3/d。 夏秋季主要工业用水部门及用水量：循环水补水最大需水量约 1990m3/d； 锅炉用水最大需水量约 120m3/d；不可预见及其他 用水约 40m3/d。合计用水量 约 2150m3/d。 电电厂厂污污水水厂厂中中水水回回用用可可行行性性研研究究报报告告 共共 74 页页 第第 11 页页 表一、 电厂用水统计表： 各用水渠道用水量表计统计 月度各处工业用水 季 节 月份月度总用 水量表计 统计循环水+厂区 其它部位耗水 量 锅炉补水 量 热网补水 量 月度生活 用水量 11(05)66821309352843300003043 12(05)62704335712269218075057 170677304454034325183679 总计9495291468432511779 冬 季 日平均2176.11032.199.4916.6128 274180349512905327623560 369390405062629228903362 4472454467114771097 总计7011556128019 春 季 日平均21441333.778.8942.690.1 5507924690819821902 6562164806827865362 7(05)432913640525154371 总计728311635 夏 季 日平均1740.91535.379.16126.47 8(05)617205543130853204 9(05)586955359431082993 10(05)528234801427732036 总计89668233 秋 季 日平均18831696.197.4689.49 32406 总计39666 电电厂厂污污水水厂厂中中水水回回用用可可行行性性研研究究报报告告 共共 74 页页 第第 12 页页 2.2 进水水质污染因子成分及浓度 2 2. .2 2. .1 1 污污染染因因子子的的成成分分 电厂污水处理厂二级出水，尽管去除了绝大部分的 BOD、SS 和 COD，但与 新鲜水相比，除磷和氨氮以外，其含 Cl-、硬度和无机溶解性盐类较高， 若不 进行处理直接回用到循环冷却系统，污水在冷却塔中蒸发浓缩，当达到一定的 浓缩倍率时，水中的 Ca2+、磷酸根等会引起腐蚀结垢，因此，城市污水并不等 同于天然水，在冷却水系统中，除了要考虑常规冷却水处理的结垢、腐蚀和杀 菌等问题，还要注意城市污水回用带来的以下问题。 （1 1）氨氨氮氮 氨对铜合金有严重的腐蚀作用，少量氨在潮湿的空气或含氧水中 会使紫铜 和铜合金应力腐蚀开裂，其原因是氨能和铜表面保护膜的铜离子和亚铜离子络 合，形成的络合离子具有良好的稳定性和可溶解性，使得铜表面的镀膜很快被 破坏，从而引起合金铜腐蚀。水中的氨还会使氯的杀菌效果降低或使氯的消耗 增加。 （2 2）磷磷 磷一方面是微生物的营养物质，会滋生大量的微生物，造成循环水中生物 粘泥的增多，杀菌剂量的提高；另一方面磷酸盐会引起系统结磷酸钙垢，磷酸 钙是一种硬垢，不易除去，清洗困难。 （3 3）细细菌菌粘粘泥泥 生活污水含有较高的碳、氮和磷，而冷却水的温度长期保持在2540， 供氧充分，十分有利微生物的滋长，若不加以控制，势必造成设备腐蚀、粘泥 和堵塞等问题。 （4 4）结结垢垢和和腐腐蚀蚀 回用污水的碱度较高，含有比天然水更多的钙、镁和硫酸盐，更易发生结 垢。 综上所述：深度处理的主要作用是除去非溶解盐类 ,较大分子的有机物 (胶 体及以上),部分 NH3-N,磷活性生物,无机胶体物等,以及它们的分解物 ,衍生 物,尸体等，一般不再需要生化处理，经过物化处理后非溶解部分的COD 在深 度处理中可以大部分去除。 电电厂厂污污水水厂厂中中水水回回用用可可行行性性研研究究报报告告 共共 74 页页 第第 13 页页 2 2. .2 2. .2 2 设设计计进进水水水水质质 中水处理系统进水为 电厂污水处理厂二级出水。 根据 市环境保护监测站提供的监测结果， 电厂污水处理厂二级出水水质 见下表： 表二、环 境 监 测 结 果 报 告 单 编号：济 环（监）字 2006 年第 91 号 共 2 页 第 1 页 委 托 单 位 电厂样 品 种 类废 水 采 样 日 期7 月 18 日监 测 目 的委托监测 采 样 点 位 监 测 项 目 方 法 依 据 监 测 结 果 (mg/L) 标准 限值 (mg/L) 相应判定 标准号 电厂生活污水处 理设施出口 pHGB/T6920-868.15 氨氮 GB/T7479-871.87 CODGB/T11914-8926.8 悬浮物 GB/T11901-8976 石油类 GB/T16488-19960.5 总碱度 （以 CaCO3计） 酸碱指示剂 滴定法 310.4 电导率 GB/T13580.3-921153 氯化物 GB/T5750-8560.9 总磷 GB/T11893-890.44 浊度 GB/T13200-91 11 度 BOD 膜电极法 3.2 结 论 备 注 PH 值单位无量纲。电导率单位 us/cm。 电电厂厂污污水水厂厂中中水水回回用用可可行行性性研研究究报报告告 共共 74 页页 第第 14 页页 环 境 监 测 结 果 报 告 单 编号： 济 环（监）字 2006 年第 91 号 共 2 页 第 2 页 委 托 单 位 电厂样 品 种 类废 水 采 样 日 期7 月 18 日监 测 目 的委托监测 采 样 点 位 监 测 项 目 方 法 依 据 监 测 结 果 (mg/L) 标准 限值 (mg/L) 相应判定 标准号 电厂生活污水处 理设施出口 总硬度 （以 CaCO3 计） GB/T7477-87376 锰 GB/T11906-19890.19 溶解性 总固体 HJ/T511999 886 铁 GB/T5750-85 未捡出 色度 GB/T11903-89 无色 阴离子表面 活性剂 亚甲蓝 分光光度法 未捡出 硫酸盐 GB/T5750-85126 结 论 备 注铁测定下限 0.05mg/L。阴离子表面活性剂测定下限 0.02mg/L。 电电厂厂污污水水厂厂中中水水回回用用可可行行性性研研究究报报告告 共共 74 页页 第第 15 页页 2.3 设计出水水质 本中水处理站处理后的水应用于三个部分： 1)电厂循环冷却水 补水；2)锅 炉用水；3)热网用水。 2 2. .3 3. .1 1 循循环环冷冷却却水水水水质质要要求求 中华人民共和国国家标准 城市污水再生利用 工业用水水质中关于循 环冷却水补水标准如下表： 冷却用水 序号 控制项目 直流 冷却水 敞开式循环冷却水 系统补充水 锅 炉 补给水 1 pH 值 6.59 .0 6.58.56.58.5 2 悬浮物（ SS） （mg/L） 30 3 浊度（ NTU） 55 4 色度（度） 303030 5 生化需氧量（ BOD5） （mg/L） 301010 6 化学需氧量（ COD Cr） （mg/L） 6060 7 铁（mg/L） 0.30.3 8 锰（mg/L） 0.10.1 9 氯离子（ mg/L） 250250250 10 二氧化硅（ SiO2） 505030 11 总硬度（以 CaCO3计/mg/L） 450450450 12 总碱度（以 CaCO3计 mg/L） 350350350 13 硫酸盐（ mg/L） 600250250 14 氨氮（以 N 计 mg/L） 1010 15 总磷（以 P 计 mg/L） 11 16 溶解性总固体（ mg/L） 100010001000 17 石油类（ mg/L） 11 18 阴离子表面活性剂（ mg/L） 0.50.5 19 余氯（mg/L） 0.050.050.05 20 粪大肠菌群（个 /L） 200020002000 电电厂厂污污水水厂厂中中水水回回用用可可行行性性研研究究报报告告 共共 74 页页 第第 16 页页 注：当敞开式循环冷却水系统换热器为铜质时，循环冷却系统中循环水的氨氮指标应小于 1 mg/L。 加氯消毒时管末梢值。 根据火力发电凝汽器管选导则 DL/T712-2000 、 水工设计技术规定 、 污水回用设计规范 、 火力发电厂设计技术规程 以及循环水补充水水质要 求（GB350-83 工业循环冷却水水质标准）中的规定，根据电厂选用凝汽器管材 为铜材，浓缩倍率为 2.53.0， 电厂循环水补水水质需要达到以下水质要求： 电厂循环冷却水水质要求 水质指标水质要求 PH 值69 浑浊度/(NTU)5 电导率/(;/s/cm)1000 总硬度/(mg/L)200 悬浮物/(mg/L)10 总碱度/(mg/L)350 Ca2+/(mg/L)36 Cl-/(mg/L)300 总磷/(mg/L)1 CODCr/(mg/L)20 NH3-N/(mg/L)1 细菌总数冬季5105，夏季1105 电厂循环水水质标准部分指标明显高于国家循环水补水水质标 准，本设计工艺处理后出水水质标准低于 电厂循环水水质要求，具 体数值第四章工程设计说明中 4.1.2 膜分离脱盐工艺。 2 2. .3 3. .2 2 锅锅炉炉补补水水与与热热网网补补水水水水质质要要求求 由于经过深度处理的中水需要进一步软化、脱盐， 以满足热网补水及锅炉 补水的需要，其水质必需满足钠树脂软化床和反渗透脱盐系统进水最低要求 。 电电厂厂污污水水厂厂中中水水回回用用可可行行性性研研究究报报告告 共共 74 页页 第第 17 页页 根据 GB12145-89火力发电机组及蒸汽动力设备水汽质量标准 和实际 运行情况锅炉补水与热网补水的水质要求如下： 锅炉水补水水质 ： 项目标准项目标准 硬度 15 微摩/升 溶解氧 15 微克/升 铁 50 微克/升 铜 10 微克/升 PH8.59.2氯根50 毫克/升 碱度 3 毫摩/升 热网补充水水质： 项目标准项目标准 硬度 350 微摩/升 溶解氧 100 微克/升 悬浮物 5 毫克/升 电厂实际运行中，检测锅炉水水质硬度为零， 氯根约 2030 毫克/升。 电电厂厂污污水水厂厂中中水水回回用用可可行行性性研研究究报报告告 共共 74 页页 第第 18 页页 第三章第三章 处理工艺处理工艺 处理工艺的选择，直接关系到出水水质指标能否达到处理要求及其稳定性， 关系到运行管理是否方便、可靠，以及建设费、运行费、占地面积大小和能耗 的高低。因此，合理选择处理工艺方案是工程建设成功与否的关键。 根据中水进水水质指标和出水水质要求以及中水站处理程度，选择的中水 回用处理工艺除了要求对有机污染物和悬浮物有较高的去除率外，还要具有良 好的脱盐、除硬度等功能。 3.1 工艺方案的选择原则 本项目属废水的资源化回收利用项目。方案的比较内容分为技术水平比较 和经济比较两个方面。技术水平比较的原则是污水处理基本工艺路线与主要处 理单元的技术应先进、可靠，易于操作管理，水质稳定，对污水水质水量的波 动有较强的适应能力，保证污水处理站能够保质保量地向电厂供水。处理厂占 地面积、劳动定员等也是技术比较的重要内容。经济比较的原则是投资回收期 的长短。 3.2 国内污水处理及回用水平现状 生活污水处理的主要任务是去除污水中的悬浮物、BOD 和 NH3-N 等，处理工艺 一般是把格栅、滤网和沉砂作为一级处理。 二级处理（生物处理）能大幅度去除水中呈胶体和溶解状态的有机污染物， 污水经处理后可达到排放标准。生活污水处理目前主要有活性污泥法、SBR 法、 A/A/O 法、氧化沟法、生物膜法等，活性污泥法由于占地面积大，投资大，维护 管理麻烦，在中小型污水处理中的应用越来越少。其它各种方法都有其独自的特 点，技术上应该说都没有问题。其实，污染物在水中的分解是一种热力学过程， 在处理工艺中，所使用的不同方法的单元越多，对污染物的去除就会越好。并且 各种工艺的处理效果很关键在于要方便维护、管理，对水质波动有较强的耐冲击 能力。 城市污水二级处理水回用循环冷却水面临水质差，暂硬较高，含有氨氮、 磷酸盐及微生物污泥等污染物质，容易导致冷却水系统化学与生物结垢，以及 电电厂厂污污水水厂厂中中水水回回用用可可行行性性研研究究报报告告 共共 74 页页 第第 19 页页 造成设备腐蚀等问题。目前国内外常用的中水回用处理技术有单纯过滤处理、 石灰混凝澄清过滤处理、吸附氧化处理及膜处理等工艺。污水深度处理的方法 根据二级处理后的水质来选择。 3 3. .2 2. .1 1 单单纯纯过过滤滤处处理理 利用二级处理后的城市污水回用到对水质要求不太高的企业，一般电厂不 会采用此项工艺，一般经过机械过滤及消毒，去除残余的悬浮物就可以了。通 过过滤，将悬浮物降至 10mg/L 以下；消毒的目的是防止回用水系统中滋生微 生物粘膜或藻类。 3 3. .2 2. .2 2 石石灰灰混混凝凝澄澄清清过过滤滤处处理理 一般的生物处理或二级处理，对氮、磷的去除效果差。含氮、磷量高的废 水回用，则导致水体的富营养化，使水体中藻类大量繁殖，使水体受到二次污 染。用石灰深度处理城市污水，不仅去除氮、磷，还有杀菌作用，可将大肠杆 菌去除。同时也可除去污水中部分钙、镁、硅、氟、有机物和重金属。 3 3. .2 2. .3 3 吸吸附附氧氧化化处处理理 采用活性炭吸附或臭氧氧化，一般是去除残余溶解有机物及色素。 3 3. .2 2. .4 4 反反渗渗透透法法 反渗透亦称逆渗透（ RO） 。是用一定的压力使溶液中的溶剂通过反渗透膜 （或称半透膜）分离出来。因为它和自然渗透的方向相反，故称反渗透。根据 各种物料的不同渗透压，就可以使大于渗透压的反渗透法达到分离、提取、纯 化和浓缩的目的。 反渗透法是近 20 年来发展起来的膜技术，在循环水处理系统中，一方面可 以用于排污水的净化，处理后的水直接重复利用，减少排放量 ；另一方面可用 于补充水的脱盐处理，提高循环水系统的浓缩倍数。在一定的循环冷却水系统 中，只要改变补充水的含盐量，就可以改变循环水的浓缩倍数，而提高浓缩倍 数是保证循环水冷却系统经济运行的关键。 反渗透是目前最先进、有效、节能的膜法液体分离技术，其过滤精度可达 0.34nm，可有效去除水中溶解盐（单支膜元件的脱盐率高达99.5%以上）及几 乎 100%的胶体、有机物、微生物，只允许气体和微量的小分子 (分子量小于 电电厂厂污污水水厂厂中中水水回回用用可可行行性性研研究究报报告告 共共 74 页页 第第 20 页页 100)或离子通过。 常温条件下，可以对溶质和水进行分离或浓缩，因而能耗低 ，具有较高的 水回用率。 膜分离技术应用面广，无论是无机物还是有机物的水溶液或者非水溶液都 可分离。具有从金属离子、病毒、细菌到肉眼可见微粒广泛分离范围。 高分子聚合物膜是一个均匀的连续体，因而在使用过程中无任何有害杂质 脱落，保证产水水质清洁。 膜分离仅以压力等作为推动力，因此分离设备和流程简单，操作和维护保 养方便，既可以实现人工控制，又容易实现由电脑控制的全自动运行。 以高分子分离膜为代表的膜分离技术作为一种新型、高效流体分离单元操 作技术，30 年来取得了令人瞩目的飞速发展，已广泛应用于国民经济的各个领 域。 因此，研究新的水处理技术，降低投资和系统运行费用 ，提高整体管理水 平，彻底解决水垢附着、设备腐蚀以及微生物的滋生与粘泥问题，大量减少循 环水系统排污水量和补充水量，提高浓缩倍数，实现 趋零排污，已经成为企 业提高节能降耗以及减少环境污染的大趋势。 以上四种深度处理方法的选用是根据二级处理后的污水水质和经深度处理 后的污水用途来决定的。其中吸附氧化处理和 离子交换除盐处理是用于 对水质 要求较高的用户，如锅炉的补充水等，其处理系统比较复杂、投资很高。 根据 电厂提供的污水水质、水量和回用要求，提出石灰 混凝澄清法和反 渗透膜处理工艺为可选择工艺。 3.3 处理工艺分析 3 3. .3 3. .1 1 石石灰灰处处理理原原理理 石灰处理是通过投加石灰乳控制出水 PH 为 10.310.5，进行下面三个反 应，产生大量各种形态的 CaCO3结晶，降低水中暂硬，同时生成结晶核心还可 以对其它杂质起凝聚、吸附作用；而且石灰乳引起的PH 值的升高也为氨氮和 磷酸盐的去除创造了条件。为了提高工艺的沉淀效果，一般在处理过程中投加 适量的凝聚剂与助凝剂，通过压缩双电层作用使分散的悬浮物、 CaCO3结晶、 电电厂厂污污水水厂厂中中水水回回用用可可行行性性研研究究报报告告 共共 74 页页 第第 21 页页 有机物、有机粘泥、胶体物等带电体失稳，在机械混合搅拌和高分子助凝剂架 桥与网捕作用下，颗粒物质碰撞结合长大，使污染物变的容易沉降。 石灰参与的软化反应有 : CO2+Ca(OH)2 CaCO3+H2O Ca(HCO3)2+Ca(OH)22CaCO3+2H2O Mg(HCO3)2+Ca(OH)22CaCO3+Mg(OH)2+ 2H2O 理论上经石灰软化后 ,水中的硬度能降低到 CaCO3 和 Mg(OH)2溶解度值,但 实际上钙、镁离子的残留量常高于理论值 ,这是因为反应所生成的沉淀中会有 少量呈胶体状悬浮于水中不能沉淀下来 . 所以为了尽量减少残留的碳酸盐硬度 ,同 时加入了聚合硫酸铁作为絮凝剂 ,这样在去处碳酸盐硬度的同时也去除了一部 分悬浮物。经过沉淀后的出水加入硫酸，用于 调节石灰加入造成的 PH 值的升 高.并且把石灰没有去除的碳酸盐硬度转化为溶解度较大的非碳酸盐硬度。 用石灰澄清过滤工艺 深度处理可以去除 90 %以上的碱度、磷酸盐、浊度、 铜、铝和亚硝酸盐 ,去除硅酸盐、铁、氨、 CODCr和 BOD5 的能力在 50%以上。 在国内外有多家热电厂采用石灰混凝澄清法做为城市污水回用于循环冷却 水系统的主体工艺，主要是依据石灰法以下特点： 石灰有巨大的表面积和新生态活性 ,具有良好的吸附功能 ,去接触、捕捉 微小的胶体颗粒,从而可以对悬浮物、有机物和菌藻类有效去除 石灰处理所形成的环境条件可以有益于 NH3-N 的分解，金属和混凝土材料 缓蚀，反应产物的沉降分离 可以抵御或缓冲二级处理污水（水源水）水质波动的影响 降低部分（或大部分）碱度 石灰是最好的絮凝剂和助沉剂，也是良好的吸附剂 便于排出物的进一步固态化浓缩处理 价格低，有效成分含量高，有较好的经济性 3 3. .3 3. .2 2 膜膜分分离离除除盐盐原原理理 反渗透法是近 20 年来发展起来的膜技术，现己被广泛地用于水质除盐和污 电电厂厂污污水水厂厂中中水水回回用用可可行行性性研研究究报报告告 共共 74 页页 第第 22 页页 水治理等方面。该法专门用以分离水中的分子态和离子态溶解物质，其实质是 向水溶液中施加巨大的压力，使溶剂水透过反渗透膜成为淡水，而溶质被阻留 成为浓水，由此可达到两个目的，一是从含盐水中制取淡水；二是浓缩污水中 的溶解态污染物质，处理后的污水或直接排放或重复利用。 超滤和微滤亦属于压力推动的膜工艺系列，就分离范围而言，它补充了反 渗透、纳滤和普通过滤之间的空隙。超过滤是对料液施加一定压力后，高分子 物质、胶体、蛋白质、微粒等被半透膜所截留，而溶剂和低分子物质则透过膜。 超过滤的分离机理主要是膜表面孔径筛分机理、膜孔阻塞的阻滞机理和膜面以 及膜孔对粒子的一次吸附机理。一般来说，超滤操作的跨膜压差为0.2- 0.7MPa，远远小于反渗透等膜法装置。但超滤装置不能脱盐，实现不了我们污 水深度处理的目的，一般在中水中做为反渗透工艺的最终预处理工艺。 反渗透膜技术，是利用一种具有半透性能的膜在借助外在压力推动下实现 水溶液中某些组分选择性透过的分离技术。 3.4 处理工艺设计 根据现场实际情况和指标要求，通过分析研究，本方案设计提出中水回用 工程的处理工艺为：方案一、石灰处理工艺；方案二、膜分离除盐工艺。处理 工艺流程如下。 电电厂厂污污水水厂厂中中水水回回用用可可行行性性研研究究报报告告 共共 74 页页 第第 23 页页 3 3. .4 4. .1 1 方方案案一一、石石灰灰处处理理工工艺艺 超滤产水箱 石石灰灰混混凝凝澄澄清清过过滤滤工工艺艺处处理理工工艺艺流流程程 机械加速澄清池 污水厂出水 重力旋流反应器 重力无阀滤池 消毒池 石灰乳、混凝剂、助凝剂 硫酸 泥浆收集池 带式脱水机 集泥斗 锅炉焚烧脱硫或填埋 清水箱 二氧化氯发生器 超滤组件 反渗透用水 循环水及热网补水 超滤产水箱 电电厂厂污污水水厂厂中中水水回回用用可可行行性性研研究究报报告告 共共 74 页页 第第 24 页页 3.4.23.4.2 方方案案二二、膜膜分分离离除除盐盐工工艺艺 膜膜分分离离除除盐盐工工艺艺 电电厂厂污污水水厂厂中中水水回回用用可可行行性性研研究究报报告告 共共 74 页页 第第 25 页页 第四章第四章 工程设计说明工程设计说明 4.1 工艺设计 设设计计范范围围 工艺设计的设计范围包括：工艺流程设计，处理建构筑物的单体设计，以及确 定工艺设备的选型和技术参数。 设设计计参参数数 设计平均日流量： 3000m3/d 处理厂自用水量： 5%（占总水量） 设计时平均流量： 125m3/h 设计平均日运行时间： 20h/d 4.1.14.1.1 石灰澄清过滤工艺（方案一）石灰澄清过滤工艺（方案一） A A 工工艺艺流流程程 处理流程详见工艺流程图。 城市污水经生物处理后，进入机械加速澄清池，在池中，污水与加入进来的石 灰、絮凝剂充分混合，石灰可降低污水中的暂时硬度和碱度，同时也可以为凝聚、 吸附提供 CaCO3晶核，这些晶核在絮凝剂的作用下，可提高混凝澄清效果；加入 助凝剂可促使矾花长大，可进一步提高出水品质。经澄清后的水经旋流式重力反应 池，流入重力无阀滤池，在水沟中加入酸液是为了中和过饱和的CaCO3，防止产 生大量的碳酸钙堵塞滤料。过滤后的水进入清 水箱，再经循环水补充水泵打入循 环水系统。 进入热网补充水系统需要工厂原有离子交换软化系统进一步软化处理，而使用 在锅炉系统，需要在原有锅炉软化用水系统中，预处理增加超滤系统，以适应中水 回用来水不稳定， 易波动特点。B B 处处理理设设施施和和设设备备 （1 1）集集水水池池及及提提升升泵泵站站 设计流量：Q3000m3/d=125m3/h（设备） ；Q250m3/h（土建） 水力停留时间：HRT30min 有效容积：V125m3 电电厂厂污污水水厂厂中中水水回回用用可可行行性性研研究究报报告告 共共 74 页页 第第 26 页页 结构形式：钢筋混凝土结构 数量：1 座 规格：LBH6.0m5.0m4.5m(含超高) 集水池设计为地埋式，上为提升泵房。集水池内安装潜污泵，对污水进行提升。 潜污泵选用无堵塞潜水排污泵， 2 台，1 用 1 备。提升泵房内安装手动葫芦 1 台以 提升设备。 以上设备型号参数见下表： 安装地点设备名称型号规格数量备注 集水池潜水排污泵 L310-100， Q=140m3/h，H=16m,N=7.5kW 2 台1 用 1 备 提升泵房手动葫芦提升力 1 吨1 台 ( (2 2) )机机械械加加速速搅搅拌拌澄澄清清池池 设计流量：Q处1.1Q总3300m3/d0.038 m3/s 水力停留时间：HRT1.5h 有效容积：V206m3 结构形式：钢筋混凝土结构 数量：2 座 单池尺寸：H6.9m5.2m 电电厂厂污污水水厂厂中中水水回回用用可可行行性性研研究究报报告告 共共 74 页页 第第 27 页页 机械加速澄清池是利用池中积聚的泥渣与原水中的杂质颗粒相互接触、吸附，以 达到清水较快分离的构筑物。原水沿切线方向进入第一反应室搅拌叶轮上方，搅拌叶 轮旋转时，将池底泥浆提升到第一反应室，并与原水、石灰乳、絮凝剂、助凝剂迅速 均匀混合，发生絮凝。水和初步形成的絮凝物进入第二反应室后，强力旋转的水流在 此处被整流，形成轻度的湍流，从而有利于微小絮凝胶粒的长大和悬浮的回流泥渣颗 粒粘附。在分离区，水和泥渣颗粒分离，清水经集水槽送至下一处理工艺，泥渣除定 期排出外，大部分参加回流。第二反应室机械搅拌澄清池 设置了机械搅拌提升装置， 这创造了快速混合、速度剃度递减和调节泥渣适宜循环量的良好絮凝条件。池中设置 底部刮泥机，底部坡度很小，相当于全池刮泥，这样即保证了较重的石灰处理沉渣良 好的排放，又提高了池容积的利用率。同时，搅拌浆和刮泥机采用同轴驱动，减速传 动机构设计巧妙，驱动功率很小，动作比较灵活。该池优点是，对水量、 水质变化 适应性较强，耗矾率低，净化效率较高，而且运行管理方便。 基本结构如图所示： 同轴刮渣搅拌机具体型号及参数详见下表： 安装地点设备名称型号规格数量备注 机械搅拌澄清池加速澄清搅拌机JJ-200，功率 3.75kW2 台 （3 3）穿穿孔孔旋旋流流反反应应池池 设计流量：Q处1.1Q总3300m3/d0.038 m3/s 电电厂厂污污水水厂厂中中水水回回用用可可行行性性研研究究报报告告 共共 74 页页 第第 28 页页 絮凝总时间：HRT30min 有效容积：V84.6m3 结构形式：钢筋混凝土结构 数量：8 格 单格规格：LBH1.5m1.5m5.2m(含超高) 穿孔旋流反应池是应用紊流理论发展起来的新池型由多格竖井串联而成；进水 水流顺序从一格流到下一格，上下对角交错流动，直到出口；水流通过单格的孔眼 时收缩，过网孔后水流扩大，持续分段紊动，使药剂充分混合反应。水流速度由大 到小，各段流速分别为： 第一段：0.61.0m/s， 第二段：0.40.6m/s， 第三段：0.30.4m/s， 第四段：0.150.3m/s， （4 4）重重力力无无阀阀滤滤池池 设计流量：Q处1.1Q总3300m3/d0.038m3/s 滤速：v10m/h 平均冲洗强度：q=15L/s.m2 冲洗时间：t=5min 允许水头损失 H终1.7h 结构形式：钢筋混凝土结构 数量：2 座 规格：LBH3.8m3.8m4.6m(含超高) 无阀滤池是一种不设阀门，不需要真空设备，运行完全由水力自动控制的滤池， 它因没有阀门而得名，其构造主要由五部分组成，即顶部的冲洗水箱、中部的过滤 室、底部的集水室以及进水装置和冲洗虹吸装置等。 运行时，来水由进