1 設計進、出水水質及流量
該企業(yè)排水量約400 m3/d，主要為生產廢水，生活污水比例較小。生產廢水主要來自鍋爐排污水、離子交換樹脂再生水、氮站空壓機外排水、循環(huán)水冷卻水系統(tǒng)外排水、蒸汽冷凝水、各車間沖洗地面水。污水處理后主要回用作循環(huán)冷卻水系統(tǒng)補水，其他作為廠區(qū)綠化、沖廁、道路清掃用水。因此處理后的水質在滿足《工業(yè)循環(huán)冷卻水處理設計規(guī)范》(GB 50050—2007)中規(guī)定的再生水作為間冷開式系統(tǒng)補充水的水質指標要求的同時，還應滿足《城市污水再生利用 城市雜用水水質》(GB/T 18920—2002)中城市綠化、道路清掃和沖廁的要求。
根據原水來源及出水水質要求，確定進、出水水質指標見表 1，設計處理水量為400 m3/d。
由于中水回用水量在時間上不均勻，例如循環(huán)冷卻水補水量白天多、夜間少，綠化用水和廠區(qū)道路沖洗用水瞬時流量大，沖廁用水流量在早、中、晚都有高峰值，因此中水回用供水能力設計為 40 m3/h。
2 工藝流程
由于污水處理后主要供循環(huán)冷卻水系統(tǒng)補水，對水質要求較高。水解酸化工藝可提高污水的可生化性。曝氣生物濾池(BAF)集生物氧化、截留懸浮固體為一體，具有抗沖擊負荷能力強、污泥產量較少、出水水質穩(wěn)定等特點〔1, 2〕。超濾在過濾微細懸浮物及膠體物質方面具有良好的效果〔3, 4〕，因此采用水解酸化—曝氣生物濾池—超濾組合工藝進行處理，工藝流程如圖 1所示。從流程上分為3個部分： 預處理工藝、生化處理工藝和深度處理工藝。其中生化處理工藝為水解酸化—兩級曝氣生物濾池工藝，深度處理工藝為超濾工藝。
圖 1 污水處理工藝流程
3 主要處理單元及設計參數
(1)格柵。設置1道不銹鋼格柵，柵條間隙為6 mm，柵渣采用定期人工清理方式。
(2)調節(jié)池。地下鋼筋混凝土結構，共1座，有效容積為200 m3，有效水深3.5 m。池內均設鼓風曝氣，空氣擴散裝置為穿孔管曝氣器。
(3)水解酸化池。采用地下鋼筋混凝土結構，共1座，有效水深3.5 m，有效容積70 m3，池內掛填料，池內升流速度控制在0.8 m/h。
(4)初沉池。采用豎流式沉淀池，鋼結構。沉淀時間為1.5 h，水力表面負荷為1.5 m3/(m2·h)，初沉池污泥排至污泥濃縮池。
(5)曝氣生物濾池。采用兩級曝氣生物濾池工藝，第一級為C/N型濾池，主要去除含碳有機污染物及截留大部分SS，同時部分降解氨氮;第二級為N型濾池，主要完成對氨氮的硝化降解，并進一步截留SS及去除COD、BOD。
C/N型曝氣生物濾池有機容積負荷取1.5kg/(m3·d) ，濾池高度為6.0 m，池體采用鋼結構，池內設 10 m3球形輕質多孔陶粒濾料，配水形式為長柄濾頭配水，配氣形式為單孔膜空氣擴散器配氣。N型曝氣生物濾池氨氮負荷取0.7 kg/(m3·d)，濾池高度為5.2 m，池體采用鋼結構，池內設7.5 m3球形輕質多孔陶粒濾料，配水形式為長柄濾頭配水，配氣形式為單孔膜空氣擴散器配氣。
(6)中間水池。中間水池主要作用是保障二級曝氣生物濾池的供水及保護提升泵，有效容積為10 m3，鋼結構。
(7)二沉池。采用豎流式沉淀池，鋼結構，沉淀時間2 h，水力表面負荷為1.0 m3/(m2·h)，二沉池污泥排至污泥濃縮池。
(8)砂濾池。二級曝氣生物濾池出水自流入砂濾池，池體為鋼結構。設計濾速為10 m/h，有效過濾面積為3.14 m2，單池尺寸為D 2.0 m×3.9 m，配水形式為長柄濾頭配水。砂濾池按周期運行，每個周期分為過濾和反洗兩個階段，自動交替運行，反沖洗出水返回調節(jié)池重新進行處理。
(9)消毒。消毒系統(tǒng)采用一個消毒模塊，12支低壓汞燈布置于消毒渠內，消毒系統(tǒng)能實現對石英燈管的在線清洗。系統(tǒng)的消毒渠道出水都采用2個不銹鋼溢流槽，以控制系統(tǒng)水面的平穩(wěn)性。
(10)超濾。膜組件采用高抗污染的PVDF中空纖維超濾膜，殼體材質為UPVC，中空纖維內徑為0.6 mm、外徑為1.1 mm，單支膜表面積為40 m2，截留孔徑為0.03 μm。整套設備處理水量為400 m3/d，可實現自動在線反沖洗，超濾膜設有旁通。配套設備包括進水泵、貯氣罐、反洗罐、反洗泵。
(11)回用水池。回用水池有效容積為 200 m3，為地下鋼筋混凝土結構。中水回用采用變頻恒壓供水，供水能力設計為 40 m3/h。供水壓力可通過變頻器在0~0.6 MPa內進行調節(jié)，以滿足循環(huán)冷卻水系統(tǒng)補水、綠化、沖廁及廠區(qū)道路沖洗的使用要求。
(12)污泥處理。污泥濃縮池采用豎流式濃縮池，地下鋼筋混凝土結構。濃縮時間取10 h，濃縮后污泥排至板框壓濾機進行脫水，泥餅定期外運至專門的污泥處理廠處置。
(13)控制系統(tǒng)。自動控制系統(tǒng)由PLC及上位操作站組成，集中布置在值班控制室，PLC與上位操作站之間通過通訊網絡相連接，上位操作站采用工業(yè)控制機。通過PLC系統(tǒng)可自動控制現場各種泵、風機的啟停及風量、水量等各種工藝參數的調整，值班室設置上位監(jiān)視系統(tǒng)，以滿足生產使用。
4 調試及運行
該工程竣工后進入調試階段，先后經過單機調試、單元調試、分段調試(掛膜)及整體調試等過程，20多天后出水水質達到設計要求，投入正式運行。自工程正式運行以來，處理出水水質一直穩(wěn)定達標，可滿足《工業(yè)循環(huán)冷卻水處理設計規(guī)范》(GB 50050—2007)中規(guī)定的再生水作為間冷開式系統(tǒng)補充水的水質指標要求及《城市污水再生利用 城市雜用水水質》(GB/T 18920—2002)中城市綠化、道路清掃和沖廁的要求，主要水質指標見表 2。
5 技術經濟指標
該工程總投資為233.4萬元，其中土建工程為94.4萬元，設備投資為106萬元，安裝工程費為23萬元，其他投資為10萬元，噸水成本為2.10元(含折舊)。廢水處理回用工程實施后，處理后的中水全部回用，每年可節(jié)水1.44×105 m3，按自來水價格6.11元/m3計，則用中水代替自來水后每噸可節(jié)約4.01元，年節(jié)水收益為57.75萬元，工程運行4 a后，可收回全部投資。
6 結語
對某玻璃企業(yè)混排的生產廢水及生活污水進行收集，采用水解酸化—曝氣生物濾池—超濾組合工藝進行處理，污水經處理達標后回用于循環(huán)冷卻水系統(tǒng)、綠化澆灌、沖廁、沖洗廠區(qū)道路等，實現了廠區(qū)污水零排放，年減少COD排放量12.41 t，年節(jié)水1.44×105 m3，實現了環(huán)境效益和經濟效益的雙羸。
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