北京二七机车厂再生水回用工程

王 彦¹，陈为民²，王连俊¹
( 1.北方交通大学土木建筑工程学院，北京 100044；2.铁道第三勘察设计院，天津?300251)

　　摘　 要：在北京二七机车厂再生水回用工程的设计中，经比较确定在原废水处理工艺(出水已达杂用水质要求)基础上，增设了超滤工艺后，出水可满足锅炉用水水质要求。工程处理规模为1030m³/d，可为工厂节约水费为144 万元/a，同时节约排污费为20万元/a。
　　关键词：超滤；再生水回用；水质标准
　　中图分类号：X703.1
　　文献标识码：C
　　文章编号：1000-4602(2002)09-0082-02

　　北京二七机车厂的生产用水量为160×104m³/a，工业废水排放量约为110×10⁴m³/a，水费支出达500万元/a。利用再生水、提高水的重复利用率不仅能降低企业生产用水量、减少污染物排放量，同时还能为企业创造显著的经济效益。

1 工程概况

　　再生水回用工程实施后可为工厂节约自来水用量为45×10⁴m³ /a，废水排放量也将从目前的3000m³/d减少至1500m³/d，即减少废水排放量近50×10⁴m³/a，减少污染物排放量：SS为25t/a、COD为25t/a、石油类物质为5t/a。
　　总排放口综合废水水质：pH值为6.5～8.5，SS为200～300mg/L，COD为150～200mg/L，石油类为20～30mg/L，属含油生产废水。
　　计划将部分再生水回用于厂区绿化、景观、车间扫除、车辆冲洗、办公楼厕所冲洗、动力锅炉房除尘和冲炉渣及堆煤场洒水。其水质达到相应的生活杂用水水质标准：pH值为6.5～9、SS≤ 5mg/L、BOD₅≤10mg/L、COD≤50mg/L、石油类≤5mg/L、总溶解固体TDS≤1000mg/L、总大肠菌群数≤3个/L。
　　另一部分再生水将回用于动力锅炉的补给水，其水质要求较高：pH值为7～10、SS≤1mg/L、COD≤20mg/L、石油类≤2mg/L、细菌总数≤100个/mL。这部分用水需经深度处理。?

2 工艺选择

　　根据对各再生回用水的水质要求选择相应的处理工艺。
2.1 原废水处理工艺
　　该厂于1994年建成了处理量为4000m³/d的生产废水处理站，主要处理工艺流程为隔油→沉淀→两级溶气气浮→砂滤池过滤→消毒。出水可达到杂用水水质要求。
2.2 原废水处理工艺+超滤
　　超滤器可截留废水中的胶体、相对分子质量＞500的大分子、乳化油和细菌病毒等物质，出水水质为：SS≤1mg/L(去除率为80%)、COD≤20mg/L(去除率为60%)、BOD₅≤2mg/L(去除率为80%)、石油类≤0.5mg/L(去除率为90%)、细菌未检出，达到了低压锅炉用水水质要求。超滤系统工艺流程见图1。
　　5μm保安过滤器：GJM-80型1000×2500滤罐2套，单罐产水量为30～50m³/h，进、出水压差为0.05～0.2MPa。
　　超滤器：采用聚砜内压式中空纤维膜组件超滤器2套，超滤膜平均切割分子质量为30000u 、操作压力为0.2～0.3MPa，单套超滤器由60个90×1000的中空纤维膜组件组成，设计进水量为35m³/h，滤出水量为23m³/h，滤后浓水量为12m³/h。?

　　膜清洗系统：为保持一定的膜通量，超滤膜必须定期清洗，设置化学清洗和空气、超滤后水反洗装置，清洗周期为1～6个月，膜预期使用寿命为18～24个月。
2.3 原废水处理工艺+活性炭吸附
　　活性炭吸附工艺流程见图2。系统出水水质为SS≤2mg/L(去除率为60%)、COD≤20mg/L(去除率为60%)、BOD₅≤2 mg/L(去除率为80%)、油类≤1.0mg/L(去除率为80%)、总大肠菌群数≤3个/L。

　　因处理水量大(50 m³/h)，故采用多床并联吸附装置。设计选用ZJ-15型活性炭，1600×4000连续式降流式固定床吸附塔5座，并联使用。
　　空塔流速为5m/h、通水量为6.0m³/kg、炭层高度为2.0m、接触时间为20min、炭层密度为0.5t/m³、吸附塔填装活性炭总质量为10000kg，理论上运营90d后需对活性炭进行再生处理。
2.4 经济比较
　　后两种系深度处理工艺，对原废水处理站的改造完全相同，工程改造部分预算均为55.90万元，回用管网和再生水处理配套房屋、电力等工程预算均为65.50万元，采用超滤与活性炭工艺的设备预算分别为103.80万元和105.80万元。
　　两种工艺的运行成本预算比较见表1。

表1 超滤与活性炭工艺运行成本比较 项 目 超滤(规模为1030m³/d)活性炭(规模为1000m³/d) 费用 运行成本(元/d) 费用 运行成本(元/d) 人工费 30元/d×7人 210 30元/d×9人 270 电费 600 (kW·h)/d 360 600 (kW·h)/d 360 清洗药剂 5000元/a 15 5000 元/a 15 膜更换费用 6万元/a 180 无 　 活性炭?
再生电费 无 　 80000(kW·h)/a 150 补充活性炭费用 无 　 4000kg/a×3元/kg 40 消毒耗盐 5 kg NaCl 10 5kgNaCl 10 折旧费 6.24万元/a 190 6.34万元/a 192 维修费 5.2万元/a 158 5.3万元/a 160 运营费 　 1123 　 1197 处理成本 1.09元/m³ 　 1.20元/m³ 　 注：1年按330d计算，水处理设备综合折旧率为5%，土建构筑物综合折旧率为2%，年维修费按设备费的5%计算。

　　由表1可见，活性炭的再生工艺复杂、再生耗能大、运营费较高，而超滤工艺的运行管理相对简单、处理效果稳定、处理成本比活性炭吸附工艺低，故采用超滤工艺优于活性炭吸附工艺。?

3 经济效益分析

　　超滤工艺的工程预算总额为225.20万元。正式运行后，若按回用水量为45×10⁴m³/a计，则平均处理成本(含设备折旧和维修费)约为1.4元/m³，处理总费用约为63万元/a；而工厂可节约自来水费为144万元/a，节约排污费为20元/a。工程投资回收期约为2.3a。

4 结语

　　本设计将超滤技术成功地应用于大规模生产废水回用工程中，处理能力达1030m³/d，为我国工业废水资源化提供了示范实例。

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　　收稿日期：2002-01-30