王 彥¹，陳為民²，王連俊¹
( 1.北方交通大學土木建筑工程學院，北京 100044；2.鐵道第三勘察設計院，天津?300251)

　　摘　 要：在北京二七機車廠再生水回用工程的設計中，經比較確定在原廢水處理工藝(出水已達雜用水質要求)基礎上，增設了超濾工藝后，出水可滿足鍋爐用水水質要求。工程處理規模為1030m³/d，可為工廠節約水費為144 萬元/a，同時節約排污費為20萬元/a。
　　關鍵詞：超濾；再生水回用；水質標準
　　中圖分類號：X703.1
　　文獻標識碼：C
　　文章編號：1000-4602(2002)09-0082-02

　　北京二七機車廠的生產用水量為160×104m³/a，工業廢水排放量約為110×10⁴m³/a，水費支出達500萬元/a。利用再生水、提高水的重復利用率不僅能降低企業生產用水量、減少污染物排放量，同時還能為企業創造顯著的經濟效益。

1 工程概況

　　再生水回用工程實施后可為工廠節約自來水用量為45×10⁴m³ /a，廢水排放量也將從目前的3000m³/d減少至1500m³/d，即減少廢水排放量近50×10⁴m³/a，減少污染物排放量：SS為25t/a、COD為25t/a、石油類物質為5t/a。
　　總排放口綜合廢水水質：pH值為6.5～8.5，SS為200～300mg/L，COD為150～200mg/L，石油類為20～30mg/L，屬含油生產廢水。
　　計劃將部分再生水回用于廠區綠化、景觀、車間掃除、車輛沖洗、辦公樓廁所沖洗、動力鍋爐房除塵和沖爐渣及堆煤場灑水。其水質達到相應的生活雜用水水質標準：pH值為6.5～9、SS≤ 5mg/L、BOD₅≤10mg/L、COD≤50mg/L、石油類≤5mg/L、總溶解固體TDS≤1000mg/L、總大腸菌群數≤3個/L。
　　另一部分再生水將回用于動力鍋爐的補給水，其水質要求較高：pH值為7～10、SS≤1mg/L、COD≤20mg/L、石油類≤2mg/L、細菌總數≤100個/mL。這部分用水需經深度處理。?

2 工藝選擇

　　根據對各再生回用水的水質要求選擇相應的處理工藝。
2.1 原廢水處理工藝
　　該廠于1994年建成了處理量為4000m³/d的生產廢水處理站，主要處理工藝流程為隔油→沉淀→兩級溶氣氣浮→砂濾池過濾→消毒。出水可達到雜用水水質要求。
2.2 原廢水處理工藝+超濾
　　超濾器可截留廢水中的膠體、相對分子質量＞500的大分子、乳化油和細菌病毒等物質，出水水質為：SS≤1mg/L(去除率為80%)、COD≤20mg/L(去除率為60%)、BOD₅≤2mg/L(去除率為80%)、石油類≤0.5mg/L(去除率為90%)、細菌未檢出，達到了低壓鍋爐用水水質要求。超濾系統工藝流程見圖1。
　　5μm保安過濾器：GJM-80型1000×2500濾罐2套，單罐產水量為30～50m³/h，進、出水壓差為0.05～0.2MPa。
　　超濾器：采用聚砜內壓式中空纖維膜組件超濾器2套，超濾膜平均切割分子質量為30000u 、操作壓力為0.2～0.3MPa，單套超濾器由60個90×1000的中空纖維膜組件組成，設計進水量為35m³/h，濾出水量為23m³/h，濾后濃水量為12m³/h。?

　　膜清洗系統：為保持一定的膜通量，超濾膜必須定期清洗，設置化學清洗和空氣、超濾后水反洗裝置，清洗周期為1～6個月，膜預期使用壽命為18～24個月。
2.3 原廢水處理工藝+活性炭吸附
　　活性炭吸附工藝流程見圖2。系統出水水質為SS≤2mg/L(去除率為60%)、COD≤20mg/L(去除率為60%)、BOD₅≤2 mg/L(去除率為80%)、油類≤1.0mg/L(去除率為80%)、總大腸菌群數≤3個/L。

　　因處理水量大(50 m³/h)，故采用多床并聯吸附裝置。設計選用ZJ-15型活性炭，1600×4000連續式降流式固定床吸附塔5座，并聯使用。
　　空塔流速為5m/h、通水量為6.0m³/kg、炭層高度為2.0m、接觸時間為20min、炭層密度為0.5t/m³、吸附塔填裝活性炭總質量為10000kg，理論上運營90d后需對活性炭進行再生處理。
2.4 經濟比較
　　后兩種系深度處理工藝，對原廢水處理站的改造完全相同，工程改造部分預算均為55.90萬元，回用管網和再生水處理配套房屋、電力等工程預算均為65.50萬元，采用超濾與活性炭工藝的設備預算分別為103.80萬元和105.80萬元。
　　兩種工藝的運行成本預算比較見表1。

表1 超濾與活性炭工藝運行成本比較 項 目 超濾(規模為1030m³/d)活性炭(規模為1000m³/d) 費用 運行成本(元/d) 費用 運行成本(元/d) 人工費 30元/d×7人 210 30元/d×9人 270 電費 600 (kW·h)/d 360 600 (kW·h)/d 360 清洗藥劑 5000元/a 15 5000 元/a 15 膜更換費用 6萬元/a 180 無 　 活性炭?
再生電費 無 　 80000(kW·h)/a 150 補充活性炭費用 無 　 4000kg/a×3元/kg 40 消毒耗鹽 5 kg NaCl 10 5kgNaCl 10 折舊費 6.24萬元/a 190 6.34萬元/a 192 維修費 5.2萬元/a 158 5.3萬元/a 160 運營費 　 1123 　 1197 處理成本 1.09元/m³ 　 1.20元/m³ 　 注：1年按330d計算，水處理設備綜合折舊率為5%，土建構筑物綜合折舊率為2%，年維修費按設備費的5%計算。

　　由表1可見，活性炭的再生工藝復雜、再生耗能大、運營費較高，而超濾工藝的運行管理相對簡單、處理效果穩定、處理成本比活性炭吸附工藝低，故采用超濾工藝優于活性炭吸附工藝。?

3 經濟效益分析

　　超濾工藝的工程預算總額為225.20萬元。正式運行后，若按回用水量為45×10⁴m³/a計，則平均處理成本(含設備折舊和維修費)約為1.4元/m³，處理總費用約為63萬元/a；而工廠可節約自來水費為144萬元/a，節約排污費為20元/a。工程投資回收期約為2.3a。

4 結語

　　本設計將超濾技術成功地應用于大規模生產廢水回用工程中，處理能力達1030m³/d，為我國工業廢水資源化提供了示范實例。

　　電　　話：(022)26175400?
　　E-mail:wangyan0007@263.net.cn
　　收稿日期：2002-01-30