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中水回收技術

水資源再利用的中水回收技術,越來越受到重視。本案例是針對汙水處理廠之二級出水需做中水回收再利用之解決方案,該廠每日可回收再利用之中水達6000t/d。

 

隨著全球人口成長所帶動的水資源需求以及水資源的污染和品質劣化等問題的日趨嚴重,使得大量水資源的開發及安全用水的確保等課題日益受到重視。近年來,水資源再利用及淡化技術,例如省能源的水處理、海水淡化以及中水回收等技術日益成熟,其中屬於水資源再利用的中水回收技術,越來越受到重視,一方面可以解決水資源緊張的矛盾,並為企業帶來實質經濟效益;另一方面又具有巨大的社會效益和環境效益,減少了對環境的污染,在水資源的開發利用和保護等方面具有良性提升的示範效應。
一、用途簡介
本案例是針對某市汙水處理廠之二級出水需做中水回收再利用之解決方案介紹,該處理廠每日可回收
再利用之中達6000t/d。處理後的中水絕大部分用於合成氨廠迴圈冷卻水補水(5000t/d),
其它用於化工生產和綠化1000t/d)該汙水處理廠二級出水,即本案例中水回收的進水水質指標見表1。
 
表1 水質指標
分析項目
污水廠二級出水
一級出水
二級出水
 pH
6.5-8.5
6.5-8.5
6.5-8
濁度/度
50
5
5
總固體/(mg.L-1)
1200
1000
150
總硬度(以CaCO3計)/(mg.L-1)
500
 
 
總鹼度(以CaCO3計)/(mg.L-1)
500
 
 
氯離子/(mg.L-1)
300
 
 
CODcr/(mg.L-1)
120
 
 
BOD5/(mg.L-1)
40
 
 
氨氮/(mg.L-1)
30
 
 
總磷/(mg.L-1)
3
 
 
石油類/(mg.L-1)
10
 
 
總鐵/(mg.L-1)
2
 
 
懸浮物/(mg.L-1)
50
 
 
異氧菌總數/(mg.L-1)
5×105
 
 
注:一級出水用於生產和綠化,二級出水用於迴圈冷卻水補水。

生活污水經過污水處理廠二級處理達放流水標準後,另外還經砂濾及活性碳等高級處理後,
全部使用於校區內綠地澆灌、沖廁、排入生態池,生態池可收集週邊地面淨流的雨水,
達到水資源永續的利用。
 
二、系統流程圖
鑒於上述水質特點,其主要處理對象是總鹼度、總固體物、氯離子及COD等,其處理目的包括
用於生產和綠化的一級出水及用於迴圈冷卻水補水的二級出水,其設計流程如圖1所示。

1、中水回收流程
一級出水處理採用CASS流程,CASS流程集反應、沉澱、排水為一體,微生物處於好氧-缺氧-厭氧
週期性變化之中,有較好的脫氮、除磷功能。
二級出水的迴圈冷卻水系統的水質要求較高,原水經一級處理後Cl-含量仍高,為此,選用了具備
低壓、高通量、高脫鹽率等優點的進口複合膜RO逆滲透裝置來去除Cl-,因表面不帶負電,具備了
耐污染性的特殊優點。
 
2、污水處理池建物
CASS生化反應池,停留時間4.8h。
複配混凝池,停留時間10min。
平流式沉澱池,停留時間2h。
溶鹽池,總有效容積160m3
污泥池,該池設在污泥脫水機房。
污泥脫水機房,面積200m2
清水提升泵房,面積260m2
綜合廠房,包括二氧化氯發生器。加藥系統、鼓風機、污水提升泵、吸附罐的再生系統及值班控制室。
吸附過濾廠房,內裝5台Φ3600吸附篩檢程式。
反滲透廠房,內設反滲透本體、保安篩檢程式、吸水箱、高壓泵、酸液罐及其酸洗泵等設備。
 
3、主系統設備
潛水混合液回流泵,3台,高峰時同時用。
潛水攪拌機,2台,設在CASS池內。
微孔曝氣器,安裝在CASS池內。材質:內殼ABS,外為特種橡膠。
刮、吸泥機,2套,安裝在平流式沉澱池。
離心鼓風機,1台工作,主要用於CASS池的曝氣系統。
中間加壓水泵,該泵主要作用是將二沉池的出水提升後送人吸附過濾罐。
加藥設備,PAC溶藥及加藥系統。NCF溶液槽及加藥系統。
吸附過濾,採用壓力篩檢程式,共設5台。
反滲透系統,產水量4500m3/d。
滅菌設備採用BD-3000化學法的二氧化氯發生器。包括溫控,投加系統及發生器。

三、案例研討(預算為假設值)

1、本案各項投資估算:工程設備投資費見表2。
表2
項目名稱
造價/萬元
土建工程費用
194
設備及安裝費用
897
其它費用
265
總計
1356
 
2、運行成本估算:工藝處理成本構成見表3。
表3  工藝處理成本構成
序號
名稱
用量
單價
年成本/萬元
1
源水水費
 
6000m3/d
1元/t
216
2
電費
一級出水
3200度/d
0.45元/度
52.56
3
PAC藥劑費
二級出水
4500度/d
0.45元/度
70.6
4
NCF藥劑費
 
360kg/d
2500元/t
32.5
5
食鹽
 
90kg/d
6000元/t
19.5
6
二氧化氯費
 
0.6t/d
500元/t
10.8
 
工資福利
 
60kg/d
4元/kg
0.864
7
 
 
 
1000元/(人.月)
12
8
年運行成本
一級出水
10人
327.364萬元/a
 
 
二級出水
 
414.664萬元/a
 
9
水費
一級出水
 
1.52元/t
 
 
二級出水
 
1.92元/t
 

3、經濟效益
  中水回收後,每年可以節約新鮮水量220×104m3,按工業用水費2.5元/t計,每年的直接經濟效益為150萬元。
4、環境效益
  經過處理後,每年可少向環境排放污染負荷為:
  CODcr:
     {(120-30)×6000+(30-20)×5000×10-6 ×365=215.35t
  懸浮物:
     (50-5)×6000×10-6×365=98.55t

四、其他中水回收設計,供參考

1.設有下水道區域
僅收集浴室及盥洗室之污水至社區小型簡易污水處理廠處理後,再將中水送至中水設備儲水槽使用,經使用後之
中水在連同廚房用水排入公共下水道。
 
中水係指城市污水或生活污廢水經過處理後,達到規定的用水質標準,可在一定範圍內重複使用於非飲用水。
 
中水主要用於廁所沖洗、園林灌溉、道路養護、洗車水、噴水池及冷卻設備補充水等。
2. 學校中水回收系統
學校中水回收系統的選擇應根據當地具體條件來決定。對沒有完善城市下水道之地區,根據水量平衡,
只需處理部份生活污水,其餘部份以及處理過程中產生的剩餘污泥均可直接排入城市下水道。

中水道二元供水系統維護與管理

1.中水輸送的金屬管線應每年定期檢視維修一次。
2. 由於處理過後的中水其懸浮固體物(SS)較高,容易沈澱於貯存水塔底部,必須定期清理水塔底部。
3. 儲存水塔須加以覆蓋,以防止灰塵、蟲等雜質進入,並且覆蓋需牢固。
4. 中水不足時,必須自動打開止水閥及即時補充自來水。
5. 中水水質必須定期檢驗,以符合中水水質標準,並隨時注意污水廠運作狀況。

資料來源:經濟部水資源局

3.內湖污水處理廠處理流程

 

 

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