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浙江麗水松陽某厚壁不銹鋼管廠中央污水處理站的出水由于含鹽量、鈣硬度及氯離子濃度偏高，不能大規模直接回用于生產和消防。工程采用“預處理－超濾－反滲透”工藝處理出水，達到回用標準，近期建設規模為2.5萬m3/d，反滲透濃水經“超濾－納濾”工藝處理進一步回收產水，納濾產生的超濃水經深度處理最終達標排放，廢水總回收利用率可達85%，大大減少企業用水量，實現水資源的循環利用。

1工程概況

浙江麗水松陽某厚壁不銹鋼管廠位于浙江省浙江麗水松陽市北侖區，占地2.33 km2，距離市區38 km，目前年產熱軋卷4×106 t，包括碳素結構鋼、低合金結構鋼、汽車結構用鋼、優質中高碳鋼、冷成型用鋼、電工鋼、耐候鋼等100余個鋼種牌號。

目前該厚壁不銹鋼管廠生產和消防用水由再生水、生產回用水等按一定比例配制而成。其中再生水來自某污水處理廠，為有償使用;生產回用水則為經中央污水處理站處理(采用混合反應沉淀工藝)后的生產廢水。中央污水處理站出水含鹽量、鈣硬度及氯離子等指標偏高，且夏季水溫較高，不能全部回用，大量出水直接排海，一方面造成資源浪費，另一方面大量有償使用再生水，經濟性較差。為提高生產回用水使用量，本工程以中央污水處理站出水為原水進行處理，處理水可直接回用于生產和消防，回收利用率可達85%，在減少水資源浪費的同時削減污染物的排放，符合目前國家倡導的循環經濟、清潔生產的總體發展方針。結合中央處理站出水情況，本項目總規模為3.6萬m3/d，分兩期建設，本工程為一期工程，建設規模為2.5萬m3/d，建設用地面積為5 516 m2。

2設計進、出水水質

2．1設計進水水質

本工程進水(即中央污水處理站出水)水質指標如表1所示。

2．2設計出水水質

根據業主對厚壁不銹鋼管廠用水水質的要求，本工程原水經“預處理－超濾－反滲透”工藝處理后產水回用于生產和消防，設計產水水質如表2所示。反滲透產生的濃水經“預處理－超濾－納濾”工藝處理后，產水送至廠區消防水池，回用于消防及對水質要求較低的生產環節，水質達到生產消防用水標準，如表3所示。納濾產生的超濃水經深度處理，最終水質達到《鋼鐵工業水污染物排放標準》(GB 13456—2012)后排放，主要水質指標如表4所示。

3工藝流程

本工程的處理對象主要有中央污水處理站出水、反滲透濃水、納濾超濃水以及污泥，主要涉及工藝流程如下。

(1)中央污水處理站出水:降溫冷卻+板式格柵+浸沒式超濾+一級反滲透，產水分別進入清水池和生產消防水池;浸沒式超濾反洗水:高密度沉淀池+多介質過濾器，處理后回到超濾系統;本系統設計規模為25 000 m3/d。

(2)反滲透濃水:軟化澄清池+臭氧接觸池+兩級硝化/反硝化濾池+多介質過濾器+外壓式超濾+納濾，產水用于消防;本系統設計規模為7 500 m3/d。

(3)納濾超濃水:鳥糞石(MAP)沉淀+Fenton氧化+臭氧催化氧化+曝氣生物碳池(BAC)+出水池(折點加氯)，處理達標排放;本系統設計規模為3 800 m3/d。

(4)系統產生的污泥經儲泥池暫存后送往厚壁不銹鋼管廠現有污泥沉淀池，利用現有污泥處理設施處理后外運。

4工藝設計

本污水深度處理系統由降溫冷卻單元、浸沒式超濾單元、一級反滲透單元、反滲透濃水處理單元、納濾單元、納濾超濃水處理單元以及輔助單元等七個部分組成。

4．1降溫冷卻單元

降溫冷卻單元采用玻璃鋼方形逆流式冷卻塔，主要是將廢水的溫度由40℃降到32℃以下。

4．2超濾單元

采用浸沒式超濾單元作為一級反滲透的預處理。浸沒式超濾單元包括板式格柵、浸沒式超濾膜、超濾產水池、集水池、高密度沉淀池和多介質過濾器。系統利用浸沒式超濾膜(膜孔徑0.02～0.04μm)去除廢水中的懸浮物、濁度和部分COD等，確保出水的SDI(污泥密度指數)不大于3，濁度不大于0.1 NTU，TSS不大于1 mg/L，以保證后續反滲透處理單元的穩定運行。

為提高系統的回收率，浸沒式超濾排污采用集水池收集，經過高密度沉淀池加藥沉淀和多介質過濾器過濾處理，去除大部分SS和部分COD后，回到超濾進水端重新處理，使超濾的回收率達到近100%。

4．3一級反滲透單元

一級反滲透單元主要包括反滲透膜組件及附屬設施，主要對廢水進行脫鹽處理。反滲透單元的產水率按70%設計，設計產清水量為17 500 m3/d，其中8 000 m3/d至廠區清水池直接回用生產，9 500 m3/d與后續納濾產水混合后至生產消防水池回用。反滲透濃水約7 500 m3/d(包括反滲透沖洗廢水)至后續濃水處理單元進一步處理。

4．4反滲透濃水處理單元

反滲透濃水處理單元包括軟化澄清池、臭氧接觸池、兩級硝化反硝化濾池等。軟化澄清池通過投加氫氧化鈉、純堿等藥劑，去除廢水中Ca2+、Mg2+等離子，減小其對后續納濾膜的污堵，同時去除部分COD、SS。臭氧接觸池通過釋放臭氧，分解廢水中的難降解COD，提高廢水的可生化性。兩級硝化/反硝化濾池主要去除廢水中COD、氨氮和總氮等污染物，盡可能降低污染物濃度，減輕后續納濾處理單元的壓力，設置乙酸鈉投加系統，反硝化碳源不足時作為補充。

4．5納濾處理單元

納濾處理單元包括多介質過濾器、外壓式超濾、中間水池、納濾膜裝置和納濾產水池等。

“多介質過濾器+外壓式超濾”作為納濾膜工藝的預處理單元，保證納濾系統的正常運行。項目用地非常有限，故采用占地小的外壓式超濾膜組件。納濾膜組件主要用于分離廢水中鹽類物質。納濾裝置設計產水率為70%，產清水4 577 m3/d，用于生產消防。納濾超濃水與外壓式超濾反洗排水合并進入超濃水處理單元，設計水量為3 800 m3/d。

4．6納濾超濃水處理單元

納濾超濃水處理單元主要降低超濃水中TDS、電導率、C1－、氨氮等指標。系統主要包括MAP沉淀、Fenton氧化、臭氧催化氧化、曝氣生物碳(BAC)池、折點加氯池、BAC反洗排水池等，處理后外排水達到GB 13456—2012表3中的直接排放標準。MAP單元在超濃水氨氮濃度較高、生物脫氮能力不足時，以化學沉淀方式去除氨氮。Fenton氧化單元主要去除超濃水中大部分難降解有機物。臭氧催化氧化池考慮在超濃水氯離子濃度較高，可能對Fenton處理效果造成影響時，強化去除廢水中難降解COD。部分難降解大分子有機物在兩級高級氧化后轉化為可生化降解小分子有機物，BAC通過活性炭吸附和生物降解聯合作用，保證出水穩定達標。在最終外排水池設置折點加氯，投加次氯酸鈉，保證出水氨氮穩定達標。

4．7輔助單元

輔助單元包括裝置排水收集系統、化學加藥系統、臭氧制備系統、儲泥池、綜合用房等。

5主要處理構筑物設計

5．1預處理及超濾反洗水系統

該系統包括浸沒式超濾預處理單元(降溫冷卻水池、板式格柵等)、浸沒式超濾產水池、浸沒式超濾反洗水處理單元(高密度沉淀池及其產水池、多介質過濾器Ⅰ)、廠區排水收集單元(集水池和中和水池)和外壓式超濾單元(外壓式超濾原水池、自清洗過濾器、外壓式超濾膜組件、超濾清洗系統，用于納濾裝置前的預處理)。

根據用地情況，將降溫冷卻水池、板式格柵、高密度沉淀池及其產水池、超濾產水池等合建，采用鋼砼結構，尺寸為18.8 m×14.1 m×6.0 m，玻璃鋼逆流式冷卻塔置于池頂，配套中壓沖洗水泵、高壓沖洗水泵、多介質過濾器進水泵。將廠區排水收集單元、多介質過濾器Ⅰ和外壓式超濾單元合建，設置組合池，組合池尺寸為17.4 m×16.6 m×4.8 m，配套水池提升泵、外壓式超濾膜組、自清洗過濾器等。

5．2膜車間

膜車間內設浸沒式超濾、一級反滲透、納濾系統及其配套加藥、反洗等設備。膜車間平面尺寸為

24 m×31.74 m×11.5 m，設置兩層。

浸沒式超濾系統設置于膜車間一層，超濾膜總面積為9 180 m2，單個膜架尺寸為3 825 mm×1 300 mm×2 825 mm，PTFE膜，浸沒槽單格尺寸為7 500 mm×4 790 mm×3 600 mm，每池5個膜架，膜池近期4格，預留遠期2格。

一級反滲透系統設置于二層，采用美國陶氏抗污染復合膜，型號為BW 30FＲ－400/34i，裝置數量為4套，以36∶18的配置方式排列，處理規模為210m3/(h·套)，產水回收率不小于70%，配套供水泵、保安過濾器、高壓泵以及低壓沖洗泵等。納濾系統設置于二層，采用美國陶氏抗污染膜，型號為NF 90－400/34i，裝置數量為2套，以16∶9的配置方式排列，處理規模為85 m3/(h·套)，產水回收率不小于70%，配套供水泵、保安過濾器、高壓泵等。

5．3反滲透濃水處理系統

反滲透濃水處理系統包括軟化澄清池、臭氧接觸池、兩級硝化反硝化濾池、多介質過濾器Ⅱ等，多池合建，平面尺寸為32.8 m×25.2 m，池深8～12.5 m。軟化澄清池尺寸為13.5 m×10.0 m×8.0 m。混合反應區停留時間為24 min，沉淀區表面負荷為3.98 m3/(m2·h)。反應區投加氫氧化鈉和碳酸鈉，設計投加量分別為450 mg/L和800 mg/L，配套加藥、絮凝攪拌機、刮泥機、斜管填料等。臭氧接觸池尺寸為14.2 m×13.5 m×8 m，有效水深6.8 m。臭氧接觸時間為3 h，臭氧投加量按50 mg/L設計，配套鈦曝氣盤、臭氧尾氣破壞器等。兩級硝化－反硝化濾池尺寸為32.0 m×10.6 m×11.5 m，其中過濾部分總尺寸為32.0 m×7.0 m，均分為6格，單格尺寸為5.0 m×7.0 m，配套濾料、曝氣風機、反沖洗水泵、反沖洗風機等。

多介質過濾器Ⅱ作為外壓式超濾膜組的預處理單元，設置5套，直徑為3 500 mm，濾料為無煙煤－石英砂－磁鐵礦。

5．4納濾超濃水處理系統

納濾超濃水處理系統包括MAP池、Fenton氧化池、臭氧催化氧化池、曝氣生物碳池(BAC池)、折點加氯池、BAC反洗排水池、污泥池、設備間等部分。多池合建，平面尺寸為31.95 m×22.65 m，池深為6～7 m。

MAP反應池分4格，分別投加氯化鎂、磷酸氫二鈉、氫氧化鈉、PAM溶液，沉淀部分尺寸為8.0 m×8.0 m×6.5 m，沉淀池內設置斜管填料。Fenton處理單元包括Fenton水池、Fenton膨脹床反應器及泵組。Fenton反應器采用鋼結構，配套進水泵、循環泵及絮凝攪拌機。

臭氧催化氧化池接觸時間為2.7 h，臭氧投加量按120 mg/L設計，尺寸為8.1 m×10.2 m×7.0 m，配套鈦板臭氧曝氣盤、尾氣破壞器以及呼吸閥。曝氣生物碳池BAC設置2格，單格尺寸為5.0 m×5.0 m×6.0 m，空床上升流速為3.17 m/h，活性炭濾床為煤質柱狀活性炭2.5 m，配套鼓風機、反沖洗泵、濾板、濾頭、單孔膜空氣擴散器等。折點加氯池設計有效氯投加量為25 mg/L，尺寸為8.0 m×5.0 m×6.0 m，水力停留時間為1.2 h，出水由2套80 m3/h的排海泵排放。

5．5輔助生產系統

5．5．1加藥間及臭氧發生器間

加藥間及臭氧發生器間共兩層，平面尺寸為15.0 m×14.5 m。一層為加藥設備間，層高為6 m，主要配備PAC、PAM以及FeSO4儲存及加藥設備。二層為臭氧發生器間，層高為5 m，配備臭氧發生器、板式換熱器等。雙氧水、乙酸鈉、氫氧化鈉等儲藥及加藥設備設置于室外。

5．5．2儲泥池

儲泥池用于暫存污水深度處理系統產生的污泥，由泵送至現有污泥處理單元。儲泥池尺寸為5.6 m×

6 m×5.5 m，配套潛水攪拌機、污泥螺桿泵等。

5．5．3綜合用房

綜合用房包含中控室、儲藥間、化驗室、機修間、會議室及辦公室。綜合用房尺寸為27.24 m×

24 m×12.2 m。

6實際運行效果

項目建成后穩定運行，分析近一年(2017年3月～2018年3月)的系統運行情況，各單元進、出水指標數據分析如下:本工程采用冷卻塔進水、排海出水(超濃水出水)水質作為系統進、出水水質監測對象，系統實際進、出水水質主要指標如表5所示，一級反滲透產水水質指標如表6所示，納濾產水水質指標如表7所示。

7結語

浙江麗水松陽某厚壁不銹鋼管廠廢水經中央污水處理站處理后，出水經“預處理－超濾－反滲透”工藝處理回用于鋼鐵生產和廠區消防，反滲透濃水經“預處理－超濾－納濾”工藝再處理后進一步回用于廠區消防及水質要求較低的生產環節，納濾超濃水經最終處理達標后排放。

本污水處理工程用地位于厚壁不銹鋼管廠廠區內，總用地面積為5 516 m2。工程建設總投資約為9 120.79萬元，項目運行單位處理水量總成本約為2.90元/t，其中電費約為0.36～0.42元/t，藥耗約為0.5～0.6元/t。

在長期運行中，建議根據進水水質高低及生產消防用水量變化，利用組合工藝各單元運行的靈活性，增減相應功能區，以進一步降低處理成本。工程的實施對改善東海流域的水環境污染有積極的促進作用，同時提高了水資源利用率，大大減少企業的用水量，實現水資源的循環利用。