城镇污水处理厂再生水回用工程实例分析

丁海燕

（凯发新泉水务（泰州）有限公司，江苏 泰州 225300）

污水经过处理后再生利用节约了宝贵的水资源，减少了污水排放量，使水环境污染有所缓解。这样既缓解了水资源不足的压力，又保护了人类赖以生存的生态环境[1]。泰州某城镇污水处理厂根据国家及江苏省城镇污水处理及再生利用设施建设规划的要求，积极推进尾水再生利用设施建设，全面提升污水再生利用水平。

1 再生水回用工程概况

泰州某城镇污水处理厂总规模为2.0万t/d，运行规模约为1.8万t/d，工业废水和生活污水比例为1∶1，其采用格栅+调节池+缺氧池+氧化沟+二沉池+高效絮凝沉淀池+纤维转盘滤池+消毒池处理工艺，出水执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB 18918—2002）的一级A标准。

再生水回用工程总规模为5 000 t/d。一期规模为2 500 t/d，其中，工业冷却循环补充水处理规模为900 t/d，洗涤工艺用水处理规模为900 t/d，城市绿化浇洒用水规模为700 t/d；二期规模为2 500 t/d，全部为工业冷却循环补充水。主要建设内容包括膜处理车间（超滤+反渗透）、清水池、废水池、供水泵房、变配电间、加药间等，土建一次完成，设备分期安装。2019年12月，一期工程建成并投入运行。

再生水回用工程进水全部来自污水处理厂消毒池出水，即进水水质达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB 18918—2002）的一级A标准。再生水主要用作工业循环冷却补充水、洗涤工艺用水及绿化浇洒用水。设计出水水质方面，工业用水达到《城市污水再生利用 工业用水水质》（GB/T 19923—2005）的要求，绿化用水达到《城市污水再生利用 城市杂用水水质》（GB/T 18920—2020）的要求。具体水质指标如表1所示。主要指标有pH、化学需氧量（CODCr）、五日生化需氧量（BOD5）、悬浮物（SS）、氨氮（NH3-N）、浊度、总溶解固体（TDS）、SiO2和Fe离子。

表1 设计进出水水质

2 再生水处理工艺

本工程再生水主要用作工业循环冷却补充水、洗涤工艺用水及绿化浇洒用水，因再生水用作工业用水和城市绿化用水的水质要求差异较大，拟采用不同的工艺流程。

2.1 工业用水处理工艺流程

经检测，进水含盐量约为1 270 mg/L，出水含盐量要求不大于300 mg/L，采用双膜法（超滤+反渗透）工艺可满足要求，如图1所示[2]。污水处理厂消毒池出水进入原水池通过泵提升进入自清洗过滤器，利用滤网直接拦截液体中的杂质、漂浮物、颗粒物等，同时降低水的浊度，减少污垢。过滤器的出水进入超滤装置，利用不对称微孔结构和半透膜介质，依靠膜两侧的压力差作为推动力[3]，以错流方式进行过滤，使溶剂及小分子物质通过，大分子物质和微粒子如蛋白质、水溶性高聚物、细菌等被滤膜阻留，其余进入超滤产水池。

图1 工业用水处理工艺流程

超滤浓水和自清洗过滤器反洗水一起排入废水池，最终进入污水处理厂高效絮凝沉淀池进行再处理。超滤产水池的水经反渗透供水泵抽吸进入保安过滤器，滤除细小物质（如微小的石英砂、悬浮物、细菌及其他杂质），以确保水质过滤精度及保护膜过滤元件不受大颗粒物质的损坏，使原水水质达到反渗透膜的进水要求。出水经反渗透高压泵加压，进入反渗透装置，利用孔径为1/10 000 μm的反渗透膜（RO膜），使较高浓度的水变为低浓度水，同时将工业污染物、重金属、细菌、病毒等大量混入水中的杂质全部隔离，反渗透浓水进入污水处理厂调节池进行后续处理。反渗透装置出水进入清水池，经二氧化氯消毒后，用作洗涤工艺用水和工业冷却循环补充水。

2.2 城市绿化浇洒用水处理工艺流程

污水处理厂消毒池出水和再生水回用装置部分反渗透出水混合（根据实际运行期间的TDS检测情况确定比例），经二氧化氯再消毒后，出水用于城市绿化浇洒，如图2所示[4]。

图2 城市绿化浇洒用水处理工艺流程

3 运行效果

再生水回用工程自2019年6月竣工，调试投入运行以来，出水水质良好，系统稳定运行。对装置进水（消毒池出水）、城市绿化用水取水口出水、回用水装置出水进行监测，2020年各项指标监测结果如表2所示。出厂水余氯不小于0.3 mg/L。

表2 再生水回用工程各构筑物水质

从表2可以看出，城市绿化取水口出水和工业用水的各项指标能达到并优于回用水质标准，满足城市绿化用水和工业回用水的需求。

该污水处理厂再生水回用工程是泰州市第一家建成的规模化污水处理厂再生水回用项目，也是泰州市创建水生态文明城市、推动长江大保护和高质量发展的一项重要举措。污水再生处理后可以用作工业循环冷却水和洗涤工艺用水，该典型案例是污水再生处理后用作工业用水的成功示范。该项目的建成有力减少了污水处理厂尾水与污染物排放，经初步测算，每年约减少CODCr排放量18 t、氨氮排放量0.18 t。同时，该项目促进了水资源重复利用，降低了城市的自来水使用量和地表水使用量，缓解了水资源危机，具有较高的环保效益。另外，该项目促进了污水在区域层次上的再生利用，后期可以扩大向周边工业企业供水的规模，创造可观的经济效益和社会效益。

4 投资及运行费用

该再生水工程已完成投资2 560万元（土建规模5 000 t/d，设备规模2 500 t/d），工业用水单价为5.47元/t，绿化用水单价为3.1元/t，综合水价为4.804元/t。系统运行成本为2.787元/t，其中，药剂费（包含次氯酸钠、氢氧化钠、柠檬酸、阻垢剂、还原剂、杀菌剂、消毒药剂盐酸和氯酸钠）为0.138元/t，电费为0.874元/t，设备折旧及人工费为1.775元/t。

5 结论

根据再生水回用工程运行情况，污水处理厂出水达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB 18918—2002）的一级A标准，再生水回用采用过滤+超滤+反渗透+消毒工艺是合适的[5]。工业用水满足《城市污水再生利用 工业用水水质》（GB/T 19923—2005）的要求，TDS去除率达到95%，再生水回用装置反渗透出水与污水处理厂消毒池出水混合，经消毒后，水质稳定达到《城市污水再生利用城市杂用水水质》（GB/T 18920—2020）的要求。