钢铁集团废水深度处理及综合利用工程新建项目可行性谋划书.doc

目录
第一章 总论 7
1.1 项目背景 7
1.1.1概况 7
1.1.2工程必要性 7
1.2 项目名称和主管单位 8
1.3 编制依据、标准、原则和范围 9
1.3.1编制依据和主要资料 9
1.3.2编制所采用的主要标准 9
1.3.3编制原则 10
1.3.4编制范围 10
1.4法律依据 10
第二章 工程建设条件 12
2.1 自然条件 12
2.1.1地理条件及规划特点 12
2.1.2地形地貌及工程地质 12
2.1.3水文及水文地质 12
2.1.4气象与环境条件 12
2.2基础设施条件 13
2.2.1交通条件 13
2.2.2城市基础设施建设 14
第三章污水的水质、水量及处理要求 15
3.1 进水水量和设计规模 15
3.2设计水质的确定 15
3.3处理出水水质要求 16
第4章污水处理工艺方案的确定 17
4.1污水的水质特性 17
4.2工艺流程的选择 17
4.2.1反渗透预处理工艺的对比分析 18
4.3工艺流程的确定及可行性论证 19
4.3.1高密度澄清池 20
4.3.2气水反冲洗滤池 21
4.3.3超滤装置 21
4.3.4反渗透装置 23
4.3.5污泥处理单元 25
4.3.6小结 26
第5章 项目工程设计 27
5.1总平面布置设计 27
5.1.1预处理区域 27
5.1.2深度处理区域 27
5.1.3污泥处理区域 28
5.1.4经济技术指标 28
5.2工程工艺设计 28
5.2.1污水预处理系统 29
5.2.2深度处理系统 31
5.2.3污泥处理系统 34
5.2.4附属建筑物 35
5.3电气设计 37
5.3.1控制方式 38
5.3.2负荷计算 38
5.3.3接地及防雷 44
5.3.4线路敷设 44
5.3.5照明 44
5.4自控及仪表设计 45
5.4.1控制方式 45
5.4.2仪表设计 46
5.4.3控制系统组织 46
5.5建筑结构设计 48
5.5.1建筑设计 48
5.5.2结构设计 49
5.6其它辅助系统设计 53
5.6.1暖通设计 53
5.6.2机修设备设计 53
5.6.3通讯设备设计 53
5.6.4公共工程 53
第六章 安全生产、环境保护、消防及节能 54
6.1安全生产及劳动保护 54
6.1.1主要编制依据 54
6.1.2安全卫生防范措施 55
6.2环境保护 58
6.2.1建设期对环境影响及对策 58
6.2.2运营期的环境影响及对策 62
6.3消防 64
6.4防汛应急预案与安全工作预案 66
6.4.1防汛应急预案 66
6.4.2污水站安全工作预案 70
第7章 组织机构及人员编制 73
7.1组织机构 73
7.2技术管理 74
7.3人员编制及劳动制度 75
第8章 工程实施计划 76
8.1 设计、施工及安装 76
8.1.1设计 76
8.1.2施工 76
8.1.3 安装 76
8.2调试与试运行 77
8.3项目实施计划 77
第9章 工程投资估算及成本分析 80
9.1投资估算编制说明 80
9.2项目资本金 82
9.3资金筹措 82
9.4劳动定员和运行费用分析 82
9.4.1劳动定员分析 82
9.4.2运行费用测算 83
9.4.3 营业收入 84
9.4.4税金及利润计算 84
9.4.5 现金流量分析 84
9.4.6 敏感性分析 85
9.4.7 经济评价指标汇总 85
9.5社会效益分析 86
第10章结论及建议 90
第11章附件 92

4

第一章 总论
1.1 项目背景
1.1.1概况
XXXX钢铁集团有限公司是一家民营企业，总资产 40 亿元。公司是集矿业开发、钢铁冶炼、钢材加工、国际贸易为一体的钢铁联合企业，以中高档家具用钢为核心产品，产能 400 万吨。
公司以“废弃物是一种放错位置的资源”的创新理念，对工业废气、废渣、粉尘等经处理后进行二次能源利用，既有效的保护了生态环境，又提高了资源利用率，同时有效的降低了生产成本，提升了企业的核心竞争力。公司先后通过了《质量管理体系标准GB/T19001—2000》、《环境管理体系要求及使用指南GB/T24001—2004》、《职业健康安全管理体系规范 GB/T28001—2001》三体系认证，环评、安评、水资源认证及清洁生产审计。公司连续 3 年跻身河北百强企业，05、06、07 年位列百强企业 74、37、35 名，中国最具生命力企业 100 强第 41 名，中国制造业 500 强第 402 名，黑色冶金及压延加工业第84 名。2006 年被国家统计局认定为中国大型工业企业。

1.1.2 工程必要性
随之企业生产规模的不断扩大，用水需求也进一步增大，原有的供水系统已经不能满足企业需求，而且企业原有的供水系统的水质条件比较差，不能完全负荷工业用水水质指标，为使经济效益、环境效益以及社会效益协调发展，实现可持续性发展的目标，进一步节能减排、振兴经济，从保护区域地下水源的角度出发，企业决定将城市污水处理厂的出水进行处理再利用，满足新增加的用水需求，同时通过于原有的水源进行勾兑调配，提高整个企业的工业用水品质。对城市污水处理厂的出水进行处理再利用，不仅是保护邻近水系水环境、合理利用水资源的重要举措，同时对前进钢铁集团经济效益的提升和社会形象的树立有积极的意义。
本工程为XXXX钢铁集团有限公司废水深度处理及综合利用工程，本工程规划一期一级处理规模为 700m3/h，一级产水绝大部分指标都满足工业用水水质指标，深度处理高品质的反渗透产水量为 360m3/h，360m3/h 的反渗透产水与 220m3/h 一级处理剩余产水同企业原有的工业用水水源混合，勾兑后的水作为全厂工业用水水源。120m3/h 的反渗透浓水单独收集作为全厂的冲灰、冲渣、降尘等用水。规划的二期工程规模同一期工程相同，二期完成后，城市污水处理厂的出水总利用规模为 1400m3/h。
受XXXX钢铁集团的委托，我们编制了该污水处理工程可行性研究报告，以供业主方及各级环保主管部门和有关专家审查、参考和决策。

1.2 项目名称和主管单位
工程名称：XXXX钢铁集团废水深度处理及综合利用工程
建设地点：建设单位：XXXX钢铁集团
1.3 编制依据、标准、原则和范围
1.3.1 编制依据和主要资料
本方案编制依据和采用的主要资料有：
1)相关部门提供的资料；
2)类似工程的相关资料；
3)我方人员现场走访的情况。
1.3.2 编制所采用的主要标准
1)《地表水环境质量标准》，GB3838-2002；
2)《污水综合排放标准》，GB8978-1996；
3)《城市污水再利用工业用水水质标准》，GB/T 19923-2005；
4)《污水排入城市下水道水质标准》，CJ3082-99；
5)《城市污水回用设计规范》，CECS 61:94；
6)《环境空气质量标准》，GB3095-1996；
7)《大气污染物综合排放标准》，GB16297-1996；
8)《室外排水设计规范》，GB50014-2006；
9)《城市污水生物脱氮除磷处理设计规程》，CECS 149:2003；
10)《给水排水工程结构设计规范》GB50069-2002；
11)《建筑结构荷载规范》，GB50009-2001；
12)《混凝土结构设计规范》，GB50010-2001；
13)《建筑地基基础设计规范》，GB50007-2002；
14)《建筑抗震设计规范》，GB50011-2001；
15)《建筑结构可靠度设计统一标准》，GB50068-2001；
16)《工业企业设计卫生标准》，GB21-2002；
17) 《建筑给水排水及采暖工程施工质量验收规范》，GB50242-2002。
电气设计遵照中华人民共和国国家标准中有关设计规定。
1.3.3 编制原则
1)可行性原则。在工程设计上，在确保工艺上可行的同时，考虑工艺上的可行性与经济上的可行性协调统一。
2)可靠性原则。采用成熟可靠的污水处理工艺。
3)先进性原则。采用当前污水处理领域内先进的工艺。
4)操作管理方便。确保安全、可靠运行的同时，考虑减轻操作管理强度。
5)避免二次污染。在处理污染物的同时，避免产生噪音、污泥及废气等二次污染。
1.3.4 编制范围
本次设计方案编制范围主要包括：
1)污水处理站工艺流程选择与论证；
2)污水处理站工艺方案设计及相关专业方案设计；
3)污水处理站投资估算及经济分析
1.4法律依据
随着人类文明的进步和社会经济的发展，人类已逐步认识到环境保护和污染控制对繁荣经济、稳定社会的重要性。按现行管理体制，归国务院所属的各部委是通过省级的各部门来履行其管理职责的，隶属于省人民政府的市级人民政府，作为行政管理机构，不负责法律的制定，市级政府下属的各管理部门作为执行机构则主要负责监督和执行国家的有关法律和法规。在我国，环境保护已成为一项基本国策，受到了全社会和各级人民政府的重视，中央人民政府和相关的管理部门颁布了一系列的法律与法规，以保证这项基本国策的执行，国家颁布的有关防治环境污染的法规如下：
1)《中华人民共和国环境保护法》，1989 年 12 月；
2)《中华人民共和国环境污染防治法》，1984 年 5 月；
3)《中华人民共和国大气污染防治法》，2000 年 4 月；
4)《中华人民共和国水污染防治法》，2008 年 2 月；
5)《中华人民共和国水污染防治法实施细则》，2000 年 3 月；
6)《中华人民共和国环境噪声污染防治法》，1996 年 10 月；
7)《建设项目环境保护设计规定》，1987 年 3 月；
8)《污水处理设施环境保护、监督管理办法》，1989 年 5 月；
9)《饮用水水源保护区污染防治管理规定》，1989 年 11 月。

第二章 工程建设条件

2.1 自然条件
2.1.1地理条件及规划特点
本工程位于河北省霸州市胜芳镇中兴园区厂区内，距离市污水处理厂 1.5 公里，原水自厂区附近水体提升至本污水处理站。
2.1.2 地形地貌及工程地质
河北霸州市位于冀中平原北部，境内地势平缓，自西北向东南倾斜，呈西高东低之势，地面高程山海拔 11.1 米缓降到 2.1 米,自然坡降为千分之一，比西北邻县低洼。全市地貌按地势和土壤母质成因不同，可分为西北部高上区、东北部风沙区、中部河间洼区、溢流洼溢洪区和东淀滞洪区五个类区。
2.1.3 水文及水文地质
霸州市地处海河水系下游，历史上处于东淀(三角淀)、西淀(白洋淀)之间，上接西淀，下连海河，素称九河下稍。境内港汊交错，淀泊相连。境内现旧河多废，已构成新的水系，有大清河、中亭河、牤牛河、新河等四条季节性河流，以及大型排灌渠 50 条，全长 275 公里。横贯全境东西的中亭堤与大清河之间为溢洪区，西段称溢流洼，东段为东淀。地下水分为全淡、浅淡、咸水三个水质区。

2.1.4 气象与环境条件
风 载：0.4kN/m2
防 震：按 8 度设防（地震加速度为 0.2g）
环 境：防潮湿、防腐
气象条件：
最冷月平均气温：-5.1℃
最热月平均气温：25.1℃
极端最高温度： 36.4℃
极端最低温度 ： -21.9℃
最小相对湿度(2 月)：43%
最大相对湿度(7 月)：81%
年最大降雨量： 942.8mm
年平均降雨量： 640.8mm
日最大降雨量： 86mm
小时最大降雨量： 54mm
全年主导风向： 东风
夏季主导风向： 南风
冬季主导风向： 西北风
夏季平均气压： 1002.3hPa
冻土深度： 61cm

2.2基础设施条件
2.2.1 交通条件
霸州交通便捷，路网纵横交错。京九铁路与津霸铁路、津保高速与即将建成的京开高速、106 国道与 112 国道形成三个“黄金十字交叉”。公路密度达到了 125.64 公里/百平方公里，是全省平均水平的 3.2 倍，是全国平均水平的 7.1 倍。京九铁路京南第一大站--霸州站，为国家二级站，座落在霸州市开发区。市内设地方铁路专用线及货场，货物可直抵香港。保津高速公路从西向东贯穿全市，并于霸州镇、胜芳镇和扬芬港镇各设有一个出口。由霸州驱车至首都机场仅需 1 个多小时，至天津机场仅需 50 分钟。便捷的交通网络使霸州成为华北地区重要的交通枢纽。
2.2.2 城市基础设施建设
道路、水利、电力：霸州市投资大量资金用于基础设施建设工程，通过“双十工程”完成了道路、水利等 200 多项城乡基础设施建设工程，融资 40 多亿元用于市区与胜芳两城基础设施建设，投资 18 亿元用于电力建设，供电保障能力达到 64.8 万千瓦。
通讯：市内电话程控化、传输数字化、电信水平国际化，可与世界 170 多个国家和地区进行联系。
供水：城区日供水可完全满足目前工业和生活用水需要，各乡镇均有各自的供水系统。
第三章 污水的水质、水量及处理要求
3.1 进水水量和设计规模

根据进水水量预测，结合工程分期实施的经济性、合理性，最终确定本工程总体规模为 1400m3/h，其中：
一期规模：预处理产水 700m3/h(480 m3/h 进行深度处理)，深度处理高品质产水量：360m3/h，冲灰冲渣用反渗透浓水：120m3/h；
二期新增：预处理产水 700m3/h(480 m3/h 进行深度处理)，深度处理高品质产水量：360m3/h，二级反渗透产水量 90 m3/h。
3.2设计水质的确定
本污水处理系统原水水源为城市污水处理厂处理达标出水，水质如下表所示：
表 3-1 原水水质表
项目
单位
检测最低
检测最高
PH
/
6.9
8
电导率
us/cm
2500
3900
总硬度
mg/l
1100
1300
钙
mg/l
730
1000
总碱度
mg/l
100
150
氯离子
mg/l
800
1300
COD
mg/l
12
80
总铁
mg/l
0.1
1.28
总磷
mg/l
未检出
未检出
钠离子
mg/l
547
547
亚铁离子
mg/l
0.26
0.26
项目
单位
检测最低
检测最高
锰离子
mg/l
0.83
0.83
硫酸根离子
mg/l
599.7
599.7
磷酸根离子
mg/l
未检出
未检出
氨氢（以N计）
mg/l
5.1
15.67
悬浮物
mg/l
13
13
3.3处理出水水质要求
1)本工程经预处理后，主要控制浊度和硬度两项指标，具体要求如下：
浊度≤ 3NTU；硬度≤ 600mg/L
通过预处理控制进水指标减轻反渗透的负担，确保深度处理系统的稳定运行。
2)经深度处理后出水用作前进钢铁厂的生产补给水，参照以往经验及本钢铁厂目前现状及用水需求，拟定如下设计出水水质：
表 3-2 反渗透出水水质设计参数
项目
单位
允许值

PH

/

7-8
总硬度（以 CaCO3 计

mg/L
≤20

电导率
us/cm

≤200

Cl-
mg/L

≤50

Ca2+
mg/L

≤10
碱度（以 CaCO3 计）
mg/L

≤100


第4章 污水处理工艺方案的确定
4.1污水的水质特性
结合污水来源情况，本工程的原水具有如下特性：
电导率和硬度比较高，最高分别达到 3900mg/L 和 1300mg/L；
较高的化学耗氧量（最高 COD可达 80 mg/l以上）。
4.2工艺流程的选择
在污水处理中，常用的预处理方法主要包括混凝、沉淀、和过滤等。处理对象主要是水中悬浮物和胶体杂质。原水加药后，经混凝使水中悬浮物和胶体形成大颗粒絮凝体，而后通过沉淀进行分离，过滤是利用粒状滤料截留水中的杂质，进一步降低水的浊度。完善而有效的混凝、沉淀和过滤，能有效的降低水的浊度，达到深度处理的进水要求。
污水深度处理主要有以下几种方法：活性炭吸附法、化学氧化法、膜滤法等，其中超滤和反渗透技术由于其稳定、高效等特点得到共识而应用广泛。超滤系统可以有效的去除水中的微生物、大分子胶体等，反渗透则可以有效去除水中可溶性盐类。
在反渗透深度处理系统中，预处理是反渗透能够正常运转，整个系统成败的关键部分。反渗透膜是采用有机材质制造，膜的通道非常狭小，有机物及微粒对膜的污染很严重，因此，特别是对于以回收废水作为水源的反渗透系统，其预处理非常重要，直接关系到整个系统的成败。

4.2.1反渗透预处理工艺的对比分析

反渗透的预处理方法通常有物化处理(过滤、吸附)，浸没式超滤(CMF)，超滤处理(UF)等方法，对比分析如下：

表 4-1 反渗透预处理方法对比分析表

序号

处理方法
比较项目

物化处理
(过滤、吸附)

浸没式超滤
(CMF)

超滤处理(UF

1

工艺特点

多采用物理处理、化学处理相结合的 方式 ，包括絮凝、沉淀、过滤、吸附、氧化、电解等多种方式
多采用中空纤维微滤膜，自动化控制程度较高，辅助设施较多
多采用中空纤维超滤膜，截流分子量 1 万～10万，水、气反冲洗膜的性能对系统运行有帮助，自动化控制程度较高

2
投资规模
较小
较大
较大
3
耗材折旧
较小
较大
较大
4
运行费用
较大
较小
较小
5
运行管理
简单操控
自动化
自动化
6
工艺先进程度
较先进
先进
先进
7
COD去除效果
50%～90%
50%～80%
50%～80%
8
出水浊度(悬浮物)
悬浮物<3mg/l
<0.2NTU
<0.2NTU
9
对油污染的去除效果

活性炭对油的吸附效果、可靠，出水含油小于 1mg/l
对 乳 化 油 去 除 效果明显（分子量足够大），需投加乳化剂
对乳化油去除效果明显（分子量足够大），需投加乳化剂
10
应用讨论
根据不同进、出水
水质及工程要求，
选 择 适 宜 的 工 艺组合
进 口 膜 性 能 在 实际 应 用 中 逐 步 得到认可
目前有国产膜和进口膜，价格和性能差距很大，膜的有机污染与清洗影响使用效果

通过上表可以看出，虽然超滤工艺在设备建成前期投资费用较大，但是超滤运行费用低，经过长期市场运作，其优势主要体现在以下几个方面：
1)超滤透过液水质更好，SDI 和浊度更低，明显的降低了对反渗透的胶体和有机物、微生物污染负荷。
2)由于胶体污染物的减少，反渗透系统的清洗频率明显降低。
3)与传统过滤工艺相比，超滤系统操作更容易，耗时更少。
4)超滤所用化学药品少，所以浓缩废液更容易处理。
5)占地面积更小，在一些大系统中，甚至只相当于传统工艺的 1/5。
6)有利于系统的扩大增容。
7)运行费用比传统工艺要小。
通过以上比较分析，注重实用性和先进性的原则，并根据厂方的现状及膜性能分析等情况，本次可研报告推荐采用外压式中空纤维超滤膜。
4.3工艺流程的确定及可行性论证
根据污水水质的特点进行分析，在广泛调研、认真核算、经济技术方案对比的基础上，考虑处理工艺的先进性和可靠性，参照类似工程经验，同时结合本工程的投资、运行成本的经济性以及今后的运行管理，确定如图所示的处理工艺流程作为本次设计的推荐方案。
原水经调节池由原水泵提升进入高密度澄清池，出水经气水反冲洗滤池进一步去除悬浮物和其他杂质，之后进入深度处理系统即超滤及反渗透，出水经除盐水池进入用水点。
澄清池排泥进入污泥储池，经脱水后外运填埋处置，避免形成二次污染。
本污水处理流程可分为预处理、深度处理、污泥处理三个单元。流程确定如下图：
图 4-1污水深度处理及综合利用工程工艺流程图
4.3.1 高密度澄清池
高密度澄清池是同时完成混合、反应和絮体沉降过程的构筑物。废水在池中的净化是由凝聚剂对废水中微粒的凝聚、料浆中的悬浮泥渣对微絮料的接触絮凝以及泥渣的沉降分离等过程来完成的。当水中微粒与混凝剂作用生成的微絮粒一旦在运动中与相对巨大的泥渣颗粒接触碰撞，就被吸附于泥渣颗粒上而被迅速除去。因此，保持悬浮状态的、浓度均匀稳定的泥渣区，就成为决定澄清池处理效果的关键，也是所有澄清池的共同特点。
高密度澄清池为泥渣提升循环式，进水沿切线方向进入第一反应室,在这里由于搅拌器叶片及涡轮的搅动提升，使进水、药剂和大量回流泥渣等迅速、均匀地混合，发生絮凝。水和初步形成的絮状物流入第二反应室后，强力旋转的水流在此被整流,形成轻度的湍流，流速突减,从而有利于微小絮凝胶粒的长大并和悬浮的回流泥颗粒粘附。后经由第二反应室底部进入分离室，在分离室里完成泥渣与水的最后分离,出水溢流入集水槽中。
高密度澄清池处理效率高，单位面积产水量较大，且适应性强，处理效果较稳定，出水水质较好。
4.3.2 气水反冲洗滤池
气水反冲洗滤池，适用于大、中型水厂，滤层可采用单层均质滤料，也可采用多层滤料或纤维滤料，采用尽量均匀的布水方式将待处理水布到滤层的表面，在恒定水位的作用下，过滤水通过滤层进入下部集水区，完成整个过滤过程。其主要特点是：可采用较粗较厚滤层以增加过滤周期；整个滤层在深度方向的粒径分布基本均匀，不发生水力分级现象，即所谓“均质滤料”，使滤层含污能力提高。
气水反冲洗滤池具有清洗效果好，清洗效率高等优点，反冲洗过程可包括气冲洗过程、气水同时冲洗过程和水洗过程。空气擦洗的目的是将过滤过程中截留的、很难洗脱下来的杂质，通过空气的引入，可以将滤料层破开。这种搅动可以使滤料颗粒相互摩擦，使得污染物从滤料上松动下来。，从而提高清洗效果和清洗效率，另外，气水反冲洗过程大大降低了水洗强度，从而降低了设备的容量和冲洗水量。
4.3.3 超滤装置
1)超滤的工作原理
超滤是以压力为推动力的膜分离技术之一，以大分子与小分子分离为目的，膜孔径在20~1000A 之间。在超滤过程中，水溶液在压力推动下，流经膜表面，小于膜孔的溶剂水及小分子溶质透过膜，成为滤液，比膜孔大的溶质及溶质集团被截留，随水流排出，成为浓缩液。超滤过程为动态过滤，分离是在流动状态下完成的。
目前超滤膜的种类有醋酸纤维滤膜，聚砜膜以及聚酰胺膜等。超滤装置有板框式、管式（内压列管式和外压管束式）、卷式和中空纤维式等。其中中空纤维膜是膜过滤的最主要形式之一，呈毛细管状。其内表面或外表面为致密层，或称活性层，内部为多孔支承体。致密层上密布微孔，溶液就是以其组分能否通过这些微孔来达到分离的目的。
根据致密层位置不同，中空纤维滤膜又可分为内压膜、外压膜及内、外压膜三种。
中空纤维膜组件由壳体、管板、端盖、导流网、中心管及中空纤维组成，有原液进口、过滤液出口及浓缩液出口与系统连接，组装时是把大量的中空纤维膜弯成 U 形而装入圆筒型耐压容器内，纤维束的开口端用环氧树脂浇铸成管板。纤维束的中心轴部安装一根原料液分布管，使原液径向均匀流过纤维束。纤维束的外部包以网布使纤维束固定并促进原液的湍流状态。淡水透过纤维的管壁后，沿纤维的中空内腔，经管板放出，被浓缩了的原水则在容器的另一端排掉。
中空纤维式装置的主要优点是：单位体积内的有效膜表面积比率高，可采用透水率较低而物理化学稳定性好的尼龙中空纤维，该膜不需要支撑材料，寿命可达 5 年。

图 4-2 超滤膜组件结构示意图

浓水

过滤水 进水

2)该工艺的主要特点
超滤技术虽无脱盐性能，但对于去除水中的细菌、病毒、胶体、大分子等微粒相当有效，而且操作压力低，设备简单，广泛的运用于电子工业、医药工业、食品工业等工业废水处理等各个领域。
超滤过程具有如下的特点：
① 过程无相变，可以在常温及低压下进行因而能耗低；
② 物质在浓缩分离过程中不发生质的变化；
③ 能将不同分子量的物质分级分离；
④ 在使用过程中超滤膜无杂质脱落，保证超滤液的纯净。
4.3.4 反渗透装置
1)反渗透的工作原理
反渗透亦称逆渗透（RO），是用一定的压力使溶液中的溶剂通过反渗透膜（或称半透膜）分离出来。因为它和自然渗透的方向相反，故称反渗透。根据各种物料的不同渗透压，就可以使大于渗透压的反渗透法达到分离、提取、纯化和浓缩的目的。反渗透是本水处理系统中最主要的脱盐装置，利用反渗透膜的选择透过特性除去水中绝大部分可溶性盐分、有机物及微生物等。目前，较高选择性的反渗透膜元件除盐率可以高达99.75%。

图 4-3反渗透原理示意图

反渗透膜对进水水质要求较高，为了保护反渗透膜，在进入反渗透系统之前，需经保安过滤器进行预处理。保安过滤器又称为精密过滤器，可以去除浊度 1 度以上的细小微粒。经保安过滤器预处理后的出水进入反渗透膜组件，在高压泵提供的满足反渗透运行的压力作用下，大部分水分子和微量其它离子透过反渗透膜，经收集后成为产品水，通过产水管道进入后续设备；水中的大部分盐分和胶体、有机物等不能透过反渗透膜，残留在少量浓水中，由浓水管排出。在反渗透装置停运时，由程序控制自动冲洗 3~5 分钟，以免浓水侧污染物、盐分等沉积在膜表面，使反渗透膜在停机时能够得到有效的保养。
2)该工艺的主要特点
反渗透技术目前已被广泛的运用于废水脱盐处理中，其应用领域涉及到食品、饮料、石油、化工、电子、制药等。不仅可以用于饮用水、超纯水的制备，更可用于海水淡化、苦咸水淡化、工业废水处理等。
反渗透具有以下主要特点：
① 在常温下不发生相变的条件下，可对溶质和水进行分离，适用于对热敏感物质的分离、浓缩，并且与有相变化的分离方法相比，能耗较低。
② 反渗透膜分离技术杂质去除范围广。
③ 较高的脱盐率和水回用率，可截留粒径几个纳米以上的溶质。
④ 分离装置简单，操作、维护和自控简便，现场安全卫生。
4.3.5 污泥处理单元
本工程的污泥主要来自高效澄清池，污泥的含水率很高，通常在 99%以上。
湿污泥的体积往往为干污泥体积的十几倍到几十倍，如不加处置或处置不当，就会造成环境，特别是地下水环境的二次污染，甚至传播疾病。因此需要进行污泥的浓缩、脱水、稳定处理和最终处置以达到减量化、稳定化、无害化以及资源化的目的。
本工程污泥处理采用污泥脱水方法，该方法的主要优点为占地小，工程投资及运行费用低，二次污染较小等。
类似污水处理厂目前的运行资料表明，一体化带式污泥浓缩脱水机，辅以必要的附属设备（污泥进料泵、絮凝剂投配装置、污泥输送系统等），可以达到很好的污泥浓缩脱水效果，运行费用也较低。
鉴于本工程所产生污泥量较小，故污泥最终处置方式仍采用卫生填埋方式，污泥输送采用车运方式。
4.3.6小结
根据上述进水水质的特点分析、工艺流程分析以及相关类似的工程经验，采用如图4-1 所示的工艺流程在技术上是必要的和可行的。主要体现在以下几个方面：
1)高密度澄清池。根据以往工程经验，集絮凝、沉淀于一体的澄清池占地小、运行灵活，具有可行性、必要性和经济性。
2)气水反冲洗滤池。气水反冲洗滤池可以进一步去除悬浮物和杂质。而且气、水冲洗效果好，大大节省反冲洗用水量。
3)深度处理系统。深度处理系统包括超滤和反渗透。由于反渗透对进水的要求严格，考虑对反渗透组件的保护和出水水质的要求，超滤出水在进反渗透组件之前，通过保安过滤器进行过滤，以保证进水水质。采用该流程可以确保反渗透系统的正常稳定运行。

第5章 项目工程设计

5.1总平面布置设计
工程总图布置主要应符合以下原则：
1)按照功能不同以及主导风向因素，分区布置，用绿化带和道路分隔，主要分为生产区和配套设施区，生产区包括污水预处理、深度处理和污泥处理。
2)处理构筑物布置紧凑以节约占地，同时考虑之间的间距以方便各种管渠施工及维修。
3)水处理构筑物尽量按流程顺序布置，避免管线迂回。
4)考虑人流、物流运输方便，主次道路分工明确。
5)设置溢流管、超越管和事故排放管，以便操作管理灵活方便，各处理构筑物尽可能重力排空。
结合规划用地情况，本污水处理站平面布置可分为三个区域：预处理区域、深度处理区域、污泥处理区域（包括二期工程预留区）。
整个污水处理工程的平面布置如附图所示。
5.1.1 预处理区域
预处理区域包括原水调节池（改建），高效澄清池，气水反冲洗滤池、中间水池、排水池等。空余地带辅以大量的绿化，以充分改善环境。
5.1.2 深度处理区域
深度处理区域位于污水处理站北部，包括超滤、反渗透设备车间、超滤水池、反渗透水池、二级反渗透水池（预留）等。
在充分考虑工程分阶段实施以及日后扩建方便的基础上，水处理构筑物尽量按流程顺序布置，避免了管线迂回现象。
5.1.3 污泥处理区域
污泥处理区域位于污水处理站的南部，包括污泥储池和污泥脱水机房。
5.1.4 经济技术指标
本工程总体规模（包括一期、二期工程）
占地面积：6790m2（约 10 亩）
绿化面积：1018.5m2
道路面积：339.5m2（含次要道路、地坪、堆场等面积）
建构筑物占地面积：2777m2
建筑系数：41%
绿化系数：15%
5.2工程工艺设计
本工程一期规模：净化水：700m3/h，一级反渗透产水量：360m3/h；二期新增：净化水 700m3/h，一级反渗透产水量：360m3/h；二级反渗透产水量 90 m3/h。设计水量一览表如下：
表 5-1设计水量一览表

预处理进水量

除盐水产水量

m3/d
m3/h
m3/d
m3/h
一期工程规模

16800
700
8640

360
总体工程规模

33600

1400

17280

720

各构建筑物设计及设备选型时，充分考虑一期工程与二期工程之间的衔接问题。
5.2.1 污水预处理系统
5.2.1.1 调节池（改建）
设置功能：调节进水的水质，作为进水池及浓水排放池。
设计参数：原调节池容积 2500m3，改建后有效容积不变，在原构筑物基础上加建泵房。
设备设置：
1)插板闸门 1 台，闸门宽 600mm，高为 600mm，渠深 4m。
2)原水泵 3 台，2 用 1 备，二期新增 2 台。单台 Q=400m3/h，H=20m，N=30kw。
3)电磁流量计 1 台。测量范围 0-700m3/h，输出 4-20mA。
5.2.1.2 高密度澄清池
设置功能：集混凝、沉淀为一体，进水通过与泥渣层接触获得澄清。设置 2 组澄清池，一期运行 1 组，二期 2 组并联运行。土建按照总体规模设计及配备，设备按照一期规模设计配备。
设计参数：
1)每套装置处理水量为 700 m3/h，设定 8 小时(具体排泥周期视调试结果而定)排泥一次，靠静压排泥。
2)设计正常进水最大 SS≤500mg/L，停留时间 2h，上升流速为 1mm/s。
3)外形采用竖式圆形钢混结构。共由四部分组成，分别是：快速混合室，慢速混合室，沉淀室和泥浆室。
4)澄清池结构尺寸为：直径 D=16.9m，直筒高度 H=6.35m。
设备设置：
1)高密度澄清池配备 1 台刮泥机和变频调速搅拌机。搅拌机 N=5.5kw；刮泥机 N=1.1kw，刮泥机直径为 D=10.5m。
2)澄清池配置斜管填料，包括斜管及支架。以提高沉淀效率。
5.2.1.3 气水反冲洗滤池
设置功能：通过石英砂滤层截留水中杂质，从而使水获得澄清。一期工程设置 1 组滤池，二期新增 1 组，每组 4 格合建，土建按照总体规模设计及配备，设备按照一期规模设计配备。
设计参数（1 组）：
设计水量 700m3/h
容积负荷 0.35kgNH3-N/m3d
滤床有效高度 1.70m
布水布气系统 气水联合反冲洗方式
反冲洗周期 根据实际运行情况而定，一般 24h~48h
滤速 7.00m/h
池组数 1 组，每组 4 格，单格面积 25m2
滤池每格尺寸 6.2mx4.0mx5.2m
两组滤池之间管廊规格 16.0mx5.8mx5.5m
滤池整体结构尺寸 L×B×H=20.3m×16m×5.5m。
每组放置滤料，设置气水反冲及滤板：
气反冲强度及需气量 15L/m2·s，单格 22.5m3/min（每池 25m2）
水反冲强度及需水量 （单水）6.0L/m2·s，单格 135m3/h（每池 25m2）
设备配置：
1)配水滤板：PVC+钢筋混凝土材质，96m2；本滤池配备长柄滤头，使滤层得到均匀反冲洗。
2)配备 2 套反洗罗茨风机，参数为 Q=23m3/min,H=5m。
3)配备 3 台砂滤反洗泵，2 用 1 备。单台反洗泵 Q=400m3/h，H=20m，N=30kw。
5.2.1.4 中间水池
设置功能：滤池出水的储存场所。
设计参数：土建按照总体规模设计配备，设备按照一期工程设计配备。有效容积为960m3，结构尺寸为 L×B×H=20.3m×16m×3.5m。
设备配置：配备超越水泵 2 台，单台 Q=160m3/h，H=20m，N=15kw。
5.2.1.5 排水池
设置功能：收集滤池反洗排水、地下各单体溢流及排水等。
设计参数：土建按照总体规模设计配备，设备按照一期工程设计配备。有效容积为270m3，结构尺寸为 L×B×H=16.0m×5.7m×3.5m。
设备配置：配备投入式液位变送器1台，以控制排水池液位；配备排水泵 2台，1用 1 备，Q=100m3/h，H=20m，N=11kw。
5.2.2 深度处理系统
深度处理系统主要由超滤系统及反渗透系统组成。
5.2.2.1 超滤系统
设置功能：去除水中微生物、大分子胶体等。
设计参数：土建按照总体规模设计及配备，设备按照一期规模设计配备，预留二期工程基础，配备超滤系统 8 组，其中一期工程设置 4 组，二期工程新增 4 组，单套装置膜组件数量 50 只，膜组件总数量为 200 只。设计参数如下（一期规模）：
设计总进水流量 540 m3/h
设计通量 52.9 L/m2 h
设计回收率 90 %
反洗用水量（单套装置） 13.5 m3/h
净产水流量（单套装置） 121.5 m3/h
运行方式 死端过滤
正常运行进水压力 3 bar
允许最大进水压力 6 bar
反洗频率 30min
分散洗（碱洗）频率 10 hr
分散洗（酸洗）频率 12hr
化学清洗频率 30 days
正常反洗压力 1.5-2.0 bar
最大反洗压力 2.5 bar
气擦洗进气量（单套装置） 500 Nm3/hr
正常气擦洗压力