咸陽路再生水廠遷建工程設(shè)計(jì)

□文/張 新 劉學(xué)明

根據(jù)天津市地方標(biāo)準(zhǔn)DB 12/ 599—2015《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》水質(zhì)要求，天津市主城區(qū)五座污水處理廠進(jìn)入提標(biāo)改造階段，津沽、北倉、張貴莊污水處理廠為原廠提標(biāo)改造工程，咸陽路、東郊污水處理廠為遷建工程，咸陽路再生水廠隨污水處理廠而遷建，工程包括新建一座5×104m3/d 的再生水廠和遷建配套管網(wǎng)。

1 再生水廠工程

1.1 概況

咸陽路再生水廠一期工程處理規(guī)模5×104m3/d，于2007 年底投入運(yùn)行，主要服務(wù)楊柳青熱電廠、海泰產(chǎn)業(yè)園區(qū)、中北鎮(zhèn)養(yǎng)老院、云錦世家、永旺商城、中北宜家等周邊用戶。遷建工程位于獨(dú)流減河與陳臺(tái)子排水河交界處，在原服務(wù)范圍基礎(chǔ)上規(guī)劃增加了遷建管線周邊張家窩、精武鎮(zhèn)、中北鎮(zhèn)、大學(xué)城等區(qū)域用戶，規(guī)模為10×104m3/d，總占地面積3.1 hm2，初期按5×104m3/d 規(guī)模安裝設(shè)備。再生水廠進(jìn)水為咸陽路污水處理廠一級(jí)A 出水，出水滿足國(guó)家污水再生利用城市雜用、景觀、工業(yè)用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。主體采用“浸沒式超濾+部分反滲透+次氯酸鈉消毒”工藝，新廠現(xiàn)已基本完成土建相關(guān)工作，預(yù)計(jì)2020年實(shí)現(xiàn)供水。

1.2 進(jìn)出水水質(zhì)

新廠設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)主要依據(jù)咸陽路再生水廠實(shí)際進(jìn)水水質(zhì)，結(jié)合DB 12/ 599—2015 和GB/T 31963—2015《污水排入城鎮(zhèn)下水道水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》進(jìn)行確定。由于出水主要用于城市雜用、景觀、工業(yè)等幾方面，因此出水水質(zhì)主要結(jié)合GB/T 18920—2002《城市污水再生利用城市雜用水水質(zhì)》、GBT 18921—2002《城市污水再生利用景觀環(huán)境用水水質(zhì)》和GB/T 19923—2005《城市污水再生利用工業(yè)用水水質(zhì)》各種用水的要求綜合考慮確定。見表1。

表1 咸陽路再生水廠遷建工程進(jìn)出水水質(zhì)

由表1 可以看出，進(jìn)水色度、懸浮物、COD、BOD5、TN、TP 指標(biāo)要優(yōu)于出水。這是由于DB 12/599—2015對(duì)污水處理廠出水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了提升，但國(guó)家城市污水再生利用水質(zhì)系列標(biāo)準(zhǔn)修訂尚未實(shí)施，仍以現(xiàn)行再生水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)為準(zhǔn)。其中，GB/T 18921—2019《城市污水再生利用景觀環(huán)境用水水質(zhì)》已于2019年6月4日發(fā)布，將于2020年5月1日正式實(shí)施，對(duì)色度、TN、TP 等指標(biāo)進(jìn)一步提升，與DB 12/599—2015 的A 標(biāo)準(zhǔn)基本對(duì)接；《城市污水再生利用城市雜用水水質(zhì)》尚在修訂過程中。

進(jìn)水氯化物、總?cè)芙庑怨腆w等鹽類指標(biāo)主要根據(jù)咸陽路再生水廠進(jìn)水現(xiàn)狀，結(jié)合水廠遷建等因素綜合確定，如紀(jì)莊子再生水廠遷建后，進(jìn)水氯化物提升將近100 mg/L，是上游污水處理廠納入更多的工業(yè)污水所致。設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)總?cè)芙庑怨腆w≤1 600 mg/L、氯化物≤500 mg/L，會(huì)提高再生水對(duì)鹽的去除率，出水水質(zhì)的安全保障性會(huì)更高[1～2]。

1.3 處理工藝

咸陽路再生水廠工藝流程見圖1。

圖1 處理工藝流程

新廠選擇“浸沒式超濾+部分反滲透+次氯酸鈉消毒”工藝，關(guān)鍵控制的水質(zhì)指標(biāo)為總?cè)芙庑怨腆w、氯化物等鹽類指標(biāo)。見表2。

表2 咸陽路再生水廠遷建工程主要工藝參數(shù)

與遷建前的再生水廠處理工藝相比，新廠的主要特點(diǎn)：

1）由于污水處理廠提標(biāo)后增加了高密度澄清池、V 型濾池、臭氧催化氧化接觸池等深度處理單元，不再設(shè)置混凝沉淀與臭氧脫色除味處理單元，簡(jiǎn)化了再生水工藝流程；

2）由于天津市液氯監(jiān)管不斷加強(qiáng)，在購買、運(yùn)輸及使用環(huán)節(jié)給運(yùn)營(yíng)單位帶來諸多不便，消毒工藝由液氯消毒轉(zhuǎn)變?yōu)榇温人徕c消毒，便于再生水廠運(yùn)行管理、提高供水安全保障性；

3）利用污水處理廠部分一級(jí)A 出水代替部分超濾出水，與超濾出水、反滲透出水直接進(jìn)行勾兌，5×104m3/d=1×104m3/d 一級(jí)A 出水+1.2×104m3/d 超濾出水+2.8×104m3/d 反滲透出水，可降低部分生產(chǎn)運(yùn)行成本；

4）為應(yīng)對(duì)上游鹽類超標(biāo)等情況，將反滲透規(guī)模由原來的1×104m3/d 增加至2.8×104m3/d，提高水質(zhì)安全保障性，避免出現(xiàn)供水能力不足等情況；

5）在不斷總結(jié)再生水廠運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，原再生水廠存在的一些問題，如清水池防腐、膜池防腐、膜車間藥劑腐蝕、沖洗排水溢流等，在新廠設(shè)計(jì)中已基本解決。

1.4 電氣和自控系統(tǒng)

再生水廠供電按二級(jí)負(fù)荷設(shè)計(jì)，采用10 kV 電壓供電，兩路10 kV 電源進(jìn)線，互為備用，兩路10 kV 電源引入再生水廠內(nèi)部變配電站；設(shè)置2 臺(tái)10/0.4 kV 干式變壓器，當(dāng)一側(cè)電源故障或檢修時(shí)，母聯(lián)開關(guān)閉合，另一側(cè)變壓器帶總負(fù)荷的70%以上[3]；在膜車間、加氯間、送水泵房以及綜合管理用房等處分別設(shè)0.4 kV 二級(jí)配電系統(tǒng)。

自控系統(tǒng)由就地控制（現(xiàn)場(chǎng)電氣控制柜）、過程控制（PLC 分控站）、監(jiān)控管理（中央控制室）三級(jí)組成。根據(jù)工藝流程和分布特點(diǎn)，設(shè)置膜車間、送水泵房、加氯間3 處PLC 分控站，每個(gè)分控站通過星型接線方式接入中控室的千兆以太網(wǎng)交換機(jī)。見圖2。

圖2 自控系統(tǒng)

2 配套管網(wǎng)工程

廠外配套管網(wǎng)共設(shè)二條供水干管，約18 km，將新建再生水廠出水輸送至現(xiàn)狀再生水廠附近的再生水輸水干管并在沿途預(yù)留多個(gè)用水接口，遠(yuǎn)期向張家窩、精武鎮(zhèn)、中北鎮(zhèn)、大學(xué)城等區(qū)域供水，與津沽系統(tǒng)并網(wǎng)，形成多水源供水。見圖3。

圖3 廠外配套管網(wǎng)

管徑按照遠(yuǎn)期水量10×104m3/d 設(shè)計(jì)，其中楊電供水干管流量6×104m3/d，變化系數(shù)1.0，DN1 200 mm，設(shè)計(jì)流速為0.61 m/s；市政供水干管流量為4×104m3/d，變化系數(shù)1.2，DN1 000 mm，設(shè)計(jì)流速0.71 m/s。管材選用涂塑復(fù)合鋼管，其中穿越高速公路、公路、河道、南環(huán)鐵路等頂管段采用鋼筋混凝土專用頂管管材內(nèi)套DN1 000 mm 涂塑復(fù)合鋼管。為保證管道維護(hù)期間的供水安全，在兩根輸水干管之間設(shè)置4處連通，采用蝶閥控制，保證供水量不小于供水規(guī)模的70%[4]。同時(shí)在津倉高速與賽達(dá)大道東北側(cè)交口處增設(shè)7×104m3/d加壓泵站一座，功能類似津沽再生水廠系統(tǒng)加壓泵站[5]，可實(shí)現(xiàn)向老廠、新廠雙向供水，為新廠運(yùn)行調(diào)試提供水源；新廠正式啟用后，可降低出廠壓力，提高管網(wǎng)檢修維護(hù)期間供水保障率，起到調(diào)節(jié)水量和增加水壓的作用，為再生水用戶提供安全供水保障；也可越過泵站，直接向用戶供水。

3 結(jié)語

咸陽路再生水廠遷建工程是落實(shí)天津市再生水利用規(guī)劃的重要舉措，借助遷建管網(wǎng)結(jié)合新規(guī)劃不斷拓展周邊用戶，推動(dòng)咸陽路系統(tǒng)供水水量不斷增長(zhǎng)并努力將西青區(qū)打造為第二個(gè)集城市雜用、工業(yè)、景觀等多種回用方向的再生水利用示范區(qū)?！酢?/p>