咸阳路再生水厂迁建工程设计

□文/张 新 刘学明

根据天津市地方标准DB 12/ 599—2015《城镇污水处理厂污染物排放标准》水质要求，天津市主城区五座污水处理厂进入提标改造阶段，津沽、北仓、张贵庄污水处理厂为原厂提标改造工程，咸阳路、东郊污水处理厂为迁建工程，咸阳路再生水厂随污水处理厂而迁建，工程包括新建一座5×104m3/d 的再生水厂和迁建配套管网。

1 再生水厂工程

1.1 概况

咸阳路再生水厂一期工程处理规模5×104m3/d，于2007 年底投入运行，主要服务杨柳青热电厂、海泰产业园区、中北镇养老院、云锦世家、永旺商城、中北宜家等周边用户。迁建工程位于独流减河与陈台子排水河交界处，在原服务范围基础上规划增加了迁建管线周边张家窝、精武镇、中北镇、大学城等区域用户，规模为10×104m3/d，总占地面积3.1 hm2，初期按5×104m3/d 规模安装设备。再生水厂进水为咸阳路污水处理厂一级A 出水，出水满足国家污水再生利用城市杂用、景观、工业用水水质标准。主体采用“浸没式超滤+部分反渗透+次氯酸钠消毒”工艺，新厂现已基本完成土建相关工作，预计2020年实现供水。

1.2 进出水水质

新厂设计进水水质主要依据咸阳路再生水厂实际进水水质，结合DB 12/ 599—2015 和GB/T 31963—2015《污水排入城镇下水道水质标准》进行确定。由于出水主要用于城市杂用、景观、工业等几方面，因此出水水质主要结合GB/T 18920—2002《城市污水再生利用城市杂用水水质》、GBT 18921—2002《城市污水再生利用景观环境用水水质》和GB/T 19923—2005《城市污水再生利用工业用水水质》各种用水的要求综合考虑确定。见表1。

表1 咸阳路再生水厂迁建工程进出水水质

由表1 可以看出，进水色度、悬浮物、COD、BOD5、TN、TP 指标要优于出水。这是由于DB 12/599—2015对污水处理厂出水水质标准进行了提升，但国家城市污水再生利用水质系列标准修订尚未实施，仍以现行再生水水质标准为准。其中，GB/T 18921—2019《城市污水再生利用景观环境用水水质》已于2019年6月4日发布，将于2020年5月1日正式实施，对色度、TN、TP 等指标进一步提升，与DB 12/599—2015 的A 标准基本对接；《城市污水再生利用城市杂用水水质》尚在修订过程中。

进水氯化物、总溶解性固体等盐类指标主要根据咸阳路再生水厂进水现状，结合水厂迁建等因素综合确定，如纪庄子再生水厂迁建后，进水氯化物提升将近100 mg/L，是上游污水处理厂纳入更多的工业污水所致。设计进水水质总溶解性固体≤1 600 mg/L、氯化物≤500 mg/L，会提高再生水对盐的去除率，出水水质的安全保障性会更高[1～2]。

1.3 处理工艺

咸阳路再生水厂工艺流程见图1。

图1 处理工艺流程

新厂选择“浸没式超滤+部分反渗透+次氯酸钠消毒”工艺，关键控制的水质指标为总溶解性固体、氯化物等盐类指标。见表2。

表2 咸阳路再生水厂迁建工程主要工艺参数

与迁建前的再生水厂处理工艺相比，新厂的主要特点：

1）由于污水处理厂提标后增加了高密度澄清池、V 型滤池、臭氧催化氧化接触池等深度处理单元，不再设置混凝沉淀与臭氧脱色除味处理单元，简化了再生水工艺流程；

2）由于天津市液氯监管不断加强，在购买、运输及使用环节给运营单位带来诸多不便，消毒工艺由液氯消毒转变为次氯酸钠消毒，便于再生水厂运行管理、提高供水安全保障性；

3）利用污水处理厂部分一级A 出水代替部分超滤出水，与超滤出水、反渗透出水直接进行勾兑，5×104m3/d=1×104m3/d 一级A 出水+1.2×104m3/d 超滤出水+2.8×104m3/d 反渗透出水，可降低部分生产运行成本；

4）为应对上游盐类超标等情况，将反渗透规模由原来的1×104m3/d 增加至2.8×104m3/d，提高水质安全保障性，避免出现供水能力不足等情况；

5）在不断总结再生水厂运行经验的基础上，原再生水厂存在的一些问题，如清水池防腐、膜池防腐、膜车间药剂腐蚀、冲洗排水溢流等，在新厂设计中已基本解决。

1.4 电气和自控系统

再生水厂供电按二级负荷设计，采用10 kV 电压供电，两路10 kV 电源进线，互为备用，两路10 kV 电源引入再生水厂内部变配电站；设置2 台10/0.4 kV 干式变压器，当一侧电源故障或检修时，母联开关闭合，另一侧变压器带总负荷的70%以上[3]；在膜车间、加氯间、送水泵房以及综合管理用房等处分别设0.4 kV 二级配电系统。

自控系统由就地控制（现场电气控制柜）、过程控制（PLC 分控站）、监控管理（中央控制室）三级组成。根据工艺流程和分布特点，设置膜车间、送水泵房、加氯间3 处PLC 分控站，每个分控站通过星型接线方式接入中控室的千兆以太网交换机。见图2。

图2 自控系统

2 配套管网工程

厂外配套管网共设二条供水干管，约18 km，将新建再生水厂出水输送至现状再生水厂附近的再生水输水干管并在沿途预留多个用水接口，远期向张家窝、精武镇、中北镇、大学城等区域供水，与津沽系统并网，形成多水源供水。见图3。

图3 厂外配套管网

管径按照远期水量10×104m3/d 设计，其中杨电供水干管流量6×104m3/d，变化系数1.0，DN1 200 mm，设计流速为0.61 m/s；市政供水干管流量为4×104m3/d，变化系数1.2，DN1 000 mm，设计流速0.71 m/s。管材选用涂塑复合钢管，其中穿越高速公路、公路、河道、南环铁路等顶管段采用钢筋混凝土专用顶管管材内套DN1 000 mm 涂塑复合钢管。为保证管道维护期间的供水安全，在两根输水干管之间设置4处连通，采用蝶阀控制，保证供水量不小于供水规模的70%[4]。同时在津仓高速与赛达大道东北侧交口处增设7×104m3/d加压泵站一座，功能类似津沽再生水厂系统加压泵站[5]，可实现向老厂、新厂双向供水，为新厂运行调试提供水源；新厂正式启用后，可降低出厂压力，提高管网检修维护期间供水保障率，起到调节水量和增加水压的作用，为再生水用户提供安全供水保障；也可越过泵站，直接向用户供水。

3 结语

咸阳路再生水厂迁建工程是落实天津市再生水利用规划的重要举措，借助迁建管网结合新规划不断拓展周边用户，推动咸阳路系统供水水量不断增长并努力将西青区打造为第二个集城市杂用、工业、景观等多种回用方向的再生水利用示范区。□■