CN105016533A - 将中水作为地铁空调循环冷却水补水的组合处理系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种将中水作为地铁空调循环冷却水补水的组合处理系统，所述处理系统包括有依次通过管道连接的管道混合器、混凝沉淀池、超滤膜组件、软化装置、水箱，在混凝沉淀池、超滤膜组件的连接管道上设有超滤加压泵，在超滤膜组件与水箱之间设置带有反洗泵的连接管道，超滤膜组件一侧设有反冲洗水排放口，水箱一侧设有连接给水加压泵的管道出口，并与地铁空调循环冷却水系统接口连接；经投加混凝剂的中水通过混合进入管道混合器，接着依次经过混凝沉淀池、超滤膜组件、软化装置进行处理，最后进入水箱备用。本发明的效果是该系统工艺简单，节能高效，自动化程度高。发掘了地铁空调循环冷却水的补水水源，既可减少地铁的运行费用，又可节约洁净水资源，实现了水资源的循环利用。

Description

将中水作为地铁空调循环冷却水补水的组合处理系统

技术领域

本发明涉及一种将中水作为地铁空调循环冷却水补水的处理系统，特别是一种工艺简单、节地高效、自动化程度高的将中水作为地铁空调循环冷却水补水的组合处理系统。

背景技术

我国地铁建设正处于较快发展期，在建和已建车站数量巨大，且大多设置了空调系统。这些地铁车站或枢纽内空调循环冷却水的日补水量都很大，普通车站的日补水量在200m³左右，而大型枢纽车站日补水量更大，例如天津站地铁枢纽设计补水量900m³/d(不含铁路站房部分)、天津于家堡交通枢纽设计补水量为2700m³/d(含铁路站房部分)、天津市文化中心地铁换乘枢纽设计补水量为800m³/d。按照目前天津市非居民用水每吨水价7.85元计算，普通车站的夏季日运营水费约1570元，枢纽的夏季日运营水费在6280～21195元之间。由此可见，这样大的日用水量，采用自来水很不经济，也不利于水资源的节约利用，因此有必要探索采用其他水源的方案。

我国城市污水处理工程日益完善，越来越多的污水处理厂在污水进行二级处理后，不再是直接排入天然河流，而是进行深度处理，作为中水回用于城市的绿化、道路浇洒、洗车等，如天津东郊污水处理厂日处理生活污水40万吨，日供中水5万吨；泰达污水处理厂日处理污水量20万吨，日供中水5万吨。实际上，上述的污水处理厂的中水产量还可以进一步提高，而且随着社会节能环保意识的增加和经济的发展，城市中水管网会日趋完善。如何采用中水作为地铁空调循环冷却水补水水源值得研究。

目前，把中水回用于循环冷却水系统西方早在20世纪40年代初就有实践。美国利用中水作为循环冷却水系统补充水的项目不下几百个，多集中在西南部缺水地区。我国亦有城市中水用于电厂循环冷却水的工程实践。

但是将中水引入地铁车站，作为地铁空调循环冷却水的补水在我国尚属空白，没有先例。因此，研发一种将中水作为地铁空调循环冷却水补水的组合处理系统，既可增加中水的使用范围，节约净水资源，又可对中水使用的推广起到积极作用，是实现水资源循环利用的又一有效途径，具有很强的社会效益。

发明内容

针对现有技术空白，本发明的目的是提供一种将中水作为地铁空调循环冷却水补水的组合处理系统，将中水处理后作为地铁车站内空调冷却水系统的补水，既可节省地铁的运营费用，也为中水的推广应用提供了新途径。本发明工艺简单，自动化程度高，维护工作量小，适用于设有空调系统且附近有市政中水可利用的地铁车站，也可用于其他民用建筑。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是提供一种将中水作为地铁空调循环冷却水补水的组合处理系统，其中：所述处理系统包括有依次通过管道连接的管道混合器、混凝沉淀池、超滤膜组件、软化装置、水箱，在混凝沉淀池、超滤膜组件的连接管道上设有超滤加压泵，在超滤膜组件与水箱之间设置带有反洗泵的连接管道，超滤膜组件一侧设有反冲洗水排放口，水箱一侧设有连接给水加压泵的管道出口，并与地铁空调循环冷却水系统接口连接；经投加混凝剂的中水通过混合进入管道混合器，接着依次经过混凝沉淀池、超滤膜组件、软化装置进行处理，处理后水质浊度<1NTU、硬度以CaCO₃计<3mg/L、磷含量<0.5mg/L、BOD₅<5mg/L，最后进入水箱备用。

本发明的效果是使用该将中水作为地铁空调循环冷却水补水的组合处理系统，改善了中水水质，可将其用于地铁空调循环冷却水补水，对于普通地铁车站，每年可减少运行费用14.7％，可节约洁净水资源36000m³，对于大型枢纽地铁站则每年可节约洁净水资源270000m³，实现了水资源的循环利用。同时，填补了中水应用于地铁空调循环冷却水补水处理系统的空白。本发明工艺简单、节地高效、自动化程度高、出水水质稳定(见下表)，完全满足空调循环冷却水水质要求，在地铁车站内实用性强，成套设备占地少，有很好的推广前景。

中水作为地铁空调循环冷却水补水的组合处理系统出水水质

附图说明

图1为本发明的将中水作为地铁空调循环冷却水补水的组合处理系统流程图。

具体实施方式

结合附图对本发明的中水作为地铁空调循环冷却水补水的组合处理系统结构进一步说明。

本发明的将中水作为地铁空调循环冷却水补水的组合处理系统将中水作为地铁空调循环冷却水补水的组合处理系统，所述处理系统包括有依次通过管道连接的管道混合器1、混凝沉淀池2、超滤膜组件3、软化装置4、水箱5，在混凝沉淀池2、超滤膜组件3的连接管道上设有超滤加压泵，在超滤膜组件3与水箱5之间设置带有反洗泵的连接管道，超滤膜组件3一侧设有反冲洗水排放口，水箱5一侧设有连接给水加压泵的管道出口，并与地铁空调循环冷却水系统接口连接。

经投加混凝剂的中水通过管道混合器1混合，依次经过混凝沉淀池2、超滤膜组件3、软化装置4进行处理，处理后水质浊度<1NTU、硬度以CaCO₃计<3mg/L、磷含量<0.5mg/L、BOD₅<5mg/L，最后进入水箱5备用。

所述混凝沉淀池1包括有进水口，进水口后连接带有折板的絮凝池，絮凝池后部连接有带有斜管的沉淀池，沉淀池底部设有集泥斗和排泥管，沉淀池一端设有出水堰及出水管。

所述超滤膜组件3包括进水管，进水管后部依次连接有膜孔小于0.01微米的超滤膜组件及出水管。

所述软化装置4包括有进水管，进水管依次连接装有离子交换树脂的交换器及出水管，同时交换器一侧还连接用于交换器内离子交换树脂再生的盐箱。

如图1所示，本发明的将中水作为地铁空调循环冷却水补水的组合处理系统，中水首先经过加药在管道混合器1内进行混合，然后进入混凝沉淀池1，经混凝沉淀处理后，可进一步去除中水浊度、部分COD_Mn以及磷，使水中磷含量始终低于空调循环冷却水补水水质要求；中水经混凝沉淀池2处理后经超滤加压泵加压后进入超滤膜组件3处理，超滤膜孔小于0.01微米，能彻底滤除水中的细菌、铁锈、悬浮物、部分BOD₅、COD_Mn等物质，出水浊度0.1左右；最后超滤膜组件3出水进入软化装置4，去除大部分硬度，使处理出水硬度以CaCO₃计低于3mg/L，远低于空调循环冷却水补水水质标准；经软化装置4处理后的中水完全满足空调循环冷却水补水水质要求，储存于水箱5。处理后的中水可经给水加压泵加压进入地铁空调循环冷却水系统。

下面，结合实施例对本发明的将中水作为地铁空调循环冷却水补水的组合处理系统做进一步说明。

1)处理效果说明：

下表1为我国中水水质标准，城市中水水质指标均等于或低于该标准。

表1城市杂用水水质标准

我国尚无空调循环冷却水的水质标准的统一规定，实际设计和运营中，空调循环冷却水的水质标准主要参照国外、行业或者地方标准。下表2、3分别为日本空调冷却水水质标准、广东省地方空调循环冷却水水质标准。

表2日本空调冷却水水质标准

表3广东省地方空调循环冷却水水质标准

可见，将中水作为地铁空调循环冷却水补水进行水质处理的主要去除目标是COD_Mn、硬度以及浊度，去除浊度主要是去除依附于溶解固体之上的细菌、藻类等。同时由于市政中水所提供的中水水质有一定的波动，水中磷的质量浓度一般在0.5m/L左右，但有时会接近1.0mg/L，所以必须对其处理，确保水中磷的质量浓度低于0.5mg/L，一方面可防止在循环冷却水系统中浓缩后产生磷酸钙垢，另一方面可减少循环冷却水中菌藻繁殖。

本发明的将中水作为地铁空调循环冷却水补水的组合处理系统，中水首先经过加药并通过管道混合器1进行混合，然后进入混凝沉淀池2，经混凝沉淀处理后，可进一步去除中水浊度、部分COD_Mn以及磷，使水中磷含量低于空调循环冷却水补水水质要求；中水经混凝沉淀池2处理好进入超滤膜组件3处理，超滤膜孔小于0.01微米，能彻底滤除水中的细菌、铁锈、悬浮物等物质，出水浊度0.1左右；最后超滤膜组件3出水进入软化装置4，去除大部分硬度，使处理出水硬度远低于空调循环冷却水补水水质标准；经软化装置4处理后的中水完全满足空调循环冷却水补水水质要求，储存于水箱5。

本发明的将中水作为地铁空调循环冷却水补水的组合处理系统，将中水处理后其水质完全满足空调循环冷却水补水水质要求。

2)经济性说明：

以日补水200m³的普通地铁车站空调循环冷却水系统为例，进行利用自来水补水和利用中水进行深度处理后补水的经济性比较。中水深度处理规模采用20m³/h，中水处理机房占地约60m²，土建投资按1万元/m²，则土建投资为60万，土建使用周期按100年计，不考虑利率问题，则年投资约0.6万元。

设备投资按50万元计，设备使用周期按20年计，不考虑利率问题，则年投资约2.5万元。

空调每年运行时间6个月，则用水量约3.6万m³。水价以某市标准，非居民用自来水价格为7.85元/m³，中水为4元/t。则年用水费分别为28.3万元，14.4万元。

整套系统管理及运行费用按每年8万元。

年投资及运行费用对照见下表。

经济性对照表(单位：万元)

对于普通车站采用中水补水总费用比自来水略低，但可节约洁净自来水3.6万m³。而对于较大的枢纽车站，以冷却水日补水量以1500m³为例，采用中水每年可节约47.55万元，同时可节约洁净自来水27万m³。循环冷却水系统日补水量越大，采用中水的经济、社会效益越显著。

相关建议：

1)对于将中水用于地铁空调循环冷却水补水的组合处理系统设置，大致有两种选择，一是设置在循环系统中，对循环水进行全流量或采用旁通形式进行部分流量处理，取消目前空调冷却水的常规处理，对于冷却水的处理完全集中于中水处理流程，处理目标为可用于循环系统长期运行的水质；二是独立于循环系统设置，对中水处理后对循环系统进行补水，目前空调循环冷却水系统中的常规处理仍然保留，中水处理流程的目标仅是达到循环冷却水补水的水质。

设置在循环系统中势必增加循环管网长度，增加补水在管网中变质的可能性，且对处理目标要求较高，处理精度要求严格。另外，若处理设备发生故障检修时，会影响整个系统运行，影响空调系统的正常运行。超标水进入循环系统，更会对系统产生不利后果。

而处理工艺独立于循环系统设置则较为灵活，可以临近空调机房布置，亦可在其它方便位置布置，利用管网输送至补水点，对循环系统布置没有影响。处理目标较容易达到，对中水进行简单处理便可满足循环冷却水补水水质要求，对处理设备要求不高。而且当处理设备发生故障时，可暂时停止中水补水，采用自来水对循环冷却系统补水，不影响空调系统运行。

因此，推荐将中水作为地铁空调循环冷却水补水的组合处理系统独立于循环系统的布置方案，水质处理目标为地铁空调循环冷却水补水水质。

2)对于外部环境较差的空调系统运行时段，如外部灰尘多导致污染杂质通过室外冷却塔进入地铁空调循环冷却水系统，导致系统内产生超出可接受范围的结垢、细菌滋生等现象发生，可在本发明系统的水箱后增加投药装置，投加缓蚀阻垢剂，以改善循环系统内水质。

Claims (4)

1.一种将中水作为地铁空调循环冷却水补水的组合处理系统，其特征是：所述处理系统包括有依次通过管道连接的管道混合器(1)、混凝沉淀池(2)、超滤膜组件(3)、软化装置(4)、水箱(5)，在混凝沉淀池(2)、超滤膜组件(3)的连接管道上设有超滤加压泵，在超滤膜组件(3)与水箱(5)之间设置带有反洗泵的连接管道，超滤膜组件(3)一侧设有反冲洗水排放口，水箱(5)一侧设有连接给水加压泵的管道出口，并与地铁空调循环冷却水系统接口连接；

经投加混凝剂的中水通过混合进入管道混合器(1)，接着依次经过混凝沉淀池(2)、超滤膜组件(3)、软化装置(4)进行处理，处理后水质浊度<1NTU、硬度以CaCO₃计<3mg/L、磷含量<0.5mg/L、BOD₅<5mg/L，最后进入水箱(5)备用。

2.根据权利要求1所述的将中水作为地铁空调循环冷却水补水的组合处理系统，其特征是：所述混凝沉淀池(1)包括有进水口，进水口后连接带有折板的絮凝池，絮凝池后部连接有带有斜管的沉淀池，沉淀池底部设有集泥斗和排泥管，沉淀池一端设有出水堰及出水管。

3.根据权利要求1所述的将中水作为地铁空调循环冷却水补水的组合处理系统，其特征是：所述超滤膜组件(3)包括进水管，进水管后部依次连接有膜孔小于0.01微米的超滤膜组件及出水管。

4.根据权利要求1所述的将中水作为地铁空调循环冷却水补水的组合处理系统，其特征是：所述软化装置(4)包括有进水管，进水管依次连接装有离子交换树脂的交换器及出水管，同时交换器一侧还连接用于交换器内离子交换树脂再生的盐箱。