污水处理厂出水深度处理方案
一、概述
水是国民经济发展中的不可替代的重要资源, 也是人类赖以
生存和发展的重要资源。
电厂又是耗水大户, 特别是在中国北方, 以水限电、以水定电的情况相当严重, 水资源的紧张已逐渐成为电力发展的瓶径, 如何节约用水, 提高水的利用率是电厂急需解决的问题。
开展中水回用是解决这问题的重要途径, 也是大势所趋。
在电力生产过程中, 冷却水的消耗占电厂总耗水量的60~80%, 因此, 城市污水处理厂二级处理出水( 中水) 深度处理后作为电厂冷却水补充水, 如能成功实施, 将起到良好的示范效应, 适应可持续发展
需要, 并为电力发展拓展空间, 具有巨大的经济、社会、环境效益。
城市污水具有水量大、来源可靠、水量稳定的特点, 但水质复杂, 其中有机物、微生物和化学溶剂较多。
因此, 城市污水二级生化出水要作为电厂循环冷却水, 必须先进行深度处理。
使用城市污水做为冷却水的电厂, 其中多数采用石灰处理工艺, 一部分采用单纯过滤法, 一部分采用超滤技术。
石灰处理系统作为电厂循环冷却水的补充水处理早在50年代就有应用的实例。
尽管石灰处理系统具有运行费用低, 不污染自然水体等优点, 但由于劳动环境差、劳动强度大、污染、堵塞等原因影响了石灰处理技术的发展。
随着科技的发展, 人们环保意识的
不断增强, 经过科技人员的不断努力, 石灰处理系统得到了许多改进, 越来越多的电厂采用了石灰处理系统, 积累了许多宝贵的经验。
因此我公司拟采用石灰处理工艺对中水进行处理, 处理出水用作电厂循环冷却水。
二、石灰处理的原理、特点及分析
2.1石灰处理原理
石灰处理是经过投加石灰乳控制出水pH为10.3~10.5, 进行下面三个反应, 产生大量各种形态的CaCO3结晶, 降低水中暂硬, 同时生成的结晶核心还能够对其它杂质起凝聚、吸附作用; 而且石灰乳引起的pH值的升高也为氨氮和磷酸盐的去除创造了条件。
为了提高工艺的沉淀效果, 一般在处理过程中投加适量的凝聚剂与助凝剂, 经过压缩双电层作用使分散的悬浮物、CaCO3结晶、有机物、有机粘泥、胶体物等带电体脱稳, 在机械混合搅拌和高分子助凝剂架桥与网捕作用下, 颗粒物质碰撞结合长大, 使污染物容易沉降。
石灰参与的软化反应有:
CO2+Ca(OH)2→CaCO3↓+H2O
Ca(HCO3)2+Ca(OH)2→2CaCO3↓+2H2O
Mg(HCO3)2+Ca(OH)2→2CaCO3↓+Mg(OH)2↓+2H2O
理论上经石灰软化后, 水中的硬度能降低到CaCO3和
Mg(OH)2的溶解度值, 但实际上钙、镁离子的残留量常高于理论值, 这是因为反应所生成的沉淀中会有少量呈胶体状悬浮于水中
不能沉淀下来。
因此为了尽量减少残留的碳酸盐硬度, 同时加入了聚合硫酸铁作为絮凝剂, 这样在去除碳酸盐硬度的同时也去除了
一部分悬浮物。
石灰及聚合硫酸铁后加入硫酸的作用为:(1)调节石灰加入造成的pH值的升高。
(2)把石灰没有去除的碳酸盐硬度转化为溶解度较大的非碳酸盐硬度。
深度处理能够去除90%以上的碱度、磷酸盐、浊度、铜、铝和亚硝酸盐, 去除硅酸盐、铁、氨、CODCr和BOD5的能力在30%以上。
2.2石灰处理系统技术特点
该处理方式水质适用范围广, 基本上适用于各种城市污水, 深度处理方案在技术上有许多优越性。
另外, 经过近几年来的运行经验看, 石灰凝聚澄清过滤处理是城市污水深度处理比较成熟的技
术方案。
2.2.1处理系统的特征
1) 使用凝聚剂、助凝剂与反应产物CaCO3、Mg(OH)2及源水中污染物形成共沉淀, 缩短了沉淀时间, 减小了澄清池体积, 减少了占地面积;
2) 澄清池合理的结构和水力流动性能, 充分发挥活性泥渣的絮凝作用, 经过网捕作用提高了沉淀效率, 出水浊度一般小于
2.0NTU;
3) 不同粒径滤料的采用, 提高了滤池滤速, 使滤池的处理能力大幅度增加;
4) 不同粒径滤料的采用使滤池变得不易堵塞, 延长了过滤周期, 减少了反洗水量的消耗;
5) 气水反冲洗使滤池反洗彻底, 且反洗时间大大缩短。
2.2.2工艺优点
1) 水质适用范围广, 运行费用低, 对环境污染小;
2) 能够去除氮、磷;
3) 能够去除钙、镁、硅、氟的一部分, 对水质可进一步软化;
4) 能够去除重金属及其离子;
5) 能够降低细菌及病毒含量;
6) 能够降低悬浮态无机物和有机物;
7) 能够大大降低出水碱度。
各种污染物的去除使循环冷却水系统结垢和腐蚀减弱, 对循
环水的使用提供了更安全的保证, 提高了循环水浓缩倍率, 节水效益明显。
三、中水处理工艺
3.1水量及水质
水回用处理站源水来自县污水处理厂二级出水, 处理能力为
0t/d。
为使城市中水回用于电厂循环冷却水, 根椐中水水质特点和
电厂循环水水质要求, 当前中国执行的《污水综合排放标准》( GB8978-1996) 第二类污染物最高排放标准见表1, 再生用作电厂冷却水的标准见表2, 表2为中水浓度处理用于循环补充水的参考标准。
表1污水综合排放第二类污染物排放标准
表2再生水用作电厂冷却用水的水质标准
2.2石灰处理系统流程及主要构成
2.2.1石灰处理系统工艺流程
2.2.2石灰处理系统主要单元设计
1) 机械加速澄清池单元
该机械加速澄清池是一种引进型机械加速澄清池, 澄清池是利用池中积聚的泥渣与原水中的杂质颗粒相互接触、吸附, 以达到清水较快分离的构筑物。
原水沿切线方向进入第一反应室搅拌叶轮上方, 搅拌叶轮旋转时, 将池底泥浆提升到第一反应室, 并与原水、石灰乳、絮凝剂、助凝剂迅速均匀混合, 发生絮凝。
水和初步形成的絮凝物进入第二反应室后, 强力旋转的水流在此处被整流, 形成轻度的湍流, 从而有利于微小絮凝胶粒的长大和悬浮的回流泥渣颗粒粘附。
在分离区, 水和泥渣颗粒分离, 清水经集水槽送至下一处理工艺, 泥渣除定期排出外, 大部分参加回流。
澄清池内部设置第一反应室, 第二反应室, 同时设置了机械搅。