石灰軟化組合工藝在污水再生利用工程中的實(shí)踐

王澤寶

【摘 要】為解決河北省某熱電廠項(xiàng)目循環(huán)冷卻水如何取水的問(wèn)題，當(dāng)?shù)匦陆嗽偕幚韽S，采用生物濾池、石灰軟化、機(jī)械攪拌澄清池、活性砂濾池、加氯消毒等工序?qū)ξ鬯M(jìn)行深度處理后加壓輸送至熱電廠，本文根據(jù)該再生水工程工藝和實(shí)際運(yùn)行情況，對(duì)有關(guān)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)做簡(jiǎn)單探討。

【關(guān)鍵詞】再生水；深度處理；石灰軟化

1.污水再生利用工程概況

近年來(lái)，為緩解水資源短缺，降低污染物排放的有效途徑之一就是污水再生回用，在農(nóng)業(yè)用水灌溉、工業(yè)用水、園林綠化及市政雜用中廣泛的應(yīng)用。本工程占地面積為2.61公頃，設(shè)計(jì)規(guī)模6萬(wàn)m3/d，建成后為當(dāng)?shù)責(zé)犭姀S提供冷卻循環(huán)水。

設(shè)計(jì)規(guī)模與水質(zhì)。

根據(jù)熱電廠水質(zhì)要求和污水處理廠出水指標(biāo)，確定工程處理水質(zhì)達(dá)到如下指標(biāo)

表1-再生水廠出水指標(biāo)：

（1）生化需氧量BOD5（mg/l）≤5。

（2）化學(xué)需氧量CODcr（mg/l）≤40。

（3）懸浮物SS（mg/l）≤10。

（4）全鐵（mg/l）≤0.3。

（5）氯離子Cl（mg/l）≤300。

（6）溶解性總固形物（mg/l）≤1000。

（7）氨氮（mg/l）冬季≤5、夏季≤3。

（8）總磷（mg/l）≤1。

（9）PH7.0-8.5。

（10）細(xì)菌總數(shù)（個(gè)/ml）≤1000。

（11）濁度（NTU）≤5。

（12）硬度（mmol/l）≤6。

（13）處理工藝。

根據(jù)當(dāng)?shù)匚鬯邏A度、高硬度的特點(diǎn)和熱電廠的要求，再生水處理廠采用石灰軟化工藝，即兩級(jí)生物濾池→石灰混凝→沉淀→酸化→活性砂濾池→消毒處理，整個(gè)再生水處理廠實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化集中控制和全程監(jiān)控。處理構(gòu)筑物依次為再生水提升泵房→曝氣生物濾池→中間加壓泵→機(jī)械攪拌澄清池→活性砂濾池→清水池→輸水泵房，經(jīng)由加藥間向水中投加石灰和濃硫酸平衡酸堿度。

2.主要工程設(shè)計(jì)

再生水水源為污水處理廠處理后的的出水，經(jīng)管道自流入再生水廠。

2.1曝氣生物濾池

生物濾池系統(tǒng)由反硝化生物濾池和硝化生物濾池串接組成。污水廠進(jìn)水經(jīng)提升泵，進(jìn)入反硝化生物濾池，濾料中含有大量異養(yǎng)菌，利用水中殘留有機(jī)物，降解硝酸鹽氮，釋放氮?dú)?。反硝化生物濾池的出水靠重力流入硝化生物濾池，在濾池中進(jìn)行曝氣，通過(guò)濾料中附著的微生物氧化水中的氨氮及殘留的易降解有機(jī)物。

生物濾池過(guò)濾采用上向流，反沖洗采用空氣和水定期清洗，濾料選用優(yōu)質(zhì)火山巖濾料，粒徑2～5毫米。濾板采用現(xiàn)澆混凝土底板，厚度為150厘米。

硝化生物濾池通過(guò)曝氣生物生物濾池專(zhuān)用的空氣擴(kuò)散器進(jìn)行曝氣，每格生物濾池設(shè)置1臺(tái)羅茨鼓風(fēng)機(jī)，采用變頻方式調(diào)節(jié)供氣量。由于再生水廠進(jìn)水中氨氮濃度浮動(dòng)較大，且硝化反映受溫度影響明顯，為確保出水氨氮達(dá)標(biāo)，在進(jìn)水氨氮濃度很高或水溫低等情況下，反硝化生物濾池按照硝化方式運(yùn)行，每格反硝化生物濾池設(shè)置1臺(tái)羅茨鼓風(fēng)機(jī)，在通常情況下作為硝化濾池鼓風(fēng)機(jī)的備用風(fēng)機(jī)。

曝氣生物濾池濾料厚度為3米，單格池平面尺寸為10.8×6.4米，曝氣充氧氣水比1.36：1，最大反沖洗水強(qiáng)度為30米/小時(shí)，最大反沖洗氣強(qiáng)度60米/小時(shí)，濾頭密度：50個(gè)/米2。

2.2機(jī)械攪拌澄清池

機(jī)械攪拌澄清池利用原水中的雜質(zhì)顆粒與池中聚積的泥漿相互接觸、吸附，以達(dá)到清水較快分離的效果。在進(jìn)入機(jī)械攪拌澄清池處投加石灰乳作為混凝劑，PH值控制在10-11左右，同時(shí)投加FeSO4溶液作為助凝劑。

機(jī)械攪拌澄清池中心設(shè)置攪拌機(jī)及刮泥機(jī)，攪拌機(jī)采用可提升式攪拌機(jī)葉輪直徑3.5米，功率5.5千瓦，每座設(shè)置一臺(tái)。刮泥機(jī)采用中心驅(qū)動(dòng)刮泥機(jī)，刮臂直徑12.0米，功率1.5千瓦，每座機(jī)械攪拌澄清池設(shè)置一臺(tái)。

2.3活性砂濾池

活性砂過(guò)濾器采用的是逆流原理。原水通過(guò)進(jìn)水管進(jìn)入到活性砂過(guò)濾器內(nèi)部，然后經(jīng)布水器均勻分配向上逆流，通過(guò)濾料層完成過(guò)濾，濾液在過(guò)濾器上部聚集溢流外排。在此過(guò)程中，原水經(jīng)過(guò)過(guò)濾，水中的污染物含量明顯降低，石英砂中的污染物含量會(huì)增加，而且上層濾料層的污染物含量低于下層濾料。在空壓機(jī)的作用下處在過(guò)濾器中央的空氣提升泵將截留有污染物的石英砂放至過(guò)濾器頂部的洗沙器中進(jìn)行清洗，然后回到濾床，同時(shí)排出清洗所產(chǎn)生的污染物。

2.4輸水泵房及清水池

輸水泵房為半地下式，設(shè)置3臺(tái)輸水泵，另設(shè)變頻氣壓供水系統(tǒng)，為廠區(qū)生產(chǎn)提供生產(chǎn)用水。為熱電廠供水的輸水泵采用3臺(tái)臥式離心泵，其中2用1備。在出水處設(shè)置水質(zhì)在線分析儀，包括堿度、氨氮、COD以及濁度在線分析儀等。

清水池主要用于調(diào)度生產(chǎn)水量與供水量平衡，保證持續(xù)供水。清水池有效容積為7500米3，約為電廠目前日需水量的25%。

2.5脫水機(jī)房及加藥間

本項(xiàng)目采用板框壓濾機(jī)對(duì)生產(chǎn)過(guò)程中沉淀的灰渣直接脫水。機(jī)械攪拌澄清池的出泥排入貯泥池，由加壓泵輸送至壓濾機(jī)，直接脫水。機(jī)加池排出的污泥含水率約為98%，經(jīng)脫水后，含水率低于70%。

加藥間設(shè)置存儲(chǔ)罐和多套加藥設(shè)備，主要用于FeSO4溶液、石灰、濃硫酸的溶解、稀釋和投加。FeSO4溶液的投加比例為30mg/l；石灰乳濃度為5%；濃硫酸投加比例為40mg/l。

3.再生水廠實(shí)際運(yùn)行情況

再生水廠投產(chǎn)以來(lái)，主要處理工藝運(yùn)行穩(wěn)定，每年生產(chǎn)合格再生水約700萬(wàn)m3，全部用于熱電廠循環(huán)冷卻水，極大的保護(hù)了當(dāng)?shù)氐牡叵滤Y源，同時(shí)也得到了一些實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。

3.1活性砂過(guò)濾技術(shù)

在本工程中，技術(shù)人員選擇了活性砂過(guò)濾工藝，與傳統(tǒng)的V型濾池相比，活性砂過(guò)濾技術(shù)集過(guò)濾、反沖洗為一體，不需停機(jī)反沖清洗；沒(méi)有出現(xiàn)水力分布不均勻和初濾液等其他問(wèn)題；無(wú)需反沖洗水泵以及停機(jī)切換用電動(dòng)、氣動(dòng)閥門(mén)，實(shí)現(xiàn)了在運(yùn)行中過(guò)濾和清洗連續(xù)進(jìn)行，低能源消耗同時(shí)使本段處理工藝的占地面積減少了近2/3，出水效果大為改善，可以使運(yùn)行成本有效降低。

3.2石灰加藥系統(tǒng)和排泥系統(tǒng)

石灰加藥系統(tǒng)是石灰軟化工藝過(guò)程中的重要一環(huán)，直接影響再生水廠的正常生產(chǎn)。由于再生水廠較為潮濕的生產(chǎn)環(huán)境易導(dǎo)致石灰結(jié)塊硬化，阻塞設(shè)備管道，因此整個(gè)加藥系統(tǒng)設(shè)計(jì)，尤其管道布置務(wù)求簡(jiǎn)單實(shí)用，多設(shè)檢查維修操作口，在工程造價(jià)允許的前提下，可考慮設(shè)置備用加藥系統(tǒng)。

類(lèi)似情況須考慮的還有排泥系統(tǒng)。

3.3儲(chǔ)水構(gòu)筑物設(shè)計(jì)

儲(chǔ)水構(gòu)筑物主要用于協(xié)調(diào)生產(chǎn)水量與供水量，在工程造價(jià)和土地條件允許的前提下，應(yīng)考慮設(shè)置規(guī)模較大的儲(chǔ)水構(gòu)筑物。除了保證穩(wěn)定供水，生產(chǎn)調(diào)度外，還可利用階梯電價(jià)的低電價(jià)時(shí)段進(jìn)行集中生產(chǎn)，使生產(chǎn)成本得到最大限度的降低，發(fā)揮項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)效益。

4.結(jié)語(yǔ)

本工程采用的生物濾池石灰軟化組合工藝，在當(dāng)?shù)馗哂捕雀邏A度污水水質(zhì)條件下滿足了熱電廠循環(huán)冷卻水水質(zhì)要求。經(jīng)過(guò)三年多的運(yùn)行，各項(xiàng)出水指標(biāo)穩(wěn)定可靠，達(dá)到了預(yù)期效果，實(shí)現(xiàn)了當(dāng)?shù)厮Y源可持續(xù)利用。

【參考文獻(xiàn)】

[1]王勇.宿州市中水回用工程設(shè)計(jì).中國(guó)給水排水，2007，（10）.

[2]給水工程（第四版）.