黃河水預(yù)處理技術(shù)的工業(yè)應(yīng)用

張富安　王鎖成　榮巴音

摘 要：我國地下水資源占了全國水資源總量的1/3，近幾十年來，隨著工業(yè)和社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，對地下水資源的要求越來越高，而地下水的藏量卻越來越少。該文通過對公司黃河水預(yù)處理技術(shù)的實際應(yīng)用，旨在喚醒人們對生態(tài)環(huán)境的保護(hù)，對寶貴的地下水資源的重視，珍惜并合理的開發(fā)使用。

關(guān)鍵詞：環(huán)保 黃河水預(yù)處理 一、二級過濾 臭氧接觸

中圖分類號：TU991 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）02（c）-0033-01

根據(jù)我國《城市地下水開發(fā)利用保護(hù)管理規(guī)定》城市地下水的管理應(yīng)當(dāng)全面規(guī)劃，合理開發(fā)，科學(xué)利用。

黃河水預(yù)處理裝置設(shè)計處理量700 t/h，其中生產(chǎn)水水量650 t/h，生活水水量50 t/h，處理后的生產(chǎn)水水質(zhì)滿足《石油化工給水排水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》（SH3099—2000），生活水水質(zhì)滿足國家《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》（GB5749—2006）。

1 工藝原理及流程

黃河水預(yù)處理裝置供水水源由市政金河水廠提供，取自黃河水水源，采用雙線向黃河水預(yù)處理裝置送水。在一般事故狀態(tài)下，可確保一條線運(yùn)行，按需供水。

1.1 新鮮水預(yù)處理部分

1.1.1 一級過濾裝置

黃河水經(jīng)過市政處理后進(jìn)入裝置一級加壓水池，由一級加壓提升經(jīng)過10臺標(biāo)準(zhǔn)的細(xì)砂過濾器。此過濾器能去除原水中的較大顆粒，經(jīng)過一級過濾裝置后，原水濁度由5NTU降到1NTU，過濾效率大于90%。

本裝置采用本源式反洗模式，即當(dāng)過濾器進(jìn)出水壓差達(dá)到設(shè)定值（0.02 MPa）或者過濾時間達(dá)到程序預(yù)設(shè)值時，通過程序控制閥門的開啟與關(guān)閉，利用其他9臺過濾器的產(chǎn)水開始對編號1的過濾器進(jìn)行反洗。當(dāng)1號過濾單元完成反洗流程進(jìn)入過濾狀態(tài)后，依照同程序?qū)?號過濾單元進(jìn)行反洗，其他各單元依次執(zhí)行反洗流程。當(dāng)最后一個單元反洗結(jié)束后系統(tǒng)重新進(jìn)入全過濾狀態(tài)。反洗水經(jīng)母管收集進(jìn)入反洗廢水池，沉淀后上清液經(jīng)過廢水泵輸送至一級加壓池回收利用。

1.1.2 臭氧接觸-生物活性碳裝置

1.1.2.1 原理

一級砂濾出水進(jìn)入臭氧接觸反應(yīng)塔，臭氧在此與水接觸，臭氧不僅是一種很好的殺菌劑、脫色劑；同時還能分解水中大分子有機(jī)物，苯環(huán)、長鏈的大分子有機(jī)物被解體為短鏈小分子，或者分子的一些基團(tuán)被改變，從而提高了處理水的可生化性及可吸附性，使之能被生物降解；臭氧同時氧化水中溶解性的錳和鐵，生成難溶性的氧化物，提高砂過濾的效果，增加錳、鐵的去除率。臭氧接觸反應(yīng)塔的出水進(jìn)入高位緩沖水箱，對過量的臭氧進(jìn)行衰減釋放使。

臭氧在水中還可以自動分解為氧，為活性炭床提供大量的溶解氧（DO），補(bǔ)充水中 DO消耗，為好氧菌提供良好的生長環(huán)境，增強(qiáng)了活性炭表面好氧微生物的活性，使之在活性炭表面形成生物膜，經(jīng)臭氧預(yù)氧化后的水進(jìn)入生物活性炭塔，活性炭內(nèi)部具有發(fā)達(dá)的空隙結(jié)構(gòu)和巨大的比表面積，其微孔構(gòu)成的內(nèi)表面積占總面積的95%以上，能經(jīng)濟(jì)有效的去除嗅、味、色度、農(nóng)藥、放射性有機(jī)物及其他人工合成有機(jī)物。對微小物質(zhì)具有良好的吸附作用。生物碳吸附與微生物降解有著協(xié)同作用?；钚蕴康奈酱呋饔锰岣吡宋⑸锏幕钚?，增進(jìn)了微生物的代謝活動，從而延長了活性炭的工作周期并改善了活性炭的吸附條件。

本裝置設(shè)置5組臭氧接觸塔和生物活性炭單元，每組由一臺臭氧接觸塔和兩臺生物活性炭罐組成。系統(tǒng)利用高位緩沖水箱的液位差和管道閥門的開啟與關(guān)閉控制進(jìn)入每套臭氧接觸-生物活性炭單元的流量，利用外部提供的非凈化風(fēng)進(jìn)行生物活性炭罐曝氣和反洗時所需要的空氣。

1.1.2.2 工藝流程

一級砂濾產(chǎn)水在余力的作用下通過5根DN350的管道均勻的分配5臺臭氧接觸塔中。水從臭氧接觸塔的底部進(jìn)入塔內(nèi)，同時臭氧發(fā)生器產(chǎn)生的臭氧經(jīng)過安裝在接觸塔內(nèi)部的曝氣盤融入水中，在上升的過程中與水充分混合，達(dá)到氧化效果。剩余的臭氧尾氣從設(shè)置在接觸塔頂部的出口進(jìn)入臭氧破壞器，處理過的尾氣可以安全的排入屋外大氣中。臭氧接觸塔出水設(shè)置在上部，經(jīng)過臭氧氧化的水進(jìn)入高位緩沖水箱，對過量的臭氧進(jìn)行衰減釋放，然后進(jìn)入生物活性炭罐。

經(jīng)過臭氧氧化的來水從上部進(jìn)入生物活性炭罐，經(jīng)過活性炭層后從底部出水口排出進(jìn)入二級加壓池，經(jīng)吸附分解后，出水的COD降為5以下。當(dāng)裝置運(yùn)行時間達(dá)到預(yù)設(shè)值（一周左右）或者生物活性炭罐內(nèi)的液位超過警戒線時，該組生物活性炭單元自動進(jìn)入反洗程序。反洗分為氣洗和水洗兩個步驟。首先是活性炭進(jìn)水，出水，曝氣自動閥門關(guān)閉，氣洗閥門打開對活性炭層進(jìn)行氣洗，時間為10 min。接下來氣洗閥門關(guān)閉，水洗閥門開啟，由生物活性炭反洗水泵對生物活性炭罐進(jìn)行水洗，水洗強(qiáng)度為12L/（m2/s），時間為10 min。反洗結(jié)束后進(jìn)水，出水閥門打開，生物活性炭罐進(jìn)入正常生產(chǎn)過程。

1.1.3 二級過濾裝置

臭氧接觸-生物活性炭裝置的出水進(jìn)入二級加壓水池，經(jīng)過二級加壓泵的提升后進(jìn)入二級過濾系統(tǒng)。二級砂慮裝置共設(shè) 10臺標(biāo)準(zhǔn)的過濾器。此過濾器能去除原水中的較大顆粒，經(jīng)過二級過濾裝置后，出水濁度可以達(dá)到小于1NTU，過濾效率大于90%。其運(yùn)行與控制與一級過濾裝置相同。

1.1.4 附屬裝置

二級過濾裝置的出水分為3個部分，一部分進(jìn)入生產(chǎn)消防水罐，一部分進(jìn)入生活水池通過生活水泵輸送至生活水系統(tǒng)，二氧化氯發(fā)生器產(chǎn)生的二氧化氯加入生活水池對生活水進(jìn)行消毒。一部分進(jìn)入活性炭反洗水池用于生物活性炭罐的反洗用水。

裝置設(shè)立兩條跨線。一條從一級加壓泵出口直接到二級砂濾出口母管，在來水水質(zhì)合格的情況下可以直接跨越所有設(shè)備進(jìn)入后續(xù)系統(tǒng)。一條跨線從一級砂濾產(chǎn)水管接到二級加壓池，在來水COD合格而濁度高時跨越臭氧-生物活性炭系統(tǒng)，經(jīng)過兩級過濾后進(jìn)入后續(xù)系統(tǒng)。

2 生產(chǎn)運(yùn)行情況

黃河水預(yù)處理裝置2012年4月份開始調(diào)試，5月17日，產(chǎn)出達(dá)到設(shè)計要求的合格水，直接進(jìn)入消防生產(chǎn)水罐，通過不斷增加全廠黃河水用量，截至6月13日，全廠生產(chǎn)用水已經(jīng)全部改為黃河水，目前各生產(chǎn)裝置穩(wěn)定運(yùn)行。在生產(chǎn)過程中通過不斷摸索和調(diào)試，黃河水產(chǎn)水環(huán)保指標(biāo)全部合格，化驗分析結(jié)果黃河水產(chǎn)水濁度0.5 mg/l，遠(yuǎn)低于設(shè)計值1 mg/L，其他分析指標(biāo)也在生產(chǎn)用水指標(biāo)范圍之內(nèi)。

3 結(jié)語

黃河水預(yù)處理裝置實現(xiàn)了工業(yè)用水全部改為黃河水后，每年可節(jié)約地下水資源400萬t，為保護(hù)當(dāng)?shù)氐叵滤Y源做出貢獻(xiàn)。endprint