污水深度處理在古交電廠的應用

王文忠

水是人類及各種生物賴以生存的基本物質，是萬物之本。我國水資源十分貧乏，而且空間分布很不均衡，山西省缺水情況尤為突出，已嚴重制約了工農業的發展，并影響了人民的正常生活。另一方面，隨著城市規模的不斷擴大和人民生活水平的不斷提高，大量市政污水外排，既污染了環境，又浪費了資源。城市污水作為新開發的第二種水源具有水量大而穩定的特點，是一種比較可靠的水資源，古交污水經深度處理后回供于電廠作為電廠輔機循環冷卻水補充水具有深遠的意義。

古交電廠如采用傳統的水冷卻方式，僅一期工程2×300 MW機組耗水量就達4萬t/日，采用空冷節水、中水復用工程后，用水量僅相當于傳統火電廠用水量的1/4，節水率在70%以上，符合國家循環經濟的要求。

古交給排水公司凈化水廠是中水復用工程的重要組成部分，是古交電廠的配套工程，主要承擔污水深度處理并向古交電廠輸送輔機循環冷卻水任務。其核心處理系統—凈化水廠深度處理車間的進水水源為古交污水處理廠二級出水，出水水質達到電廠循環冷卻水補充水標準。處理水量：規劃531 t/h，一期177 t/h。采用的工藝主要是石灰凝聚澄清過濾處理工藝。

1 石灰處理法原理

石灰處理法是利用化學沉淀原理去除水中硬度的方法，工藝歷史很長。水中碳酸鹽硬度可以用石灰去除。

化學反應方程式如下：

1)石灰處理法去除碳酸鹽硬度：

2)石灰處理法對鐵、硅化合物的去除：

3)石灰處理法去除氮、磷原理。

石灰反應去除磷：

磷吸附在碳酸鈣粒子的表面上一起沉淀。

石灰處理加藥后澄清池出水pH值一般在10～10.5左右，使水中的氮主要呈游離氨形態逸出，通過強制曝氣去除。

具體措施是在澄清池出水清水池反應溝內設置曝氣管道進行曝氣，氣源使用螺桿空壓機減壓后的壓縮空氣。

2 主要工藝流程

主要工藝流程如下：

二級污水首先進入空氣分離器進行曝氣，然后進入機械加速澄清池。石灰乳及聚合鐵分別投加到澄清池第一反應室內，經混合、反應并澄清的清水流入澄清水池。澄清水池設計為迷宮式，在該池入口處加入硫酸及次氯酸鈉，降低澄清水的pH值，防止碳酸鈣在纖維過濾器中沉淀，并進行殺菌滅藻，防止微生物滋生。加酸加NaClO后的澄清水經澄清水泵進入過濾器，過濾器出水進入清水池，使用清水泵送至古交電廠循環水蓄水池供循環水系統使用。過濾器的反洗水排至回收水池，用回收水泵打至澄清器入口母管。澄清器排泥至泥漿池，通過泥漿泵送濃縮池濃縮后，使用脫水機進行脫水處理。

3 深度處理系統進水水質

深度處理系統進水水質為中心污水處理廠二級出水。主要指標如下：

BOD5≤20 mg/L

COD≤60 mg/L

SS≤20 mg/L

NH3－N≤15 mg/L

T －P≤0.5 mg/L

4 經過深度處理后，出水水質

經過深度處理后，出水水質達到電廠冷卻水質標準：

SS＜10 mg/L

COD＜30 mg/L

C(NH3)＜5 mg/L

C(O2)＞2 mg/L

pH：7.0 ～8.0

Cl－＜300 mg/L

碳酸鹽硬度＜80 mg/L(以CaCO3計)

溶解性總固體＜1 222 mg/L

5 設備布置

凈化水廠深度處理車間設有化學試驗室、電氣設備間、控制設備間、過濾設備間、水泵間、石灰筒倉間、次氯酸鈉加藥間、硫酸和聚合鐵加藥間、脫水機間。室外設有機械加速澄清器、濃縮池和壓縮空氣儲罐。

6 工藝系統介紹

1)污水凝聚澄清過濾系統。

機械加速澄清池設置1臺，出力為200～300 t/h。澄清池的底部泥漿根據水質及運行經驗定時自動排放，排放時間定值可調。排泥閥關閉前先開啟沖洗水閥門沖洗泥漿管，以避免泥漿在管道中沉積。

纖維過濾器設置2臺，單臺出力180 t/h。1臺運行，1臺備用。過濾器根據壓差及累計制水量自動反洗，當壓差或累計制水量達到設定值時，關閉進出水門，打開反沖洗進出水閥及進空氣閥等，進入反洗程序。反洗持續時間約10～20 min，具體反洗時間可根據實際情況予以調整。反洗排水排入回收水池。

為了監視澄清池出水水質，在其澄清水泵出水管上設置了在線pH監測儀，在每臺過濾器進口管上設置了流量表。澄清池出水經石灰處理后pH值較高，在澄清水池入口處加硫酸中和。加酸量根據pH值及過濾器入口流量自動進行調節。同時，在澄清水池入口處加次氯酸鈉殺菌，加藥量根據機械加速澄清池的入口流量自動調整。聚合鐵加藥量根據機械加速澄清池的入口流量自動調整。

清水泵、澄清水泵、過濾器反洗水泵均和對應的水池液位連鎖，當低液位時報警、低低液位停泵。

2)加藥系統。

各加藥裝置的加藥泵和其對應的藥品貯存罐液位連鎖，當液位低時報警停泵。每種計量泵均設置2臺，1用1備。

石灰加藥系統采用干粉計量系統。在石灰筒倉設有高、中、低料位開關(阻旋式)，當出現超高或超低時，出現報警。當超低時，停止星形給料機、螺旋輸送器、振打電機、攪拌器、石灰乳泵的運行，并出現嚴重報警。石灰乳泵設置2臺，1用1備，當輔助箱液位開關出現動作時停止泵的運行并報警。

3)壓縮空氣系統。

壓縮空氣系統包括過濾器反洗用空氣系統和儀用壓縮空氣系統。

羅茨風機設置2臺，1用1備，程序控制啟動、停運，當一臺出現故障時報警，另一臺自動投運。

儀用壓縮空氣系統包括空壓機、干燥器、緩沖罐和儲氣罐。空壓機本身配有控制箱，可以實現自動控制，可根據儲氣罐壓力高低自動啟停;干燥器帶有控制柜，可以輸出故障和運行狀況;空壓機為2臺，1用1備，也可以實現兩臺同時啟動。

4)污泥濃縮脫水系統。

污泥濃縮脫水系統包括泥漿池、泥漿輸送泵、泥漿濃縮池、泥漿泵、脫水機、螺桿輸送機和助凝劑加藥裝置。

泥漿池上設置超聲波液位計，泥漿輸送泵和泥漿池液位計連鎖，高液位啟泵，低液位停泵，泥漿泵設置2臺，1用1備。

污泥濃縮池上設置料位開關2套，當料位低時停止電機運行，當料位高時出現報警，提示操作人員進行操作，并停運泥漿輸送泵。泥漿泵設置2臺，1臺運行，1臺備用。

脫水機本身配帶控制柜，控制柜內部主要設備為2臺變頻器(對應脫水機的2個電機)。

污泥濃縮脫水系統設備間聯動，即濃縮池出口泥漿泵，助凝劑加藥裝置，脫水機，螺桿輸送器要求按照脫水系統操作步驟，進行相應的同時啟動或停止。助凝劑加藥裝置設置為1箱2泵，2臺泵1用1備，泵和計量箱液位連鎖，當液位低時報警停泵。

5)廢水回收系統。

為節約用水，減少廢水排放，本工程設置了廢水回收系統，主要回收過濾器反洗排水和脫水機排水，包括1座回收水池和2臺回收水泵。回收水泵和回收水池液位連鎖，當高液位時自動啟泵、低液位時報警、低低液位停泵。當水泵啟動時，隨后打開其出口到加速澄清池的氣動閥門。

7 石灰處理工藝主要特點

1)水質適用范圍廣，運行費用低，對環境污染小。2)可以除氮、磷。3)可以部分去除鈣、鎂、硅、氟，對水質可進一步軟化。4)可以去除重金屬及其離子。5)可以降低細菌及病毒含量。6)可以降低懸浮態無機物和有機物。7)可以降低堿度。8)基建投資低，運行費用低。

8 污水深度處理后水質處理效果

污水深度處理后水質處理效果見表1。

表1 污水深度處理后水質處理效果表

結果分析：電廠水質主要指標碳酸鹽硬度去除率達到了89%，保證了水質在管道內不結垢，同時其它水質指標也達到了電廠要求。

9 效益分析

中水復用實現了污水資源化，為古交礦區水生態環境良性循環做出巨大貢獻，年可減少污染物排放量COD 540 t，SS 180 t，NH3－ N 100 t。

10 結論

古交中水復用工程深度處理車間經過幾年運行，處理效果良好。

從現場化驗的結果來看，SS＜10 mg/L，碳酸鹽硬度＜60 mg/L，pH：7～8，完全能夠達到給電廠供水的要求。

古交中水復用工程的建成投產，開辟了城市第二水源，實現了污水的循環再生利用，為創建綠色古交礦區，保護西山礦區生態環境，貫徹落實水資源可持續發展戰略，妥善處理好西山經濟發展同人口、資源、環境的關系具有重要的意義。