中水石灰混凝澄清處理工藝的優(yōu)化

劉麗梅

（大唐河北發(fā)電有限公司馬頭熱電分公司，河北 邯鄲 056044）

1 概述

大唐河北發(fā)電有限公司馬頭熱電分公司（簡稱“馬頭發(fā)電公司”）循環(huán)冷卻水系統(tǒng)設(shè)計水源為馬頭生態(tài)工業(yè)城污水處理廠一級B出水，備用水源為滏陽河水。來水經(jīng)中水深度處理后，用于循環(huán)冷卻水系統(tǒng)補水。中水處理系統(tǒng)包括2座2 000t生水調(diào)節(jié)池、3個1 000t/h生化水出水泵，10座200t/h生物曝氣池，2座400t生水池，3個1 000t/h中水提升泵，2座1 400t/h澄清池，7座378t/h變孔隙濾池，2個1 500t成品水箱。中水處理系統(tǒng)設(shè)計出力為2 000t/h，主系統(tǒng)設(shè)置了2座出力為560～1 400t/h的機(jī)械加速澄清池和7臺出力為380t/h的變孔隙重力式砂濾池。變孔隙濾池出水流入成品水池，由3臺補水泵提供9、10號水塔循環(huán)水補水，正常處理水量為2 000m3/h，產(chǎn)水量為2 000m3/h。為掌握中水處理系統(tǒng)的最佳運行狀況，在500t/h工況下進(jìn)行試驗，優(yōu)化澄清池藥量投入。中水石灰混凝澄清過濾系統(tǒng)工藝流程見圖1。

圖1 中水石灰混凝澄清過濾系統(tǒng)流程

2 中水處理中存在的問題

馬頭發(fā)電公司2臺300MW機(jī)組配套設(shè)施中水處理系統(tǒng)于2011年1月正式投產(chǎn)，其主要設(shè)備澄清池采用石灰混凝聯(lián)合處理工藝，每月石灰平均用量為140～160t，每月聚合硫酸鐵（簡稱“聚鐵”）平均用量為120～140t，由于石灰與聚鐵藥量配比不合理，不僅造成部分藥品浪費，不能使設(shè)備達(dá)到經(jīng)濟(jì)運行工況，還影響澄清池出水水質(zhì)，進(jìn)而影響9、10號水塔循環(huán)水水質(zhì)。另外由于設(shè)備未進(jìn)行過優(yōu)化運行調(diào)試，值班員缺乏運行經(jīng)驗，設(shè)備經(jīng)濟(jì)運行情況下的藥量投入無數(shù)據(jù)參考，不利于現(xiàn)場運行調(diào)整。

3 處理措施

澄清池為中水處理系統(tǒng)主要設(shè)備，在澄清池中加入聚鐵可去除水中懸浮物，保證出水濁度，投加藥量應(yīng)以能達(dá)到水質(zhì)合格為標(biāo)準(zhǔn)。劑量太大，會造成出水發(fā)黃，藥品浪費；劑量太小，未達(dá)到預(yù)期的凝聚效果。加入石灰能降低水的硬度和堿度，同時對水中有機(jī)物產(chǎn)生吸附，從而降低水中有機(jī)物濃度，但主要目的是降低原水的碳酸鹽堿度。石灰混凝聯(lián)合處理，既可以除去水中鈣鎂的碳酸鹽硬度，又提高了除去懸浮物和膠體的效果。

影響澄清池凝聚效果的因素有很多，如攪拌機(jī)轉(zhuǎn)速、排污的控制、流量波動、水質(zhì)變化、設(shè)備缺陷等，致使澄清池出水水質(zhì)很不穩(wěn)定，出水pH值維持在10以上不太容易，且出水pH值維持過高，會相應(yīng)增加調(diào)節(jié)pH值的硫酸用量。根據(jù)小型試驗結(jié)果，結(jié)合現(xiàn)場實際，通過改變石灰給料機(jī)頻率，保證澄清池出水pH值為9.0～10.0。在500t/h工況下對澄清池單池進(jìn)行聚鐵、石灰藥量配比調(diào)整試驗，每種運行藥量調(diào)整工況需穩(wěn)定運行5－7天，才可進(jìn)行下一藥量配比調(diào)試。

通過調(diào)整澄清池攪拌機(jī)轉(zhuǎn)速，監(jiān)測澄清池第一反應(yīng)室沉降比為10%～15%，第二反應(yīng)室沉降比5%～10%，石灰與聚鐵藥量分別按8%、10%，7%、10%，5%、5%，3種不同藥量投入時，澄清池出水pH值分別為9.85、9.63、9.269，澄清池進(jìn)出水及成品水水質(zhì)對比見表1。

表1 澄清池進(jìn)出水及成品水水質(zhì)對比

由表2可知，3種不同藥量投入時，系統(tǒng)出水均滿足濁度≤5NTU、全堿度＜3mmol/L、COD＜20 mg/L的要求，但石灰與聚鐵藥量為5%、5%時既保證出水水質(zhì)，且藥品用量最少，較經(jīng)濟(jì)。

4 處理效果及經(jīng)濟(jì)效益

4.1 處理效果

根據(jù)調(diào)試結(jié)果，中水61號澄清池維持在500t/h運行工況下，保持石灰、聚鐵藥量為5%、5%投入時石灰混凝聯(lián)合處理效果良好。對中水進(jìn)行系統(tǒng)查定試驗，調(diào)試前后澄清池出水及補往9、10號塔的循環(huán)水水質(zhì)情況見表2。

表2 調(diào)試前后水質(zhì)情況

由表2可知，調(diào)試前后澄清池進(jìn)水水質(zhì)變化不明顯，堿度基本沒有變化。調(diào)試前澄清池出水濁度滿足要求，但pH值維持在8.3時，碳酸鹽堿度去除率僅為20.9%，石灰投入量明顯不足，導(dǎo)致機(jī)組循環(huán)水濃縮倍率維持較低，不利于機(jī)組節(jié)水。調(diào)試后石灰、聚鐵藥量為5%、5%投入時，出水濁度略有升高，但堿度去除率明顯提高，達(dá)73.2%，出水水質(zhì)明顯改善，藥量投入配比適當(dāng)，保證機(jī)組循環(huán)水水質(zhì)。

4.2 經(jīng)濟(jì)效益

a.藥品用量明顯降低。2座澄清池500t/h運行工況下，即按1 000t/h循環(huán)水用水量進(jìn)行計算，調(diào)試前后藥量對比結(jié)果見表3。

表3 調(diào)試前后藥量對比結(jié)果

調(diào)試前每月聚鐵藥品用量約130t，調(diào)試后每月聚鐵藥品用量約70t，較調(diào)試前節(jié)約聚鐵藥品近50%，年節(jié)約聚鐵藥品60t×12＝720t；按聚鐵單價700元/t計算，年度藥品節(jié)約費用為700元/t×720t＝50.4萬元。

b.節(jié)水效果顯著。水中的堿度得以除去，可以有效地提高機(jī)組冷卻水的濃縮倍率，減少機(jī)組循環(huán)水補水量。

9、10號機(jī)組正常運行冷卻水濃縮倍率維持在2.5左右，一般循環(huán)水采用石灰軟化＋阻垢劑處理方式可使倍率提高3～6，若處理方式濃縮倍率按3.5計算，可節(jié)約用水100t/h，每年運行按7 000h計算，可節(jié)水達(dá)70萬t，中水取水價格按2.5元/t計算，年度節(jié)約用水費用為2.5元/t×70萬t＝175萬元。

c.藥品運輸成本下降。聚鐵藥品為罐裝汽車運輸，單次運量約為30t，年節(jié)約聚鐵藥品720t，則年運輸次數(shù)下降720t/30t＝24次；單次罐裝汽車運費約800元，年度藥品運費節(jié)約24×800元＝1.92萬元。

綜上所述，中水系統(tǒng)維持澄清池在500t/h運行工況下，每年可帶來的經(jīng)濟(jì)效益為50.4元＋175元＋1.92元＝227.32萬元。

5 結(jié)束語

該次常用工況下的藥量配比優(yōu)化調(diào)整達(dá)到了降低成本，改善出水水質(zhì)的目的，希望能為同類電廠提供參考。由于該次只對冬季500t/h運行藥量配比調(diào)試分析，未考慮由于流量調(diào)整因素對水質(zhì)造成的影響，其他運行工況最佳藥量配比需進(jìn)一步摸索。