黃河水預處理技術的工業應用

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，隨著工業和社會經濟的發展，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處理技術的實際應用，旨在喚醒人們對生態環境的保護，對寶貴的地下水資源的重視，珍惜并合理的開發使用。

關鍵詞：環保 黃河水預處理 一、二級過濾 臭氧接觸

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

根據我國《城市地下水開發利用保護管理規定》城市地下水的管理應當全面規劃，合理開發，科學利用。

黃河水預處理裝置設計處理量700 t/h，其中生產水水量650 t/h，生活水水量50 t/h，處理后的生產水水質滿足《石油化工給水排水水質標準》（SH3099—2000），生活水水質滿足國家《生活飲用水衛生標準》（GB5749—2006）。

1 工藝原理及流程

黃河水預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處理裝置送水。在一般事故狀態下，可確保一條線運行，按需供水。

1.1 新鮮水預處理部分

1.1.1 一級過濾裝置

黃河水經過市政處理后進入裝置一級加壓水池，由一級加壓提升經過10臺標準的細砂過濾器。此過濾器能去除原水中的較大顆粒，經過一級過濾裝置后，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，即當過濾器進出水壓差達到設定值（0.02 MPa）或者過濾時間達到程序預設值時，通過程序控制閥門的開啟與關閉，利用其他9臺過濾器的產水開始對編號1的過濾器進行反洗。當1號過濾單元完成反洗流程進入過濾狀態后，依照同程序對2號過濾單元進行反洗，其他各單元依次執行反洗流程。當最后一個單元反洗結束后系統重新進入全過濾狀態。反洗水經母管收集進入反洗廢水池，沉淀后上清液經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

一級砂濾出水進入臭氧接觸反應塔，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物，苯環、長鏈的大分子有機物被解體為短鏈小分子，或者分子的一些基團被改變，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。臭氧接觸反應塔的出水進入高位緩沖水箱，對過量的臭氧進行衰減釋放使。

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），補充水中 DO消耗，為好氧菌提供良好的生長環境，增強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，經臭氧預氧化后的水進入生物活性炭塔，活性炭內部具有發達的空隙結構和巨大的比表面積，其微孔構成的內表面積占總面積的95%以上，能經濟有效的去除嗅、味、色度、農藥、放射性有機物及其他人工合成有機物。對微小物質具有良好的吸附作用。生物碳吸附與微生物降解有著協同作用。活性炭的吸附催化作用提高了微生物的活性，增進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。系統利用高位緩沖水箱的液位差和管道閥門的開啟與關閉控制進入每套臭氧接觸-生物活性炭單元的流量，利用外部提供的非凈化風進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入塔內，同時臭氧發生器產生的臭氧經過安裝在接觸塔內部的曝氣盤融入水中，在上升的過程中與水充分混合，達到氧化效果。剩余的臭氧尾氣從設置在接觸塔頂部的出口進入臭氧破壞器，處理過的尾氣可以安全的排入屋外大氣中。臭氧接觸塔出水設置在上部，經過臭氧氧化的水進入高位緩沖水箱，對過量的臭氧進行衰減釋放，然后進入生物活性炭罐。

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

1.1.3 二級過濾裝置

臭氧接觸-生物活性炭裝置的出水進入二級加壓水池，經過二級加壓泵的提升后進入二級過濾系統。二級砂慮裝置共設 10臺標準的過濾器。此過濾器能去除原水中的較大顆粒，經過二級過濾裝置后，出水濁度可以達到小于1NTU，過濾效率大于90%。其運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，一部分進入生產消防水罐，一部分進入生活水池通過生活水泵輸送至生活水系統，二氧化氯發生器產生的二氧化氯加入生活水池對生活水進行消毒。一部分進入活性炭反洗水池用于生物活性炭罐的反洗用水。

裝置設立兩條跨線。一條從一級加壓泵出口直接到二級砂濾出口母管，在來水水質合格的情況下可以直接跨越所有設備進入后續系統。一條跨線從一級砂濾產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，經過兩級過濾后進入后續系統。

2 生產運行情況

黃河水預處理裝置2012年4月份開始調試，5月17日，產出達到設計要求的合格水，直接進入消防生產水罐，通過不斷增加全廠黃河水用量，截至6月13日，全廠生產用水已經全部改為黃河水，目前各生產裝置穩定運行。在生產過程中通過不斷摸索和調試，黃河水產水環保指標全部合格，化驗分析結果黃河水產水濁度0.5 mg/l，遠低于設計值1 mg/L，其他分析指標也在生產用水指標范圍之內。

3 結語

黃河水預處理裝置實現了工業用水全部改為黃河水后，每年可節約地下水資源400萬t，為保護當地地下水資源做出貢獻。endprint