污水深度处理在古交电厂的应用

王文忠

水是人类及各种生物赖以生存的基本物质，是万物之本。我国水资源十分贫乏，而且空间分布很不均衡，山西省缺水情况尤为突出，已严重制约了工农业的发展，并影响了人民的正常生活。另一方面，随着城市规模的不断扩大和人民生活水平的不断提高，大量市政污水外排，既污染了环境，又浪费了资源。城市污水作为新开发的第二种水源具有水量大而稳定的特点，是一种比较可靠的水资源，古交污水经深度处理后回供于电厂作为电厂辅机循环冷却水补充水具有深远的意义。

古交电厂如采用传统的水冷却方式，仅一期工程2×300 MW机组耗水量就达4万t/日，采用空冷节水、中水复用工程后，用水量仅相当于传统火电厂用水量的1/4，节水率在70%以上，符合国家循环经济的要求。

古交给排水公司净化水厂是中水复用工程的重要组成部分，是古交电厂的配套工程，主要承担污水深度处理并向古交电厂输送辅机循环冷却水任务。其核心处理系统—净化水厂深度处理车间的进水水源为古交污水处理厂二级出水，出水水质达到电厂循环冷却水补充水标准。处理水量：规划531 t/h，一期177 t/h。采用的工艺主要是石灰凝聚澄清过滤处理工艺。

1 石灰处理法原理

石灰处理法是利用化学沉淀原理去除水中硬度的方法，工艺历史很长。水中碳酸盐硬度可以用石灰去除。

化学反应方程式如下：

1)石灰处理法去除碳酸盐硬度：

2)石灰处理法对铁、硅化合物的去除：

3)石灰处理法去除氮、磷原理。

石灰反应去除磷：

磷吸附在碳酸钙粒子的表面上一起沉淀。

石灰处理加药后澄清池出水pH值一般在10～10.5左右，使水中的氮主要呈游离氨形态逸出，通过强制曝气去除。

具体措施是在澄清池出水清水池反应沟内设置曝气管道进行曝气，气源使用螺杆空压机减压后的压缩空气。

2 主要工艺流程

主要工艺流程如下：

二级污水首先进入空气分离器进行曝气，然后进入机械加速澄清池。石灰乳及聚合铁分别投加到澄清池第一反应室内，经混合、反应并澄清的清水流入澄清水池。澄清水池设计为迷宫式，在该池入口处加入硫酸及次氯酸钠，降低澄清水的pH值，防止碳酸钙在纤维过滤器中沉淀，并进行杀菌灭藻，防止微生物滋生。加酸加NaClO后的澄清水经澄清水泵进入过滤器，过滤器出水进入清水池，使用清水泵送至古交电厂循环水蓄水池供循环水系统使用。过滤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。澄清器排泥至泥浆池，通过泥浆泵送浓缩池浓缩后，使用脱水机进行脱水处理。

3 深度处理系统进水水质

深度处理系统进水水质为中心污水处理厂二级出水。主要指标如下：

BOD5≤20 mg/L

COD≤60 mg/L

SS≤20 mg/L

NH3－N≤15 mg/L

T －P≤0.5 mg/L

4 经过深度处理后，出水水质

经过深度处理后，出水水质达到电厂冷却水质标准：

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

碳酸盐硬度＜80 mg/L(以CaCO3计)

溶解性总固体＜1 222 mg/L

5 设备布置

净化水厂深度处理车间设有化学试验室、电气设备间、控制设备间、过滤设备间、水泵间、石灰筒仓间、次氯酸钠加药间、硫酸和聚合铁加药间、脱水机间。室外设有机械加速澄清器、浓缩池和压缩空气储罐。

6 工艺系统介绍

1)污水凝聚澄清过滤系统。

机械加速澄清池设置1台，出力为200～300 t/h。澄清池的底部泥浆根据水质及运行经验定时自动排放，排放时间定值可调。排泥阀关闭前先开启冲洗水阀门冲洗泥浆管，以避免泥浆在管道中沉积。

纤维过滤器设置2台，单台出力180 t/h。1台运行，1台备用。过滤器根据压差及累计制水量自动反洗，当压差或累计制水量达到设定值时，关闭进出水门，打开反冲洗进出水阀及进空气阀等，进入反洗程序。反洗持续时间约10～20 min，具体反洗时间可根据实际情况予以调整。反洗排水排入回收水池。

为了监视澄清池出水水质，在其澄清水泵出水管上设置了在线pH监测仪，在每台过滤器进口管上设置了流量表。澄清池出水经石灰处理后pH值较高，在澄清水池入口处加硫酸中和。加酸量根据pH值及过滤器入口流量自动进行调节。同时，在澄清水池入口处加次氯酸钠杀菌，加药量根据机械加速澄清池的入口流量自动调整。聚合铁加药量根据机械加速澄清池的入口流量自动调整。

清水泵、澄清水泵、过滤器反洗水泵均和对应的水池液位连锁，当低液位时报警、低低液位停泵。

2)加药系统。

各加药装置的加药泵和其对应的药品贮存罐液位连锁，当液位低时报警停泵。每种计量泵均设置2台，1用1备。

石灰加药系统采用干粉计量系统。在石灰筒仓设有高、中、低料位开关(阻旋式)，当出现超高或超低时，出现报警。当超低时，停止星形给料机、螺旋输送器、振打电机、搅拌器、石灰乳泵的运行，并出现严重报警。石灰乳泵设置2台，1用1备，当辅助箱液位开关出现动作时停止泵的运行并报警。

3)压缩空气系统。

压缩空气系统包括过滤器反洗用空气系统和仪用压缩空气系统。

罗茨风机设置2台，1用1备，程序控制启动、停运，当一台出现故障时报警，另一台自动投运。

仪用压缩空气系统包括空压机、干燥器、缓冲罐和储气罐。空压机本身配有控制箱，可以实现自动控制，可根据储气罐压力高低自动启停;干燥器带有控制柜，可以输出故障和运行状况;空压机为2台，1用1备，也可以实现两台同时启动。

4)污泥浓缩脱水系统。

污泥浓缩脱水系统包括泥浆池、泥浆输送泵、泥浆浓缩池、泥浆泵、脱水机、螺杆输送机和助凝剂加药装置。

泥浆池上设置超声波液位计，泥浆输送泵和泥浆池液位计连锁，高液位启泵，低液位停泵，泥浆泵设置2台，1用1备。

污泥浓缩池上设置料位开关2套，当料位低时停止电机运行，当料位高时出现报警，提示操作人员进行操作，并停运泥浆输送泵。泥浆泵设置2台，1台运行，1台备用。

脱水机本身配带控制柜，控制柜内部主要设备为2台变频器(对应脱水机的2个电机)。

污泥浓缩脱水系统设备间联动，即浓缩池出口泥浆泵，助凝剂加药装置，脱水机，螺杆输送器要求按照脱水系统操作步骤，进行相应的同时启动或停止。助凝剂加药装置设置为1箱2泵，2台泵1用1备，泵和计量箱液位连锁，当液位低时报警停泵。

5)废水回收系统。

为节约用水，减少废水排放，本工程设置了废水回收系统，主要回收过滤器反洗排水和脱水机排水，包括1座回收水池和2台回收水泵。回收水泵和回收水池液位连锁，当高液位时自动启泵、低液位时报警、低低液位停泵。当水泵启动时，随后打开其出口到加速澄清池的气动阀门。

7 石灰处理工艺主要特点

1)水质适用范围广，运行费用低，对环境污染小。2)可以除氮、磷。3)可以部分去除钙、镁、硅、氟，对水质可进一步软化。4)可以去除重金属及其离子。5)可以降低细菌及病毒含量。6)可以降低悬浮态无机物和有机物。7)可以降低碱度。8)基建投资低，运行费用低。

8 污水深度处理后水质处理效果

污水深度处理后水质处理效果见表1。

表1 污水深度处理后水质处理效果表

结果分析：电厂水质主要指标碳酸盐硬度去除率达到了89%，保证了水质在管道内不结垢，同时其它水质指标也达到了电厂要求。

9 效益分析

中水复用实现了污水资源化，为古交矿区水生态环境良性循环做出巨大贡献，年可减少污染物排放量COD 540 t，SS 180 t，NH3－ N 100 t。

10 结论

古交中水复用工程深度处理车间经过几年运行，处理效果良好。

从现场化验的结果来看，SS＜10 mg/L，碳酸盐硬度＜60 mg/L，pH：7～8，完全能够达到给电厂供水的要求。

古交中水复用工程的建成投产，开辟了城市第二水源，实现了污水的循环再生利用，为创建绿色古交矿区，保护西山矿区生态环境，贯彻落实水资源可持续发展战略，妥善处理好西山经济发展同人口、资源、环境的关系具有重要的意义。