黄河水预处理技术的工业应用

张富安　王锁成　荣巴音

摘 要：我国地下水资源占了全国水资源总量的1/3，近几十年来，随着工业和社会经济的发展，对地下水资源的要求越来越高，而地下水的藏量却越来越少。该文通过对公司黄河水预处理技术的实际应用，旨在唤醒人们对生态环境的保护，对宝贵的地下水资源的重视，珍惜并合理的开发使用。

关键词：环保 黄河水预处理 一、二级过滤 臭氧接触

中图分类号：TU991 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）02（c）-0033-01

根据我国《城市地下水开发利用保护管理规定》城市地下水的管理应当全面规划，合理开发，科学利用。

黄河水预处理装置设计处理量700 t/h，其中生产水水量650 t/h，生活水水量50 t/h，处理后的生产水水质满足《石油化工给水排水水质标准》（SH3099—2000），生活水水质满足国家《生活饮用水卫生标准》（GB5749—2006）。

1 工艺原理及流程

黄河水预处理装置供水水源由市政金河水厂提供，取自黄河水水源，采用双线向黄河水预处理装置送水。在一般事故状态下，可确保一条线运行，按需供水。

1.1 新鲜水预处理部分

1.1.1 一级过滤装置

黄河水经过市政处理后进入装置一级加压水池，由一级加压提升经过10台标准的细砂过滤器。此过滤器能去除原水中的较大颗粒，经过一级过滤装置后，原水浊度由5NTU降到1NTU，过滤效率大于90%。

本装置采用本源式反洗模式，即当过滤器进出水压差达到设定值（0.02 MPa）或者过滤时间达到程序预设值时，通过程序控制阀门的开启与关闭，利用其他9台过滤器的产水开始对编号1的过滤器进行反洗。当1号过滤单元完成反洗流程进入过滤状态后，依照同程序对2号过滤单元进行反洗，其他各单元依次执行反洗流程。当最后一个单元反洗结束后系统重新进入全过滤状态。反洗水经母管收集进入反洗废水池，沉淀后上清液经过废水泵输送至一级加压池回收利用。

1.1.2 臭氧接触-生物活性碳装置

1.1.2.1 原理

一级砂滤出水进入臭氧接触反应塔，臭氧在此与水接触，臭氧不仅是一种很好的杀菌剂、脱色剂；同时还能分解水中大分子有机物，苯环、长链的大分子有机物被解体为短链小分子，或者分子的一些基团被改变，从而提高了处理水的可生化性及可吸附性，使之能被生物降解；臭氧同时氧化水中溶解性的锰和铁，生成难溶性的氧化物，提高砂过滤的效果，增加锰、铁的去除率。臭氧接触反应塔的出水进入高位缓冲水箱，对过量的臭氧进行衰减释放使。

臭氧在水中还可以自动分解为氧，为活性炭床提供大量的溶解氧（DO），补充水中 DO消耗，为好氧菌提供良好的生长环境，增强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，经臭氧预氧化后的水进入生物活性炭塔，活性炭内部具有发达的空隙结构和巨大的比表面积，其微孔构成的内表面积占总面积的95%以上，能经济有效的去除嗅、味、色度、农药、放射性有机物及其他人工合成有机物。对微小物质具有良好的吸附作用。生物碳吸附与微生物降解有着协同作用。活性炭的吸附催化作用提高了微生物的活性，增进了微生物的代谢活动，从而延长了活性炭的工作周期并改善了活性炭的吸附条件。

本装置设置5组臭氧接触塔和生物活性炭单元，每组由一台臭氧接触塔和两台生物活性炭罐组成。系统利用高位缓冲水箱的液位差和管道阀门的开启与关闭控制进入每套臭氧接触-生物活性炭单元的流量，利用外部提供的非净化风进行生物活性炭罐曝气和反洗时所需要的空气。

1.1.2.2 工艺流程

一级砂滤产水在余力的作用下通过5根DN350的管道均匀的分配5台臭氧接触塔中。水从臭氧接触塔的底部进入塔内，同时臭氧发生器产生的臭氧经过安装在接触塔内部的曝气盘融入水中，在上升的过程中与水充分混合，达到氧化效果。剩余的臭氧尾气从设置在接触塔顶部的出口进入臭氧破坏器，处理过的尾气可以安全的排入屋外大气中。臭氧接触塔出水设置在上部，经过臭氧氧化的水进入高位缓冲水箱，对过量的臭氧进行衰减释放，然后进入生物活性炭罐。

经过臭氧氧化的来水从上部进入生物活性炭罐，经过活性炭层后从底部出水口排出进入二级加压池，经吸附分解后，出水的COD降为5以下。当装置运行时间达到预设值（一周左右）或者生物活性炭罐内的液位超过警戒线时，该组生物活性炭单元自动进入反洗程序。反洗分为气洗和水洗两个步骤。首先是活性炭进水，出水，曝气自动阀门关闭，气洗阀门打开对活性炭层进行气洗，时间为10 min。接下来气洗阀门关闭，水洗阀门开启，由生物活性炭反洗水泵对生物活性炭罐进行水洗，水洗强度为12L/（m2/s），时间为10 min。反洗结束后进水，出水阀门打开，生物活性炭罐进入正常生产过程。

1.1.3 二级过滤装置

臭氧接触-生物活性炭装置的出水进入二级加压水池，经过二级加压泵的提升后进入二级过滤系统。二级砂虑装置共设 10台标准的过滤器。此过滤器能去除原水中的较大颗粒，经过二级过滤装置后，出水浊度可以达到小于1NTU，过滤效率大于90%。其运行与控制与一级过滤装置相同。

1.1.4 附属装置

二级过滤装置的出水分为3个部分，一部分进入生产消防水罐，一部分进入生活水池通过生活水泵输送至生活水系统，二氧化氯发生器产生的二氧化氯加入生活水池对生活水进行消毒。一部分进入活性炭反洗水池用于生物活性炭罐的反洗用水。

装置设立两条跨线。一条从一级加压泵出口直接到二级砂滤出口母管，在来水水质合格的情况下可以直接跨越所有设备进入后续系统。一条跨线从一级砂滤产水管接到二级加压池，在来水COD合格而浊度高时跨越臭氧-生物活性炭系统，经过两级过滤后进入后续系统。

2 生产运行情况

黄河水预处理装置2012年4月份开始调试，5月17日，产出达到设计要求的合格水，直接进入消防生产水罐，通过不断增加全厂黄河水用量，截至6月13日，全厂生产用水已经全部改为黄河水，目前各生产装置稳定运行。在生产过程中通过不断摸索和调试，黄河水产水环保指标全部合格，化验分析结果黄河水产水浊度0.5 mg/l，远低于设计值1 mg/L，其他分析指标也在生产用水指标范围之内。

3 结语

黄河水预处理装置实现了工业用水全部改为黄河水后，每年可节约地下水资源400万t，为保护当地地下水资源做出贡献。endprint