CN107935303B - 一种市政二级出水回用电厂锅炉用水的工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种市政二级出水回用电厂锅炉用水的工艺。该工艺先进行好氧反硝化生物滤池处理：以来自城市污水处理厂二级处理的城市出水为待处理水，按照物料在待处理水中含量计，在待处理水中通过投加8～13mg/L亚硝酸和40～80mg/L葡萄糖，待处理水在好氧反硝化滤池中将水中的氨氮氧化为亚硝酸，亚硝酸盐进一步还原成氮气；然后进行机械搅拌澄清池沉淀、砂滤池过滤，去除水中悬浮固体和部分细菌、微生物，最后进行超滤反渗透系统处理。本发明解决了电厂水处理脱氮过程曝气能耗大，碳源不足，超滤膜以及反渗透膜使用寿命短等问题，为电厂使用市政二级出水回用于锅炉用水的可靠性提供了技术支撑。

Description

一种市政二级出水回用电厂锅炉用水的工艺
技术领域
本发明涉及一种废水处理，特别是涉及一种市政二级城市出水回用电厂锅炉用水的方法，属于污水处理技术领域。
背景技术
我国一直是水资源紧缺的大国，火力发电作为我国发电的主要来源，使得电厂成为我国的用水大户。为了缓解我国水资源短缺的现状，城镇污水回用是解决这一问题的主要途径。这一举措不仅可以扩大城镇污水回用规模，还可以为电厂提供水量充足、水质稳定的水源。
电力生产中，水中杂质对水处理设备和热力设备具有很大的影响。市政二级城市出水(自城市污水处理厂二级处理的城市出水)依然含有一些难分解的有机污染物、悬浮颗粒物，并且含有比较多的富营养化物质，比如磷与氮，导致藻类物质滋生。超滤出水系统中指标某一项或几项不达标时，会给反渗透系统带来结垢、金属氧化物污染、悬浮物污堵、胶体污染、有机物及微生物等污染，降低反渗透系统的产水量和产水品质，增加系统运行的能耗，增加水处理的运行成本，严重情况下会导致膜元件不可逆的物理、化学损伤，缩短膜元件的使用寿命。因此该水质达到回用主要需要进一步去除氮磷和尾水中残余难降解有机物。
传统生物脱氮包括硝化和反硝化两个阶段，其中硝化阶段分为氨氧化和亚硝态氮氧化两步。首先在有氧条件下，亚硝酸细菌能将氨氮氧化成亚硝酸盐，接着硝化细菌又继续将其氧化成硝酸盐。反硝化过程是在低氧条件下硝态氮以有机物作为电子供体，将硝态氮转化为氮气或者经过同化作用被微生物合成有机氮，以供微生物生长繁殖；城镇污水厂二级出水的C/N比普遍低于生物反硝化所需的理论值2.86，存在碳源不足的问题，导致反硝化作用不完全，直接利用单级曝气生物滤池有发生氮的深度去除不完全。
好氧反硝化脱氮工艺调控的是将硝化过程控制在亚硝态氮阶段，避免亚硝态氮向硝态氮转化，然后在好氧条件下直接利用亚硝态氮作为电子受体进行反硝化生物脱氮作用。好氧短程反硝化脱氮工艺比全程脱氮工艺大幅度降低曝气量和碳源需求量。由于碳源投加量减小，以及曝气量的减少有效地降低了处理费用，同时由于在曝气滤池中同时实现了硝化和反硝化过程，与传统脱氮过程相比，省略了反硝化滤池，节省了土建费用及占地面积。
中国发明专利申请CN201510251554.3公开了通过生活污水和短程硝化厌氧氨氧化后混合液进入膜反应器进行缺氧搅拌，通过溶解氧调控利用原水中的碳进行短程反硝化生物,然后将含有NH4+和NO2-的上清液通过蠕动泵抽入短程硝化厌氧氨氧化生物膜反应器进行厌氧氨氧化反应,剩余NH4+通过间歇曝气间歇搅拌的方式进行短程硝化和厌氧氨氧化反应。中国发明专利申请201610265002.2公开了一种固定化厌氧氨氧化耦合短程反硝化处理城市污水和硝酸盐废水的方法，选取聚乙烯醇和海藻酸钠作为包埋剂进行厌氧氨氧化细胞固定化,将制备得到的厌氧氨氧化凝胶小球应用于厌氧氨氧化，短程反硝化处理城市污水和硝酸盐废水的SBR系统中。上述现有技术利用了短程脱氮工艺，均降低了运行能耗和碳源投加量。该类方法对短程脱氮工艺的调控是利用氨氮氧化为氮的氧化物的化能自养菌氨氧化菌AOB与亚硝态氮氧化菌NOB在生理生化条件上的差异，通过对底物浓度、pH、温度、氧气浓度以及其他有机物的环境因素的调控，使NOB的生长速率明显低于AOB的生长速率，逐步使NOB随水冲出，实现稳定的亚硝态氮积累；在实际运行中底物浓度、pH、温度工艺调控复杂，并难以解决碳源不足的问题。
发明内容
本发明的目的就是为解决水资源短缺问题，提供一种有助于解决减少曝气能耗以及碳源不足问题的市政二级城市出水回用于电厂锅炉用水的方法。
本发明通过一种好氧反硝化脱氮和混凝，消毒，砂滤，超滤和反渗透的组合工艺，实现高效、节能、低成本的低碳氮比城市污水脱氮脱盐，在好氧反硝化滤池中通过投加亚硝酸，将硝化控制在亚硝化阶段，使氨氮的氧化截止在亚硝化阶段，同时利用好氧反硝化菌，在微好氧条件下，以亚硝酸盐为电子受体还原为氮气，减少曝气能耗以及碳源不足的问题，同时通过混凝，消毒，砂滤，超滤和反渗透的组合工艺产生高纯水回用于电厂并实现氮和无机盐的同步深度去除。
城市污水处理厂中水中碳氮比较低，通过好氧反硝化脱氮技术的实现是通过在好氧硝化池中投加亚硝酸抑制硝化反应，同时利用好氧反硝化菌，在微好氧条件下，以亚硝酸盐为电子受体还原为氮气，最终达到脱氮气的目的。本发明通过好氧反硝化理论的提出及深入研究，为污水的生物脱氮领域提供新的方法，使得氮可以在低碳氮比生活污水碳源不足的条件下可有效去除。从根本上解决低碳比城市中水回用于电厂锅炉用水的难题，同时也为节约能耗提供新思路。
本发明目的通过如下技术方案实现：
一种市政二级出水回用电厂锅炉用水的工艺，包括如下步骤：
1)好氧反硝化生物滤池处理
以来自城市污水处理厂二级处理的城市出水为待处理水，按照物料在待处理水中含量计，在待处理水中通过投加8～13mg/L亚硝酸和40～80mg/L葡萄糖，待处理水经好氧反硝化滤池的布水系统进入承托层，再流经承托层上方附着好氧反硝化菌的球形轻质多孔生物陶粒组成的陶粒层，将水中的氨氮氧化为亚硝酸，亚硝酸盐进一步还原成氮气，控制溶解氧浓度为0.86～1.25mg/L，滤速为4.6～8.2m/h，空床停留时间36～64min；处理后的水经出水口流入机械搅拌澄清池；
2)机械搅拌澄清池沉淀
在好氧反硝化生物滤池处理后的水中加入次氯酸钠杀菌剂、混凝剂和助凝剂，进入机械搅拌澄清池沉淀处理；
3)砂滤池过滤，去除水中悬浮固体和部分细菌、微生物
机械澄清池出水进入砂滤池，在砂滤池内自上而下穿过滤料层，垫料层，由配水系统收集，并由清水管排出；
4)超滤反渗透系统处理
砂滤池出水首先经超滤膜去除部分有机物以及病菌；超滤出水再经过反渗透系统，进一步去除溶解在水中的绝大部分无机盐。
为进一步实现本发明目的，优选地，所述承托层由鹅卵石构成。
优选地，所述球形轻质多孔生物陶粒的直径为3～5mm。
优选地，按照物料在待处理水中含量计，所述次氯酸钠杀菌剂的加入量为5～10mg/L。
优选地，按照物料在待处理水中含量计，所述混凝剂和助凝剂的加入量分别为20～100mg/L和1～3ppm；所述混凝剂为聚合氯化铝；所述助凝剂为聚丙烯酰胺。
优选地，所述机械澄清池出水进入砂滤池是机械澄清池出水经进水管、集水渠、洗砂排水槽分配进入砂滤池。
优选地，所述砂滤池的总高度为3.0m，砂滤池中垫料层厚度为0.4～0.45m；滤料层厚度为0.7～0.75m，滤料中无烟煤的厚度为0.3～0.35m，石英砂的厚度为0.4～0.45m。
优选地，所述超滤膜的膜孔径为0.01～0.03μm，膜通量为20～40L/m2·h；所述反渗透系统膜通量为10～20L/m2·h。
优选地，所述超滤反渗透系统正常运行24h后对超滤膜以及反渗透膜进行加强碱反洗；正常运行72h后进行加强酸反洗，反洗流量为260m3/h～300m3/h，反洗时间为180s～300s。
优选地，所述机械搅拌澄清池主要由第一反应室、第二反应室以及澄清室组成；第一反应室和第二反应室连通，第一反应室中设有搅拌器和刮泥机，第二反应室与在澄清室连通；澄清室与第一反应室连通；第一反应室中加入次氯酸钠杀菌剂、混凝剂和助凝剂。
相对于现有技术，本发明具有如下优点：
1)微氧好氧反硝化脱氮工艺调控的是将硝化过程控制在亚硝态氮阶段，避免亚硝态氮向硝态氮转化，然后在微好氧条件下直接利用亚硝态氮作为电子受体进行反硝化生物脱氮作用。由于碳源投加量减小，以及曝气量的减少有效地降低了处理费用，同时由于在曝气滤池中同时实现了硝化和反硝化过程，与传统脱氮过程相比，省略了反硝化滤池，节省了土建费用及占地面积。
2)本发明通过对硝态氮的有效去除，使得在后续超滤和反渗透产生高纯水的过程中不易结垢，延长了膜的使用寿命，降低了能耗和经济成本。
3)本发明通过短程硝化反硝化脱氮除磷化生物滤池降低了水中氮磷的含量，使得藻类微生物等不会大量繁殖造成膜堵塞，较大的细菌藻类等也会被膜截留，防止锅炉中形成由微生物造成的点状腐蚀；通过混凝、砂滤和双膜处理工艺降低硬度和各种无机离子，从而有效保证电厂高纯度的水回用并延长了膜的使用寿命。
具体实施方式
为更好地理解本发明，下面结合实施例对本发明作进一步的说明，但本发明的实施方式不限如此。
实施例1
1)来自城市污水处理厂二级处理的城市出水进入好氧反硝化生物滤池。
从进水管送来的城市污水处理厂二级处理的城市出水(进水水质见表1)直接进入好氧反硝化生物滤池，以来自城市污水处理厂二级处理的城市出水为待处理水，按照物料在待处理水中含量计，进入时投加8mg/L亚硝酸和80mg/L葡萄糖，以其中含有的亚硝酸盐为电子受体，葡萄糖为碳源，将硝化控制在亚硝化阶段并在好氧条件下进行反硝化脱氮。待处理水经布水系统进入由鹅卵石构成的0.5m的承托层，再流经承托层上方附着反硝化菌的直径为3～5mm的球形轻质多孔生物陶粒层，陶粒层的厚度为4m。陶粒上附着的好氧硝化菌，将水中的氨氮氧化为亚硝酸，亚硝酸盐进一步还原成氮气，其中气水比为6：1，溶解氧浓度为0.86mg/L，滤速为8.2m/h，空床停留时间36min。处理后的水经出水口流入机械搅拌澄清池。
2)好氧反硝化滤池出水进入机械搅拌澄清池，加药沉淀。
机械搅拌澄清池主要由第一反应室、第二反应室以及澄清室组成；第一反应室和第二反应室连通，第一反应室中设有搅拌器和刮泥机，第二反应室与在澄清室连通；澄清室与第一反应室连通；在系统运行前，按照物料在待处理水中含量计，在第一反应室中加入5mg/L次氯酸钠杀菌剂进行杀菌后，再加入20mg/L混凝剂聚合氯化铝和1ppm助凝剂聚丙烯酰胺。反硝化-硝化曝气生物滤池出水直接流入第一反应室，水量达到运行要求后，启动机械搅拌澄清池的搅拌器，在搅拌器及涡轮的搅拌提升作用下，进水、药剂和大量回流泥渣会快速接触形成混合液。混合液被涡轮提升进入第二反应室后通过折流到达澄清室进行分离。泥渣在澄清池下部回流进入第一反应室，由第一反应室内的刮泥机排出。
3)机械加速澄清池出水进入砂滤池过滤，去除水中悬浮固体和部分细菌、微生物。
机械澄清池出水自进水管，经集水渠、洗砂排水槽分配进入砂滤池，在砂滤池内自上而下穿过滤料层，垫料层，由配水系统收集，并由清水管排出。砂滤池总高度为3.0m，其中垫料层厚度为0.4m，起承托滤料作用；滤料层厚度为0.7m，起过滤回用水作用。滤料层上层为比重较小的无烟煤，厚度为0.3m，下层为比重较大的石英砂，厚度为0.4m；滤层上水深为1.6m，超高为0.3m。为保证滤池出水量需进行定期反冲洗，采用先气冲后水冲的冲洗方式，反冲洗的运行参数:单独气冲强度为13L/(m2·s)、单独气冲时间为8min；单独水冲强度为13L/(m2·s)、水冲时间为8min。
4)砂滤池出水进入超滤反渗透系统进一步处理，保证出水水质。
砂滤池出水首先经膜孔径为0.01～0.03μm，膜通量为20L/m2·h(20℃)的超滤膜去除部分有机物以及病菌。超滤出水再经过膜通量为10L/m2·h(20℃)反渗透系统，进一步去除溶解在水中的绝大部分无机盐。反渗透不仅可以将杂质、铁锈、胶体、病菌等过滤掉，还可以滤除放射性离子、有机物、荧光物、农、水碱和重金属，由超滤膜和反渗透系统组合工艺产生高纯水，可以保证在电厂用水过程中不会产生水垢。
为延长超滤膜和反渗透膜的使用寿命，超滤反渗透系统正常运行24h后进行加强碱反洗，正常运行72h后进行加强酸反洗，反洗流量为260m3/h，反洗时间为180s。
本实施例采用好氧反硝化脱氮-混凝-消毒-砂滤-超滤-反渗透组合处理工艺制备电厂锅炉用水，原水即城镇污水处理厂二级出水，反渗透进水即超滤出水，水质见表1，从表1可以看出,采用好氧反硝化脱氮和混凝-消毒-砂滤-超滤-反渗透预处理组合处理工艺能有效去除水中污染物，有利于后续的反渗透处理工艺。超滤出水进一歩经反渗透处理，电导率由3560uS/cm降为1.4uS/cm。
表1反渗透预处理组合工艺进水水质分析 单位：mg/L
Figure GDA0001557081930000061
本实施例在好氧反硝化滤池中添加亚硝酸控制反应阶段，故将不添加亚硝酸的传统BA F处理效果和添加了亚硝酸的好氧反硝化滤池的处理效果进行对比，其中溶解氧由便携式溶氧仪测定，氨氮采用纳氏试剂法(GB 7479-87)测定，硝态氮采用紫外分光光度法(HJ/T 346-2007)测定，亚硝态氮采用分光光度法(GB 7493-87)测定，结果见表2:
表2好氧反硝化与常规曝气生物滤池脱氮去除效果对比 单位：mg/L
Figure GDA0001557081930000071
从表2中好氧与常规曝气生物滤池(BAF)相比可以看出，本专利因投加了8mg/L亚硝酸且控制低溶解氧条件使硝化反应处于亚硝态氮阶段，避免亚硝态氮向硝态氮转化，微生物在微好氧条件下直接利用亚硝态氮作为电子受体进行反硝化生物脱氮作用，使得本工艺中的亚硝态氮，氨氮，硝态氮，特别是硝态氮得到有效去除。而常规曝气生物滤池，总氮不能有效去除，主要是因为常规BAF中的溶解氧浓度较高，微生物反硝化过程受到了抑制作用。传统BAF曝气时的气水比为8:1，碳源投加量为135mg/L，本实施例的微氧短程反硝化脱氮工艺的气水比仅需要达6：1，溶解氧浓度即达到0.86mg/L，碳源投加量仅为80m g/L，降低了41％，即可满足需求。
实施例2
(1)来自城市污水处理厂二级处理的城市出水进入好氧反硝化生物滤池。
从进水管送来的城市污水处理厂二级处理的城市出水(进水水质见表3)直接进入好氧反硝化生物滤池，以来自城市污水处理厂二级处理的城市出水为待处理水，按照物料在待处理水中含量计，同时投加10mg/L亚硝酸和60mg/L葡萄糖，以其中含有的亚硝酸盐为电子受体，葡萄糖为碳源，将硝化控制在亚硝化阶段并在好氧条件下进行反硝化脱氮。经布水系统进入由鹅卵石构成的0.5m的承托层，再流经承托层上方附着反硝化菌的直径为3～5mm的球形轻质多孔生物陶粒层，陶粒层的厚度为4.0m。陶粒上附着的好氧硝化菌将水中的氨氮氧化为亚硝酸，亚硝酸盐进一步还原成氮气，其中气水比为6：1，溶解氧浓度为0.97mg/L,滤速为6.3m/h，空床停留时间46min。处理后的水经出水口流入机械搅拌澄清池。
(2)好氧反硝化滤池出水进入机械搅拌澄清池，加药沉淀。
机械搅拌澄清池主要由第一反应室、第二反应室以及澄清室组成；第一反应室和第二反应室连通，第一反应室中设有搅拌器和刮泥机，第二反应室与在澄清室连通；澄清室与第一反应室连通；在系统运行前，按照物料在待处理水中含量计，在第一反应室中加入8.5mg/L次氯酸钠杀菌剂进行杀菌后，再加入60mg/L混凝剂聚合氯化铝和2ppm助凝剂聚丙烯酰胺。第一反应室内应有至少1米的药液。反硝化-硝化曝气生物滤池出水直接流入第一反应室，水量达到运行要求后，启动机械搅拌澄清池的搅拌器，在搅拌器及涡轮的搅拌提升作用下，进水、药剂和大量回流泥渣会快速接触形成混合液。混合液被涡轮提升进入第二反应室后通过折流到达澄清室进行分离。泥渣在澄清池下部回流进入第一反应室，由第一反应室内的刮泥机排出。
(3)机械加速澄清池出水进入砂滤池过滤，去除水中悬浮固体和部分细菌、微生物。
机械澄清池出水自进水管，经集水渠、洗砂排水槽分配进入砂滤池，在砂滤池内自上而下穿过滤料层，垫料层，由配水系统收集，并由清水管排出。砂滤池总高度为3.0m，其中垫料层厚度为0.4m，起承托滤料作用；滤料层厚度为0.75m，起过滤回用水作用。滤料层上层为比重较小的无烟煤，厚度为0.35m，下层为比重较大的石英砂，厚度为0.4m；滤层上水深为1.55m，超高为0.3m。为保证滤池出水量需进行定期反冲洗，采用先气冲后水冲的冲洗方式，反冲洗的运行参数:单独气冲强度为14.5L/(m2·s)、单独气冲时间为7min；单独水冲强度为14.5L/(m2·s)、水冲时间为7min。
(4)砂滤池出水进入超滤反渗透系统进一步处理，保证出水水质。
砂滤池出水首先经膜孔径为0.01～0.03μm，膜通量为30L/m2·h(20℃)的超滤膜去除部分有机物以及病菌。超滤出水再经过膜通量为15L/m2·h(20℃)反渗透系统，进一步去除溶解在水中的绝大部分无机盐。反渗透不仅可以将杂质、铁锈、胶体、病菌等过滤掉，还可以滤除放射性离子、有机物、荧光物、农、水碱和重金属，由超滤膜和反渗透系统组合工艺产生高纯水，可以保证在电厂用水过程中不会产生水垢。
为延长超滤膜和反渗透膜的使用寿命，超滤反渗透系统正常运行24h后进行加强碱反洗，正常运行72h后进行加强酸反洗，反洗流量为280m3/h，反洗时间为240s。
本实施例采用好氧反硝化脱氮-混凝-消毒-砂滤-超滤-反渗透组合处理工艺制备电厂锅炉用水，原水即城镇污水处理厂二级出水，反渗透进水即超滤出水，水质见表3，从表3可以看出,采用好氧反硝化脱氮和混凝-消毒-砂滤-超滤反渗透预处理组合处理工艺能有效去除水中污染物，有利于后续的反渗透处理工艺。超滤出水进一歩经反渗透处理，电导率由3005uS/cm降为0.9uS/cm。
表3反渗透预处理组合工艺进水水质分析 单位：mg/L
Figure GDA0001557081930000081
Figure GDA0001557081930000091
本实施例在好氧反硝化滤池中添加亚硝酸控制反应阶段，故将不添加亚硝酸的传统BA F处理效果和添加了亚硝酸的好氧反硝化滤池的处理效果进行对比，其中溶解氧由便携式溶氧仪测定，氨氮采用纳氏试剂法(GB 7479-87)测定，硝态氮采用紫外分光光度法(HJ/T 346-2007)测定，亚硝态氮采用分光光度法(GB 7493-87)测定，结果见表4:
表4好氧反硝化与常规曝气生物滤池脱氮效果 单位：mg/L
Figure GDA0001557081930000092
从表4中好氧与常规曝气生物滤池(BAF)相比可以看出，本实施例因投加了10mg/L亚硝酸且控制低溶解氧条件使硝化反应处于亚硝态氮阶段，避免亚硝态氮向硝态氮转化，微生物在微好氧条件下直接利用亚硝态氮作为电子受体进行反硝化生物脱氮作用，使得本工艺中的亚硝态氮，氨氮，硝态氮，特别是硝态氮得到有效去除。而常规曝气生物滤池，总氮不能有效去除，主要是因为常规BAF中的溶解氧浓度较高，微生物反硝化过程受到了抑制作用。传统BAF曝气时的气水比为8:1，碳源投加量为100mg/L，本实施例的微氧好氧短程反硝化脱氮工艺的气水比仅需要达到6：1，溶解氧浓度即达到0.97mg/L，碳源投加量仅为60mg/L，降低了40％，即可满足需求。
实施例3
(1)来自城市污水处理厂二级处理的城市出水进入好氧反硝化生物滤池。
从进水管送来的城市污水处理厂二级处理的城市出水(进水水质见表5)直接进入好氧反硝化生物滤池，以来自城市污水处理厂二级处理的城市出水为待处理水，按照物料在待处理水中含量计，同时投加13mg/L亚硝酸和40mg/L葡萄糖，以其中含有的亚硝酸盐为电子受体，葡萄糖为碳源，将硝化控制在亚硝化阶段并在好氧条件下进行反硝化脱氮。经布水系统进入由鹅卵石构成的0.5m的承托层，再流经承托层上方附着反硝化菌的直径为3～5mm的球形轻质多孔生物陶粒层，陶粒层的厚度为4.0m。陶粒上附着的好氧硝化菌将水中的氨氮氧化为亚硝酸，亚硝酸盐进一步还原成氮气，其中气水比为6：1，溶解氧浓度为1.25mg/L,滤速为4.6m/h，空床停留时间64min。处理后的水经出水口流入机械搅拌澄清池。
(2)好氧反硝化滤池出水进入机械搅拌澄清池，加药沉淀。
机械搅拌澄清池主要由第一反应室、第二反应室以及澄清室组成；第一反应室和第二反应室连通，第一反应室中设有搅拌器和刮泥机，第二反应室与在澄清室连通；澄清室与第一反应室连通。在系统运行前，按照物料在待处理水中含量计，在第一反应室中加入10mg/L次氯酸钠杀菌剂进行杀菌后，再加入100mg/L混凝剂聚合氯化铝和3ppm助凝剂聚丙烯酰胺。第一反应室内应有至少1米的药液。反硝化-硝化曝气生物滤池出水直接流入第一反应室，水量达到运行要求后，启动机械搅拌澄清池的搅拌器，在搅拌器及涡轮的搅拌提升作用下，进水、药剂和大量回流泥渣会快速接触形成混合液。混合液被涡轮提升进入第二反应室后通过折流到达澄清室进行分离。泥渣在澄清池下部回流进入第一反应室，由第一反应室内的刮泥机排出。
(3)机械加速澄清池出水进入砂滤池过滤，去除水中悬浮固体和部分细菌、微生物。
机械澄清池出水自进水管，经集水渠、洗砂排水槽分配进入砂滤池，在砂滤池内自上而下穿过滤料层，垫料层，由配水系统收集，并由清水管排出。砂滤池总高度为3.0m，其中垫料层厚度为0.45m，起承托滤料作用；滤料层厚度为0.75m，起过滤回用水作用。滤料层上层为比重较小的无烟煤，厚度为0.3m，下层为比重较大的石英砂，厚度为0.45m；滤层上水深为1.5m，超高为0.3m。为保证滤池出水量需进行定期反冲洗，采用先气冲后水冲的冲洗方式，反冲洗的运行参数:单独气冲强度为16L/(m2·s)、单独气冲时间为6min；单独水冲强度为16L/(m2·s)、水冲时间为6min。
(4)砂滤池出水进入超滤反渗透系统进一步处理，保证出水水质。
砂滤池出水首先经膜孔径为0.01～0.03μm，膜通量为40L/m2·h(20℃)的超滤膜去除部分有机物以及病菌。超滤出水再经过膜通量为20L/m2·h(20℃)反渗透系统，进一步去除溶解在水中的绝大部分无机盐。反渗透不仅可以将杂质、铁锈、胶体、病菌等过滤掉，还可以滤除放射性离子、有机物、荧光物、农、水碱和重金属，由超滤膜和反渗透系统组合工艺产生高纯水，可以保证在电厂用水过程中不会产生水垢。
为延长超滤膜和反渗透膜的使用寿命，超滤反渗透系统正常运行24h后进行加强碱反洗，正常运行72h后进行加强酸反洗，反洗流量为300m3/h，反洗时间为300s。
本实施例采用好氧反硝化脱氮-混凝-消毒-砂滤-超滤-反渗透组合处理工艺制备电厂锅炉用水，原水即城镇污水处理厂二级出水，反渗透进水即超滤出水，水质见表5，从表5可以看出,采用好氧反硝化脱氮和混凝-消毒-砂滤-超滤反渗透预处理组合处理工艺能有效去除水中污染物，有利于后续的反渗透处理工艺。超滤出水进一歩经反渗透处理，电导率由3123uS/cm降为1.9uS/cm。
表5反渗透预处理组合工艺进水水质分析 单位:mg/L
Figure GDA0001557081930000111
Figure GDA0001557081930000121
本实施例在好氧反硝化滤池中添加亚硝酸控制反应阶段，故将不添加亚硝酸的传统BA F处理效果和添加了亚硝酸的好氧反硝化滤池的处理效果进行对比，其中溶解氧由便携式溶氧仪测定，氨氮采用纳氏试剂法(GB 7479-87)测定，硝态氮采用紫外分光光度法(HJ/T 346-2007)测定，亚硝态氮采用分光光度法(GB 7493-87)测定，结果见表6:
表6好氧反硝化与常规曝气生物滤池脱氮效果对比 单位：mg/L
Figure GDA0001557081930000122
从表6中好氧与常规曝气生物滤池(BAF)相比可以看出，本专利因投加了13mg/L亚硝酸且控制低溶解氧条件使硝化反应处于亚硝态氮阶段，避免亚硝态氮向硝态氮转化，微生物在微好氧条件下直接利用亚硝态氮作为电子受体进行反硝化生物脱氮作用，使得本工艺中的亚硝态氮，氨氮，硝态氮，特别是硝态氮得到有效去除。而常规曝气生物滤池，总氮不能有效去除，主要是因为常规BAF中的溶解氧浓度较高，微生物反硝化过程受到了抑制作用。传统BAF曝气时的气水比为8:1，碳源投加量为70mg/L，本实施例的微氧好氧短程反硝化脱氮工艺的气水比仅需要达到6：1，溶解氧浓度即达到1.25mg/L，碳源投加量仅为40mg/L，降低了42.9％，即可满足生产需求。

Claims (10)

1.一种市政二级出水回用电厂锅炉用水的工艺，其特征在于包括如下步骤：
1）好氧反硝化生物滤池处理
以来自城市污水处理厂二级处理的城市出水为待处理水，按照物料在待处理水中含量计，在待处理水中通过投加8～13mg/L 亚硝酸和40～80 mg/L葡萄糖，待处理水经好氧反硝化滤池的布水系统进入承托层，再流经承托层上方附着好氧反硝化菌的球形轻质多孔生物陶粒组成的陶粒层，将水中的氨氮氧化为亚硝酸盐，亚硝酸盐进一步还原成氮气，控制溶解氧浓度为0.86～1.25mg/L，滤速为4.6～8.2 m/h，空床停留时间36～64min；处理后的水经出水口流入机械搅拌澄清池；
2）机械搅拌澄清池沉淀
在好氧反硝化生物滤池处理后的水中加入次氯酸钠杀菌剂、混凝剂和助凝剂，进入机械搅拌澄清池沉淀处理；
3）砂滤池过滤，去除水中悬浮固体和部分细菌、微生物
机械搅拌澄清池出水进入砂滤池，在砂滤池内自上而下穿过滤料层，垫料层，由配水系统收集，并由清水管排出；
4）超滤反渗透系统处理
砂滤池出水首先经超滤膜去除部分有机物以及病菌；超滤出水再经过反渗透系统，进一步去除溶解在水中的绝大部分无机盐。
2.根据权利要求1所述的市政二级出水回用电厂锅炉用水的工艺，其特征在于，所述承托层由鹅卵石构成。
3.根据权利要求1所述的市政二级出水回用电厂锅炉用水的工艺，其特征在于，所述球形轻质多孔生物陶粒的直径为3～5mm。
4.根据权利要求1所述的市政二级出水回用电厂锅炉用水的工艺，其特征在于，按照物料在待处理水中含量计，所述次氯酸钠杀菌剂的加入量为5～10mg/L。
5.根据权利要求1所述的市政二级出水回用电厂锅炉用水的工艺，其特征在于，按照物料在待处理水中含量计，所述混凝剂和助凝剂的加入量分别为20～100mg/L和1～3ppm；所述混凝剂为聚合氯化铝；所述助凝剂为聚丙烯酰胺。
6.根据权利要求1所述的市政二级出水回用电厂锅炉用水的工艺，其特征在于，所述机械搅拌澄清池出水进入砂滤池是机械搅拌澄清池出水经进水管、集水渠、洗砂排水槽分配进入砂滤池。
7.根据权利要求1所述的市政二级出水回用电厂锅炉用水的工艺，其特征在于，所述砂滤池的总高度为3.0m，砂滤池中垫料层厚度为0.4～0.45m；滤料层厚度为0.7～0.75m，滤料中无烟煤的厚度为0.3～0.35m，石英砂的厚度为0.4～0.45m。
8.根据权利要求1所述的市政二级出水回用电厂锅炉用水的工艺，其特征在于，所述超滤膜的膜孔径为0.01～0.03μm，膜通量为20～40L/（m2·h）；所述反渗透系统膜通量为10～20L/（m2·h）。
9.根据权利要求1所述的市政二级出水回用电厂锅炉用水的工艺，其特征在于，所述超滤反渗透系统正常运行24h后对超滤膜以及反渗透膜进行加强碱反洗；正常运行72h后进行加强酸反洗，反洗流量为260m3/h～300m3/h，反洗时间为180s～300s。
10.根据权利要求1所述的市政二级出水回用电厂锅炉用水的工艺，其特征在于，所述机械搅拌澄清池主要由第一反应室、第二反应室以及澄清室组成；第一反应室和第二反应室连通，第一反应室中设有搅拌器和刮泥机，第二反应室与澄清室连通；澄清室与第一反应室连通；第一反应室中加入次氯酸钠杀菌剂、混凝剂和助凝剂。
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