CN110342727A - 一种城市污水用于热电厂冷却循环水的处理工艺 - Google Patents

一种城市污水用于热电厂冷却循环水的处理工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种城市污水用于热电厂冷却循环水的处理工艺,所述处理工艺包括以下步骤:A.将污水通过管线运输至中水集水池内,然后经过水泵将污水输送至曝气生物滤池内进行处理;B.向曝气生物滤池的出水中加入混凝剂和助凝剂,出水进入沉淀池进行絮凝反应;C.沉淀池的出水进入沙滤池,采用恒流速、恒水位运行;D.沙滤池的出水进入清水池,向清水池出水中加入缓释阻垢剂,即得到热电厂可用的冷却循环水。本发明通过优化曝气生物滤池的絮凝‑沉淀工艺和参数以及缓释阻垢剂的复配配方,使之适应城市污水的水质特性,提高经济性和稳定性,节约资源和能源,减少环境的污染,使最终产水能够满足热电厂的冷却循环用水的要求。

Description

一种城市污水用于热电厂冷却循环水的处理工艺
技术领域
本发明属于污水处理技术领域,特别涉及一种城市污水用于热电厂冷却循环水的处理工艺。
背景技术
将城市污水厂出水作为水源,深度处理后回用于热电厂冷却用水,在节水减排的同时带来了可观的经济效益,具有重要的示范意义。但是,常规处理工艺存在处理效率低,产水水质不稳定甚至明显恶化,运行维护成本高,同时导致后续膜处理系统污染严重,产水水质变差等问题,无法满足现有水质处理和工艺用水需求,具体问题如下:
1、曝气生物滤池产水浊度、碱度较低,不符合石灰混凝工艺的处理特征,经机械搅拌澄清池的石灰和铁系絮凝剂加药处理后,水质发生了明显恶化,硬度和铁含量严重超标,严重增加后续变孔隙滤池等过段的负担,同时能耗、药耗和运行维护成本极高。
2、中水处理系统产水作为循环水补充水,其硬度、碱度的增加直接导致凝汽器内容易发生结垢的危害,并且铁含量的超标也容易在凝汽器管内镀成膜,这些都会增大凝汽器端差。
3、以中水处理系统产水为原水的化学水处理系统中超滤膜丝外壁发生钙垢、铁垢沉积,堵塞严重,部分污染物透过超滤膜随产水进入反渗透工段致使反渗透膜污染加重,产水水质恶化。
4、处理成本较高。中水由于主要来自于污水处理厂,由于季节、气候、来源等多种因素的干扰,水质波动较大,处理技术和难度随之增加。所需处理费用成本较大,影响企业利用中水的积极性。
发明内容
针对上述存在的问题,本发明的目的是提供一种城市污水用于热电厂冷却循环水的处理工艺,通过优化曝气生物滤池、絮凝-沉淀过程工艺和参数以及缓释阻垢剂的复配配方,使之适应城市污水的水质特性,提高经济性和稳定性,节约资源和能源,减少环境的污染,使最终产水能够满足热电厂的冷却循环用水的要求。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的:
一种城市污水用于热电厂冷却循环水的处理工艺,以污水厂二级出水为水源,所述处理工艺包括以下步骤:
A. 将污水通过管线运输至中水集水池内,然后经过水泵将污水输送至曝气生物滤池内进行处理,所述曝气生物滤池中气水比为2-4:1,水力负荷为3~5 m3/m2·h,每运行24-36h后进行反冲洗处理;
B. 向曝气生物滤池的出水中加入混凝剂和助凝剂,采用沿程加药方式,首次加药点提前至曝气生物滤池出水口,最终加药点位于沉淀池反应区,并在首次和最终加药点间每隔3-5米设置一个加药点,有效提升了混凝反应时间和效率,出水进入沉淀池进行絮凝反应,所述混凝剂和助凝剂的加药量分别为5-10 mg/L、0.3-1mg/L,而后先进行快速搅拌,且搅拌速率为200r/min~500r/min,搅拌时间为20s-60s,再进行慢速搅拌,且搅拌速率为20r/min~50r/min,搅拌时间为10min-30min,停留0.5h-1h后出水进行下一步处理;
C. 沉淀池的出水进入沙滤池,滤速为10m/h-20m/h,滤层的厚度为1m-2m,采用恒流速、恒水位运行,滤层以上的液面控制在0.5m-1m;
D. 沙滤池的出水进入清水池,向清水池中加入缓释阻垢剂,充分反应后即得到热电厂可用的冷却循环水。
进一步的,步骤A中反冲洗处理的条件为:
气冲强度为9~11L/(m2 s),持续时间为2~5min;水冲强度5~8L/(m2 s),持续时间为8~10min;水洗时维持上步水冲强度,以排除全部杂质,出水变清澈为重点,持续时间3~10min。
进一步的,步骤B中所述混凝剂为聚合氯化铝(PAC)和/或聚合硫酸铁(PFS),所述助凝剂为聚丙烯酰胺(PAM)。
进一步的,步骤C中沙滤池为变孔隙滤池,采用大粒径滤料和小粒径滤料混合的滤料,所述大粒径滤料的粒径为1mm-3mm,所述小粒径滤料的粒径为0.5mm-1mm,其中小粒径滤料的占比为2%-5%。
进一步的,步骤D中所述缓释阻垢剂为PASP、PBTCA、HEDP、水溶性咪唑啉和EDTMPS组成的混合物,缓释阻垢剂的投加量为5-100mg/L。
进一步的,步骤D中所述缓释阻垢剂中各原料的浓度分别为:
PASP 15-20mg/L
PBTCA 18-25mg/L
HEDP 18-35mg/L
水溶性咪唑啉 15-20mg/L
EDTMPS 15-20mg/L。
本发明相比现有技术的有益效果为:
1、本发明所述的城市污水用于热电厂冷却循环水的处理工艺,所述工艺以城市污水厂二级出水为水源,通过工艺改造,取消了石灰澄清工艺和铁系混凝剂投加工艺,改造为沿程多点精确加药强化-混凝工艺;取消了硫酸中和工艺,改为复合缓释阻垢工艺;
2、本发明所述的城市污水用于热电厂冷却循环水的处理工艺,充分发挥了各工段的处理优势,有效降低水处理系统含盐量,减小循环水系统腐蚀、结垢倾向,减轻了水处理系统工作负担,避免了化水处理系统膜污染和水质恶化趋势,提高了产水效率;
2、本发明所述的城市污水用于热电厂冷却循环水的处理工艺,不仅能够有效提升系统稳定性和处理效率,而且可取得明显的经济效益,具体的:
通过工艺优化和改造,全系统能源、药剂和设备维护费用显著降低;
1)按产水7417543吨计算,停止加石灰和硫酸后每年可节约石灰费用:0.085(元/吨)*7417543吨=63.19万元;每年节约硫酸费用:0.059(元/吨)*7417543吨=43.94万元;
2)石灰、硫酸各两套加药设备的维护费用每年至少节约50余万元;
3)减少沙滤池的反洗次数,节水、节电费用每年至少20余万元;
4)改善了化学水处理系统超滤、反渗透的运行条件,减少了化学清洗次数,延长了使用寿命,每年可节约生产成本100余万元;
以上生产费用合计每年可节约277.13万元。
以下通过附图和实施例对本发明进行详细的描述。
附图说明
图1为本发明所述城市污水用于热电厂冷却循环水的处理工艺的流程示意图。
具体实施方式
本实施例提供了一种城市污水用于热电厂冷却循环水的处理工艺,以污水厂二级出水为水源,所述处理工艺包括以下步骤:
A. 将污水通过管线运输至中水集水池内,然后经过水泵将污水输送至曝气生物滤池内进行处理,所述曝气生物滤池中气水比为3:1,水力负荷为4 m3/m2 h时,出水水质的氨氮和COD都已经满足冷却水的水质标准。每运行24~36h后进行反冲洗处理;反冲洗的主要参数为,气冲强度9~11L/(m2 s),持续时间3min;水冲强度5~8L/(m2 s),持续时间为10min;水洗时维持上步水冲强度,以排除全部杂质,出水变清澈为重点,持续时间约5min。
B. 向曝气生物滤池的出水中加入混凝剂和助凝剂聚丙烯酰胺(PAM),采用沿程加药方式,首次加药点提前至曝气生物滤池出水口,最终加药点位于沉淀池反应区,并在首次和最终加药点间每隔3-5米设置一个加药点,有效提升了混凝反应时间和效率,出水进入沉淀池进行絮凝反应,所述混凝剂为聚合氯化铝(PAC)和聚合硫酸铁(PFS)的混合物,所述PAC、PFS和PAM的加药量分别为5mg/L、5mg/L和0.5mg/L,而后先进行快速搅拌,且搅拌速率为400r/min,搅拌时间为50s,再进行慢速搅拌,且搅拌速率为50r/min,搅拌时间为10min,静置沉淀0.5h后出水,当浊度达到5.00NTU,总磷含量0.488~0.456mg/L时可进行下一步处理。
C. 沉淀池的出水进入沙滤池,所述沙滤池为变孔隙滤池,采用大粒径滤料和小粒径滤料混合的滤料,所述大粒径滤料的粒径为1mm-3mm,所述小粒径滤料的粒径为0.5mm-1mm,其中小粒径滤料的占比为3%,变孔隙滤池中先采用大粒径滤料填充,使得平均空隙较大,不容易发生阻塞和表面过滤的现象,再加入3%的小粒径滤料,使小粒径滤料均匀的分散在整个滤层中,降低局部的孔隙率,从而促进絮凝作用;滤速为16m/h,滤层的厚度为1.5m,采用恒流速、恒水位运行,滤层以上的液面控制在0.9m。
D. 沙滤池的出水进入清水池,向清水池中加入缓释阻垢剂,在45℃条件下充分反应72h后,即得到热电厂可用的冷却循环水;
所述缓释阻垢剂的为PASP、PBTCA、HEDP、水溶性咪唑啉和EDTMPS组成的混合物,各原料的浓度分别为18mg/L、20mg/L、30mg/L、17mg/L、15mg/L。
经上述曝气生物滤池、沉淀池和沙滤池,主要去除COD、氨氮、总磷和浊度等污染物,产水满足冷却循环水水质标准,用于电厂冷却循环水和常规生产用水。改造后,步骤A-D(中水处理系统)各处理工段产水水质明显优于改造前(如下表所示),避免了碱度、浊度和铁等污染物指标不降反升现象。
经上述处理得到的冷却循环水符合热电厂对于冷却循环水的使用标准。

Claims (6)

1.一种城市污水用于热电厂冷却循环水的处理工艺,以污水厂二级出水为水源,其特征在于,所述处理工艺包括以下步骤:
A. 将污水通过管线运输至中水集水池内,然后经过水泵将污水输送至曝气生物滤池内进行处理,所述曝气生物滤池中气水比为2-4:1,水力负荷为3~5 m3/m2·h,每运行24-36h后进行反冲洗处理;
B. 向曝气生物滤池的出水中加入混凝剂和助凝剂,采用沿程加药方式,首次加药点提前至曝气生物滤池出水口,最终加药点位于沉淀池反应区,并在首次和最终加药点间每隔3-5米设置一个加药点,出水进入沉淀池进行絮凝反应,所述混凝剂和助凝剂的加药量分别为5-10 mg/L、0.3-1mg/L,而后先进行快速搅拌,且搅拌速率为200r/min~500r/min,搅拌时间为20s-60s,再进行慢速搅拌,且搅拌速率为20r/min~50r/min,搅拌时间为10min-30min,停留0.5h-1h后出水进行下一步处理;
C. 沉淀池的出水进入沙滤池,滤速为10m/h-20m/h,滤层的厚度为1m-2m,采用恒流速、恒水位运行,滤层以上的液面控制在0.5m-1m;
D. 沙滤池的出水进入清水池,向清水池中加入缓释阻垢剂,充分反应后即得到热电厂可用的冷却循环水。
2.根据权利要求1所述的城市污水用于热电厂冷却循环水的处理工艺,其特征在于,步骤A中反冲洗处理的条件为:
气冲强度为9~11L/(m2 s),持续时间为2~5min;水冲强度5~8L/(m2 s),持续时间为8~10min;水洗时维持上步水冲强度,以排除全部杂质,出水变清澈为重点,持续时间3~10min。
3.根据权利要求1所述的城市污水用于热电厂冷却循环水的处理工艺,其特征在于,步骤B中所述混凝剂为聚合氯化铝(PAC)和/或聚合硫酸铁(PFS),所述助凝剂为聚丙烯酰胺(PAM)。
4.根据权利要求1所述的城市污水用于热电厂冷却循环水的处理工艺,其特征在于,步骤C中沙滤池为变孔隙滤池,采用大粒径滤料和小粒径滤料混合的滤料,所述大粒径滤料的粒径为1mm-3mm,所述小粒径滤料的粒径为0.5mm-1mm,其中小粒径滤料的占比为2%-5%。
5.根据权利要求1所述的城市污水用于热电厂冷却循环水的处理工艺,其特征在于,步骤D中所述缓释阻垢剂为PASP、PBTCA、HEDP、水溶性咪唑啉和EDTMPS组成的混合物,缓释阻垢剂的投加量为5-100mg/L。
6.根据权利要求5所述的城市污水用于热电厂冷却循环水的处理工艺,其特征在于,步骤D中所述缓释阻垢剂中各原料的浓度分别为:
PASP 15-20mg/L
PBTCA 18-25mg/L
HEDP 18-35mg/L
水溶性咪唑啉 15-20mg/L
EDTMPS 15-20mg/L。
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