CN112321020A - 一种循环水排污水高效预处理系统及方法 - Google Patents

Abstract

一种循环水排污水高效预处理系统及方法，包括加强絮凝池、高效澄清池、过滤池、清水池、碳酸钠加药系统、助凝剂加药系统、污泥解絮系统和重介质絮凝核分离器；其中，加强絮凝池与高效澄清池相连，高效澄清池经过滤池与清水池相连；加强絮凝池还与碳酸钠加药系统和助凝剂加药系统相连，高效澄清池的排泥出口经污泥解絮系统、重介质絮凝核分离器与加强絮凝池相连。本发明通过将重介质絮凝核分离器与加强絮凝池相连，投加重介质絮凝核对混凝澄清工艺阶段进行了功能强化改进，处理效果好，可广泛应用于新建或技改项目的循环排污水处理系统，能适应进水水质负荷的变化，启动快速，灵活方便。

Description

一种循环水排污水高效预处理系统及方法

技术领域

本发明属于火电厂水处理技术领域，具体涉及一种循环水排污水高效预处理系统及方法。

背景技术

循环冷却水是火力发电行业的用水大项，其用水量和排水量约占整个工业用水量的70％以上。随着水处理技术和化学药剂技术不断更新，凝汽器管材的不断升级，循环水的运行浓缩倍率己有很大的提升，循环排污水水质因各个电厂循环冷却系统补水及循环水的浓缩倍率不同而差异较大，但普遍特点是水量稍大、水温变化快、含盐量、硬度、悬浮物、胶体有机物等指标均较高，还含有阻垢剂，水质复杂，较难处理。

循环水排污水的处理方法主要是预软化、除盐，软化作为预处理工艺，其主要功能是去除循环水排污水中的硬度、悬浮物等，满足后续膜系统的进水条件。传统预处理工艺主要为混凝澄清、过滤，使用的设备主要包括机械搅拌澄清池、高效澄清池、无阀滤池或高效纤维过滤器等。传统预处理工艺流程较长，设备繁多，占地面积大、维护工作量大。另外，传统机加池、高效澄清池设备出力多为600t/h以上，对水量200t/h的循环水排污水系统适应性较差；而且循环水排污水硬度以永久硬度为主，投加石灰后生成的絮状物不易沉淀导致泥水分离效果差，甚至出现翻池等现象，导致出水水质不合格，系统故障增加。

发明内容

本发明的目的在于提出一种循环水排污水高效预处理系统及方法，该方法对火电厂循环水排污水处理效果好，可广泛应用于新建或技改项目的循环排污水处理系统，能适应进水水质负荷的变化，启动快速，灵活方便。

为实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：

一种循环水排污水高效预处理系统，包括加强絮凝池、高效澄清池、过滤池、清水池、碳酸钠加药系统、助凝剂加药系统、污泥解絮系统和重介质絮凝核分离器；其中，加强絮凝池与高效澄清池相连，高效澄清池经过滤池与清水池相连；加强絮凝池还与碳酸钠加药系统和助凝剂加药系统相连，高效澄清池的排泥出口经污泥解絮系统、重介质絮凝核分离器与加强絮凝池相连。

本发明进一步的改进在于，加强絮凝池内设置有pH仪、导流筒、搅拌器和助凝剂加药管，加强絮凝池的进水管与导流筒相连通，助凝剂加药管直接伸入进导流筒内部。

本发明进一步的改进在于，导流筒内设置有水力提升搅拌器；加强絮凝池的进水管上还设置有污泥回流接口。

本发明进一步的改进在于，加强絮凝池上设置有重介质絮凝核的投加口、絮凝核回收输送管道接口和碳酸钠加药管道接口；加强絮凝池的底部通过联通管与高效澄清池相连。

本发明进一步的改进在于，高效澄清池的出水管上设置有在线pH仪和在线浊度仪。

本发明进一步的改进在于，高效澄清池底部设置有自动排泥阀，高效澄清池排泥一部分通过污泥循环泵回流至加强絮凝池中，另一部分污泥通过剩余污泥泵输送至污泥解絮系统。

本发明进一步的改进在于，过滤池为重力滤池，过滤池还连接有反洗风机和反洗水泵；

清水池连接有清水泵；

污泥解絮系统包括污泥解絮机，重介质污泥通过污泥解絮机后直接进入重介质絮凝核分离器的絮凝核分离机，分离后的污泥进入污泥池后经污泥泵输送至污泥脱水系统；

重介质絮凝核分离器包括絮凝核分离机和絮凝核输送机，絮凝核分离机与絮凝核输送机相连。

一种基于上述的循环水排污水高效预处理方法，包括以下步骤：

1)循环水排污水进入到加强絮凝池中，首先与加入到加强絮凝池中的助凝剂和碳酸钠发生反应，去除循环水排污水中永久硬度，再投加重介质絮凝核，使循环水排污水中絮体相互吸附连接，形成密实的大块絮体，最终得到絮团混合液；

2)絮团混合液进入高效澄清池，在高效澄清池中进行泥水分离后的清水经过滤池，过滤后进入清水池，泥水分离后的污泥进入泥斗，泥斗中的污泥一部分回流至加强絮凝池中，另一部分污泥经污泥解絮系统后进入重介质絮凝核分离器，经重介质絮凝核分离器分离得到的重介质絮凝核进入加强絮凝池。

本发明进一步的改进在于，重介质絮凝核投加量

其中，Z—重介质絮凝核投加量；

Q—系统处理量；

n(Ca²⁺)—原水中钙离子摩尔浓度；

n(Mg²⁺)—原水中镁离子摩尔浓度；

100—碳酸钙分子量；

58—氢氧化镁分子量；

SS—原水中悬浮物浓度。

本发明进一步的改进在于，循环水排污水在强化絮凝池1中的反应停留时间为5～8min。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明通过设置污泥解絮系统和重介质絮凝核分离器，实现了重介质絮凝核的循环利用，除第一次启用时投加较多的重介质絮凝核外，后续运行过程中只需要补充极少的重介质絮凝核，极大的降低了重介质絮凝核的使用量和操作运行的工作量。该系统通过设置加强絮凝池、高效澄清池和过滤池，将混凝、澄清、过滤等工艺高度集中，相对于常规处理工艺大大缩短了工艺流程，节省占地。同时针对火电厂循环水排污水水质特点，该系统通过将重介质絮凝核分离器与加强絮凝池相连，投加重介质絮凝核对混凝澄清工艺阶段进行了功能强化改进，处理效果好，可广泛应用于新建或技改项目的循环排污水处理系统，能适应进水水质负荷的变化，启动快速，灵活方便。

本发明针对火电厂循环水排污水永硬较高的特点，优化加药种类，区别于传统双碱法，实现了只投加碳酸钠和助凝剂实现硬度去除率达到75％以上，同时大大减少了污泥量；本发明通过向加强絮凝池中投加重介质絮凝核，可加大絮体比重，提高絮体沉降速度和沉降效果，重介质絮凝核的投加同时也减少了助凝剂的加药量；加强絮凝池出水进入高效澄清池后能够快速实现泥水分离，沉淀效果好，有效减少了高效澄清池的占地面积；本发明根据火电厂循环水排污水水量多在100t/h～800t/h的特点，合理设计加强絮凝池和高效澄清池的池型大小，将絮凝、沉淀、过滤等工艺集成化，缩短水力停留时间、减少设备占地面积，工艺流程简单、操作方便，系统出水效果能够达到悬浮物浓度在2mg/L以下，克服了现有技术中由于翻池现象，导致出水水质不合格，系统故障增加的问题；本发明整体工艺流程简单，药剂投加种类少、污泥产生量少、运行费用低，系统灵活性较高，适用于火电厂循环水排污水新建系统或技改项目。

附图说明

图1为本发明的系统示意图。

图中，1-强化絮凝池；2-高效澄清池；3-过滤池；4-清水池；5-重介质污泥解絮系统；6-重介质絮凝核分离器；7-碳酸钠加药系统；8-助凝剂加药系统。

具体实施方式

下面结合实例对本发明做进一步详细描述。

参考图1，本发明所述的一种循环水排污水高效预处理系统，主要包括加强絮凝池1、高效澄清池2、过滤池3、清水池4、碳酸钠加药系统7、助凝剂加药系统8、污泥解絮系统5和重介质絮凝核分离器6。其中，加强絮凝池1与高效澄清池2相连，高效澄清池2与过滤池3相连，过滤池3与清水池4相连；加强絮凝池1还与碳酸钠加药系统7和助凝剂加药系统8相连，高效澄清池2的污泥斗底部设有排泥阀，排泥阀经污泥解絮系统5与重介质絮凝核分离器6相连，重介质絮凝核分离器6经絮凝核回收输送管道与加强絮凝池1相连。

加强絮凝池1配套有不锈钢导流筒、搅拌器和助凝剂加药管，加强絮凝池1的进水管与不锈钢导流筒相连通，助凝剂加药管直接伸入进导流筒内部，不锈钢导流筒内设置有水力提升搅拌器。

加强絮凝池1的进水管上还设置有污泥回流接口。

加强絮凝池1上方设置有重介质絮凝核的投加口、絮凝核回收输送管道接口和碳酸钠加药管道接口。

加强絮凝池1内设置有在线pH仪。

加强絮凝池1的底部通过联通管与高效澄清池2相连。

高效澄清池2内设置有进水挡板、斜板、集水渠、刮泥机和泥斗，具体的，高效澄清池2内上方设置有集水渠，高效澄清池2出水通过集水渠收集后通过出水管自留至过滤池3的配水渠。高效澄清池2内进口处设置有进水挡板，清水区设置有斜板，高效澄清池2底部设置有刮泥机和泥斗，刮泥机位于泥斗上方。高效澄清池2的出水管设置有在线pH仪和在线浊度仪。

高效澄清池2底部设置有自动排泥阀，高效澄清池2排泥一部分通过污泥循环泵回流至加强絮凝池1的进水母管，剩余污泥则通过剩余污泥泵输送至污泥解絮系统5的污泥解絮机。

过滤池3为重力滤池，过滤池3同时还配套有反洗风机和反洗水泵，反洗用水为系统产水。

清水池4配套有清水泵，重介质絮凝核分离器6包括有絮凝核分离机和絮凝核输送机。絮凝核分离机将重介质絮凝核和污泥分离，分离后的絮凝核通过絮凝核输送机送至加强絮凝池1。

污泥解絮系统5主要包括污泥解絮机，重介质污泥通过污泥解絮机解絮后直接进入重介质絮凝核分离器6的絮凝核分离机，分离后的污泥进入污泥池后经污泥泵输送至污泥脱水系统。

采用加强絮凝池1内pH值与出水浊度值联锁控制实现加药自动控制，保证系统产水效果和运行稳定性。

高效澄清池2的排泥采用进水流量累计联锁控制，保证系统排泥稳定。

加强絮凝池1加药只采用碳酸钠和助凝剂两种药剂。

加强絮凝池1中需要投加重介质絮凝核。重介质絮凝核投加量可根据如下公式计算：

重介质絮凝核投加量

其中，Z—重介质絮凝核投加量，Kg；

Q—系统处理量，m³/h；

n(Ca²⁺)—原水中钙离子摩尔浓度，mmol/L；

n(Mg²⁺)—原水中镁离子摩尔浓度，mmol/L；

100—碳酸钙分子量，g/mol；

58—氢氧化镁分子量，g/mol；

SS—原水中悬浮物浓度，mg/L。

高效澄清池2底部排泥进入重介质污泥解絮系统和重介质絮凝核回收系统后进一步回收重介质絮凝核后循环利用。重介质絮凝核的回收率在95％以上，运行中重介质絮凝核的补充量可以按重介质絮凝核初始投加量的5％估算。

该系统将混凝、澄清、过滤等工艺高度集中，相对于常规处理工艺大大缩短了工艺流程，节省占地。同时针对火电厂循环水排污水水质特点，该系统通过投加重介质絮凝核对混凝澄清工艺阶段进行了功能强化改进，处理效果好，可广泛应用于新建或技改项目的循环排污水处理系统，能适应进水水质负荷的变化，启动快速，灵活方便。

本发明所述的循环水排污水高效预处理方法，包括以下步骤：

1)循环水排污水来水进入到加强絮凝池1中，首先与加入到加强絮凝池1中的助凝剂和碳酸钠发生反应，主要达到去除循环水排污水中永久硬度的目的，通过投加重介质絮凝核，以及通过搅拌机均匀混合，较大絮体相互吸附连接，进一步形成密实的大块絮体，循环水排污水在强化絮凝池1中的反应停留时间为5～8min。

2)经过加强絮凝反应后，絮团混合液经底部联通管自流进入高效澄清池2，在高效澄清池的缓冲区域进行快速泥水分离，最后再经过缓冲区上部的斜管区域利用浅池沉淀原理进一步净化水体，最终清水从溢流堰排出。

3)高效澄清池2内设置有刮泥机，将泥水分离后的污泥刮至底部污泥斗，泥斗中的污泥一部分通过污泥循环泵回流至加强絮凝池1中，剩余污泥则通过剩余污泥泵输送至污泥解絮系统5的污泥解絮机，通过污泥解絮机破坏絮体结构，使重介质絮凝核和污泥高度分散，再进入重介质絮凝核分离器6，实现重介质絮凝核和污泥的分离，回收的重介质絮凝核进入加强絮凝池1，污泥进入污泥池，最后由污泥脱水机脱水后统一处理。

4)高效澄清池2溢流的清水进入过滤池3，水中的悬浮物进一步过滤去除，经过滤池3过滤后出水直接进入清水池4后回用到各个用水点，满足最终出水悬浮物＜2mg/L的要求。

下面为具体实施例。

某厂循环水排污水水量约为2×150t/h，系统设计最大水量为2×200t/h。主要水质指标见表1：

表1某厂循环水排污水主要水质指标

根据上面内容中所述重介质絮凝核投加量公式进行计算，得到重介质絮凝核投加量计算值为：

循环水排污水来水首先进入加强絮凝池1，经机械强化搅拌装置搅拌，与强化循环导流装置中加入的助凝剂和强化絮凝池1加入的碳酸钠进行反应，在强化循环导流装置的内外进行大流量自循环强化混凝生成大颗粒矾花，大颗粒矾花与强化絮凝池1中加入的重介质絮凝核进一步吸附连接，进一步形成密实的大块絮体。大块絮体自强化絮凝池1的底部联通管进入到高效澄清池2的布水混合区，在此区域，大块絮体快速下沉实现了泥水分离，上清液通过斜板澄清区进一步作用后进入清水区。高效澄清池2底部的污泥浓缩积累至一段时间后通过刮泥机刮到泥斗中，一部分污泥通过污泥循环泵输送至强化絮凝池的进水母管处，剩余污泥则通过剩余污泥泵输送至重介质污泥解絮机5，通过破坏絮体结构，实现了重介质絮凝核和污泥高度分散，再进入重介质絮凝核分离器6，实现重介质絮凝核和污泥的分离，回收的重介质絮凝核进入加强絮凝池1循环使用，污泥进入污泥池，最后由污泥脱水机脱水后统一处理。高效澄清池2上部清水加硫酸调节pH值后经配水管进入到过滤滤池3，清水经过过滤池3过滤后的通过长柄滤头流入到底部空间收集，并通过联通管进入到后续清水池4。过滤池3的反洗根据设定的时间(24小时)自动反洗，反洗历时约5分钟。

经循环水排污水高效预处理工艺处理后出水水质指标见表2，实现了硬度去除率＞75％，出水悬浮物≤2mg/L。

表2系统出水主要水质指标

Claims (10)

1.一种循环水排污水高效预处理系统，其特征在于，包括加强絮凝池(1)、高效澄清池(2)、过滤池(3)、清水池(4)、碳酸钠加药系统(7)、助凝剂加药系统(8)、污泥解絮系统(5)和重介质絮凝核分离器(6)；其中，加强絮凝池(1)与高效澄清池(2)相连，高效澄清池(2)经过滤池(3)与清水池(4)相连；加强絮凝池(1)还与碳酸钠加药系统(7)和助凝剂加药系统(8)相连，高效澄清池(2)的排泥出口经污泥解絮系统(5)、重介质絮凝核分离器(6)与加强絮凝池(1)相连。

2.根据权利要求1所述的一种循环水排污水高效预处理系统，其特征在于，加强絮凝池(1)内设置有pH仪、导流筒、搅拌器和助凝剂加药管，加强絮凝池(1)的进水管与导流筒相连通，助凝剂加药管直接伸入进导流筒内部。

3.根据权利要求2所述的一种循环水排污水高效预处理系统，其特征在于，导流筒内设置有水力提升搅拌器；加强絮凝池(1)的进水管上还设置有污泥回流接口。

4.根据权利要求1所述的一种循环水排污水高效预处理系统，其特征在于，加强絮凝池(1)上设置有重介质絮凝核的投加口、絮凝核回收输送管道接口和碳酸钠加药管道接口；加强絮凝池(1)的底部通过联通管与高效澄清池(2)相连。

5.根据权利要求1所述的一种循环水排污水高效预处理系统，其特征在于，高效澄清池(2)的出水管上设置有在线pH仪和在线浊度仪。

6.根据权利要求1所述的一种循环水排污水高效预处理系统，其特征在于，高效澄清池(2)底部设置有自动排泥阀，高效澄清池(2)排泥一部分通过污泥循环泵回流至加强絮凝池(1)中，另一部分污泥通过剩余污泥泵输送至污泥解絮系统(5)。

7.根据权利要求6所述的一种循环水排污水高效预处理系统，其特征在于，过滤池(3)为重力滤池，过滤池(3)还连接有反洗风机和反洗水泵；

清水池(4)连接有清水泵；

污泥解絮系统(5)包括污泥解絮机，重介质污泥通过污泥解絮机后直接进入重介质絮凝核分离器(6)的絮凝核分离机，分离后的污泥进入污泥池后经污泥泵输送至污泥脱水系统；

重介质絮凝核分离器(6)包括絮凝核分离机和絮凝核输送机，絮凝核分离机与絮凝核输送机相连。

8.一种基于权利要求1-7中任意一项所述的循环水排污水高效预处理方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)循环水排污水进入到加强絮凝池(1)中，首先与加入到加强絮凝池(1)中的助凝剂和碳酸钠发生反应，去除循环水排污水中永久硬度，再投加重介质絮凝核，使循环水排污水中絮体相互吸附连接，形成密实的大块絮体，最终得到絮团混合液；

2)絮团混合液进入高效澄清池(2)，在高效澄清池(2)中进行泥水分离后的清水经过滤池(3)，过滤后进入清水池(4)，泥水分离后的污泥进入泥斗，泥斗中的污泥一部分回流至加强絮凝池(1)中，另一部分污泥经污泥解絮系统(5)后进入重介质絮凝核分离器(6)，经重介质絮凝核分离器(6)分离得到的重介质絮凝核进入加强絮凝池(1)，分离后的污泥进入污泥池。

9.根据权利要求8所述的循环水排污水高效预处理方法，其特征在于，重介质絮凝核投加量

其中，Z—重介质絮凝核投加量；

Q—系统处理量；

n(Ca²⁺)—原水中钙离子摩尔浓度；

n(Mg²⁺)—原水中镁离子摩尔浓度；

100—碳酸钙分子量；

58—氢氧化镁分子量；

SS—原水中悬浮物浓度。

10.根据权利要求8所述的循环水排污水高效预处理方法，其特征在于，循环水排污水在强化絮凝池(1)中的反应停留时间为5～8min。

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