·节能与环保·废水的石灰混凝澄清处理在电力系统中的应用

书书书　第３０卷第６期华电技术Ｖｏｌ．３０　Ｎｏ．６　　　２００８年６月ＨｕａｄｉａｎＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＪｕｎ．２００８　　·节能与环保·废水的石灰混凝澄清处理在电力系统中的应用Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｌｉｍｅｃｏａｇｕｌａｔｉｏｎａｎｄｃｌａｒｉｆｉｃａｔｉｏｎｔｒｅａｔｍｅｎｔｆｏｒｗａｓｔｅｗａｔｅｒｉｎｐｏｗｅｒｐｌａｎｔ徐庆东，辛树威ＸＵＱｉｎｇｄｏｎｇＸＩＮＳｈｕｗｅｉ（华电国际邹县发电厂，山东邹城　２７３５２２）（ＺｏｕｘｉａｎＰｏｗｅｒＰｌａｎｔｏｆＨｕａｄｉａｎＰｏｗｅｒＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎＬｉｍｉｔｉｅｄ，Ｚｏｕｃｈｅｎｇ２７３５２２，Ｃｈｉｎａ）摘　要：以城市二级排放污水和电场污水为废水水源，以华电国际邹县发电厂废水处理为实例，介绍了石灰混凝澄清处理的原理和方法。在此基础上，详细论述了中水深度处理工艺的选择、废水处理系统和工艺流程，提出了在进行石灰混凝澄清处理过程中应注意的３点事项。关键词：石灰混凝澄清处理；废水；工艺选择；中水；应用中图分类号：Ｘ７０３：ＴＭ６２　　　文献标志码：Ｂ　　　文章编号：１６７４－１９５１（２００８）０６－００７１－０３Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＴａｋｉｎｇｔｈｅｗａｓｔｅｗａｔｅｒｔｒｅａｔｍｅｎｔｓｙｓｔｅｍｏｆＺｏｕｘｉａｎＰｏｗｅｒＰｌａｎｔｏｆＨｕａｄｉａｎＰｏｗｅｒＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌａｓａｅｘａｍｐｌｅ，ｕｓｉｎｇｔｈｅｓｅｃｏｎｄａｒｙｔｒｅａｔｅｄｍｕｎｉｃｉｐａｌｗａｓｔｅｗａｔｅｒａｎｄｔｈｅｓｅｗａｇｅｏｆｐｏｗｅｒｐｌａｎｔａｓｔｈｅｗａｓｔｅｗａｔｅｒｓｏｕｒｃｅ，ｔｈｅｐｒｉｎｃｉｐｌｅａｎｄｍｅｔｈｏｄｏｆｌｉｍｅｃｏａｇｕｌａｔｉｏｎａｎｄｃｌａｒｉｆｉｃａｔｉｏｎｔｒｅａｔｍｅｎｔｗｅｒｅｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．Ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｓｅ，ｔｈｅｓｅｌｅｃｔｉｏｎｏｆｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ｔｈｅｗａｓｔｅｗａｔｅｒｔｒｅａｔｍｅｎｔｓｙｓｔｅｍ，ａｎｄｐｒｏｃｅｓｓｆｌｏｗｏｆｒｅｃｌａｉｍｅｄｗａｔｅｒｄｅｅｐｔｒｅａｔｍｅｎｔｗｅｒｅｄｅｓｃｒｉｂｅｄｉｎｄｅｔａｉｌ，ａｎｄｔｈｒｅｅｔｅｒｍｓｎｅｅｄｉｎｇａｔｔｅｎｔｉｏｎｉｎｌｉｍｅｃｏａｇｕｌａｔｉｏｎａｎｄｃｌａｒｉｆｉｃａｔｉｏｎｔｒｅａｔｍｅｎｔｗｅｒｅｐｒｏｐｏｓｅｄ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｌｉｍｅｃｏａｇｕｌａｔｉｏｎａｎｄｃｌａｒｉｆｉｃａｔｉｏｎｔｒｅａｔｍｅｎｔ；ｗａｓｔｅｗａｔｅｒ；ｓｅｌｅｃｔｉｏｎｏｆｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ；ｒｅｃｌａｉｍｅｄｗａｔｅｒ；ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ收稿日期：２００８－０２－０３１　中水深度处理工艺选择在选择中水处理系统工艺流程前，对城市二级污水和厂内污水、废水的混合水质进行了为期１年的跟踪监测，水质全分析报告内容如下：全固形物／（ｍｇ·Ｌ－１）　　　　　１０１８．２０溶解固形物／（ｍｇ·Ｌ－１）９９２．４０悬浮物／（ｍｇ·Ｌ－１）２５．８０二氧化硅／（ｍｇ·Ｌ－１）２７．３８钙离子／（ｍｇ·Ｌ－１）１３６．２７镁离子／（ｍｇ·Ｌ－１）２４．３０硫酸根／（ｍｇ·Ｌ－１）２８７．３５氢氧根／（ｍｇ·Ｌ－１）０碳酸根／（ｍｇ·Ｌ－１）０重碳酸根／（ｍｇ·Ｌ－１）３４７．７０ＢＯＤ５／（ｍｇ·Ｌ－１）１９．００碱度／（ｍｍｏｌ·Ｌ－１）　　ＰＭ０５．７０硬度／（ｍｍｏｌ·Ｌ－１）　　全硬暂硬永硬８．８０５．７０３．１０游离ＣＯ２／（ｍｇ·Ｌ－１）１９．３６电导率／（μＳ·ｃｍ－１）１０７０ＴＯＣ／（ｍｇ·Ｌ－１）７．８６ｐＨ７．６８ＣＯＤｃｒ／（ｍｇ·Ｌ－１）　　　　２７．６０氨氮／（ｍｇ·Ｌ－１）１２．３０浊度／ＮＴＵ１４．５３（备注：ＹＤ以１／２［Ｃａ２＋＋Ｍｇ２＋］为基本单元，Ｍ为全碱度）。根据水质全分析报告的数据，最终确定了中水深度处理工艺为石灰石混凝澄清、过滤工艺的方案。２　石灰石混凝澄清处理系统中水处理站的污水经提升水泵提升分别进入４座机械加速澄清池。石灰乳、聚合硫酸铁和聚丙烯酰胺分别加到混　·２·华电技术第３０卷　合室入口和出口，污水与药品、再循环泥渣充分混合并进行絮凝反应后，泥渣颗粒间接触、碰撞，形成大颗粒泥渣，并在澄清池的分离区沉降、分离，澄清水经集水槽孔口汇集并引出澄清池。澄清水在澄清水沟加硫酸和ＣｌＯ２，降低澄清池出水ｐＨ值，防止碳酸钙在变孔隙滤池滤料层中沉淀以及细菌在滤层中孳生、繁殖。加酸、加氯后的澄清水以重力进入变孔隙滤池，滤后清水进入出水沟，并在沟中投加ＣｌＯ２，以维持成品水中的余氯，清水流入设在滤池下部的２座清水池，清水经补水泵打至循环水系统中。石灰系统采用４台容积为２００ｍ３的石灰筒仓，每台筒仓底部带振动料斗、旋转给料机和螺旋输粉机，经汽粉分离器后，消石灰粉被输送到石灰乳搅拌箱，消石灰粉在搅拌箱中和从石灰辅助箱供给的清水混合，配置成一定浓度的石灰乳，然后经石灰乳泵抽到澄清池中。凝聚剂加药系统采用聚合硫酸铁溶液，助凝剂为聚丙烯酰胺溶液，硫酸是质量分数为９８％的浓硫酸，以上药品经变频调速的计量泵按进入澄清池的原水流量比例投加到澄清池第１反应室和过滤水沟中（浓硫酸）。３　工艺流程中水深度处理系统设计水的体积流量４２００ｍ３／ｈ，主要工艺采用石灰混凝澄清、过滤，处理后的水经杀菌后补入发电厂循环水系统，主要工艺流程如图１所示。图１　石灰混凝澄清处理的工艺流程４　石灰混凝澄清处理的基本原理４．１　基本原理石灰处理法是将石灰乳加入水中与水中的碳酸盐硬度发生反应，生成ＣａＣＯ３和Ｍｇ（ＯＨ）２沉淀，降低了水中的硬度和碱度，石灰软化反应如下：Ｃａ（ＨＣＯ３）２＋Ｃａ（ＯＨ）２→２ＣａＣＯ３↓＋２Ｈ２Ｏ，Ｍｇ（ＨＣＯ３）２＋Ｃａ（ＯＨ）２→ＣａＣＯ３↓＋ＭｇＣＯ３＋２Ｈ２Ｏ，ＭｇＣＯ３＋Ｃａ（ＯＨ）２→ＣａＣＯ３↓＋Ｍｇ（ＯＨ）２↓。理论上，经石灰软化，水中硬度可降低到ＣａＣＯ３和Ｍｇ（ＯＨ）２的溶解度值，但实际上Ｃａ２＋和Ｍｇ２＋的残留量常高于理论值。这是因为石灰软化生成的沉淀物中，总有少量呈胶体状态悬浮物于水中，由于胶体带有相同电荷互相排斥，不能聚合成大颗粒沉淀下来，反而使水中ＣａＣＯ３等物质增加。为了尽量减少碳酸盐硬度的残留量，需采用石灰软化与混凝沉淀同时进行处理，这样混凝过程所形成的絮凝能吸附石灰处理中形成的胶体物质成为大颗粒，在澄清池里沉淀下来，从而出去硬度；同时，水中的胶体和细微悬浮物也可被这些沉淀物在形成时作为晶核或吸附物质所网捕，帮助这些分散性强和颗粒度小的胶体物改变形态或相互结合，从而能够从水中分离出来。４．２　石灰混凝澄清去除和降低的物质通过石灰混凝处理主要去除物质有悬浮的有机物及无机物、较小分子量的有机胶体物和无机胶体物（如胶体硅、铁、铝）、有机氮、磷、部分重金属离子、部分钙、镁及硅、氟化物等。石灰混凝去除处理可降低水中细菌病毒含量并降低水的碱度。５　运行实例２００７年４月２２日，华电国际邹县发电厂（以下简称邹县电厂）２×１０００ＭＷ机组中水深度处理工程全部通过１６８ｈ试运行，标志着中水处理工程调试工作的顺利结束。设备试运调试过程中，系统处理水量、出水水质全部达到设计要求，详见表１和表２。６　石灰处理的注意事项（１）澄清池在安装时内外环集水槽一定要保持水平，调整后的出水孔偏差为１０～２０ｍｍ，否则将会引起偏流，影响出水水质；石灰计量系统一定要密闭，不能出现泄漏现象。（２）购买消石灰粉纯度一定要高，Ｃａ（ＯＨ）２有效成分≥８５％，粒径≤１２０目。（３）澄清池运行，排泥控制。１）运行过程中需要注意控制澄清池搅拌电机转速，使澄清池混合室上下部泥渣沉降比差控制在一个较好的范围内，从而保证澄清池内正常回流量，　第６期徐庆东，等：废水的石灰混凝澄清处理在电力系统中的应用·３·　表１　生水处理运行水质日期碱度／（ｍｍｏｌ·Ｌ－１）硬度／（ｍｍｏｌ·Ｌ－１）ｐＨ浊度／ＮＴＵＣＯＤＣｒ氨氮／（ｍｇ·Ｌ－１）０４－１６３．４８．８８．２１１６．８２７．８１．８７０４－１７３．３８．６８．２３１７．５２８．２２．０６０４－１８３．４８．７８．２６１７．８２７．６１．８４０４－１９３．４８．６８．２８１７．６２８．３１．１９０４－２０３．５８．６８．２１１９．７３０．２１．７７０４－２１３．４８．７８．２６２０．８２９．８１．８２０４－２２３．４８．８８．１４２１．５２８．６２．８４０４－２３３．３８．８８．１７２２．３２９．５２．７６０４－２４３．３８．７８．１６２４．６２８．７２．２９０４－２５３．３８．７８．１５２６．８２９．６１．８７０４－２６３．３８．８８．１９２９．１３０．１２．２１０４－２７３．４８．９８．２８１８．９２７．９２．２６平均３．４８．７８．２１２１．１２８．９２．０７表２　滤池出水运行水质日期碱度／（ｍｍｏｌ·Ｌ－１）硬度／（ｍｍｏｌ·Ｌ－１）ｐＨ浊度／ＮＴＵＣＯＤＣｒ氨氮／（ｍｇ·Ｌ－１）０４－１６５．６０．４０８．３１０．４４１８．２０．８０４－１７６．２０．２５８．７１０．４８１８．５０．９０４－１８５．７０．２０８．６４０．４２１８．３１．２０４－１９５．８０．２０８．４３０．５７１８．６１．１０４－２０６．００．３０８．７３０．６５１６．５０．７０４－２１６．１０．３５８．４５０．７４１８．８１．００４－２２５．８０．３５８．１７０．３５１８．４１．１０４－２３５．８０．３０８．４５０．３１１９．２１．２０４－２４５．９０．３０８．２２０．２８１６．８１．３０４－２５６．１０．２０８．３００．４３１７．８１．００４－２６６．２０．３０８．８５０．５２１５．４０．９０４－２７６．００．３０８．８８０．４９１６．８１．０平均５．９０．２８８．５１０．４７１７．８１．０去除率／％３２．３９１．８　９７．８３８．４５１．７保证澄清池净化效果。２）保证澄清池的正常排泥，控制泥渣含量，从而有效控制泥渣沉降速度以及泥渣层高度。３）多加消石灰，并不能大幅度提高碳酸盐硬度的去除率，而只能多消耗化学药品，因此，在澄清池出水ＯＨ－１在０～０．０５ｍｍｏｌ／Ｌ情况下，维持适当的消石灰计量，即可以满足处理出水的要求。４）在正常运行中，应定期对污泥系统、石灰系统进行冲洗，以防止停留时间过长而发生堵塞现象。７　结论邹县电厂四期工程中水深度处理工程是国内目前规模最大的水处理工程，设计日处理水量１０万ｍ３，由于该工程的投运，大大减少污水排放量，降低了对地下水、地表水的污染，缓解了水资源短缺的问题并保护了环境。参考文献：［１］唐受印．废水处理工程［Ｍ］．北京：化学工业出版社，１９９８．［２］唐受印．工业循环冷却水处理［Ｍ］．北京：化学工业出版社，２００５．（编辑：王书平）作者简介：徐庆东（１９７０—），男，山东邹城人，华电国际邹县发电厂化检队副主任，工程师，从事电厂化学方面的工作。辛树威（１９７７—），男，山东桓台人，华电国际邹县发电厂工程师，从事电厂化学方面的工作。