張家口市主城區污水再生利用工程水處理工藝探析

摘 要:本文通過對張家口主城區污水再生利用工程生產用水對象的分析，詳細闡述了該工程污水處理工藝的選擇。

關鍵詞:再生水 石灰軟化工藝 氣水反沖

中圖分類號:U445文獻標識碼:A文章編號:1674-098X(2011)11(c)-0056-01

張家口市主城區再生水處理廠位于張家口市主城區污水處理廠外南側，占地面積約1.52公頃，設計日處理能力6萬噸，生產用水主要作為大唐國際張家口熱電廠冷卻用水。全部工程包括兩部分內容:第一，興建日處理規模6萬噸的再生水處理廠一座;第二，修建再生水輸送管，從再生水處理廠至熱電廠，全長2×7km。

1 用水特點

本再生水處理廠的出水主要用于補充電廠的循環冷卻水。通常，循環冷卻水需解決以下幾方面的問題。

(1)微生物的生長:循環冷卻水經過冷卻吸收空氣中的氧氣，使生物生長活躍，在冷卻塔光照一側藻類生長較為嚴重。

(2)結垢:隨著循環冷卻水溫度的上升，水蒸發量增大，鈣鎂鹽濃度增高而析出，在換熱器的表面形成硬垢，妨礙熱交換降低換熱效率。二氧化硅和硅酸鹽形成的硅垢更是難于去除。

(3)腐蝕:循環冷卻水吸收了過量氧，對設備管道有強腐蝕性。城市回用污水中的氨和磷含量比一般飲用水的要高，在冷卻系統中還會導致銅質設備的腐蝕。

(4)衛生方面的危害:冷卻塔的循環水及其淤積物會四處擴散，雖然病原菌由于溫度、氯化和陽光的作用會部分死亡。但仍有必要投加殺菌劑防止流行性疾病的發生。但最終循環冷卻水中的余氯和氯離子的含量要控制在一定的濃度以下，以防止對不銹鋼設備的腐蝕。通常在運行時，需要向循環冷卻水中添加緩蝕阻垢劑，控制腐蝕速度和污垢的形成。

此外有時要對再生水的直鏈烷機磺酸鹽進行處理，使其含量保持在0.5mg/L以下。由于再生水中含有的有機物通常比飲用水高，會導致粘泥和藻類的產生，因此通常需要添加殺菌滅藻劑，藥劑投加量為新鮮補充水的1～10倍。磷的存在還易導致磷酸鈣垢的形成，因此如果磷含量過高就必須用酸化控制或去除磷。

2 工藝選擇

按照我國城市污水二級處理出水的水質情況和污水再生技術的發展現狀，參考《污水再生利用工程設計規范》，再生水處理廠通常采用下列基本工藝:城市污水經二級生物處理后，投加化學藥劑，進行混凝、沉淀(澄清)、過濾和消毒，最終出水加壓輸給再生水用戶。

當作為再生水進水水源的污水處理廠二級出水水質較好或再生水水質要求不高時，上述基本工藝可適當簡化，即再生水源水加藥絮凝后直接過濾、消毒，便可投入使用。當再生水水質有特殊使用要求時，也可增加其他深度處理工藝。對于水質要求更高的再生水項目，可在處理流程中增加活性炭吸附、電滲析、離子交換、臭氧氧化、微濾、反滲透等單元技術中的一種或幾種組合，通常上述基本工藝(混凝－沉淀－過濾工藝)仍可作為這些深度處理工藝的預處理手段。例如，為了去除色度、氯離子等，確保出水水質，可在工藝流程中增加活性炭吸附單元;為了給高濃度含鹽水(大于500mg/l)除鹽，可采用電滲析技術，但由于電滲析處理工程投資較高，一般只用于小規模的水處理項目;當給低壓鍋爐補水時，可增加鈉樹脂軟化處理(進水總硬度應小于5mmol/l)，出水殘余硬度小于0.03mmol/l，滿足低壓鍋爐補給水要求;當生產飲用純水、工業純水、超純水或給中高壓鍋爐補水時，可采用反滲透除鹽處理，如對出水的電導率要求較高時(如小于0.1μS/cm)，還需增加離子交換樹脂混合床，出水電導率約為0.06μS/cm等。

本項目主要為發電廠提高冷卻補給水，水質要求不是很嚴格，采用再生水處理的基本工藝(混凝－沉淀－過濾工藝)基本可以滿足要求。通過反復工藝比選，本項目擬采用采用石灰軟化工藝:投加石灰－混凝－沉淀－再酸化－過濾－消毒處理。處理構筑物依次為再生水提升泵房－機械攪拌澄清池－氣水反沖均質濾料濾池－清水池－輸水泵房。

污水處理廠二級出水經提升泵抽升與石灰漿混合，混合液PH值上升到11.0左右，進入機械加速澄清池進行混凝和沉淀分離，泥水分離后，上清液進入酸化渠道，與濃硫酸混合，清液pH值降低到7.0～8.0，隨后進入氣水反沖均質濾料濾池，濾后水在進入清水池前投加消毒劑，在清水池短暫停留后，由配水泵加壓、提升，輸送到用戶。工藝流程見圖1。

機械攪拌澄清池是集混合、絮凝、沉淀于一體的構筑物，其特點是利用機械攪拌的提升作用來完成泥渣回流和接觸反應，生產能力高，處理效果較好，適用于石灰軟化處理。在本工藝中，由于投加石灰等藥劑可有效地去除二級出水中的膠體、懸浮顆粒、COD等污染物，明顯降低水中溶解性磷酸鹽、鈣、鎂離子和某些重金屬的濃度，部分降低總硬度和碳酸鹽硬度，同時可大幅度消滅水中的細菌、病毒等微生物。

3 結語

本工藝開發歷史較早，在同類型工程中應用較普遍，具有較成熟的運行、管理經驗，出水水質好，造價和運行費用較低，比較適合張家口市市情，確保了張家口市主城區再生水廠穩定高效運行。

參考文獻

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