中水石灰混凝澄清處理工藝的優化

劉麗梅

（大唐河北發電有限公司馬頭熱電分公司，河北 邯鄲 056044）

1 概述

大唐河北發電有限公司馬頭熱電分公司（簡稱“馬頭發電公司”）循環冷卻水系統設計水源為馬頭生態工業城污水處理廠一級B出水，備用水源為滏陽河水。來水經中水深度處理后，用于循環冷卻水系統補水。中水處理系統包括2座2 000t生水調節池、3個1 000t/h生化水出水泵，10座200t/h生物曝氣池，2座400t生水池，3個1 000t/h中水提升泵，2座1 400t/h澄清池，7座378t/h變孔隙濾池，2個1 500t成品水箱。中水處理系統設計出力為2 000t/h，主系統設置了2座出力為560～1 400t/h的機械加速澄清池和7臺出力為380t/h的變孔隙重力式砂濾池。變孔隙濾池出水流入成品水池，由3臺補水泵提供9、10號水塔循環水補水，正常處理水量為2 000m3/h，產水量為2 000m3/h。為掌握中水處理系統的最佳運行狀況，在500t/h工況下進行試驗，優化澄清池藥量投入。中水石灰混凝澄清過濾系統工藝流程見圖1。

圖1 中水石灰混凝澄清過濾系統流程

2 中水處理中存在的問題

馬頭發電公司2臺300MW機組配套設施中水處理系統于2011年1月正式投產，其主要設備澄清池采用石灰混凝聯合處理工藝，每月石灰平均用量為140～160t，每月聚合硫酸鐵（簡稱“聚鐵”）平均用量為120～140t，由于石灰與聚鐵藥量配比不合理，不僅造成部分藥品浪費，不能使設備達到經濟運行工況，還影響澄清池出水水質，進而影響9、10號水塔循環水水質。另外由于設備未進行過優化運行調試，值班員缺乏運行經驗，設備經濟運行情況下的藥量投入無數據參考，不利于現場運行調整。

3 處理措施

澄清池為中水處理系統主要設備，在澄清池中加入聚鐵可去除水中懸浮物，保證出水濁度，投加藥量應以能達到水質合格為標準。劑量太大，會造成出水發黃，藥品浪費；劑量太小，未達到預期的凝聚效果。加入石灰能降低水的硬度和堿度，同時對水中有機物產生吸附，從而降低水中有機物濃度，但主要目的是降低原水的碳酸鹽堿度。石灰混凝聯合處理，既可以除去水中鈣鎂的碳酸鹽硬度，又提高了除去懸浮物和膠體的效果。

影響澄清池凝聚效果的因素有很多，如攪拌機轉速、排污的控制、流量波動、水質變化、設備缺陷等，致使澄清池出水水質很不穩定，出水pH值維持在10以上不太容易，且出水pH值維持過高，會相應增加調節pH值的硫酸用量。根據小型試驗結果，結合現場實際，通過改變石灰給料機頻率，保證澄清池出水pH值為9.0～10.0。在500t/h工況下對澄清池單池進行聚鐵、石灰藥量配比調整試驗，每種運行藥量調整工況需穩定運行5－7天，才可進行下一藥量配比調試。

通過調整澄清池攪拌機轉速，監測澄清池第一反應室沉降比為10%～15%，第二反應室沉降比5%～10%，石灰與聚鐵藥量分別按8%、10%，7%、10%，5%、5%，3種不同藥量投入時，澄清池出水pH值分別為9.85、9.63、9.269，澄清池進出水及成品水水質對比見表1。

表1 澄清池進出水及成品水水質對比

由表2可知，3種不同藥量投入時，系統出水均滿足濁度≤5NTU、全堿度＜3mmol/L、COD＜20 mg/L的要求，但石灰與聚鐵藥量為5%、5%時既保證出水水質，且藥品用量最少，較經濟。

4 處理效果及經濟效益

4.1 處理效果

根據調試結果，中水61號澄清池維持在500t/h運行工況下，保持石灰、聚鐵藥量為5%、5%投入時石灰混凝聯合處理效果良好。對中水進行系統查定試驗，調試前后澄清池出水及補往9、10號塔的循環水水質情況見表2。

表2 調試前后水質情況

由表2可知，調試前后澄清池進水水質變化不明顯，堿度基本沒有變化。調試前澄清池出水濁度滿足要求，但pH值維持在8.3時，碳酸鹽堿度去除率僅為20.9%，石灰投入量明顯不足，導致機組循環水濃縮倍率維持較低，不利于機組節水。調試后石灰、聚鐵藥量為5%、5%投入時，出水濁度略有升高，但堿度去除率明顯提高，達73.2%，出水水質明顯改善，藥量投入配比適當，保證機組循環水水質。

4.2 經濟效益

a.藥品用量明顯降低。2座澄清池500t/h運行工況下，即按1 000t/h循環水用水量進行計算，調試前后藥量對比結果見表3。

表3 調試前后藥量對比結果

調試前每月聚鐵藥品用量約130t，調試后每月聚鐵藥品用量約70t，較調試前節約聚鐵藥品近50%，年節約聚鐵藥品60t×12＝720t；按聚鐵單價700元/t計算，年度藥品節約費用為700元/t×720t＝50.4萬元。

b.節水效果顯著。水中的堿度得以除去，可以有效地提高機組冷卻水的濃縮倍率，減少機組循環水補水量。

9、10號機組正常運行冷卻水濃縮倍率維持在2.5左右，一般循環水采用石灰軟化＋阻垢劑處理方式可使倍率提高3～6，若處理方式濃縮倍率按3.5計算，可節約用水100t/h，每年運行按7 000h計算，可節水達70萬t，中水取水價格按2.5元/t計算，年度節約用水費用為2.5元/t×70萬t＝175萬元。

c.藥品運輸成本下降。聚鐵藥品為罐裝汽車運輸，單次運量約為30t，年節約聚鐵藥品720t，則年運輸次數下降720t/30t＝24次；單次罐裝汽車運費約800元，年度藥品運費節約24×800元＝1.92萬元。

綜上所述，中水系統維持澄清池在500t/h運行工況下，每年可帶來的經濟效益為50.4元＋175元＋1.92元＝227.32萬元。

5 結束語

該次常用工況下的藥量配比優化調整達到了降低成本，改善出水水質的目的，希望能為同類電廠提供參考。由于該次只對冬季500t/h運行藥量配比調試分析，未考慮由于流量調整因素對水質造成的影響，其他運行工況最佳藥量配比需進一步摸索。