閆彩霞

(華電水務(wù)工程有限公司，北京 100610)

水是工業(yè)生產(chǎn)中不可取代的重要資源，隨著我國(guó)工業(yè)的發(fā)展，水資源的日益匱乏制約著地區(qū)開發(fā)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展。火電廠是工業(yè)用水大戶，減少新鮮水的取用量，是解決電廠水資源緊缺的重要途徑。

1 工程概況

華電包頭河西電廠2×600 MW機(jī)組于2004年開工建設(shè)，于2006年投入運(yùn)行。該工程原設(shè)計(jì)循環(huán)水系統(tǒng)的補(bǔ)充水采用包頭鋼鐵(集團(tuán))有限責(zé)任公司(以下簡(jiǎn)稱包鋼公司)的深度處理站中水，原鍋爐補(bǔ)給水、生活水及部分工業(yè)用水采用黃河水。由于包鋼公司自身使用了大量中水，中水供水量遠(yuǎn)達(dá)不到電廠的用水要求，同時(shí)也為了節(jié)約黃河淡水的消耗量，對(duì)華電包頭河西電廠一期水源進(jìn)行了整改，除采用包鋼公司中水外，還引進(jìn)包頭南郊污水處理廠再生水，設(shè)計(jì)水量為3 000 m3/h。

2 工藝流程及說明

原有的循環(huán)水補(bǔ)充水處理工藝無法去除水中的碳酸鹽硬度，為了滿足用水項(xiàng)目對(duì)水質(zhì)的要求，同時(shí)提高循環(huán)水濃縮倍率(希望能達(dá)到4.0～4.5)，并充分利用已有設(shè)施，在曝氣生物濾池之后增加了石灰處理系統(tǒng)。改造后的工藝流程如圖1所示。

圖1 改造后的工藝流程

來自南郊污水處理廠的二級(jí)污水和包鋼公司深度處理站來水進(jìn)入調(diào)節(jié)池，出水經(jīng)泵提升至曝氣生物濾池，曝氣生物濾池進(jìn)一步去除水中的有機(jī)物及氨氮，出水進(jìn)入中間水池，然后經(jīng)提升泵泵入機(jī)械加速澄清池，石灰乳、聚鐵和助凝劑加至機(jī)械加速澄清器混合室，經(jīng)混合、反應(yīng)并澄清的澄清水流入V型濾池。硫酸投加點(diǎn)設(shè)在V型濾池進(jìn)水溝道，以降低澄清水的pH值，防止過飽和碳酸鈣在V型濾池中沉淀。經(jīng)濾池過濾后的清水進(jìn)入清水池，由循環(huán)水補(bǔ)水泵將澄清水補(bǔ)入電廠循環(huán)冷卻水系統(tǒng)和工業(yè)水系統(tǒng)。

曝氣生物濾池反洗水和濾池反洗水進(jìn)入廢水回收池，經(jīng)濃縮后送至脫水機(jī)脫水。澄清池的泥污排至污泥貯池，通過泥漿輸送泵送至離心脫水機(jī)，脫水后泥餅外運(yùn)。

該工程設(shè)計(jì)進(jìn)、出水水質(zhì)指標(biāo)見表1。

表1 設(shè)計(jì)進(jìn)、出水水質(zhì)指標(biāo)

續(xù)表

3 主要水處理構(gòu)筑物及設(shè)備

3.1 調(diào)節(jié)池

來水進(jìn)入調(diào)節(jié)池，在池內(nèi)設(shè)置潛水?dāng)嚢铏C(jī)，調(diào)節(jié)水量及水質(zhì)。設(shè)計(jì)調(diào)節(jié)池工藝尺寸為38.0 m×16.0 m×5.7 m(長(zhǎng)×寬×高)，超高0.7 m，池內(nèi)分成2格，有效容積為3 040 m3。

3.2 曝氣生物濾池

曝氣生物濾池主要是進(jìn)一步去除來水中的有機(jī)物、氨氮等污染物。曝氣生物濾池是將生物接觸氧化原理和過濾工藝相結(jié)合而形成的一種廢水處理工藝，基本原理是以輕質(zhì)圓形陶瓷濾料作為微生物載體，使細(xì)菌一類的微生物附著在填料上生長(zhǎng)發(fā)育，并在此形成生物膜。當(dāng)來水通過濾料時(shí)，水中的有機(jī)污染物被生物膜上的微生物作為營(yíng)養(yǎng)物攝取，來水得到凈化，微生物自身也得到繁衍，濾料同時(shí)可以吸附、截留水中的懸浮雜質(zhì)。因此，曝氣生物濾池既可以去除有機(jī)物，又可以去除部分懸浮物，集生物氧化和截留懸浮物于一體，節(jié)省了后續(xù)沉淀；其容積負(fù)荷、水力負(fù)荷大，水力停留時(shí)間短，所需基建投資少，出水水質(zhì)好；運(yùn)行能耗低，運(yùn)行費(fèi)用省。

該工程共設(shè)計(jì)8座曝氣生物濾池，單池工藝尺寸為9.00 m×7.50 m×7.25 m(長(zhǎng)×寬×高)，超高0.65 m。 化學(xué)需氧量容積負(fù)荷為5.7 kg/(m3·d)，氨氮容積負(fù)荷為0.72 kg/(m3·d)， 濾料層高3.7 m。羅茨風(fēng)機(jī)8臺(tái)，單臺(tái)功率37 kW，共設(shè)置單孔膜曝氣器23 520個(gè)。

3.3 石灰澄清池

為提高循環(huán)水濃縮倍率，需降低來水中的碳酸鹽硬度，該工程設(shè)計(jì)石灰處理澄清池。石灰處理澄清池是一種引進(jìn)型圓形機(jī)械攪拌澄清池，利用池中積聚的泥渣與原水中的雜質(zhì)顆粒相互接觸、吸附，使清水較快分離。石灰處理是利用石灰在水中生成的產(chǎn)物和創(chuàng)造的環(huán)境條件，幫助分散性強(qiáng)和顆粒度小的膠體物改變形態(tài)或相互結(jié)合，從而能夠從水中分離出來。該澄清池具有泥渣接觸和泥渣分離兩種功能，可以強(qiáng)制高倍率循環(huán)以加強(qiáng)反應(yīng)和溶解，也可以形成動(dòng)態(tài)泥渣或懸浮泥渣層，利用活性泥渣接觸絮凝作用和巨大的接觸表面積，去除分子量較小的有機(jī)膠體物和無機(jī)膠體物(如膠體硅、鐵、鋁)，而且無殘留凝聚藥劑及其產(chǎn)物。

該工程設(shè)計(jì)2座石灰澄清池，單池直徑為24.00 m，池深6.45 m，水的上升流速為0.85 mm/s。

3.4 V型濾池

過濾系統(tǒng)按照重力運(yùn)行設(shè)計(jì)，采用V型濾池。V型濾池采用恒水位等速過濾方式，濾池出水閥開度隨水位變化不斷調(diào)節(jié)，使池內(nèi)水位在整個(gè)過濾周期內(nèi)保持不變，濾層不出現(xiàn)負(fù)壓。該濾池采用均粒石英砂濾料，濾層比普通快濾池厚，濾速高、過濾周期長(zhǎng)、出水效果好。沖洗采用空氣反洗、水反洗和表面掃洗，保證了沖洗效果并節(jié)約了沖洗用水。

該工程設(shè)計(jì)8座V型濾池，雙格雙排布置，單池平面尺寸為9.0 m×7.5 m(長(zhǎng)×寬)，濾料層高1.2 m，濾速6.5 m/h,設(shè)計(jì)過濾周期48 h。

3.5 污泥處理系統(tǒng)

原中水深度處理系統(tǒng)曝氣生物濾池及V型濾池的反洗排水進(jìn)入回收水池，經(jīng)濃縮后進(jìn)入離心脫水機(jī)脫水，脫水后的泥餅外運(yùn)；設(shè)置脫水機(jī)1臺(tái)，出力5～10 m3/h。新增的石灰澄清池排泥直接進(jìn)入污泥池，污泥池內(nèi)設(shè)置羅茨風(fēng)機(jī)攪拌，污泥被泵入離心脫水機(jī)，脫水后的泥餅外運(yùn)；設(shè)置脫水機(jī)1臺(tái)，出力為50 m3/h。

3.6 加藥系統(tǒng)

投加藥劑主要為二氧化氯、聚合硫酸鐵、聚丙烯酰胺、消石灰及硫酸。二氧化氯的制取原料為鹽酸和氯酸鈉，二氧化氯發(fā)生器數(shù)量為3臺(tái)(2用1備)，出力為10 kg/h。聚合硫酸鐵加藥質(zhì)量濃度為25 mg/L，設(shè)置2臺(tái)50 m3聚合硫酸鐵貯罐。消石灰投加質(zhì)量濃度為270 mg/L，設(shè)置2套石灰儲(chǔ)存及投加裝置，單臺(tái)筒倉(cāng)儲(chǔ)存容積為200 m3。聚丙烯酰胺投加質(zhì)量濃度為0.1 mg/L(去澄清池)，新增聚丙烯酰胺制備裝置的制備能力為2 000 L/h，原有的裝置制備能力為1 000 L/h。硫酸接自廠內(nèi)原有儲(chǔ)存裝置，投加質(zhì)量濃度為25 mg/L。

4 結(jié)束語

該項(xiàng)目成功運(yùn)行后，降低了化學(xué)需氧量，減少了氨氮的排放，減輕了廢水排放對(duì)地表水和地下水的污染；同時(shí)，城市二級(jí)污水的回收利用使地表水、地下水的開采量大大減少，緩解了水資源緊張的矛盾，社會(huì)效益及經(jīng)濟(jì)效益明顯。