第31卷第1期工業(yè)水處理Vol.31 No.1 .2011年1月Industrial W ater TreatmentJan. ,2011市政污水廠出水回用電廠循環(huán)水系統(tǒng)工藝研究申亮,王鶴立,廉新穎,趙廣吉,李昱辰,董焱城(中國地質(zhì)大學(xué)(北京)水資源與環(huán)境學(xué)院,北京100083)[摘要]采用曝氣生物濾池+高效混凝沉淀組合T.藝對(duì)河北邢臺(tái)某污水處理廠的二級(jí)出水進(jìn)行了回用中試研究。研究表明:二級(jí)出水經(jīng)組合工藝處理后,COD。的平均去除率為63.4%-69.2% ,濁度的平均去除率為91.8%~95.4%,氨氮的平均去除率為90.50%-959% ,處理出水可以滿足電廠循環(huán)冷卻水水質(zhì)要求。[關(guān)鍵詞]曝氣生物濾池;高效混凝沉淀;循環(huán)冷卻水;二級(jí)出水[中圈分類號(hào)] TM621.8 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 1005- 829X(2011 )01 -055-030Study on the technology of reusing the efuent from municipalsewage for cooling water systems in power plantsShen Liang, Wang Heli , Lian Xinying ,Zhao Guangji,Li Yuchen, Dong Yancheng(School of w ater Resource and Enwironment ,China University of Geosciences ,Bejjing 100083 ,China)Abstract: The study is based on the pilot test of the treatment of the secondary effluent in a wastewater treatmentplant, Hebei Xingtai by using the BAF+highly eficient coagulation and sedimentation combined process. The resultsshow that after the secondary effluent is treated by the combined technology ,the average removal rates ofCODc,turbidity and ammonia nitrogen are 63.4% -69.2% ,91.8% -95.4% ,90.5% -95.9% respectively ,which canmeet the needs of circulating cooling water quality in power plants.Key words: biological aerated filter ;highly efficient coagulation and sedimentation ;circulating cooling water;secondary efluent隨著城市化進(jìn)程的加速以及工、農(nóng)業(yè)的迅速發(fā)1試驗(yàn)部分展，我國現(xiàn)有水資源總量已經(jīng)無法滿足城市日趨增1.1 試驗(yàn)水質(zhì)長的供水需求,供需矛盾十分突出”。大量的城市污本中試以河北邢臺(tái)某污水處理廠二級(jí)出水為原水經(jīng)二級(jí)處理后直接排放,不但削弱了受納水體的水,其水質(zhì)與電廠循環(huán)冷卻水水質(zhì)要求2)見表1。自凈能力，還間接地造成了水資源的極大浪費(fèi)。城市供水中有60%~80%是用于工業(yè)生產(chǎn)，而火力發(fā)電廠表1污水處理廠二級(jí) 出水與循環(huán)冷卻水水質(zhì)要求比較一直以來都是工業(yè)用水的大戶，其循環(huán)冷卻系統(tǒng)的項(xiàng)目COD TP/ 濁度/NHr-NV(mg+L") (mg+L) NTU(mg+L)用水量占火電廠總用水量的70%-80%。由于火電廠二級(jí)出水40-70 05-1.0 10~30 10-20的循環(huán)冷卻水補(bǔ)給量大,水質(zhì)要求相對(duì)較低，因此將循環(huán)冷卻水水質(zhì)要求≤30≤1≤563城市污水處理廠的二級(jí)出水再生后作為火電廠循環(huán)從表1可以看出,該污水處理廠二級(jí)出水除TP冷卻系統(tǒng)的補(bǔ)給水，是解決目前水資源供需矛盾的外其他項(xiàng)目均未達(dá)到電廠循環(huán)冷卻水水質(zhì)要求,因.有效途徑之一。筆者以河北邢臺(tái)某污水處理廠二級(jí)出水作為回此需要進(jìn)一步去除CODa、濁度及氨氮。1.2 試驗(yàn)裝置用水源,采用曝氣生物濾池(BAF)+高效混凝沉淀組中試采用曝氣生物濾池+高效混凝沉淀組合工合工藝進(jìn)行處理，探討處理后出水回用于河北邢臺(tái)藝對(duì)該污水處理廠二級(jí)出水進(jìn)行處理。某發(fā)電廠循環(huán)冷卻系統(tǒng)的可行性;在滿足該電廠循.1.2.1 曝氣生物濾池環(huán)冷卻系統(tǒng)補(bǔ)給水水質(zhì)要求的基礎(chǔ)上,獲得最佳工中國煤化工<量為2.0m/h,均藝運(yùn)行參數(shù),為實(shí)際工程的設(shè)計(jì)及運(yùn)行提供參考。由鋼MYHCNMHG8mx7.5m,池內(nèi)[基金項(xiàng)目]教育部廣東省產(chǎn)學(xué)研結(jié)合項(xiàng)目(2007A090302101)-55-試驗(yàn)研究工業(yè)水處理2011-01 ,31(1)所填陶粒由江西萍鄉(xiāng)三和輕化公司提供,填料層高20/ +進(jìn)水氨氮→氨氨去除率10度為4m;濾池設(shè)置有進(jìn)水管、曝氣管、反沖洗進(jìn)水一出水氨氮管、生產(chǎn)出水管、反沖洗出水管、臨時(shí)排污管,并在系會(huì)15統(tǒng)進(jìn)水、進(jìn)氣管路上裝有手動(dòng)球閥和流量計(jì),在反洗50元進(jìn)水反洗進(jìn)氣、生產(chǎn)出水及臨時(shí)排污管線上裝有手動(dòng)球閥。M21.2.2高 效混凝沉淀池.1215 1221 1227 0102'該裝置設(shè)計(jì)流量為2m/h,尺寸為1.5 mx日期0.8 mx2.2 m,設(shè)計(jì)反應(yīng)時(shí)間為14 min,沉淀區(qū)上升流圈2生物膜馴化期間對(duì) 氨氮的去除效果速為0.0023m/;其中在高效微渦混合器前裝有流從圖2可以看出，在生物膜馴化期間進(jìn)水氨氮量計(jì),在反應(yīng)區(qū)內(nèi)設(shè)置微渦折板絮凝設(shè)備,在沉淀區(qū)不斷變化，而且冬季很難在短期內(nèi)對(duì)生物膜進(jìn)行馴設(shè)置高效復(fù)合斜板(B)。化。12月29日之前，出水氨氮穩(wěn)定在8.4 mg/L左2結(jié)果與討論右，氨氮平均去除率為33.5%，與掛膜階段相差不大;自12月29日以后,出水氨氮逐漸下降,平均為2.1組合 工藝的啟動(dòng)2.1.1 曝氣生物濾池的掛膜階段4.9 mg/L,其去除率也明顯上升,平均為62.7% ,說明在掛膜啟動(dòng)階段利用污水處理廠的好氧污泥進(jìn)此時(shí)硝化菌的馴化已趨于成熟,可連續(xù)運(yùn)行。此期間行接種,采用間歇式進(jìn)水、連續(xù)曝氣的方式進(jìn)行掛對(duì)CODc的去除效果如圖3所示。膜。初期先將進(jìn)水流量降為1.5 m2/h,曝氣量為.10◆進(jìn)水COD。+出水CD。]004m/h，從2007年11月23日-12月13日進(jìn)行掛o0f +C0D。去除潮80號(hào)70膜培養(yǎng)?？紤]到掛膜初期沒有明顯效果,11月25日曾600↓開始對(duì)進(jìn)出水氨氮進(jìn)行檢測(cè),見圖1。20甘進(jìn)水氨氨★出水氨氨150008，見◆氨氨去除率800來不1215 12 1227 0102期10f圉3生物膜馴化期間對(duì) COD。的去除效果40成305從圖3可以看出,12月19日之前COD。的平10均去除率為32.4%;12月19 日- -12月29日,CODo0i1-25- 1201 1207 23的平均去除率提高至55.6%,且去除效果比較穩(wěn)定,而在相同時(shí)期內(nèi)氨氮的平均去除率僅為團(tuán)1掛膜期間對(duì)氨氨的去除33.5%(見圖2),說明這段時(shí)期內(nèi)碳化菌的馴化逐漸掛膜期間進(jìn)水氨氮在93~16.7 mg/L之間變化,趨于成熟,并且碳化菌的世代周期要比硝化菌短;自12月4日之前,進(jìn)、出水氨氮相差不大,氨氮去除率12月29日以后,COD。的平均去除率又提高至在2.4%~14.2%，說明此時(shí)微生物還未有效發(fā)揮作.62.2%,說明此時(shí)碳化菌的馴:化已經(jīng)成熟。用。從12月4日開始,出水的氨氮明顯低于進(jìn)水氨2.1.3高 效混凝沉淀池的啟動(dòng)氮,氨氮去除率也明顯上升至33.0%~42.2%之間,說高效混凝沉淀池僅需根據(jù)曝氣生物濾池的出水明這段時(shí)間硝化菌已經(jīng)出現(xiàn),并迅速繁殖。濁度情況來確定適合的絮凝劑投加量,本試驗(yàn)所用2.1.2曝氣生 物濾池的馴化階段絮凝劑為聚合氯化鋁，購于河北中圣精細(xì)化工有限將進(jìn)水流量調(diào)為2.0 m/h,曝氣量調(diào)為4~公司，型號(hào)為zS -505 ,其最佳投藥量為30 mg/L。6m2/h,從2007年12月15日- -2008年1月2日進(jìn)2.2中國煤化工行生物膜馴化,每天檢測(cè)進(jìn)出水的氨氮及COD&,見2.2.1CNMH G圖2、圖3。組合工藝對(duì)CODa的去除效果如圖4所示。-56-工業(yè)水處理2011-01 ,31(1)申亮,等:市政污水廠出水回用電廠循環(huán)水系統(tǒng)工藝研究藝處理后,出水氨氮為0.4~1.2 mg/L,氨氮去除率為*0D。去除率◆進(jìn)水(二級(jí)出水)COD。0100+BAF出水COD。100090.5% 95.9%,可見該組合工藝對(duì)氨氮有很好的去80+混凝沉淀出水COD。除效果,其中BAF對(duì)氨氮去除作用最大，高效混凝沉淀對(duì)氨氮基本沒有去除作用。60201。00460°一立34-56時(shí)間d女進(jìn)水(二級(jí)出水)氨氮圈4組合工藝對(duì)COD的去除效果5}◆組合工藝出水氨氮20◆氨氫去除率從圖4可以看出,二級(jí)出水的COD在42.1~14411013161951.5mg/L之間,經(jīng)BAF處理后出水CODa為20.1~時(shí)間Vd23.4 mg/L,再經(jīng)高效混凝沉淀處理出水CODc降為圈6組合工藝對(duì)氨氮的去除效果14.7-16.7 mg/L,BAF與高效混凝沉淀組合工藝對(duì)二級(jí)出水的CODc去除率為63.4%-69.2%。城市二級(jí)3結(jié)論出水經(jīng)BAF預(yù)處理可將大量溶解性有機(jī)物去除,隨(1)將河北邢臺(tái)某污水處理廠的二級(jí)出水用曝后通過高效混凝沉淀進(jìn)-步去除非溶解性有機(jī)物，氣生物濾池+高效混凝沉淀組合工藝處理后，出水大大提高了對(duì)CODc的去除效率。水質(zhì)可穩(wěn)定達(dá)到電廠循環(huán)冷卻水的水質(zhì)要求。組合2.2.2組合工藝對(duì)濁度的 去除工藝對(duì)二級(jí)出水中COD的平均去除率為63.4%~組合工藝對(duì)濁度的去除效果如圖5所示。69.2% ,對(duì)濁度的平均去除率為91.8%-95.4% ,對(duì)氨◆濁度去除率●進(jìn)水(C級(jí)出水獨(dú)度氮的平均去除率為90.5%~95.9%。s5p.....o..ooo.00BAFEI濁度(2)由于冬季溫度較低,曝氣生物濾池的掛膜馴0 *混凝乙跑出水濁度18化時(shí)間較長，在工程實(shí)踐中可以利用電廠鍋爐蒸汽給進(jìn)水預(yù)加熱,以縮短掛膜馴化周期。(3)組合工藝推薦設(shè)計(jì)參數(shù):曝氣生物濾池的氨10氮容積負(fù)荷不高于0.5 kg(m'd),氣水比為(1.5~2.5): 1,反洗周期為3~5 d;高效混凝沉淀中高效微渦混合器流速為0.8~1.2 m/s,絮凝反應(yīng)時(shí)間為12~時(shí)間/d15 min,沉淀區(qū)上升流速為2~3 mn/s。圈5組合工藝對(duì)濁 度的去除效果[參考文獻(xiàn)]從圖5可以看出，城市二級(jí)出水的獨(dú)度在10.8~36.1 NTU之間，經(jīng)過BAF的表面吸附作用和[1]馮尚友,王先甲.水資源持續(xù)利用與管理導(dǎo)論[M].北京:科學(xué)出版社,000:7-13.填料層的物理截留作用，取得一定去濁效果,平均去[2]陳越,李玉華. BAF-混凝~ -沉淀-過濾工藝在中水回用中的應(yīng)除率為32.9%;再經(jīng)高效混凝沉淀處理后出水的濁用[J].給水排水, 2007, 33(增刊): 33-35.度穩(wěn)定在3NTU以下，去除率可達(dá)91.8%-95.4%.[3]王鶴立,肖樹宏,赫俊國,等.常規(guī)混凝沉淀給水處理工藝的強(qiáng)可見BAF與高效混凝沉淀組合工藝對(duì)濁度有很好化[J].給水排水,999,25(6):1-4.的去除效果,其中后者對(duì)濁度的去除作用最大。2.2.3組合工藝對(duì)氨氦的 去除[作者簡介]申亮(1984- ),209 級(jí)中國地質(zhì)大學(xué)(北京)在讀博組合工藝對(duì)氨氮的去除效果如圖6所示。士研究生。電話:13426137025 Enailinging 122@由圖6可見,進(jìn)水(城市二級(jí)出水)的氨氮在9.7~163cm 涌訊聯(lián)系人.干鶴立15.6 mg/L變化,經(jīng)過BAF與高效混凝沉淀組合工[收稿日中國煤化工TYHCNMHG- 57-