中水石灰混凝澄清处理工艺的优化

刘丽梅

（大唐河北发电有限公司马头热电分公司，河北 邯郸 056044）

1 概述

大唐河北发电有限公司马头热电分公司（简称“马头发电公司”）循环冷却水系统设计水源为马头生态工业城污水处理厂一级B出水，备用水源为滏阳河水。来水经中水深度处理后，用于循环冷却水系统补水。中水处理系统包括2座2 000t生水调节池、3个1 000t/h生化水出水泵，10座200t/h生物曝气池，2座400t生水池，3个1 000t/h中水提升泵，2座1 400t/h澄清池，7座378t/h变孔隙滤池，2个1 500t成品水箱。中水处理系统设计出力为2 000t/h，主系统设置了2座出力为560～1 400t/h的机械加速澄清池和7台出力为380t/h的变孔隙重力式砂滤池。变孔隙滤池出水流入成品水池，由3台补水泵提供9、10号水塔循环水补水，正常处理水量为2 000m3/h，产水量为2 000m3/h。为掌握中水处理系统的最佳运行状况，在500t/h工况下进行试验，优化澄清池药量投入。中水石灰混凝澄清过滤系统工艺流程见图1。

图1 中水石灰混凝澄清过滤系统流程

2 中水处理中存在的问题

马头发电公司2台300MW机组配套设施中水处理系统于2011年1月正式投产，其主要设备澄清池采用石灰混凝联合处理工艺，每月石灰平均用量为140～160t，每月聚合硫酸铁（简称“聚铁”）平均用量为120～140t，由于石灰与聚铁药量配比不合理，不仅造成部分药品浪费，不能使设备达到经济运行工况，还影响澄清池出水水质，进而影响9、10号水塔循环水水质。另外由于设备未进行过优化运行调试，值班员缺乏运行经验，设备经济运行情况下的药量投入无数据参考，不利于现场运行调整。

3 处理措施

澄清池为中水处理系统主要设备，在澄清池中加入聚铁可去除水中悬浮物，保证出水浊度，投加药量应以能达到水质合格为标准。剂量太大，会造成出水发黄，药品浪费；剂量太小，未达到预期的凝聚效果。加入石灰能降低水的硬度和碱度，同时对水中有机物产生吸附，从而降低水中有机物浓度，但主要目的是降低原水的碳酸盐碱度。石灰混凝联合处理，既可以除去水中钙镁的碳酸盐硬度，又提高了除去悬浮物和胶体的效果。

影响澄清池凝聚效果的因素有很多，如搅拌机转速、排污的控制、流量波动、水质变化、设备缺陷等，致使澄清池出水水质很不稳定，出水pH值维持在10以上不太容易，且出水pH值维持过高，会相应增加调节pH值的硫酸用量。根据小型试验结果，结合现场实际，通过改变石灰给料机频率，保证澄清池出水pH值为9.0～10.0。在500t/h工况下对澄清池单池进行聚铁、石灰药量配比调整试验，每种运行药量调整工况需稳定运行5－7天，才可进行下一药量配比调试。

通过调整澄清池搅拌机转速，监测澄清池第一反应室沉降比为10%～15%，第二反应室沉降比5%～10%，石灰与聚铁药量分别按8%、10%，7%、10%，5%、5%，3种不同药量投入时，澄清池出水pH值分别为9.85、9.63、9.269，澄清池进出水及成品水水质对比见表1。

表1 澄清池进出水及成品水水质对比

由表2可知，3种不同药量投入时，系统出水均满足浊度≤5NTU、全碱度＜3mmol/L、COD＜20 mg/L的要求，但石灰与聚铁药量为5%、5%时既保证出水水质，且药品用量最少，较经济。

4 处理效果及经济效益

4.1 处理效果

根据调试结果，中水61号澄清池维持在500t/h运行工况下，保持石灰、聚铁药量为5%、5%投入时石灰混凝联合处理效果良好。对中水进行系统查定试验，调试前后澄清池出水及补往9、10号塔的循环水水质情况见表2。

表2 调试前后水质情况

由表2可知，调试前后澄清池进水水质变化不明显，碱度基本没有变化。调试前澄清池出水浊度满足要求，但pH值维持在8.3时，碳酸盐碱度去除率仅为20.9%，石灰投入量明显不足，导致机组循环水浓缩倍率维持较低，不利于机组节水。调试后石灰、聚铁药量为5%、5%投入时，出水浊度略有升高，但碱度去除率明显提高，达73.2%，出水水质明显改善，药量投入配比适当，保证机组循环水水质。

4.2 经济效益

a.药品用量明显降低。2座澄清池500t/h运行工况下，即按1 000t/h循环水用水量进行计算，调试前后药量对比结果见表3。

表3 调试前后药量对比结果

调试前每月聚铁药品用量约130t，调试后每月聚铁药品用量约70t，较调试前节约聚铁药品近50%，年节约聚铁药品60t×12＝720t；按聚铁单价700元/t计算，年度药品节约费用为700元/t×720t＝50.4万元。

b.节水效果显著。水中的碱度得以除去，可以有效地提高机组冷却水的浓缩倍率，减少机组循环水补水量。

9、10号机组正常运行冷却水浓缩倍率维持在2.5左右，一般循环水采用石灰软化＋阻垢剂处理方式可使倍率提高3～6，若处理方式浓缩倍率按3.5计算，可节约用水100t/h，每年运行按7 000h计算，可节水达70万t，中水取水价格按2.5元/t计算，年度节约用水费用为2.5元/t×70万t＝175万元。

c.药品运输成本下降。聚铁药品为罐装汽车运输，单次运量约为30t，年节约聚铁药品720t，则年运输次数下降720t/30t＝24次；单次罐装汽车运费约800元，年度药品运费节约24×800元＝1.92万元。

综上所述，中水系统维持澄清池在500t/h运行工况下，每年可带来的经济效益为50.4元＋175元＋1.92元＝227.32万元。

5 结束语

该次常用工况下的药量配比优化调整达到了降低成本，改善出水水质的目的，希望能为同类电厂提供参考。由于该次只对冬季500t/h运行药量配比调试分析，未考虑由于流量调整因素对水质造成的影响，其他运行工况最佳药量配比需进一步摸索。