市政污水厂出水回用电厂循环水系统工艺研究

第31卷第1期工业水处理Vol.31 No.1 .2011年1月Industrial W ater TreatmentJan. ,2011市政污水厂出水回用电厂循环水系统工艺研究申亮,王鹤立,廉新颖,赵广吉,李昱辰,董焱城(中国地质大学(北京)水资源与环境学院,北京100083)[摘要]采用曝气生物滤池+高效混凝沉淀组合T.艺对河北邢台某污水处理厂的二级出水进行了回用中试研究。研究表明:二级出水经组合工艺处理后,COD。的平均去除率为63.4%-69.2% ,浊度的平均去除率为91.8%~95.4%,氨氮的平均去除率为90.50%-959% ,处理出水可以满足电厂循环冷却水水质要求。[关键词]曝气生物滤池;高效混凝沉淀;循环冷却水;二级出水[中圈分类号] TM621.8 [文献标识码] A [文章编号] 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随着城市化进程的加速以及工、农业的迅速发1试验部分展，我国现有水资源总量已经无法满足城市日趋增1.1 试验水质长的供水需求,供需矛盾十分突出”。大量的城市污本中试以河北邢台某污水处理厂二级出水为原水经二级处理后直接排放,不但削弱了受纳水体的水,其水质与电厂循环冷却水水质要求2)见表1。自净能力，还间接地造成了水资源的极大浪费。城市供水中有60%~80%是用于工业生产，而火力发电厂表1污水处理厂二级 出水与循环冷却水水质要求比较一直以来都是工业用水的大户，其循环冷却系统的项目COD TP/ 浊度/NHr-NV(mg+L") (mg+L) NTU(mg+L)用水量占火电厂总用水量的70%-80%。由于火电厂二级出水40-70 05-1.0 10~30 10-20的循环冷却水补给量大,水质要求相对较低，因此将循环冷却水水质要求≤30≤1≤563城市污水处理厂的二级出水再生后作为火电厂循环从表1可以看出,该污水处理厂二级出水除TP冷却系统的补给水，是解决目前水资源供需矛盾的外其他项目均未达到电厂循环冷却水水质要求,因.有效途径之一。笔者以河北邢台某污水处理厂二级出水作为回此需要进一步去除CODa、浊度及氨氮。1.2 试验装置用水源,采用曝气生物滤池(BAF)+高效混凝沉淀组中试采用曝气生物滤池+高效混凝沉淀组合工合工艺进行处理，探讨处理后出水回用于河北邢台艺对该污水处理厂二级出水进行处理。某发电厂循环冷却系统的可行性;在满足该电厂循.1.2.1 曝气生物滤池环冷却系统补给水水质要求的基础上,获得最佳工中国煤化工<量为2.0m/h,均艺运行参数,为实际工程的设计及运行提供参考。由钢MYHCNMHG8mx7.5m,池内[基金项目]教育部广东省产学研结合项目(2007A090302101)-55-试验研究工业水处理2011-01 ,31(1)所填陶粒由江西萍乡三和轻化公司提供,填料层高20/ +进水氨氮→氨氨去除率10度为4m;滤池设置有进水管、曝气管、反冲洗进水一出水氨氮管、生产出水管、反冲洗出水管、临时排污管,并在系会15统进水、进气管路上装有手动球阀和流量计,在反洗50元进水反洗进气、生产出水及临时排污管线上装有手动球阀。M21.2.2高 效混凝沉淀池.1215 1221 1227 0102'该装置设计流量为2m/h,尺寸为1.5 mx日期0.8 mx2.2 m,设计反应时间为14 min,沉淀区上升流圈2生物膜驯化期间对 氨氮的去除效果速为0.0023m/;其中在高效微涡混合器前装有流从图2可以看出，在生物膜驯化期间进水氨氮量计,在反应区内设置微涡折板絮凝设备,在沉淀区不断变化，而且冬季很难在短期内对生物膜进行驯设置高效复合斜板(B)。化。12月29日之前，出水氨氮稳定在8.4 mg/L左2结果与讨论右，氨氮平均去除率为33.5%，与挂膜阶段相差不大;自12月29日以后,出水氨氮逐渐下降,平均为2.1组合 工艺的启动2.1.1 曝气生物滤池的挂膜阶段4.9 mg/L,其去除率也明显上升,平均为62.7% ,说明在挂膜启动阶段利用污水处理厂的好氧污泥进此时硝化菌的驯化已趋于成熟,可连续运行。此期间行接种,采用间歇式进水、连续曝气的方式进行挂对CODc的去除效果如图3所示。膜。初期先将进水流量降为1.5 m2/h,曝气量为.10◆进水COD。+出水CD。]004m/h，从2007年11月23日-12月13日进行挂o0f +C0D。去除潮80号70膜培养。考虑到挂膜初期没有明显效果,11月25日曾600↓开始对进出水氨氮进行检测,见图1。20甘进水氨氨★出水氨氨150008，见◆氨氨去除率800来不1215 12 1227 0102期10f圉3生物膜驯化期间对 COD。的去除效果40成305从图3可以看出,12月19日之前COD。的平10均去除率为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%,且去除效果比较稳定,而在相同时期内氨氮的平均去除率仅为團1挂膜期间对氨氨的去除33.5%(见图2),说明这段时期内碳化菌的驯化逐渐挂膜期间进水氨氮在93~16.7 mg/L之间变化,趋于成熟,并且碳化菌的世代周期要比硝化菌短;自12月4日之前,进、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%，说明此时微生物还未有效发挥作.62.2%,说明此时碳化菌的驯:化已经成熟。用。从12月4日开始,出水的氨氮明显低于进水氨2.1.3高 效混凝沉淀池的启动氮,氨氮去除率也明显上升至33.0%~42.2%之间,说高效混凝沉淀池仅需根据曝气生物滤池的出水明这段时间硝化菌已经出现,并迅速繁殖。浊度情况来确定适合的絮凝剂投加量,本试验所用2.1.2曝气生 物滤池的驯化阶段絮凝剂为聚合氯化铝，购于河北中圣精细化工有限将进水流量调为2.0 m/h,曝气量调为4~公司，型号为zS -505 ,其最佳投药量为30 mg/L。6m2/h,从2007年12月15日- -2008年1月2日进2.2中国煤化工行生物膜驯化,每天检测进出水的氨氮及COD&,见2.2.1CNMH G图2、图3。组合工艺对CODa的去除效果如图4所示。-56-工业水处理2011-01 ,31(1)申亮,等:市政污水厂出水回用电厂循环水系统工艺研究艺处理后,出水氨氮为0.4~1.2 mg/L,氨氮去除率为*0D。去除率◆进水(二级出水)COD。0100+BAF出水COD。100090.5% 95.9%,可见该组合工艺对氨氮有很好的去80+混凝沉淀出水COD。除效果,其中BAF对氨氮去除作用最大，高效混凝沉淀对氨氮基本没有去除作用。60201。00460°一立34-56时间d女进水(二级出水)氨氮圈4组合工艺对COD的去除效果5}◆组合工艺出水氨氮20◆氨氢去除率从图4可以看出,二级出水的COD在42.1~14411013161951.5mg/L之间,经BAF处理后出水CODa为20.1~时间Vd23.4 mg/L,再经高效混凝沉淀处理出水CODc降为圈6组合工艺对氨氮的去除效果14.7-16.7 mg/L,BAF与高效混凝沉淀组合工艺对二级出水的CODc去除率为63.4%-69.2%。城市二级3结论出水经BAF预处理可将大量溶解性有机物去除,随(1)将河北邢台某污水处理厂的二级出水用曝后通过高效混凝沉淀进-步去除非溶解性有机物，气生物滤池+高效混凝沉淀组合工艺处理后，出水大大提高了对CODc的去除效率。水质可稳定达到电厂循环冷却水的水质要求。组合2.2.2组合工艺对浊度的 去除工艺对二级出水中COD的平均去除率为63.4%~组合工艺对浊度的去除效果如图5所示。69.2% ,对浊度的平均去除率为91.8%-95.4% ,对氨◆浊度去除率●进水(C级出水独度氮的平均去除率为90.5%~95.9%。s5p.....o..ooo.00BAFEI浊度(2)由于冬季温度较低,曝气生物滤池的挂膜驯0 *混凝乙跑出水浊度18化时间较长，在工程实践中可以利用电厂锅炉蒸汽给进水预加热,以缩短挂膜驯化周期。(3)组合工艺推荐设计参数:曝气生物滤池的氨10氮容积负荷不高于0.5 kg(m'd),气水比为(1.5~2.5): 1,反洗周期为3~5 d;高效混凝沉淀中高效微涡混合器流速为0.8~1.2 m/s,絮凝反应时间为12~时间/d15 min,沉淀区上升流速为2~3 mn/s。圈5组合工艺对浊 度的去除效果[参考文献]从图5可以看出，城市二级出水的独度在10.8~36.1 NTU之间，经过BAF的表面吸附作用和[1]冯尚友,王先甲.水资源持续利用与管理导论[M].北京:科学出版社,000:7-13.填料层的物理截留作用，取得一定去浊效果,平均去[2]陈越,李玉华. BAF-混凝~ -沉淀-过滤工艺在中水回用中的应除率为32.9%;再经高效混凝沉淀处理后出水的浊用[J].给水排水, 2007, 33(增刊): 33-35.度稳定在3NTU以下，去除率可达91.8%-95.4%.[3]王鹤立,肖树宏,赫俊国,等.常规混凝沉淀给水处理工艺的强可见BAF与高效混凝沉淀组合工艺对浊度有很好化[J].给水排水,999,25(6):1-4.的去除效果,其中后者对浊度的去除作用最大。2.2.3组合工艺对氨氦的 去除[作者简介]申亮(1984- ),209 级中国地质大学(北京)在读博组合工艺对氨氮的去除效果如图6所示。士研究生。电话:13426137025 Enailinging 122@由图6可见,进水(城市二级出水)的氨氮在9.7~163cm 涌讯联系人.干鹤立15.6 mg/L变化,经过BAF与高效混凝沉淀组合工[收稿日中国煤化工TYHCNMHG- 57-