电厂污水处理回用技术方案

电厂污水处理回用技术方案第一章前言水资源的匮乏、经济的持续增长、人口的增多，必将导致水价格的不断提高，因此，大力发展污水回用事业，不仅能节约有限的水资源，缓解日趋突出的用水紧张矛盾，而且能减少污水的排放，减轻对周围水体的污染，改善人类居住环境，还能节约大量水资源费。污水回用是促进经济、环境、社会协调发展的重要举措。**电厂现在运行机组共30万kw，每天外排污水约1.3万吨，其中，生活污水约150t/h，热网回收水约150t/h，循环水排污水约180t/h，虹吸滤池反冲洗水约1000t/d。大量污水的排放不仅造成周围水体的污染，引起企业与周边地区居民的社会矛盾，而且造成水资源的极大浪费。为此，某电厂拟对上述外排污水进行适当处理后加以回用，这不仅给企业自身带来较大的经济利益，降低产品的成本，而且大大缓和了水资源紧张的矛盾，对企业自身和某地区经济的可持续发展均产生良好的促进作用。第二章设计水量水质及设计原则一、设计水量水质及回用标准1、设计水量水依据甲方提供的基本数据和进一步分析的结果，我们确定本工程设计规模和进水水质如下：[1]生活污水：150m3/h；CODcr：＜50mg/lBOD5：＜20mg/lSS：＜70mg/lpH：6-9[2]循环水排污水：180m3/h；电导率：2300μs/cm全碱度：5.4mmol/L氯根：340mg/LTDS：2350mg/LSS：47mg/L全硬度：17.0mmol/L耗氧量：2.2mg/LpH：8.23[3]虹吸滤池反洗水：1000m3/d；SS：133mg/LFe：＜0.3mg/L[4]热网回水：150m3/h；全碱度：0.33mmol/L氯根：6mg/LTDS：1230mg/LSS：6.0mg/L全硬度：0.4mmol/L耗氧量：0.4mg/LpH：8.652、回用水质标准达到根据中国工程标准化协会发布的《污水回用设计规范(CECS61：94)》修订的《污水回用设计规范》中规定的再生水回用于循环冷却水的水质要求。主要指标如下：SS：≤10mg/L浊度：≤5NTUCl-:≤250mg/L总硬度：≤450mg/L总碱度：≤350mg/LCODcr：≤60mg/LPH：6.5-9.0BOD5：≤10mg/L铁：≤0.3mg/L氨氮：≤1mg/LTDS：≤1000mg/L二、设计依据[1]山东某电厂外排污水基本情况资料；[2]《给排水设计规范》；[3]《城市污水回用设计规范(CECS61：94)》；[4]《水处理工程师手册》；[5]《给排水设计手册》三、设计原则[1]严格执行国家环境保护有关法规，按规定的排放或回用标准，使处理后的废水各项水质指标达到且优于标准指标。[2]采用先进、合理、成熟、可靠的处理工艺，并具有显著的环境效益、社会效益和经济效益。[3]工艺设计与设备选型能够在生产运行过程中具有较大的灵活性和调节余地，能适应水质、水量的变化，确保出水水质稳定、达标。[4]在运行过程中，便于操作管理、便于维修、节省动力消耗和运行费用。第三章工艺流程及说明一、生活污水处理回用工艺流程及说明1、工艺流程2、工艺说明生活污水中含有少量的有机物和油类，这是影响回用的主要因素。热电厂内的生活污水水质不同于通常的生活污水，其有机物含量要低得多，不适宜采用传统的生化处理工艺，而纯粹的物化工艺有不能经济有效地去除有机杂质，因此，本方案采用当今先进的曝气生物滤池水处理工艺。曝气生物滤池（biologicalaeratedfilter）简称BAF，是20世纪80年代末90年代初在普通生物滤池的基础上开发的污水处理新工艺，曝气生物滤池在欧美和日本等发达国家广为流行，目前世界上已有数百多座大大小小的污水处理厂采用了这种技术。该技术不仅可用于水体富营养化处理，而且可广泛地被用于城市污水、小区生活污水、生活杂排水和食品加工废水、酿造和造纸等高浓度废水的处理。随着研究的深入，曝气生物滤池从单一的工艺逐渐发展成系列综合工艺，具有去除SS、COD、BOD、硝化、脱氮除磷、除去AOX（有害物质）的作用，其最大特点是集生物氧化和截留悬浮固体于一体，节省了后续二次沉淀池，在保证处理效果的前提下使处理工艺简化。此外，曝气生物滤池工艺有机物容积负荷高、水力负荷大、水力停留时间短、所需基建投资少、能耗及运行成本低，同时该工艺出水水质好，能满足进水有机物浓度很低的污水处理要求。曝气生物滤池是普通生物滤池的一种变形形式，也可看成是生物接触氧化法的一种特殊形式，即在生物反应器内装填比表面积极高的颗粒填料，以提供微生物膜生长的载体，并根据污水流向不同分为下向流或上向流，污水由上向下或由下向上流过滤料层，在滤料层下部鼓风曝气，使空气与污水接触，污水中的有机物与填料表面生物膜通过生化反应得到稳定和去除，填料同时起到物理过滤作用。本工艺中，生活污水通过调节池均化水质水量后，由提升泵输入曝气生物滤池，通过微生物膜的降解作用，去除污水中的有机物和油类物质，并截留大部分的悬浮物质，出水经机械过滤器进一步处理，使出水中的悬浮物降至1mg/L以下，满足回用水标准，保证再生水能安全回用。二、循环水排污水处理回用工艺流程及说明1、工艺流程2、工艺说明循环水中的主要污染物是硬度、总溶解固体、悬浮物和少量有机物。由于蒸发浓缩，循环水中的含盐量不断提高，只有通过排污来维持总溶解固体含量在一定范围，另外，在循环水冷却过程中会溶入空气中的悬浮尘粒和微生物，使循环水中含有一定量的悬浮物和生物胶体等。因此对TDS、总硬度较高的循环水排污水，必须脱盐后才能回用。当前最常用的脱盐工艺有离子交换法、电渗析法、反渗透法、纳滤法等。离子交换法主要是利用离子交换树脂的交换基团来置换水中的离子，当树脂中可供交换的基团大部分被交换后，即达到饱和交换容量时，必须用酸碱等化学物质进行再生，并用脱盐水冲洗干净，恢复起其交换容量后，才能继续使用。若待处理的废水含盐量较高时，会很快达到树脂的交换饱和容量，再生周期极短，不仅消耗大量的酸碱再生药剂，而且冲洗水的用量占产品水的比例太高，使处理成本太高，并且操作烦琐，因而对TDS较高的循环水排污水不宜采用离子交换法。电渗析法以离子交换膜为介质，靠离子的选择透过性来分离水溶液中的某些物质。它是在离子交换技术的基础上发展起来的一项新技术，它去除的也是一些电解质物质，但水回用率很低（50-60%）且能耗大、运行成本很高，因此，电渗析法也不宜采用。反渗透法是近20年来发展起来的膜技术，现己被广泛地用于水质除盐和污水治理等方面。该法专门用以分离水中的分子态和离子态溶解物质，其实质是向水溶液中施加巨大的压力，使溶剂水透过反渗透膜成为淡水，而溶质被阻留成为浓水，由此可达到两个目的，一是从含盐水中制取淡水；二是浓缩污水中的溶解态污染物质，处理后的污水或直接排放或重复利用。反渗透装置是以分子扩散膜为介质。以静压差为推动力来分离水溶液中的物质，与电渗析法相比，在经济上具有显著的优越性，电能效率较高、能耗低，相同进水条件下，反渗透法生产一吨淡水的能耗仅为电渗析法的五分之一至十分之一。超滤和微滤亦属于压力推动的膜工艺系列，就分离范围而言，它补充了反渗透、纳滤和普通过滤之间的空隙。超过滤是对料液施加一定压力后，高分子物质、胶体、蛋白质、微粒等被半透膜所截留，而溶剂和低分子物质则透过膜。超过滤的分离机理主要是膜表面孔径筛分机理、膜孔阻塞的阻滞机理和膜面以及膜孔对粒子的一次吸附机理。一般来说，超滤操作的跨膜压差为0.2-0.7MPa，远远小于反渗透等膜法装置。但超滤装置不能脱盐，实现不了我们污水深度处理的目的。本处理工艺主体系采用当今世界流行的纳滤膜技术，是利用一种具有半透性能的膜在借助外在压力推动下实现水溶液中某些组分选择性透过的分离技术。采用ESNA系列高性能纳滤膜，膜材质为芳香族聚酰胺，可脱除污水中的有机物、细菌、病毒、盐类，操作压力0.4-1.0MPa。纳滤膜的分离性能介于超滤和反渗透之间，超滤只能去除水中的细小悬浮物和胶体物质，不能除盐；而反渗透技术虽能除盐，但操作压力大，能耗较高；纳滤技术既可除盐，能耗又低，近年来在废水回用方面应用广泛。（膜分离技术的分类范围见下图）在处理工艺过程中，先通过絮凝剂的作用，使污水中的胶体物质和细小悬浮物聚集成大颗粒的絮凝体，非常容易地被粗介质过滤器截留去除。剩余的少量细小悬浮物再通过细砂过滤器进一步截留，出水的SDI可降至5以下。由于循环水排污水的硬度和pH值均较高，在纳滤脱盐浓缩过程中，容易产生钙镁盐的结垢沉积，影响纳滤膜的工作效率和使用寿命，因此，在污水进入纳滤之前，通过水质调节，改变钙镁离子在水中的存在状态，可阻止其在纳滤膜表面结垢沉积。紫外杀菌不仅快速、高效、经济，而且消毒后在水中不产生任何残留物质，是目前反渗透和纳滤工艺中首选的消毒方式。最后，污水经过精密过滤器的保安过滤除去水中大于5μm的杂质，通过上述预处理后的污水，再通过高压泵进入纳滤装置脱盐后回用。回用水的TDS小于600mg/L，水质优于新鲜水。三、虹吸滤池反洗水处理回用工艺流程及说明1、工艺流程2、工艺说明污水回用处理技术主要有活性炭吸附、臭氧-生物炭、多孔陶粒生物滤池、离子交换、电渗析法、反渗透法、纳滤、超滤和微滤、过滤以及絮凝沉淀、氧化、消毒等。其中，絮凝沉淀和机械过滤是最基本的回用水处理技术，其余则为深度处理技术。滤池反洗水中，除SS较高外，其余水质指标与新鲜水近似。因此，回用时，主要考虑如何去除污水中的悬浮杂质。本工艺就是采用最经济的絮凝沉淀和机械过滤技术，污水先通过絮凝剂将其中的胶体物质和细小悬浮物聚集成大颗粒的矾花，在高效沉淀池内沉淀，与清水分离，沉淀池出水再经机械过滤器的截留，进一步去除剩余的细小悬浮物，并经消毒后回用四、热网回收水处理回用工艺流程及说明1、工艺流程2、工艺说明热网回水的硬度和悬浮物浓度均较低，经深度处理后，作为高价值的脱盐水回用于锅炉，经济效益明显。循环水中的主要污染物是硬度、总溶解固体、悬浮物和少量有机物。本处理工艺主体系采用当今世界流行的低压反渗透技术，是利用一种具有半透性能的膜在借助外在压力推动下实现水溶液中某些组分选择性透过的分离技术。本系统分前处理系统、反渗透膜系统、混床离子交换系统和控制系统四大部分。前处理部分主要是根据原水的水质特点,围绕着如何去除水中某些能对反渗透系统造成危害的杂质进行设置，反渗透装置对进水水质的要求都十分严格，如要求浊度1NTU，污染指数SDI5，细菌含量TBC10个/ml。进水水质的好坏直接影响反渗透水处理设备运行的可靠性和安全性。在工艺流程中（见流程图），污水通过调节池的水流量均化和降温作用，经泵提升至过滤设备，机械过滤器是用来去除水中直径大于30微米的杂质，原水经介质过滤器后，污染指数SDI可降至5以下；热网回水的pH值较高，长期在高pH值下运行，会损伤反渗透膜材料，降低反渗透膜的使用寿命，pH调节就是将污水的pH值调整至适宜于反渗透膜的最佳工作范围，以提高反渗透膜的工作性能，并延长其使用年限；精密过滤器是用来去除水中的5微米以上的小颗粒杂质，该类杂质对后级反渗透系统的影响很大，不经过该滤器处理的原水一旦进入反渗透系统，会很快堵塞反渗透膜的通道，从而使反渗透系统不能正常工作，严重时会造成价格较贵的反渗透膜报废；反渗透系统是该设备的关键部分，该系统是利用溶质的分离技术来去除水中的有害物质和溶解性盐类，需要被去除的溶解类固体随一部分浓水排放，另一部分则成为净水。反渗透出水通过电导率控制系统自动检测，若达到回用标准，则直接进入净水箱回用，若偶尔出水达不到回用水标准，则自动进入混床离子交换系统，以保证出水合格，同时控制系统会发出报警信息，要求对原水进行检测或检查、调整反渗透装置。本工艺系统中的关键设备均为进口产品，为使设备运行直观和安全，系统设置了压力监控、流量监控、水质监控以及低压保护、高压保护、反渗透膜冲洗等功能，从而使得系统运行状况既能通过仪器、仪表直观地被显现出，又能使系统的各主要部件比如反渗透膜、高压泵等得以最安全、合理的保护和使用。控制系统采用当前最为先进的DCS集散控制方式，控