采用城市中水深度处理补充电厂循环冷却用水

采用城市中水深度处理补充电厂循环冷却用水-1-采用城市中水深度处理补充电厂循环冷却用水目录摘要....................................................（2）1.研究背景..............................................（3）1.1中水回用是节约水资源的必然选择.......................（3）1.2中水回用的氨氮处理...................................（3）1.3城市中水回用与火电厂的现状...........................（4）2.研究目的与内容........................................（4）2.1中水回用可减少生活污水排放...........................（4）2.2中水深度处理的水质标准...............................（5）2.3城市中水回用于电厂存在的问题.........................（6）2.3.1水质波动性.........................................（6）2.3.2生物处理方法的弊端.................................（6）2.3.3粘泥问题...........................................（6）2.3.4设备选型...........................................（6）2.4中水回用的深度处理作用...............................（7）2.5脱氮处理.............................................（8）2.6脱氨反应动力学......................................（10）2.7实验装置与方法的设想................................（12）2.7.1实验装置..........................................（12）采用城市中水深度处理补充电厂循环冷却用水-2-2.7.2水质的测试分析与方法..............................（13）2.7.2.1碱度............................................（13）2.7.2.2硬度............................................（14）2.7.2.3氨氮............................................（14）2.7.2.4COD............................................（14）2.7.3实验所用中水水质..................................（15）3.研究分析与结果.......................................（15）3.1中水深度处理的任务..................................（15）3.2首要去除氨氮污染因子................................（16）3.3所做实验结果分析....................................（16）3.4所做实验总结........................................（17）3.5研究结论............................................（17）3.5.2建议与解决........................................（17）3.5.3研究结论..........................................（18）4.参考文献........................................摘要中水用于电厂循环冷却水补充水不仅可以扩大中水回用规模，而且也为电厂提供了一个水量充足的水源，为电厂生产用水提供保证，从火电厂循环冷却水系统的特点出发，结合电厂冷却水以及城市污水处理厂的二级出水情况，对中水用于火电厂循环冷却水补充水进行了理论分析、实验分析和工程实例分析，论述了其可行性，并为其应用采用城市中水深度处理补充电厂循环冷却用水-3-提出了建议。关键字：中水，循环冷却用水，氨氮脱去1.研究背景1.1中水回用是节约水资源的必然选择水是国民经济发展中的不可替代的重要资源，也是人类赖以生存和发展的重要资源。电厂又是耗水大户，特别是在我国北方，以水限电、以水定电的情况相当严重，水资源的紧张已逐渐成为电力发展的瓶径，如何节约用水，提高水的利用率是电厂急需解决的问题。开展中水回用是解决这问题的重要途径，也是大势所趋。在电力生产过程中，冷却水的消耗占电厂总耗水量的60～80％，因此，城市污水处理厂二级处理出水（中水）深度处理后作为电厂冷却水补充水，如能成功实施，将起到良好的示范效应，适应可持续发展需要，并为电力发展拓展空间，具有巨大的经济、社会、环境效益。城市污水具有水量大、来源可靠、水量稳定的特点，但水质复杂，其中有机物、微生物和化学溶剂较多。因此，城市污水二级生化出水要作为电厂循环冷却水，必须先进行深度处理1.2中水回用的氨氮处理某些地区制药、制革和精细化工等行业比较集中，这些工业废水中氮磷含量偏高，其废水C/N比值低，传统的生化处理工艺对氮磷的去除率低、能耗大，许多企业的废水处理设施出水不能满足氮磷达标排放要求而直接排入城市市政管网，加重了市政污水厂氮磷处理负采用城市中水深度处理补充电厂循环冷却用水-4-荷。另一方面，当前我国绝大部分的污水处理厂没有进行脱氮除磷的三级处理，其出水氮磷，尤其是磷不能达到国家的排放标准。例如：2007年统计的浙江省太湖流域45个已建污水处理厂（站）中，18所具有脱氮除磷设施，27座污水厂没有脱氮除磷设施。已建成的污水厂（站）中，目前仅有湖州市凤凰污水处理厂二期尾水排放执行一级A标准，其余污水厂均执行一级B和综合排放二级标准。另外，浙江省根据对氨氮、总磷等在内的8项指标的抽样监测表明，达标率仅为30%左右。综合上诉并同时考虑到氨氮污染对循环冷却系统的化学影响，因此城市中水综合利用工程主要研究如何深度降解废水中的氨氮污染物。1.3城市中水回用与火电厂的现状国外经验表明，将二级处理后的污水通过深度处理工艺完全可以满足电厂循环冷却水的要求。中国相对来说，采用城市中水作为电厂水源的研究和应用起步较晚，在1993年华能北京热电厂新建工程中采用北京高碑店污水厂二级处理出水作为水源，利用石灰法对其进行深度处理后回用于其循环冷却水系统，出水水质稳定，可满足其冷却水补水水质要求。到目前为止，国内已有不少电厂均采用城市中水作为其循环冷却水系统补水。采用城市中水深度处理补充电厂循环冷却用水-5-2.研究目的与内容2.1中水回用可减少生活污水排放中水水源包括：冷却排水、淋浴排水、盥洗排水、厨房排水、厕所排水、城市污水厂二沉池出水等。一般不采用工业污水作为中水水源，严禁传染病医院、结核病医院污水和放射性污水作为中水水源。对于住宅建筑可考虑除厕所生活污水外其余排水作为中水水源；对于大型的公共建筑、旅馆、商住楼等，采用冷却排水、淋浴排水、盥洗排水作为中水水源；公共食堂、餐厅的排水水质污染程度较高，处理比较复杂，不宜采用；大型洗衣房的排水由于含有各种不同的洗涤剂，能否作为中水源须经试验确定。由此可以看出，中水的水源都是一些平时生活中的污水，将其再次回用可以达到水体二次污染，达到节能减排的目的。2.2中水深度处理的水质标准为使城市中水回用于电厂循环冷却水，根椐中水水质特点和电厂循环水水质要求，目前我国执行的《污水综合排放标准》（GB8978－1996）第二类污染物最高排放标准见表1，再生用作电厂冷却水的标准见表2，表2为中水浓度处理用于循环补充水的参考标准。序号污染物一级标准二级标准1pH6～96～92色度（稀释倍数）50803SS20304BOD530605CODcr60120采用城市中水深度处理补充电厂循环冷却用水-6-6氨氮15257磷酸盐0.51.0表1污水综合排放第二类污染物排放标准项目序号污染物直流冷却水循环冷却水补充水1pH6.0－9.06.5－8.52SS（mg/L）3013BOD5（mg/L）30104CODcr（mg/L）－505总硬度（以CaCO3计/mg/L）4504506总碱度（以CaCO3计mg/L）5003507氨氮（以N计mg/L）－108总磷（以P计mg/L）－19溶解性总固体（mg/L）1000100010糞大肠菌群（个/L）20002000表2再生水用作电厂冷却用水的水质标准2.3城市中水回用于电厂存在的问题2.3.1水质波动性城市中水经深度处理后，水质可满足电厂循环冷却水水质要求，但由于城市污水水质有一定的波动性，动机和夏季水质差别大，特别是在北方城市冬季寒冷，氨氮降解效果较差，对铜材质凝汽器管材影响较大，故应针对性地采取一些必要措施。2.3.2生物处理方法的弊端城市污水处理厂一般都采用生物处理方法，生物处理方法尤其脆弱的一面。比如活性污泥法。当管理不当或污水中排入了大量有毒有害物质时，就会发生污泥膨胀、上浮等异常情况，其处理效果变差，采用城市中水深度处理补充电厂循环冷却用水-7-直接影响中水水质。2.3.3粘泥问题粘泥问题会引起凝汽器钢管传热能力降低，通过补充水加氯、循环水加氯以及循环水加非氧化剂来控制粘泥的生成，如果能使胶球清扫装置正常运行并增设旁滤装置，粘泥问题应是可以控制的。2.3.4设备选型对于使用中水的电厂循环冷却系统，凝汽器管材的选择直接关系到系统的安全运行，由于中水中含有的一些离子使其具有一定的腐蚀性，故在设备选型时应考虑到中水水质的影响。2.4中水回用的深度处理作用城市污水作为新开发的第二种水源，具有水量大、稳定、以及来源可靠、不需要长距离引水的特点，并能提高水的重复利用率，是今后可持续发展的一种再生水资源。城市污水水质复杂，其中有机物、微生物、化学溶剂较多。因此城市污水要作为电厂循环冷却水，必须先进行二级生物，然后再作进一步的深度处理。火电厂是工业用水大户，一座装机容量为2×300MW的电厂，采用二次循环冷却方式时，其用水量可达3.6×104m3/天，相当于一座中型城市生活排水量。一般情况下市政污水经过收集后集中处理，处理后的污水满足国家规定的排放标准，再排入自然水体。经过处理的生活污水虽然达到排放标准，但其污染物的含量仍高于自然水体，会对自然水体产生二次污染。如果将这些已经集中处理、集中排放的污采用城市中水深度处理补充电厂循环冷却用水-8-水经过进一步处理，满足电厂工业用水的要求，实现污水回用，同时利用电厂循环水系统的特殊工况条件，使污水中的污染因子进一步削减，再排入自然水体中，减轻了自然水体的负担。深度处理的水质与后期的要求有关，对用于循环冷却水的回用水，火电厂主要关注的指标有：微生物、磷、氨氮等。以下我们引用几组数据进行讨论说明。以浙江长兴电厂利用城市中水（城市污水处理厂排水执行一级B国家排放标准）进行深度处理后循环利用为例：序号标准监测指标单位污水厂排水循环水标准备注1CODcrmg/L≤60≤60满足标准2BOD5mg/L≤20≤10超出指标3NH3-Nmg/L≤151超出指标4pH无量纲6-96.5-8.5超出指标5SSmg/L≤20≤20满足标准6浊度NTU7磷酸盐mg/L≤1.5≤1超出标准8导电度µs/cm≤1000符合要求9溶解固形物mg/L≤750≤1000满足标准10全碱度mmol/L≤3.0符合要求11总硬度mmol/L≤3.0符合要求12