电厂用城市中水深度处理方法

摘要

本发明涉及一种城市中水的处理方法，特别涉及一种城市中水用于电厂冷却用水的深度处理方法。本发明的电厂用城市中水深度处理方法，采用以下步骤：曝气处理，过滤；加入消石灰、混凝剂聚合硫酸铁和高效助凝剂；加入杀菌剂进行杀菌；加入复合阻垢缓蚀剂，混合均匀后，加入至电厂循环用水。通过本发明的深度处理方法，解决了中水在电厂回用所涉及的中水深度处理、杀菌、阻垢、防腐、氨氮处理等相关技术难题，为中水在电站安全和经济使用提供了技术支持，中水在电站作为循环水补充水回用，其经济、社会和环境效益都十分显著。

说明书

技术领域

 本发明涉及一种城市中水的处理方法，特别涉及一种城市中水用于电厂冷却用水的深度处理方法。

背景技术

火电厂消耗水量最大的是冷却水，以城市中水为工业循环冷却补充水水源是目前世界各国作为解决缺水问题的首选方案。城市中水回用作火电厂循环冷却水不仅可以扩大中水回用规模，而且能为电厂冷却水提供长期、稳定、充足的第二水源。在缓解电厂水源供需矛盾、减轻了污染，减少城市向环境的排污量等方面，具有广泛的应用前景。但城市污水处理厂的中水具有含盐量高、有机物含量高、氨氮含量高，细菌种群复杂，腐蚀和结垢倾向大的特点，造成换热器等部件的结垢、腐蚀和微生物生长。

处理之后的循环冷却水水质必须满足下列条件:(1)避免传热面结垢；(2)避免引起换热面大面积腐蚀，特别要注意防止点状腐蚀；(3)避免循环系统中微生物聚积、细菌和藻类生长；(4)循环水处理系统应尽可能简单；(5)循环水处理系统运行费用低；(6)循环水处理系统运行可靠，出水水质稳定，符合设备规范的要求。

为了达到上述要求，城市中水必须进行深度处理，才能达到电厂用水的要求。

发明内容

本发明为了克服以上技术的不足，提供了一种电厂用城市中水深度处理方法，使城市中水达到电厂循环冷却水补充水的要求。

本发明的电厂用城市中水深度处理方法，采用以下步骤：

（1）    城市污水处理厂中水引入中水池中，采用曝气生物滤池处理方法进行曝气处理，过滤；

（2）    步骤（1）的滤液分别加入消石灰、混凝剂聚合硫酸铁和高效助凝剂，搅拌，自然沉降，抽取上层澄清液；消石灰的加入量为300-500mg/L，聚合硫酸铁的加入量为6mg/L～15 mg /L，高效助凝剂的加入量为200mg/L～300mg/L；所述的高效助凝剂为150-200目的凹凸棒石粘土；

（3）    步骤（2）的澄清液加入杀菌剂进行杀菌后，加入硫酸调pH至8.5~8.8；

（4）    步骤（3）的中水按10mg／L的量加入复合阻垢缓蚀剂，混合均匀后，加入电厂循环冷却水；所述的复合阻垢缓蚀剂为是重量配比为1：0.8：0.4环已醇六磷酸酯、月桂基硫酸钠和2-膦酸基-1，2，4-三羧酸丁烷。

由于循环冷却水对氨氮、COD、磷等营养元素的要求较严格，营养元素过多将引起细菌的滋生，产生粘泥腐蚀问题，尤其是氨氮含量高时，硝化菌的繁殖要消耗碱度，造成pH值下降，严重危害循环水系统的安全运行。因此，本发明的处理方法，首先采用生物曝气处理，脱除氨氮后用于循环冷却水补充水。

曝气处理后的中水，分别加入消石灰、混凝剂和高效助凝剂，进行沉淀处理。首先加入消石灰进行软化处理，去除大部分碳酸盐硬度。其次加入混凝剂（聚合硫酸铁）进行混凝处理，使水中原有的悬浮物、胶体和软化过程形成的碳酸钙微晶等微小颗粒形成较大尺寸的矾花沉淀。最后加入高效助凝剂，进一步促进絮体长大和沉淀，降低中水的硬度和浊度。混凝处理过程中形成的微小沉淀物，经过凹凸棒石粘土的吸附作用，形成较大的颗粒，直接用自然沉降法快速与水分离，上层的中水直接利用。本发明采用的高效助凝剂为凹凸棒石粘土，其晶体形状为棒状、纤维状、针状，分子式为：(Mg,Al,Fe)₅Si₈O₂₀(OH)₂(OH₂)₄??4H₂O。凹凸棒石粘土集合体为土状块体构造，pH=8.5左右，内部多孔道，比表面积大，可达350m²/g以上，具有纳米材料的属性，大分子可直接被吸附进孔道中。它的电化学性能稳定，在高温和高含盐量水中稳定性能良好。

本发明的中水直接加入复合阻垢缓蚀剂，用于电厂循环冷却水补充水。本发明的复合阻垢缓蚀剂，含磷量低，可以长期在高温（80℃）、高pH值系统下运行，具有很好的防腐性能。

上述本发明的电厂用城市中水深度处理方法，为了进一步提高杀菌效果，所述的杀菌剂为氧化类杀菌剂和非氧化类杀菌剂组成的复合杀菌剂，氧化类杀菌为次氯酸钠或二氧化氯，用量（以有效氯计）为3-8 mg/L，非氧化类杀菌为季铵盐类杀菌剂，用量为80－120 mg/L。    

通过本发明的深度处理方法，解决了中水在电厂回用中所涉及的中水深度处理、杀菌、阻垢、防腐、氨氮处理等相关技术难题，为中水在电厂的安全和经济使用提供了技术支持，中水在电厂作为循环水补充水回用，其经济、社会和环境效益都十分显著。

具体实施方式

2×1000MW扩建机组配套的中水深度处理工程，进行具体的实验。中水水源取自城市污水处理厂的二级排放水。

一：本发明采用的原料：

消石灰：固体粉末，纯度≥94%，细度：325目；

混凝剂：聚合硫酸铁（PFS）：液态，全铁含量≥10%，密度：≥1.45g/cm³；

高效助凝剂：150-200目的凹凸棒石粘土； 

水样为污水处理厂正常运行时的中水出水，主要水质指标如表1，试验水温26.3℃。

表1试验水样的主要水质指标

pH7.09总P mg/L1.99浊度（NTU）4.95全硬度mmol/L8.60悬浮物mg/L10.0Ca硬mmol/L6.45BOD₅   mg/L15.0暂时硬度mmol/L6.5CODcr mg/L36.21全碱度  mmol/L6.5游离CO₂   mg/L28.75酚酞碱度mmol/L0氨氮mg/L38甲基橙碱度mmol/L6.5

二：处理工艺：

将上述城市中水采用以下步骤进行深度处理：

城市污水处理厂中水引入中水池中，采用曝气生物滤池处理方法进行曝气处理，过滤；滤液分别加入消石灰、混凝剂聚合硫酸铁和高效助凝剂，搅拌，自然沉降，抽取上层澄清液；消石灰的加入量为400mg/L，聚合硫酸铁的加入量为10 mg /L，高效助凝剂的加入量为260mg/L；所述的高效助凝剂为200目的凹凸棒石粘土

上述澄清液加入杀菌剂杀菌后，加入硫酸调pH至8.7；所述的杀菌剂为氧化类杀菌剂和非氧化类杀菌剂组成的复合杀菌剂，氧化类杀菌为次氯酸钠类杀菌剂，用量(以有效氯计)为5 mg/L，非氧化类杀菌为季铵盐类杀菌剂，用量为100 mg/L。

表2  杀菌处理后中水水质指标

项目处理后全碱度，mmol/L～1.3总硬度，mmol/L～1.5钙硬度，mmol/L～1.1镁硬度，mmol/L～0.4浊度，NTU＜0.5总磷，mg/L～0COD_Cr，mg/L～8.7BOD₅，mg/L～2NH₃-N，mg/L0Fe  mg/L＜0.1Mn  mg/L＜0.001游离余氯mg/L----细菌总数，   个/mL<50

上述处理后的中水按10mg／L的量加入复合阻垢缓蚀剂，混合均匀后，加入至电厂循环用水；所述的复合阻垢缓蚀剂为是重量配比为1：0.8：0.4环已醇六磷酸酯、月桂基硫酸钠和2-膦酸基-1，2，4-三羧酸丁烷。

上述本发明的循环冷却水，控制温度80℃、pH值8.7、浓缩倍率为4.0，同时补充系统蒸发、风吹、渗漏和排污等正常损失水量、维持水量平衡的运行条件下，运行221天，打开凝汽器，无结垢、无腐蚀现象。