变孔隙滤池在电厂回用水处理中的应用.pdf

变孔隙滤池在电厂回用水处理中的应用 王萍 1 李会海 2 1. 北京美华博大环境工程有限公司， 北京 100082; 2. 得利满水处理系统 北京 有限公司， 北京 100020 摘要 介绍了变孔隙滤池的原理、 特点， 并以某电厂中水深度处理项目为例详细介绍了工艺流程及设计参数， 以及变孔 隙滤池在电厂回用水中的应用、 设计及施工中应注意的问题。 关键词 变孔隙滤池; 电厂回用水; 工程应用 APPLICATION OF VARIABLE PORE FILTER IN THE REUSE WATER TREATMENT OF POWER PLANT Wang Ping1Li Huihai2 1. Beijing Puresina-Boda Environmental Engineering Co． ， Ltd， Beijing 100082， China; 2. Degremont Water Treatment System Beijing Co． ， Ltd， Beijing 100020， China AbstractIt is described that the principles and characteristics of a variable pore filter． With an example from the project of advanced water treatment in a power plant， the process flow and design parameter are introduced，the applications and the problems encountered in the process of design and construction are further analyzed． Keywordsvariable pore filter; water reuse of power plant; application in engineering 1变孔隙滤池介绍［1］ 1. 1过滤原理 变孔隙滤池是以“同向凝聚” 理论设计的一种正 流深床滤池， 它利用在过滤过程中悬浮颗粒在滤层孔 隙里发生同向絮凝作用， 因而使小颗粒悬浮物变成大 颗粒悬浮物， 从而被滤料截留， 提高了过滤效率。 根据絮凝机理， 絮凝效果随孔隙率和滤料直径的 减少而增加， 随滤层厚度和悬浮物初始浓度的增大而 增加， 而与滤速无关。因此， 在不改变滤层厚度和颗 粒直径的前提下， 孔隙率的降低有助于提高絮凝效 果。变孔隙滤池的滤料正是这样选择的， 即滤料的平 均孔隙通道很大， 以致在高滤速下不会产生孔隙堵 塞， 不会形成表面过滤。而加入有限量的细滤料并将 其均匀地分散在整个滤层中， 可降低粗滤料的局部孔 隙率， 促使细小颗粒的絮凝作用。这种絮凝作用为同 向凝聚， 同向凝聚是由于速度梯度产生剪切力的结 果， 同向移动的絮凝作用使颗粒聚集， 从而增加了悬 浮颗粒的去除率。 变孔隙滤池的滤床采用一种比通常使用的滤料 粒径更大的滤料和另一种细粒滤料按一定比例混合 而成， 滤料粒径及所占的比例相差较大。变孔隙滤池 主要使用的是粗滤料 1. 2 ～ 2. 8 mm ， 它依靠整个滤 层进行过滤， 这样避免了普通滤池形成滤层的表面过 滤， 降低了滤层阻力， 也避免了悬浮物颗粒的过早穿 透， 还可以提高滤速; 细滤料 0. 5 ～ 1. 0 mm 的加入 并在滤层中混匀极大地降低了粗滤料的局部孔隙率， 提高了污水中细小颗粒的絮凝作用， 更有利于对细小 颗粒的去除， 也极大地提高了滤池的截污能力。 滤池主要由滤料、 承托层、 进气装置、 配水装置、 进出水堰室和阀门等组成， 滤池设计配水均匀 保证 滤料上面有一定的液位高度 ， 为更好的保证处理效 果， 配水和进气方式设计成支母管方式， 反洗采用水 洗 － 气水混合擦洗 － 水洗的方式。 1. 2特点 1 滤速高， 截污量大， 运行周期长， 产水量提高。 2 运行平稳简单。 3 由于细小滤料的加入改变了滤床的孔隙度， 从而截留了更多的悬浮颗粒， 提高了出水水质。 4 反洗效果好， 反洗水耗量小。 2变孔隙滤池实际应用 某电厂为新建工程， 规 划建设容量为 4 330 MW 亚临界燃煤供热发电机组。将某污水厂的二级 6 环境工程 2012 年 6 月第 30 卷第 3 期 排放水经过“曝气生物滤池 澄清处理 加石灰 变孔隙滤池” 的处理出水作为电厂循环冷却水的补 充水。 2. 1水源水量 源水来自某污水处理厂的二级处理排放水。设 计水量为 1 600 m3/h。 2. 2进出水水质 出水水质应满足电厂循环冷却水补充水的水质 要求。进出水水质见表 1。 2. 3工艺流程 工艺流程如图 1 所示。 图 1工艺流程 表 1进水及设计出水水质 项目 pH 值 25 ℃ ρ SS / mg L － 1 浊度 / NTU ρ BOD5 / mg L － 1 ρ COD / mg L － 1 ρ 铁 / μg L － 1 ρ 锰 / mg L － 1 ρ Cl － / mg L － 1 进水平均值7. 248. 119. 6119. 7229. 93486. 60. 4167. 42 出水指标7. 0 ～ 8. 5≤10 ≤5 ≤5 ≤30 ≤0. 5 ≤0. 2 ≤250 项目 钙硬度 以 CaCO3计 / mg L － 1 甲基橙碱度 以 CaCO3计 / mg L － 1 ρ NH3-N / mg L － 1 ρ 总磷 以 P 计 / mg L － 1 溶解性 总固体 / mg L － 1 ρ 石油类 / mg L － 1 细菌总数 / 个mL － 1 游离氯 / mg L － 1 进水平均值27321425. 32. 69635. 81. 38. 7 102－ 出水指标≤250 5mmol/L ≤200 4mmol/L ≤3 ≤1 ≤1 000 ≤5 ≤1 0000. 1 ～ 0. 2 从某污水处理厂的二沉池出水先汇集到系统设 置的集水池中， 在集水池内设置提升泵， 将来水提升 到曝气生物滤池系统， 出水再进入机械加速澄清池 内， 通过投加絮凝剂、 助凝剂、 石灰、 浓硫酸等将水中 的碱度、 浊度、 总磷等降低， 澄清池的清水经过变孔隙 滤池过滤储存在清水池内供电厂使用。 2. 4变孔隙滤池的设计 变孔隙滤池出水 ρ SS ≤5 mg/L， 滤池进水或出 水中设置加酸 加入硫酸 系统， 以去除澄清池出水 中的过饱和碱度。整个过滤系统设计应充分考虑防 止滤料板结及有机物滋生的要求。滤池反洗设计有 可强制反洗功能， 配有合适的反洗水泵、 风机。反洗 水回收， 重新进入澄清系统。滤池出水流入清水池。 滤池主要由滤料、 承托层、 进气装置、 配水装置、 进出水堰室和阀门等组成， 滤池设计配水均匀 保证 滤料上面有一定的液位高度 ， 有良好的反洗效果， 反洗水耗低， 运行平稳， 采用深层过滤。 本系统设计 6 个滤池， 有效过滤面积为 21 m2 ， 池 总高度为 5. 85 m， 每个池设计产水量为290 m3/h。 1 滤池的反洗周期为 18 ～ 24 h， 水反洗强度为 12 L/ m2s ， 气反洗强度为 16 L/ m2s 。 2 滤池内的滤料分为承托层和滤层 承托层共 有 5 种级配的鹅卵石， 装填高度为 440 mm; 滤料为海 砂， 装 填 高 度 为 1 525 mm， 主 滤 料 颗 粒 为 1. 2 ～ 2. 8 mm， 辅助滤料颗粒为 0. 5 ～ 1. 0 mm。辅助滤料 不占高度， 全部进入主滤料间隙中。 3 滤池装有反洗进水、 集水管和空气分配管。 配水形式为支母管型， 进气形式为支母管型。 4 出水控制管系 控制最低液位， 延长周期时 间。它的主要功能是保持滤池滤料层上部的一定水 位， 以保证滤池在整个面积上布水均匀。 5 滤池装有进水、 出水、 反冲洗进水、 反冲洗排 水、 反冲洗进气和滤池出水辅助门等 6 个阀门， 除滤 池出水辅助阀门外， 其余 5 个阀门全部参与程控。 6 滤池冲洗条件设定为 滤池池内水位达到反 冲洗液位 滤料以上水位高度约 2 m ; 滤池运行时间 达到 24 h; 根据需要， 随时进行手动冲洗。 当有 1 台滤池正在进行冲洗， 而其他滤池也达到 反冲洗条件时， 则该滤池仍维持运行， 待冲洗滤池投 入运行， 而且清水池液位达到“冲洗水位” 时， 待冲洗 滤池开始投入冲洗。 7 滤池冲洗程序设定为 ①静止。滤池达到冲洗条件后， 首先进入静止程 序， 时间 1 min。在此阶段一切运行工况维持不变。 如有滤池正在进行冲洗， 则此滤池冲洗程序转入“等 待” 阶段。 7 环境工程 2012 年 6 月第 30 卷第 3 期 ②滤池出入口阀门关闭阶段， 时间 2 min。 ③大流量反冲洗。反洗水泵启动， 滤池以大流量 进行 反 冲 洗， 冲 洗 时 间 2 ～ 5 min。 冲 洗 强 度 为 12 L/ s m2 。 ④气水合洗。反洗水泵以小流量继续进行反冲 洗， 同时反洗罗茨风机启动， 滤池进行“风水合洗” ， 时间 2 min。 ⑤小流量反洗。反洗水泵以小流量继续进行反 冲洗， 时间 2 ～ 5 min。 ⑥冲洗结束， 滤池入口及出口门开启投入运行， 时间 1 ～ 2 min。 2. 5主要设备参数 1 滤池反洗水泵。出水流量 600 m3/h; 扬程 20 m; 数量 3 台。 2滤 池 反 洗 风 机。 流 量 20 m3/min;扬 程 7. 0 m; 数量 2 台。 2. 6设计中应注意的问题 1 进水浊度的控制 ［2］。当滤池进水浊度小于 15 度时， 运行周期长， 可达 24 h 以上， 从而降低了反 冲洗频率， 减少了反冲洗水的用量， 增加了有效处理 能力。 2 变孔隙滤池保持正常运行的关键是有效地清 洗， 因此通过小流量的气水合洗可以防止粗细砂分 层。为了防止承托层在气水合洗时乱层， 滤池的布气 管应布置在承托层上。 3 由于在变孔隙滤池前需加石灰进行混凝澄清 处理， 因此澄清池出水含有过饱和碳酸钙， 会在变孔 隙滤池中产生沉淀， 导致滤料板结， 因此采用在滤池 入口加酸中和过饱和碳酸钙。 2. 7工程施工中采取的措施 由于变孔隙滤池对布气的均匀性要求较高， 因此 在安装中应进行进气装置的布气试验来检测支管是 否安装水平。 3结论 变孔隙滤池处理效果好， 浊度去除率可达97 ～ 99 ， 出水水质完全能够达到电厂循环冷却水补充水 的水质要求。“中水→曝气生物滤池→澄清处理 加 石灰→变孔隙滤池” 工艺已经越来越多的应用于电 厂回用水处理中， 并且取得了很好的处理效果。同时 节省了大量的自来水， 产生了良好的经济效益和环境 效益。 参考文献 ［1］王小青． 变孔隙深层过滤技术的应用［J］． 科技情报开发与经 济， 2002， 12 3 151- 152． ［2］肖泽鹏． 变孔隙砂滤池的结构与运行［J］． 湖南电力技术， 1993 3 19- 21． 作者通信处王萍100082北京市海淀区西直门北大街 60 号首钢 国际大厦 7 层 E- mailanny_wan sina. com 2011 － 11 － 07 櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅 收稿 上接第 2 页 5结论 采用生物氧化去除还原性物质和生物竞争抑制 硫酸还原菌的集成技术处理油田采油污水， 出水用于 配制聚合物溶液， 可有效地去除污水中的还原性物 质， 抑制硫酸盐还原菌活性， 保持聚合物溶液黏度。 处理后的污水配注聚合物溶液黏度大于 20 mPas， 且长时间保持稳定， 可满足现场生产需求。该技术在 经济及技术上都是可行的。 该技术的实施， 将处理后的油田污水替代清水， 用于配聚， 不仅节约淡水资源， 而且可以降低油田富 余污水压力， 避免富余污水的无效回灌或外排， 对其 他油田采油污水循环利用具有很好的示范作用。 参考文献 ［1］林翔． 埕东油田聚驱过程聚合物黏度影响因素［J］． 油气田地 面工程， 2010， 29 3 34- 35． ［2］郑雅梅， 成怀刚， 王铎， 等． 纳滤软化海水配制驱油聚丙烯酰胺 溶液的研究［J］． 石油炼制与化工， 2009， 40 1 65- 68． ［3］翟建， 鲁秀国． 水解酸化 － UBF － 接触氧化组合工艺处理聚醚 生产污水工程实践［J］． 环境工程， 2010， 28 2 13- 16． ［4］王其伟， 郑经堂， 杨军， 等． 泡沫复合驱聚合物溶液黏度损失原 因分析［J］． 油田化学， 2008， 25 1 51- 54． ［5］李立， 景天豪， 曹志永， 等． 聚合物驱污水除硫增粘技术的研究 及应用［J］． 石油天然气学报 江汉石油学院学报 ， 2009， 31 3 306- 308． 作者通信处杜春安257000山东省东营市西三路 188 号胜利油 田采油工艺研究院微生物中心 E- mailcyydca800515 163. com 2011 － 10 － 14 收稿 8 环境工程 2012 年 6 月第 30 卷第 3 期