專利名稱：回用于電廠循環(huán)冷卻水的中水的處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種對(duì)回用于電廠循環(huán)冷卻水的中水進(jìn)行處理的方法，屬于污水處理技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
城市中水處理后可用于電廠循環(huán)冷卻水，其處理方法可以分為石灰軟化法、離子交換法、超濾/納濾雙膜法等。離子樹脂交換法耗鹽量大，周期長，廢液產(chǎn)生量大，成本高，普遍適用性差。雙膜法雖然出水水質(zhì)好，但是投資和運(yùn)行費(fèi)用高，且運(yùn)行維護(hù)難度大。目前在電廠中使用廣泛、運(yùn)行可靠且經(jīng)驗(yàn)成熟的方法多為石灰軟化法。石灰軟化即向城市污水廠二級(jí)出水中投加Ca(OH)2乳液，新增0H_離子與原水中的HC03_離子反應(yīng)生成CO廣離子，然后CO廣和原水中的Ca2+反應(yīng)生成CaCO3沉淀，從水中分離，從而降低水中的鈣硬度、甲基橙堿度和部分TDS (溶解性總固體)，以達(dá)到電廠循環(huán)冷卻水補(bǔ)充水的標(biāo)準(zhǔn)。但是傳統(tǒng)石灰軟化法存在很多的缺陷①產(chǎn)生的化學(xué)污泥含水量高，使用常規(guī)方法難以脫水，并且污泥難以處置；②澄清出水中CaCO3常常處于過飽和狀態(tài)，CaCOjf以析出結(jié)晶，出水安定性差；③傳統(tǒng)石灰法處理系統(tǒng)的管道容易結(jié)垢和堵塞，且不易去除。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有中水處理采用的石灰軟化法存在的化學(xué)污泥含水率高、難以脫水、出水安定性差以及污泥難以處置等缺點(diǎn)，本發(fā)明提供一種利于污泥脫水、出水安定性好且不易造成管道結(jié)垢的回用于電廠循環(huán)冷卻水的中水的處理方法。本發(fā)明的回用于電廠循環(huán)冷卻水的中水的處理方法，包括粉煤灰前置處理、石灰軟化、絮凝和澄清四個(gè)階段，具體過程如下所述
(I)粉煤灰前置處理階段
采用小粒徑或中等粒徑顆粒且以珠狀顆粒為主的粉煤灰，其中粒徑小于IOOMffl的顆粒占80%以上，珠狀顆粒至少占到粉煤灰質(zhì)量的70%，將上述粉煤灰直接投加到城市污水處理廠的二級(jí)出水中，使水中粉煤灰的濃度達(dá)到270mg/L，以400轉(zhuǎn)/分鐘-500轉(zhuǎn)/分鐘的速度攪拌4分鐘-5分鐘。(2)石灰軟化階段
向經(jīng)過粉煤灰前置處理后的粉煤灰與原水的混合液中投加10%的石灰乳液，使混合液中的CaO濃度達(dá)到270mg/L，以400轉(zhuǎn)/分鐘-500轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速攪拌2分鐘-3分鐘，然后投加硫酸鋁絮凝劑，使混合液中的硫酸鋁含量達(dá)到150mg/L，并以400轉(zhuǎn)/分鐘-500轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速攪拌2分鐘-3分鐘，使石灰乳液及絮凝劑與混合液充分混合溶解。
石灰乳中的0H_與原水中的HCO3-反應(yīng)生成⑶廣，然后⑶廣與Ca2+反應(yīng)生成CaCO3沉淀，以吸附水中有機(jī)物質(zhì)和懸浮固體，并從水中沉淀分離出來，從而去除原水中的部分鈣硬度、甲基橙堿度和TDS ;絮凝劑的作用是使混合液中比重小、粒徑小的粉煤灰和處于過飽和狀態(tài)的CaCO3充分沉淀，從水中分離出來，使水澄清。
(3)絮凝階段
由于在石灰軟化階段只將粉煤灰、石灰乳液和絮凝劑混合均勻，停留時(shí)間短，需要再進(jìn)入絮凝階段繼續(xù)進(jìn)行水化反應(yīng)，在絮凝階段攪拌強(qiáng)度控制在70轉(zhuǎn)/分鐘-90轉(zhuǎn)/分鐘，混合液在絮凝階段的停留時(shí)間控制在15分鐘-25分鐘，以保證絮體有充分的時(shí)間吸附CaC03、粉煤灰以及水中的懸浮固體。(4)澄清階段
絮凝后的水體進(jìn)入澄清階段，在澄清階段的停留時(shí)間控制在I. 5小時(shí)-2. 5小時(shí)，然后排出使用。上述方法，通過大強(qiáng)度攪拌使粉煤灰與原水充分混合，并使具有多孔結(jié)構(gòu)的粉煤灰能夠吸附部分有機(jī)物質(zhì)。在混合液內(nèi)投加石灰乳液和絮凝劑進(jìn)行反應(yīng)，并進(jìn)行較大強(qiáng)度攪拌，在較短的停留時(shí)間內(nèi)使粉煤灰、石灰乳液、絮凝劑能夠充分混合。然后使混合液進(jìn)入絮凝階段繼續(xù)反應(yīng)，此階段停留時(shí)間較長，利于軟化藥劑的充分反應(yīng)和絮凝劑的水解絮凝， 在水化反應(yīng)中，石灰乳液中的OIT與原水中的HC03_反應(yīng)，消耗原水中的HC03_，生成CaCO3沉淀，同時(shí)粉煤灰中的SiO2參與硅堿反應(yīng)，消耗鈣硬度、堿度，生成CaSiO3沉淀。新生的CaCO3與粉煤灰相互吸附，形成大粒徑基團(tuán)。絮凝劑通過網(wǎng)捕、架橋、卷掃作用吸附CaCO3基團(tuán)和剩余的粉煤灰，同時(shí)增加絮體比重，加快沉降速度。本發(fā)明充分利用具有多孔結(jié)構(gòu)的粉煤灰的活性成分中的各種有利物質(zhì)，吸附水中的部分污染物，不僅提高了對(duì)水中污染物質(zhì)的去除效率，而且還降低了濾餅的含水率、改善了剩余化學(xué)污泥的脫水性能，有利于污泥脫水。通過本發(fā)明處理后的出水的安定性較好且不易造成管道結(jié)垢，同時(shí)濁度、TDS和鈣硬度的去除率都有較大提高。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明對(duì)回用于電廠循環(huán)冷卻水的中水的處理是在攪拌池中通過投加粉煤灰以及在絮凝澄清池中投加石灰乳液和絮凝劑進(jìn)行的，絮凝澄清池包括混合段、絮凝段和澄清段。具體的過程如下所述。I.在攪拌池中投加粉煤灰
城市污水處理廠的二級(jí)出水(以下統(tǒng)稱原水)進(jìn)入攪拌池，粉煤灰投加進(jìn)攪拌池。粉煤灰與原水在攪拌狀態(tài)下充分混合，粉煤灰的投加量為270mg/L，粉煤灰的混合反應(yīng)時(shí)間為4-5分鐘。目前電廠煙氣除塵下來的粉煤灰顆粒分為三種小粒徑、中等粒徑和大粒徑。本發(fā)明采用小粒徑或中等粒徑顆粒的粉煤灰(小于IOOMffl的占80%以上)，并且選擇粒徑形狀以珠狀顆粒為主(珠狀顆粒至少占到粉煤灰質(zhì)量的70%)的粉煤灰，因?yàn)橹闋铑w粒主要為多孔蜂窩結(jié)構(gòu)，具有很大的比表面積，能夠吸附水中更多的有機(jī)物質(zhì)和碳酸鈣晶體。粉煤灰具有分散好的特點(diǎn)，可以直接干式投加。粉煤灰在與原水混合過程的水化反應(yīng)中起到五個(gè)作用
①粉煤灰中的活性成分SiO2(含量通常大于6. 6%)在堿性條件下，能夠參與硅堿反應(yīng)，Ca2++20H_+SiO2=CaSO3 I +H2O,消耗Ca2+和堿度，生成CaSO3沉淀，并從水中沉淀分離出來，降低水中的鈣硬度和堿度；
②粉煤灰中含有的CaO，能夠與水反應(yīng)生成Ca(OH)2，可以節(jié)省熟石灰藥劑，實(shí)現(xiàn)再生利用，同時(shí)活性成分中還含有Na20、K20等玻璃體，在水化反應(yīng)中會(huì)促進(jìn)硅堿反應(yīng)的進(jìn)行；
③粉煤灰顆粒具有多孔結(jié)構(gòu)，具有很大的比表面積，能夠吸附水中的膠體物質(zhì)和其它有機(jī)物質(zhì)，降低水的C0D。粉煤灰還可以吸附在絮體上，增加絮體比重，利于絮團(tuán)沉降，縮短沉降時(shí)間；
④在使用板框壓濾設(shè)備進(jìn)行污泥脫水時(shí)，粉煤灰可以在污泥中形成骨架，利于污泥的脫水，降低壓濾后濾餅的含水率；
⑤在水化反應(yīng)中，新生CaCO3能夠很快地吸附在粉煤灰顆粒上，破壞CaCO3的過飽和狀態(tài)，促使Ca2++HC03_+0H_=CaC03 I +H2O反應(yīng)朝著生成CaCO3沉淀的方向進(jìn)行，提高石灰乳的利用效率。

2.在絮凝澄清池的混合段內(nèi)投加石灰乳液和絮凝劑
由于粉煤灰中某些密度較小、粒徑較小的顆粒會(huì)懸浮在水中，不易沉降，同時(shí)CaCO3也處于過飽和狀態(tài)，因此需要投加絮凝劑，促使粉煤灰和新生碳酸鈣更好地從水中分離，以達(dá)到較低的出水濁度。由于粉煤灰顆粒增加了絮體的比重，使絮體能夠更快地從水中分離出來，可以不用投加助凝劑，從而節(jié)省藥劑成本。粉煤灰與原水的混合液由攪拌池進(jìn)入絮凝澄清池的混合段，在混合段的首端投加10%的石灰乳液，使混合液中的CaO濃度達(dá)到270mg/L，并以400-500轉(zhuǎn)/分鐘的速度攪拌2-3分鐘，石灰乳液與進(jìn)水(粉煤灰與原水的混合液)充分混合溶解，石灰乳液中的0H—與原水中的HC03_反應(yīng)生成CO廣，然后C032_與Ca2+反應(yīng)生成CaCO3沉淀。新生的CaCO3具有部分膠體性質(zhì)，并且處于活性期，具有很強(qiáng)的吸附能力，能夠與進(jìn)水中存在的粉煤灰顆粒相互吸附，形成粒徑、比重較大的基團(tuán)。在混合段的末端投加絮凝劑，以促使水中比重小、粒徑小的粉煤灰和處于過飽和狀態(tài)的CaCO3能夠充分沉淀，從水中分離出來。石灰乳與原水的混合液在混合段中的停留時(shí)間維持在2分鐘-3分鐘。3.在絮凝澄清池的絮凝段內(nèi)進(jìn)行絮凝
由于粉煤灰與原水的混合液在絮凝澄清池的混合段中停留的時(shí)間較短，只起到將粉煤灰、石灰乳液、絮凝劑混合均勻的作用，需要再進(jìn)入絮凝澄清池的絮凝段進(jìn)一步反應(yīng)。混合段中的混合液進(jìn)入絮凝段內(nèi)，在絮凝段內(nèi)仍繼續(xù)進(jìn)行水化反應(yīng)。絮凝階段，攪拌強(qiáng)度控制在70-90轉(zhuǎn)/分鐘，避免強(qiáng)度過高，以免打碎新生絮體。在絮凝階段不僅有新生成的CaCO3可以吸附粉煤灰顆粒，同時(shí)還存在絮凝劑水解產(chǎn)生的絮體對(duì)CaCO3-粉煤灰基團(tuán)和剩余粉煤灰顆粒的網(wǎng)捕作用。網(wǎng)捕的結(jié)果是絮體表面大量吸附CaCO3晶體和粉煤灰顆粒，增加絮體的比重?；旌弦涸谛跄蝺?nèi)的停留時(shí)間控制在15分鐘-25分鐘，以保證絮體有充分的時(shí)間吸附CaCO3、粉煤灰以及水中的懸浮固體。4.在絮凝澄清池的澄清段內(nèi)進(jìn)行澄清
絮凝段內(nèi)的混合液完成絮凝階段后進(jìn)入絮凝澄清池的澄清段，由于絮體吸附了大量的CaCO3、粉煤灰和其它懸浮固體，因而澄清階段的絮體沉降速度較快，所需的沉降時(shí)間較短?；旌弦涸诔吻宥蝺?nèi)進(jìn)行澄清分離的停留時(shí)間控制在I. 5小時(shí)-2. 5小時(shí)，此時(shí)澄清階段出水濁度可以達(dá)到4 5NTU，可以滿足電廠循環(huán)冷卻水的使用要求。澄清后的水經(jīng)澄清段上方排出。采用本發(fā)明的粉煤灰、石灰軟化和絮凝澄清方法與傳統(tǒng)石灰軟化法處理后的中水性能對(duì)比如下表所示
權(quán)利要求
1.一種回用于電廠循環(huán)冷卻水的中水處理方法，其特征是包括粉煤灰前置處理、石灰軟化、絮凝和澄清四個(gè)階段，具體過程如下所述 (1)粉煤灰前置處理階段 采用小粒徑或中等粒徑顆粒且以珠狀顆粒為主的粉煤灰，其中粒徑小于IOOMffl的顆粒占80%以上，珠狀顆粒至少占到粉煤灰質(zhì)量的70%，將上述粉煤灰直接投加到城市污水處理廠的二級(jí)出水中，使水中粉煤灰的濃度達(dá)到270mg/L，以400轉(zhuǎn)/分鐘-500轉(zhuǎn)/分鐘的速度攪拌4分鐘-5分鐘； (2)石灰軟化階段 向經(jīng)過粉煤灰前置處理后的粉煤灰與原水的混合液中投加10%的石灰乳液，使混合液中的CaO濃度達(dá)到270mg/L，以400轉(zhuǎn)/分鐘-500轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速攪拌2分鐘-3分鐘，然后投加硫酸鋁絮凝劑，使混合液中的硫酸鋁含量達(dá)到150mg/L，并以400轉(zhuǎn)/分鐘-500轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速攪拌2分鐘-3分鐘，使石灰乳液及絮凝劑與混合液充分混合溶解； (3)絮凝階段 由于在石灰軟化階段只將粉煤灰、石灰乳液和絮凝劑混合均勻，停留時(shí)間短，需要再進(jìn)入絮凝階段繼續(xù)進(jìn)行水化反應(yīng)，在絮凝階段攪拌強(qiáng)度控制在70轉(zhuǎn)/分鐘-90轉(zhuǎn)/分鐘，混合液在絮凝階段的停留時(shí)間控制在15分鐘-25分鐘，以保證絮體有充分的時(shí)間吸附CaC03、粉煤灰以及水中的懸浮固體； (4)澄清階段 絮凝后的水體進(jìn)入澄清階段，在澄清階段的停留時(shí)間控制在I. 5小時(shí)-2. 5小時(shí)，然后排出使用。
全文摘要
本發(fā)明提供一種回用于電廠循環(huán)冷卻水的中水的處理方法，該方法包括(1)粉煤灰前置處理階段采用粉煤灰直接投加在城市污水處理廠的二級(jí)出水中，使粉煤灰與原水混合；(2)石灰軟化階段向經(jīng)過粉煤灰前置處理后的粉煤灰與原水的混合液中投加石灰乳液和絮凝劑，并進(jìn)行攪拌，混合液在該階段的停留時(shí)間為2分鐘-3分鐘；(3)絮凝階段攪拌停留15分鐘-25分鐘；(4)澄清階段在澄清階段的停留時(shí)間控制在1.5小時(shí)-2.5小時(shí)，然后排出使用。本發(fā)明利用粉煤灰吸附中水的部分有機(jī)物質(zhì)，節(jié)約了藥劑成本，有利于污泥脫水，出水安定性好，水的濁度去除率、TDS的去除率和鈣硬度的去除率都有較大提高。
文檔編號(hào)C02F1/28GK102701352SQ20121020735
公開日2012年10月3日 申請(qǐng)日期2012年6月21日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月21日
發(fā)明者劉長青, 孫杰, 畢學(xué)軍, 程麗華 申請(qǐng)人:青島理工大學(xué)