高密度澄清池+v型滤池-反渗透+混床深度处理综合废水处理站工程实例

高密度澄清池+v型滤池-反渗透+混床深度处理综合废水处理站工程实例

采水厂是大型工业企业，是一个水资源高的行业，占全国工业总产值的20%。唐山某钢铁公司位于北方缺水地区范围内,根据生产发展用水需求,将全厂达标外排放的综合废水进行深度处理,以将产水全部回用于厂区内不同需水用户,包括循环冷却水系统补水及锅炉给水。以实现全厂综合废水的零排放。1生活污水水质、理化性质综合废水来源于炼铁、炼钢和轧钢等工艺循环冷却水系统的排废水及少量生活污水,主要含油类、悬浮物、硬度及无机盐类等污染物,具有总硬度、电导率及含盐量高的特点。综合废水处理站设计处理水量40×102设计输入水质厂区综合废水全部排入厂区河,考虑河道的调节作用,综合废水处理站设计进水和预处理、反渗透及混床处理工艺的出水水质见表1。3预处理工艺设计根据综合废水水质特点及厂区不同用户对回用水水质的要求,综合废水处理站采用高密度澄清池、V型滤池预处理工艺,主要去除悬浮物、油类、暂时硬度和碱度3.1投加絮凝反应池厂区综合废水排至厂区河,首先进入格栅间,格栅间设有机械自动格栅除污机以去除水中大颗粒杂物。格栅间出水由提升泵经配水井均匀分配后送至高密度澄清池进行混合、絮凝、沉淀、澄清处理。高密度澄清池由5部分组成,按工艺流程顺序分别为前混凝反应池、絮凝反应池、沉淀-浓缩池和后混凝反应池。前混凝反应池投加石灰乳、混凝剂以去除水中的悬浮固体及油,并使水中悬浮物、胶体物质形成细小矾花便于后续絮凝反应。石灰乳的投加不仅能够去除部分暂时硬度,还可以防止后续沉淀池与滤池中藻类的繁殖生长。前混凝反应池出水经手动调节溢流堰进行分配,以重力流方式进入絮凝反应池。絮凝反应池由1个混合池和1个非混合池构成,混合池通过变速泵控制回流污泥强化絮凝反应;非混合池能够快速形成较大的、均匀的矾花,同时投加碳酸钠用于去除水中的永久硬度。絮凝反应池出水进入沉淀-浓缩池,实现泥水分离,并对沉淀污泥进行浓缩,一部分污泥回流至絮凝反应池,剩余污泥排至污泥处理段。沉淀-浓缩池出水进入后混凝反应池,池内投加混凝剂以提高后续滤池过滤效果,同时投加硫酸以调节pH。后混凝反应池出水经配水堰板均匀进入V型滤池,通过石英砂滤料进一步去除水中残留悬浮物、胶体物质。V型滤池出水进入清水池,部分出水作为生产浊循环水系统补水回用,另一部分出水进入深度处理装置。为防止夏季藻类繁殖,向清水池投加次氯酸钠溶液消毒。3.2反渗透系统设计清水池部分出水经过滤器增压泵提升至多介质过滤器中,进一步去除水中细小悬浮颗粒物和胶体物质,以减轻后续处理设备负荷,延长超滤膜使用寿命,增加系统产水能力。多介质过滤器出水经自清洗过滤器后进入超滤系统进一步过滤,自清洗过滤器去除水中大分子物质和颗粒,以避免大颗粒物堵塞超滤膜,为后续反渗透提供更安全可靠的进水。超滤产水进入保安过滤器去除水中的微小悬浮物、胶体物质及微生物,防止反渗透膜被污染。保安过滤器出水进入一级反渗透系统,脱除水中的可溶性盐分及大分子有机物。反渗透产水进入反渗透产水池,一部分由外送泵送至各生产车间作为循环水或补充水使用,另一部分经混床的混合离子交换器进一步降低水中含盐量,形成纯水供锅炉补水系统使用。反渗透浓缩水进入冲渣池用于高炉冲渣补充水。4主要结构和设计参数4.1格栅、提升站格栅间设置格栅渠道2条,单渠道过水能力875m提升泵站设4台潜水提升泵(3用1备),体积流量q4.2混凝反应池及浓缩池前混凝反应池2座,钢筋混凝土结构,设快速搅拌机各1台,单台功率4kW。快速搅拌机用于进水与石灰乳、混凝剂的快速混合反应,提高混凝效果。絮凝反应池2座,钢筋混凝土结构,设絮凝搅拌机2台,单台功率11kW。沉淀-浓缩池2座,钢筋混凝土结构,单池斜管面积72m2,斜管上升流速12m/h;设刮泥机2台,单台功率1.5kW;污泥外排泵与污泥回流泵各设螺杆泵3台(2用1备),q后混凝反应池1座,钢筋混凝土结构,配套快速搅拌机1台,单台功率1.1kW。4.3石英砂滤层/石英砂滤层V型滤池3座,钢筋混凝土结构,每座滤池分2格,单格尺寸12m×4m,石英砂滤层厚度1.5m,正常滤速7.8m/h。反冲洗水泵设3台离心泵(2用1备),q4.4石英砂及石英砂层压滤料D3.2m立式多介质过滤器10台,碳钢衬胶材质,内部滤料为粒径0.4～0.6mm的精制石英砂及粒径0.8～1.2mm的无烟煤,滤料层高度1000～1200mm。单台处理能力80m4.5超滤系统自清洗过滤器2套,q4.6渗透系统一级反渗透装置4套,每套反渗透设计产水量150m反渗透增压泵采用卧式离心泵4台,q4.7混合地板系统混床系统设备包括混床增压泵、混床和混床再生装置。混床增压泵采用卧式离心泵3台(2用1备),q4.8在土壤脱水污泥脱水间设过滤面积300m5预处理出水硬度和出水浊度综合废水处理及回用工程投产后,运行稳定,产水连续外供,水质可靠。某1个月的运行效果如图2～图4所示。由图2可知,该废水处理站进水总硬度较高,在580～750mg/L波动。经混凝、过滤的预处理工艺去除了部分硬度,其出水硬度在285～350mg/L,硬度降低50%左右。预处理出水经超滤和反渗透系统进一步降低硬度,反渗透出水总硬度平均为7.44mg/L,低于HG/T3923-2007的要求的10mg/L由图3可知,该废水处理站进水浊度平均为30.3NTU。经高效澄清池的机械混合、机械絮凝、斜管沉淀工艺和V型滤池、多介质过滤器预处理,废水中大部分悬浮物、胶体物质被去除,使超滤系统进水浊度平均为3.1NTU。经超滤膜的进一步过滤,超滤出水浊度低于0.5NTU,远低于HG/T3923-2007中规定的浊度≤10的要求。这样为后续反渗透装置的安全稳定运行提供了保证。由图4可知,反渗透系统进水电导率波动在2.7～3.4mS/cm,反渗透膜在外力作用下去除水中绝大部分的可溶性盐分,出水电导率为0.06～0.105mS/cm,脱盐率高于97%。6系统运行成本工程总投资9005万元,其中土建费用3767万元,设备购置及安装费用4978万元,其他费用260万元。综合废水处理系统运行成本主要包含电费、药剂费和人工费。年耗电量12.52GW·h,按电价0.51元/(kW·h)计,电费17496元/d;化学药剂费用44474元/d;压缩空气、氮气等介质费用1095元/d;操作人员、维护人员合计费用3083元/d。废水处理运行成本合计为66148元/d,按综合废水处理量40×10综合废水处理站投产后,按中水取水费1.5元/m7产水水质要求钢铁公司综合废水处理站采用高密度澄清池+V型滤池与双膜法+混床的组合处理工艺对综合废水进行深度处理和回用,处理效果良好,预处理出水水质达到中水水质要求,其用