摘要：近几年来火电厂工业废水的治理工程中，高密度沉淀池开始大量应用。文中结合高密度沉淀池的实际运行经验，采用石灰—纯碱软化和混凝处理的方法，通过合理调整各运行工艺，对高盐、高浊废水取得了很好的处理效果。
关键词：高密度沉淀池；废水处理
引言
随着国家对生态环境治理和水污染防治的要求越来越严格，火力发电厂普遍展开了大规模的工业废水治理系统的升级改造。在火电厂中，循环冷却水系统的排污废水是最大的工业废水源，因此对于这些废水的处理一般要进行回收利用，以达到节能减排、提高水资源利用率的目的。循环冷却水由于采用高浓缩倍率运行，其排污废水中的悬浮物、含盐量等指标含量高，不利于后续的回收利用，因此需要进行除浊、软化等预处理。高密度沉淀池由于具有投资小、占地少、适应性强和效率高的特点，在近几年火电厂工业废水的治理工程中，特别是针对循环冷却水排污废水等高盐、高浊废水，高密度沉淀池开始大量应用。但对于火电厂来说，高密度沉淀池在废水治理中的应用是近几年才刚刚开始的，可循经验少，在实际应用中也暴露出了大量的问题。本文结合华电潍坊发电有限公司两台300t/h的高密度沉淀池的实际应用情况进行探讨。
1 高密度沉淀池简介
高密度沉淀池技术起源于法国，在欧洲应用非常广泛，近年来进入中国市场并在废水治理中得到大量推广和应用。高密度沉淀池是一种紧凑、灵活、高效的新型污水处理工艺，集高效絮凝和沉淀澄清于一体，池体按功能一般分为混合区、絮凝区、沉淀区和清水区四部分，运行中可高效利用污泥回流以形成密实均匀的絮凝物，并利用斜板以加速分离和沉淀。
公司的循环冷却水排污废水处理系统，采用了两台设计出力300t/h的高密度沉淀池，主要用于循环水排污废水的除浊和软化除硬，配套的加药系统有凝聚剂、助凝剂、熟石灰、纯碱、杀菌剂以及硫酸加药等。
2 水温对高密度沉淀池的影响
由于北方的冬季水温偏低，一般在5℃左右，对高密度沉淀池的絮凝效果会有较大的影响。因此一般会在高密度沉淀池的进水上设计生水加热器，以提高进水温度。生水加热器可采用电加热、表面式蒸汽加热、混入式蒸汽加热等形式，公司根据自己的实际情况采用了混入式蒸汽加热器，可将生水温度提高到20℃左右，以利于絮凝物的良好生成。
但在实际使用中发现，由于采用了混入式蒸汽加热器，蒸汽混入水中后会生成大量的细碎的气泡。高密度沉淀池的流速较快，水中的大量气泡会在絮凝区快速上浮，并在上浮过程中将絮凝物打碎并带至水面，导致絮凝物沉降不完全，影响混凝效果。针对这个问题，通过分析研究并结合现场的实际情况，在高密度沉淀池的进水口上加装一台简易除气器（如图1）。在除气器中，进水通过淋水装置形成细小的水幕，利用亨利定律的原理，水中的气体逸出并通过顶部的排气口排出，可以基本消除生水中所携带的气泡。
图1 除气器示意图
3 污泥回流对高密度沉淀池的影响
高密度沉淀池的一个重要特征就是可控性的污泥回流循环，通过合适的污泥回流可以显著提高原水的脱稳效果和颗粒絮凝效果，能够加速絮凝物的生长并增加其密度，改善污泥沉降效果。
高密度沉淀池的污泥回流量一般通过污泥回流比来控制。资料显示，通常情况下污泥回流比控制在3-5%比较合适[1]。实际运行中发现，沉淀池底部的泥床高度会严重影响回流污泥的浓度，当泥层高时，污泥浓度为50000mg/L，泥层低时，污泥浓度为7000mg/L。因此，为稳定池底泥床的高度，通过试验确定了排泥频次及排泥时间，并控制污泥浓度范围为20000-30000mg/L，在此基础上开展小型试验，得出不同污泥回流比对出水浊度的影响见图2：
图2 污泥回流比对出水浊度的影响
从图2可以看出，污泥回流比控制在3.5%-4%，污泥浓度20000-30000mg/L时，出水浊度最低、效果最好。
4 加药对高密度沉淀池的影响
4.1 石灰-纯碱-混凝加药量的控制
因循环冷却水排污水水质较差，悬浮物、硬度高，预处理采用石灰-纯碱-混凝的加药方式，以降低原水中的悬浮物、硬度及COD。为了保证处理效果，进行了动态试验已确定合适的加药量。
石灰加入量通过絮凝区出口pH值调节，一般控制pH值10.3～10.6，因排污水的碱度较低（碱度2-4mmol/L，硬度25-30mmol/L），可适当降低石灰加入量，根据试验，最终确定石灰加入量440-650mg/L，pH值控制在10.0左右。
PFS的投加量在0.13mmol/L～0.22mmol/L之间（折算到12%液体PFS约为60mg/L～102mg/L），由于PFS最佳加药量与水中的胶体含量有关，无法通过计算得知，只能根据絮凝区循环泥渣浓度、泥渣颜色及出水状况等确定。试验确定当絮凝区泥渣沉积比（沉降时间5min）为10%～20%，泥渣颜色为淡黄色时，出水水质情况较好，以此确定PFS加药量。
由于循环水排污水硬度较高，且多为永硬，纯碱加入时考虑一定的过剩量以保证处理效果。试验确定纯碱加入量1000-1500mg/L较为合适。
在沉淀区加入助凝剂（PAM），可提高絮凝物的沉降速度，提高出水水质。但因添加PAM后，生成的絮凝物粘度大，若沉降不完全，对堵塞后续的膜处理设备，故暂未添加PAM。
4.2 石灰-纯碱-混凝加药的处理效果
4.2.1 对水中硬度、碱度的处理效果
试验时石灰处理采用2P－M规范控制，即控制石灰处理出水中2P－M在0～0.4mmol/L，此时出水的残留碱度可达到1.0mmol/L以下，碳酸盐硬度的平均去除率在84.2%左右，出水总硬度的在9.5mmol/L～17.1mmol/L之间，去除率达52%左右，钙硬去除率达38.5%左右。
4.2.2 对水中COD和浊度的处理效果
试验数据统计石灰—纯碱软化和混凝处理法对于水中CODCr去除率平均为47.0%，对浊度去除率平均为87.5%。
5 结语
对于火电厂中循环冷却水的排污水等高盐、高浊废水，使用高密度沉淀池作为预处理有较好的处理效果。在实际运行中，采用石灰—纯碱软化和混凝处理法并通过合理的控制运行工艺，可有效去除废水中的悬浮物、降低水中的微生物和有机物；同时对于永硬高的废水来说，石灰软化和纯碱除硬工艺的联合使用，可有效降低水中的硬度，以满足后续的废水处理工艺的需要。但由于纯碱的价格较高、使用量较大，导致纯碱处理的成本较高。所以在应用中，应根据实际需要合理平衡水质指标和处理成本的关系，以达到废水处理系统安全、稳定、经济运行的目的。
参考文献：
[1] 燕峒胜.低温低浊期中置式高密度沉淀池的调试[J].中国给水排水，2010，26（11）：84-87
[2] 蒋小友.一种高盐废水去除硬度的方法及最佳工艺参数探讨[J].绿色科技，2017，（24）：49-55
作者简介：李夕德（1972），男，工程师，华电潍坊发电有限公司从事化学管理工作。
论文作者:李夕德,史传红
论文发表刊物:《电力设备》2019年第13期
论文发表时间:2019/11/22
标签：絮凝论文; 高密度论文; 污泥论文; 纯碱论文; 沉淀池论文; 石灰论文; 废水论文; 《电力设备》2019年第13期论文;