“曝气生物滤池+石灰澄清池”工艺在电厂水处理中的应用

闫彩霞

(华电水务工程有限公司，北京 100610)

水是工业生产中不可取代的重要资源，随着我国工业的发展，水资源的日益匮乏制约着地区开发和经济发展。火电厂是工业用水大户，减少新鲜水的取用量，是解决电厂水资源紧缺的重要途径。

1 工程概况

华电包头河西电厂2×600 MW机组于2004年开工建设，于2006年投入运行。该工程原设计循环水系统的补充水采用包头钢铁(集团)有限责任公司(以下简称包钢公司)的深度处理站中水，原锅炉补给水、生活水及部分工业用水采用黄河水。由于包钢公司自身使用了大量中水，中水供水量远达不到电厂的用水要求，同时也为了节约黄河淡水的消耗量，对华电包头河西电厂一期水源进行了整改，除采用包钢公司中水外，还引进包头南郊污水处理厂再生水，设计水量为3 000 m3/h。

2 工艺流程及说明

原有的循环水补充水处理工艺无法去除水中的碳酸盐硬度，为了满足用水项目对水质的要求，同时提高循环水浓缩倍率(希望能达到4.0～4.5)，并充分利用已有设施，在曝气生物滤池之后增加了石灰处理系统。改造后的工艺流程如图1所示。

图1 改造后的工艺流程

来自南郊污水处理厂的二级污水和包钢公司深度处理站来水进入调节池，出水经泵提升至曝气生物滤池，曝气生物滤池进一步去除水中的有机物及氨氮，出水进入中间水池，然后经提升泵泵入机械加速澄清池，石灰乳、聚铁和助凝剂加至机械加速澄清器混合室，经混合、反应并澄清的澄清水流入V型滤池。硫酸投加点设在V型滤池进水沟道，以降低澄清水的pH值，防止过饱和碳酸钙在V型滤池中沉淀。经滤池过滤后的清水进入清水池，由循环水补水泵将澄清水补入电厂循环冷却水系统和工业水系统。

曝气生物滤池反洗水和滤池反洗水进入废水回收池，经浓缩后送至脱水机脱水。澄清池的泥污排至污泥贮池，通过泥浆输送泵送至离心脱水机，脱水后泥饼外运。

该工程设计进、出水水质指标见表1。

表1 设计进、出水水质指标

续表

3 主要水处理构筑物及设备

3.1 调节池

来水进入调节池，在池内设置潜水搅拌机，调节水量及水质。设计调节池工艺尺寸为38.0 m×16.0 m×5.7 m(长×宽×高)，超高0.7 m，池内分成2格，有效容积为3 040 m3。

3.2 曝气生物滤池

曝气生物滤池主要是进一步去除来水中的有机物、氨氮等污染物。曝气生物滤池是将生物接触氧化原理和过滤工艺相结合而形成的一种废水处理工艺，基本原理是以轻质圆形陶瓷滤料作为微生物载体，使细菌一类的微生物附着在填料上生长发育，并在此形成生物膜。当来水通过滤料时，水中的有机污染物被生物膜上的微生物作为营养物摄取，来水得到净化，微生物自身也得到繁衍，滤料同时可以吸附、截留水中的悬浮杂质。因此，曝气生物滤池既可以去除有机物，又可以去除部分悬浮物，集生物氧化和截留悬浮物于一体，节省了后续沉淀；其容积负荷、水力负荷大，水力停留时间短，所需基建投资少，出水水质好；运行能耗低，运行费用省。

该工程共设计8座曝气生物滤池，单池工艺尺寸为9.00 m×7.50 m×7.25 m(长×宽×高)，超高0.65 m。 化学需氧量容积负荷为5.7 kg/(m3·d)，氨氮容积负荷为0.72 kg/(m3·d)， 滤料层高3.7 m。罗茨风机8台，单台功率37 kW，共设置单孔膜曝气器23 520个。

3.3 石灰澄清池

为提高循环水浓缩倍率，需降低来水中的碳酸盐硬度，该工程设计石灰处理澄清池。石灰处理澄清池是一种引进型圆形机械搅拌澄清池，利用池中积聚的泥渣与原水中的杂质颗粒相互接触、吸附，使清水较快分离。石灰处理是利用石灰在水中生成的产物和创造的环境条件，帮助分散性强和颗粒度小的胶体物改变形态或相互结合，从而能够从水中分离出来。该澄清池具有泥渣接触和泥渣分离两种功能，可以强制高倍率循环以加强反应和溶解，也可以形成动态泥渣或悬浮泥渣层，利用活性泥渣接触絮凝作用和巨大的接触表面积，去除分子量较小的有机胶体物和无机胶体物(如胶体硅、铁、铝)，而且无残留凝聚药剂及其产物。

该工程设计2座石灰澄清池，单池直径为24.00 m，池深6.45 m，水的上升流速为0.85 mm/s。

3.4 V型滤池

过滤系统按照重力运行设计，采用V型滤池。V型滤池采用恒水位等速过滤方式，滤池出水阀开度随水位变化不断调节，使池内水位在整个过滤周期内保持不变，滤层不出现负压。该滤池采用均粒石英砂滤料，滤层比普通快滤池厚，滤速高、过滤周期长、出水效果好。冲洗采用空气反洗、水反洗和表面扫洗，保证了冲洗效果并节约了冲洗用水。

该工程设计8座V型滤池，双格双排布置，单池平面尺寸为9.0 m×7.5 m(长×宽)，滤料层高1.2 m，滤速6.5 m/h,设计过滤周期48 h。

3.5 污泥处理系统

原中水深度处理系统曝气生物滤池及V型滤池的反洗排水进入回收水池，经浓缩后进入离心脱水机脱水，脱水后的泥饼外运；设置脱水机1台，出力5～10 m3/h。新增的石灰澄清池排泥直接进入污泥池，污泥池内设置罗茨风机搅拌，污泥被泵入离心脱水机，脱水后的泥饼外运；设置脱水机1台，出力为50 m3/h。

3.6 加药系统

投加药剂主要为二氧化氯、聚合硫酸铁、聚丙烯酰胺、消石灰及硫酸。二氧化氯的制取原料为盐酸和氯酸钠，二氧化氯发生器数量为3台(2用1备)，出力为10 kg/h。聚合硫酸铁加药质量浓度为25 mg/L，设置2台50 m3聚合硫酸铁贮罐。消石灰投加质量浓度为270 mg/L，设置2套石灰储存及投加装置，单台筒仓储存容积为200 m3。聚丙烯酰胺投加质量浓度为0.1 mg/L(去澄清池)，新增聚丙烯酰胺制备装置的制备能力为2 000 L/h，原有的装置制备能力为1 000 L/h。硫酸接自厂内原有储存装置，投加质量浓度为25 mg/L。

4 结束语

该项目成功运行后，降低了化学需氧量，减少了氨氮的排放，减轻了废水排放对地表水和地下水的污染；同时，城市二级污水的回收利用使地表水、地下水的开采量大大减少，缓解了水资源紧张的矛盾，社会效益及经济效益明显。