电厂循环水排水深度处理浅析

0 概述

某电厂(以下简称电厂)装机容量为2台国产600 MW超临界燃煤发电机组，分别于2008年8月和11月投产发电。电厂的冷却塔补水水源来自于淡水湖支流河流甲，经反应沉淀池处理后直接补入冷却水塔进入循环系统。原水经循环利用后复排至河流甲，由于取水量过大，河流甲径流较小，导致循环水排水被重新取回，造成水质严重恶化，对机组的安全运行造成了隐患，同时极大增加了周边生态环境的压力。为避免这种现象发生，现将排水口设置在另一条河流——河流乙，由于河流乙两岸有村庄及农田，对流入河流乙的排水要求非常严格，不仅要达到《巢湖流域城镇污水处理厂和工业行业主要水污染物排放限值》(DB 34/2710-2016)，还需满足《地表水环境质量标准》(GB 3838-2002)中规定的IV类水体标准，而电厂的循环水排水还达不到这个标准，具体数值见表1。为了满足接纳水体河流乙的环保控制要求(COD≤30 mg/L，氨氮≤1.5 mg/L，总磷≤0.3 mg/L ，总氮≤10 mg/L)，电厂对循环水排水进行了深度处理，主要是将循环水排水进行了曝气生物流化床及臭氧生物活性炭工艺处理。

表1 原循环水排水主要水质指标项目单位数值项目单位数值pH—7-8碱度mmol//L40-100悬浮物mg/L80氨氮(以N计)mg/L1.2总氮mg/L20-30氯离子mg/L350溶解总固形物mg/L1 500-2 000BOD5mg/L21总磷mg/L0.2

1 工艺系统简述

处理工程采用曝气生物流化床处理(ABFT)+澄清池处理+臭氧接触氧化处理+曝气生物活性炭滤池处理+石英砂过滤器处理的主体处理工艺，工程设计水量为400 m3/h。设置ABFT处理装置两套，分两列建设(2×200 m3/h)，每列4格，水流呈S型走向，单格尺寸为5 m*5 m*5 m，内部装填NC-5ppi填料，填料堆积率为50%，水力停留时间HRT=2 h；臭氧接触池1座(8 m*7 m*7 m)，HRT=1 h；生物活性炭滤池6座(6×70 m3/h)，单池尺寸为(8 m*10 m*6 m),活性炭滤料填充高度为3 m，HRT=3 h；配备石英砂过滤器6台(6×80 m3/h)，过滤器直径为3.2 m，滤速为10 m/h，石英砂填充率为60%，石英砂不均匀系数K80<1.4，具体工艺流程见图1所示。

图1 循环水排水达标排放处理工艺流程图

主要工艺说明如下：

(1)循环水排水通过塔池取水泵(2×200 m3/h， 1用1备)输送至均质调节池(2 000 m3)进行均质调节，通过废水提升泵(3×200 m3/h， 2用1备)输送至曝气生物流化床(ABFT)(2×200 m3/h)进行脱氮，脱除水体中总氮(氨氮、硝酸盐态氮)，初步降低废水COD。

(2)ABFT装置出水经自流进入混凝澄清池(2×200 m3/h)进行混凝澄清反应，以去除ABFT出水废水中的绝大部分胶体颗粒、大颗粒悬浮物和部分有机物。

(3)混凝澄清池排泥统一进入污泥池(150 m3)进行储存，污泥储存池内的污泥输送至原污泥处理系统。

(4)混凝澄清池出水经重力自流至臭氧接触给水池(400 m3)，然后通过臭氧接触给水泵(3×200 m3/h， 2用1备)提升至进入臭氧接触池(400 m3/h)，废水在臭氧接触池内反应，将大分子有机物氧化为小分子有机物，出水通过管道经重力自流进入生物活性炭滤池(6×70 m3/h)进行生物活性炭降解吸附反应。

(5)滤池出水进入中间水池(400 m3)，经过滤器给水泵(3×200 m3/h， 2用1备)输送进入石英砂过滤器(6×80 m3/h)，去除废水中的悬浮态颗粒物。

(6)石英砂过滤器出水进入清水池(800 m3)，通过清水输送泵(2×400 m3/h， 1用1备)输送至总排放水口。

(7)臭氧发生装置(2套，Q=18 kg /h)的气源为空气，设有臭氧发生器(2台)、臭氧投加装置(1台)、尾气破坏装置(2台，1用1备)等。

(8)生物活性炭滤池由反洗风机(2台，1用1备)提供反洗，由曝气风机(6台)提供曝气。生物活性炭滤池的反洗水采用中间水池。滤池反洗水回至均质调节池。

(9)新增一套凝聚剂加药系统(3泵， 2用1备)和一套三水醋酸钠加药装置(3泵， 2用1备)。

2 曝气生物流化床(ABFT)系统

2.1 曝气生物流化床(ABFT)工艺原理

曝气生物流化床(ABFT)内不同高度装填两层NC-5ppi填料作为微生物附着载体，微生物大量的附着并固定于生物载体上，进而形成具有分解作用的生物膜。挂膜成活后的微生物与载体结合力强，运行过程中每个载体内部都同时发生氧化、硝化、反硝化联合过程，既保障了氨氮和有机物的高效去除，又确保了总氮的有效脱除。[1]

2.2 调试数据分析

曝气生物流化床(ABFT)调试期间TN浓度变化分析见图2。

图2 ABFT池TN的浓度变化

由图2可知，接种调试期间ABFT出水的TN值出现稳定下降的趋势，在满负荷水量连续运行期间(Q=400 m3/h)TN基本维持在8 mg/L以下，排放口最终出水基本稳定在5 mg/L以内。总体而言，ABFT出水的TN值已趋于稳定。

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