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微砂沉淀技术在海水处理中的应用

来 源:中华水网   发布时间:2013-12-09 移动版

  微砂沉淀技术是在常规水处理沉淀技术基础上发展起来的新一代高效水处理技术,采用了投加微砂及回流技术,具有工艺灵活可靠、适应性强、耐冲击负荷能力强以及出水水质好等特点。结合该技术在宁海电厂海水处理的实际应用情况,介绍了该工艺的主要特点。

  1系统概况

  为保护象山湾的海洋环境,实现温水零排放。宁海发电厂二期工程采用海水二次循环冷却技术.建成了2座海水冷却塔.单台循环水量达100 000 t/h。为保证冷却塔能正常工作,作为二次循环补水的海水原水在进入冷却塔前需进行预处理,为此又配套安装了2套采用海水微砂净化处理新技术的海水净水站。海水净水站由混凝池、微砂加注池、熟化絮凝池、沉淀池、加药系统、砂泵循环系统等组成,正常单台出力为3 600 t/h,最大运行单台出力为6 000t/h。设计出水量平均Et流量172 800 m 3/d,平均小时流量7 200m S/h。进、出水水质如表1所示。

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  2微砂沉淀技术原理

  微砂沉淀工艺在传统混凝、絮凝处理方法基础上添加了微砂处理技术。在搅拌器的机械作用下.通过投加混凝剂打乱水中胶体悬浮物的静电平衡,投加絮凝剂以利于悬浮物的附着并形成较重的絮体,絮凝体将悬浮物附着在微砂上.然后在高分子协助剂的作用下聚合成易于沉淀的絮凝物。微砂沉淀技术具有沉淀速度快、处理效果好和耐冲击负荷能力强等特点,这得益于其与常规混凝沉淀处理系统不同的结构和工艺特点。’此外,该技术不受原水温度迅速变化的影响。微砂沉淀处理按以下步骤进行:(1)混凝剂在进入混凝槽前先被注射到原水供水管,在第一个池中高速混合,开始混凝。(2)混凝后的原水进入加有微砂和高分子聚合物的加注池,动态混合提高了混凝体、高分子聚合物和微砂的相互接触,利于絮状物形成。(3)进入絮凝池,池中缓慢的混合过程促使了絮状物的熟化并增加了絮状物的颗粒.微砂是新形成的絮状物的核心。(4)含砂絮凝物在斜板澄清部分实现了高速沉淀。微砂使斜板澄清高速性的设计成为可能,澄清水通过集水槽被收集。(5)防磨损离心泵将污泥从澄清池的底部抽出。根据离心旋流原理,水力旋流器将污泥从可再使用的微砂中分离出来,微砂从水力旋流器下溢口排出并再次投入到加注池。比重较轻的污泥和大部分的水一起向上移动,从旋涡溢流巾排出。处理工艺流程如图1所示。

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  3微砂沉淀系统

  3.1混凝池海水中的浊度物质是带有负电荷的自然微粒,微粒间互相排斥从而进入了高度稳定状态。通过投加混凝剂,可使这些微粒脱稳便于凝聚。混凝剂投加到混凝池中,快速搅拌可以保证药剂快速、完全扩散。

  3.2加注池将粒径约为100,120肛m的微砂投加到加注池中,微砂循环和补充可以增加凝聚的几率,确保絮状物的密度,增加絮体体积,加快沉淀速度。对于通常由于低温水或泥浆水导致的絮凝困难,投加微砂可以显著增大反应表面积而得到良好的处理效果。同时,对于普通混凝沉淀技术难以去除的原水中的藻类,由于微砂的引入提高了矾花的沉淀速度.去除效果也明显优于普通的混凝沉淀技术。加注池中水的搅拌是迅速和猛烈的,可以达到充分混合的效果。

  3.3熟化池(絮凝池)熟化阶段的作用是为了形成大的絮凝体。得益于微砂的加速絮凝,在相同的沉淀性能情况下,其絮凝体形成速度相当于传统絮凝工艺的10倍。由于颗粒间碰撞几率的增加而引发的高絮凝动力效应,在搅拌时间和絮凝池体积有限的情况下,仍能达到良好的絮凝效果。熟化池中的水被柔和地搅动以防止絮体破碎,尽管搅动强度低于前段,但也足够使絮体保持悬浮状态。

  3.4沉淀池沉淀池内布置斜管(板)的逆向流系统。用于提高沉淀效果。经过絮凝后,水进入沉淀池的斜管(板)底部,然后向上流至集水区。在斜管(板)上沉淀的颗粒和絮体由于重力作用滑下,较高的径向流速和斜管600倾斜可以形成一个连续自刮的过程,使斜管(板)上不会有絮凝体积累。另外,由于上游良好的混凝、絮凝,来自熟化池的絮体致密而且易于沉淀,大部分絮体在进入斜管(板)区之前就在污泥区沉淀并浓缩在池底部,因此斜管(板)不易堵塞,不需经常清洗。

  3.5微砂和污泥的分离沉淀后的清水由分布在斜管(板)沉淀池顶部的集水槽收集。带刮板的旋转刮泥机把微砂和污泥的混合物刮到沉淀池底的中心坑中。浓缩的污泥通过循环泵连续抽取以防止堵塞.循环流量取决于进水量。微砂和污泥被循环泵送入水力旋流器.在离心力的作用下依据不同比重(微砂为2.65.污泥为1.05)的作用将微砂颗粒从污泥中分离出来。微砂和污泥分离后,微砂从下层流出,再次投到加注池中;污泥从上层溢出。通过重力排放到后续污泥处理单元,其污泥排放浓度由进水悬浮同体含量(SS)和回流率确定,可以根据实际需要调节控制排泥含固率为O.4%~2%。微砂的粒度系数和水力旋流器的选择性能保证了微砂的分离和循环。水力旋流器溢流损失的微砂量最多不超过2 g/m 3,一般在1 g/m 3以下,可以定期补充损失的部分。

  4系统运行

  宁海电厂海水进水浊度变化波动较大.一般在20~250 N TU,加大了预处理的难度。除了从设备和处理工艺上来保证处理效果外.根据进水浊度变化调整混凝剂和絮凝剂的投加量也很重要。根据系统调试及运行经验,总结混凝剂和絮凝剂的投加量与海水进水浊度的关系如表2所示。

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图2为处理水量为6 000 t/h时的水质数据,在不同进水浊度情况下,沉淀池出水浊度均小于10 N TU控制标准,可以看出微砂沉淀池能够适应进水浊度的大幅度变化,微砂沉淀技术能够满足海水冷却塔的大流量补水需求。

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  5结论

  应用微砂沉淀技术后,大大提高了絮凝池的絮体密度,从而提高了沉淀速度。由于具有强化的机械混凝和絮凝作用以及投加微砂,加快了对进水水量和水质的变化应对速度,而且能稳定出水水质,因此可以作为稳定可靠的预处理技术应用于海水预处理。

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