生活污水处理及回用

洛阳石化总厂生活污水处理及回用实例：

• 工程概况及处理要求
  洛阳石化总厂是一座单系列500*10^4t/a的大型炼化企业，其生活区排放的生活污水，只经过简易的化粪池沉淀，未经任何进一步的处理就直接排放，有时则被附近农民引入渔塘或用作农灌，对环境造成一定的污染。随着以20*10^4t/a聚酯工程为代表的大化纤工程的建设和发展，该生活区人口数量增加，生产和生活用水量也随之增加，作为淡水水源的地下水水位明显下降，淡水资源呈现日趋紧张的局面。
  为了节约水资源，保护该地区的生态环境，促进企业的可持续发展，洛阳石化总厂决定利用技改资金建设一座10000t/d的生活污水处理场，并将处理合格的水回用于企业生产：一是回用作循环冷却水的补充水；二是回用于中压锅炉补给水。
  洛阳石化总厂生活区排放生活污水为416t/h(计9984t/d)，污水处理场设计处理能力为10000t/d，工程规模按12000t/d设计。处理后的水有100-150t/h回用于锅炉脱盐水；其余(约250t/h)全部回用于循环冷却水系统作为补充水。
  生活区生活污水来水水质为：

  污水水质

  项目	数值	项目	数值
  pH值	7.5-8.5	SS	300-400mg/L
  CODcr	400mg/L	总溶解固体	800-900mg/L
  NH3-N	＜40mg/L	Ca2+	200-300mg/L
  Cl	100mg/L	总硬度	400mg/L
  碱度(以CaCO3计)	600mg/L	油	10mg/L
  BOD5	200-250mg/L	P	＜10mg/L

  要求处理后出水水质，满足循环冷却水补充水水质指标：
  

  处理后的水质要求

  项目	数值	项目	数值
  pH值	6.5-8.5	SS	＜5mg/L
  CODcr	＜15mg/L	P	＜1mg/L
  BOD5	＜5mg/L	总硬度	＜250mg/L
  TN	＜5mg/L

  锅炉补充水要求为软化水
  该生活污水处理场位于洛阳石化总厂厂区的东南角，占地2.03hm3。是总厂动力分厂管辖之下的独立生产单位。有单独的围墙、大门、环行消防道路、办公楼、总控制室、倒班宿舍、卫生间、分析化验室、备品仓库、综合维修间等。按四班三运行配备人员，共57人。
  
• 处理流程及特点
  (1)处理流程见图7-7。
  
  由生活区来的生活污水至集水池，经螺旋泵提升后，通过全自动机械格姗、曝气沉砂池后流入调节池。再经污水泵加压，通过一级物理化学凝聚法(LPC)和二级LPC法处理后，进入无阀滤他，滤后水入清水罐，经清水泵加压后分为二部分：第一部分作为循环冷却水补充水，经生物活性炭吸附后的水通过自动清洗过滤器，进入臭氧投配器进行杀菌消毒，然后再进入弱离子交换器脱盐后，流入补充水储罐储存，此时，水中总含盐量<250mg/L，达到循环冷却水补充水的水质指标要求，作为循环冷却水补充水使用。第二部分作为中压锅炉补充水，经生物活性炭吸附后加水通过自动清洗过滤器，进入臭氧投配器进行杀菌消毒，再进入反渗透装置，出水入除碳罐脱碳，再经钠离子软化器去除残余硬度，制成纯水，流入储水罐，作为锅炉补充水使用。
  (2)污水处理单元的功能简介
  由于该污水处理场处理流程较长，现将全流程分成五个部分逐一介绍。
  ①一级处理部分，包括集水池、螺旋输送提升泵、机械格栅螺旋输送除渣机、曝气沉砂池和调节池等四个单元。
  a.集水他、螺旋输送提升泵单元，用于集流来自生活区的生活污水，用螺旋输送提升泵送入格栅、曝气沉砂池处理；
  b.机械格栅、螺旋输送除渣机，用于拦截去除污水中漂浮物及机械杂质，并送至废渣场；
  c.曝气沉砂池，向池内通入一定量的空气，使生活污水脱稳，去除污水中大颗粒杂质并送至废渣脱水机；
  d.调节池，通过调节，为后续处理提供稳定的水量和水质。
  ②二级处理部分，采用两级LFC法处理工艺。每一级LPC工艺均包括进料、反应、分离三个单元，最后是过滤单元，经无阀滤池过滤后，出水CODcr<30mg/L。
  a.进料单元主要完成混凝剂PPA、絮凝剂PPM的配制以及根据污水特定参数，在线控制进料量。其进料系统“物料高速混合输入装置”系专利产品。完成混凝剂PPA与污水的分子状态的混合。
  b.反应单元使混凝剂PPA与污水中的污染物完成分子状态的混合、脱稳、扩散、吸附，从而产生充分的微凝聚粒子；由于絮凝剂PPM的架桥作用，形成的微凝聚粒子很快地形成较大絮状体；
  c.分离单元，形成的较大絮状体连续不断地进入“高效固液沉降分离浓缩装置”(简称沉降器)，对产生的絮凝沉淀物(沉渣)进行有效的分离，其分离效率达98%以上，停留时间约40min。由此得到的处理后水，已经能达到国家规定的排放标准，外观晶莹透明。再经第二级LFC法处理，同样经过上述三个处理单元，出水水质进一步提高。
  d.经二级LFC法处理后的出水流入无阀滤池过滤。滤床采用陶粒、石英砂双层混合滤料，既可去除悬浮颗粒，又可获得被生物陶粒吸附微量COD、氮、磷的效果。
  ③三级处理部分，三级处理包括生物炭吸附、自动清洗过滤、消毒杀菌和弱酸离子交换四个单元处理。
  a.生物炭吸附单元，经过两级处理的出水，由清水泵加压，进入生物炭吸附装置(内装太原新华8#活性炭)，通过炭层的吸附后，去除了水中残余的CODcr值及其他有机物质，使出水水质的CODcr值进一步降低，为下一步脱盐处理创造了条件。
  生物炭的再生，采用处理后的循环补充水进行反冲洗，即可恢复生物炭的吸附能力(每次反冲洗后，其吸附能力会有所降低)，待吸附量下降50%时，应换装新炭。
  b.自动清洗过滤单元，经生物炭处理后的水，通过自动清洗管道过滤器，去除水中的杂质颗粒，控制出水浊度<5，以保证后续处理对水质的要求。
  c.消毒杀菌单元，自动清洗过滤器的出水进入臭氧投配器进行杀菌消毒，以保证作为循环冷却水补充水对水质的要求。
  d.弱酸离子交换单元，杀菌消毒后的水进入弱酸离子交换器进行脱盐处理，使出水水质总含盐量<250mg/L，达到循环冷却水补充水的要求。
  ④纯水处理部分，经两级处理后的水与上述三级处理前三单元相同，同样经过生物炭吸附单元、自动清洗过滤单元和消毒杀菌单元处理后，改为进入反渗透处理单元和钠离子软化单元完成纯水处理工艺。
  a.反渗透处理单元，将消毒杀菌处理后的出水，经反渗透原水水泵加压，通过5μm保护过滤器，进入美国FILMTEC开发的FT30芳香聚酰胺复合膜反渗透一段共120个涡卷型膜元件及二段60个涡卷型膜元件处理后，可将原水中的总含盐量除去99%，再通过除碳过滤器除碳，后送入钠离子软化器进行处理。
  b.钠离子软化单元经反渗透处理后的出水进入钠离子软化器进一步处理，使其残余硬度达到纯水要求，作为锅炉补充水。
  ⑤泥渣处理部分，由于采用LPC法，其泥渣量很少，一般与污水中总固体物含量相同，且其沉渣具有优良的疏水性，极易脱水干燥。脱水干燥前进行消毒杀菌，脱水后，废渣可作为农用肥料。
  a.污泥浓缩单元：生活污水处理过程中产生的沉渣和剩余活性污泥，一并送入污泥浓缩池进行浓缩。上清分离水返回调节池，下部浓缩液送至脱水机。
  b.脱水单元：脱水机脱出的废渣送出厂外作为肥料或用于改良土壤。
  (3)LPC法简介
  LPC法是四川亚太水处理技术工程设计研究所开发的水处理技术，称为“物理化学凝聚法”。其核心技术是：混凝剂PPA和絮凝剂PPM、先进的处理单元组合与DCS计算机进料在线控制系统三部分。
  混凝剂PPA是一种多元共聚物，对污水中的有机物、无机物进行电学的、非电学的，络合的与非络合的吸附、卷扫而发生对污染物的所谓“凝聚”作用。PPA除了其有优良的凝聚效果外，对水(溶剂)中的有色物质的脱除也有极佳效果。
  絮凝剂PPM是一种多元有机共聚物，它能将混凝剂与水中污染物形成的微凝聚离子，很快地发生架桥作用而形成絮状体迅速沉降。
  凝聚、絮凝过程，在理论上都是瞬间完成的。因此，污水在处理装置中停留时间很短，装置一次装填容积小，因此，占地也小。LPC法的停留时间从工程设计角度上考虑只有1h。采用LPC法处理污水时，污染物脱稳、扩散、吸附直至凝聚、絮凝，都是在不长的管道中发生、完成的。混凝剂PPA和絮凝剂PPM的进料流量与污水进料流旦均采用DCS计算机系统进行在线控制。
  LPC法不受污水流量、污水水质以及自然环境条件(如室外温度等)的影响，且已基本上管道化，装置全部密闭，不再散发臭气，不会对空气造成二次污染。据了解，目前在挪威有50%、在芬兰有1/3的生活污水处理装置，从技术经济上综合考虑，都采用一级化学处理。
  
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