技術| 新型幹法水泥廠一體化水處理系統

北極星水處理網訊:摘要：採用一體化汙水處理裝置，將新型幹法水泥廠生活、食堂用水通過除渣、曝氣、殺菌、加藥、過濾等處理後與經過去除渣質的部分循環冷卻水在清水池中混合，氨氮、pH值、顆粒物等指標達標的水，通過清水泵抽至綠化帶作為綠化水使用。實現冷卻水循環使用，生活水處理回用，減少水資源的浪費。

保護環境，節約淡水資源，已經成為時代的主題，節約用水是我們每一個人的責任。我公司收購一家2 500 t/d傳統石灰石新型幹法水泥廠，廠區水系統工藝是將設備冷卻用水循環使用，由於我廠地處新疆吐魯番地區，地下水硬度高，存在溫差變化，較高硬度的水，結水垢比較明顯，造成冷卻水管路系統管徑變小，換熱器內部結垢，隨著循環水長時間的使用，水量和換熱效果變差，影響大型設備的長期安全運行。另外，我廠員工生活區和生產廠區在同一區域，原設計辦公樓、公寓樓和單身樓的生活下水採用化糞池處理，食堂採用隔油池和沉澱處理，不能自然降解的物質需要定期處理，不僅造成勞動強度的增大，更重要的是造成水資源浪費。改造後採用一體化水處理系統，對設備用循環水和員工生活用下水及食堂含油下水進行處理，處理後的水作為綠化用水回用，節約用水取得良好的效果，現將水處理方案介紹如下，供大家參考。

1 原設計水處理系統

1.1 循環水處理系統

原設計700 m³循環水池1座，實際儲水量500 m³，循環水冷卻塔2座，一開一備，用來處理生產線生產裝備——生料製備系統ZJTL3840立磨、循環風機，迴轉窯系統Ф4.2 m×60 m迴轉窯託輪、高溫風機、系統風機，Ф4.2 m×13 m水泥磨機、O-Sepa選粉機及公用工程空壓機等裝置冷卻水使用。設置循環水泵房一座，水泵房內布置單極雙吸離心泵3臺，兩開一備，供生產循環冷卻水系統使用。

原設計循環水系統主要裝置參數見表1。

1.2 生活水處理系統

我公司原生活區和生產區相連接，辦公樓一座，設置生活水化糞池一座。四個單元公寓樓一座，設置化糞池一座，溢流池一座。單身樓一座，設有化糞池一座。職工食堂一座，設置隔油池和沉澱池各一座。生活洗滌用水、實驗室、衛生間用水全部採用通過直排化糞池進行處理，每小時約消耗用水量約5 m3，每天使用淡水約120 m3，不僅造成淡水資源的大量浪費，而且化糞池等水處理裝置需要定期清理，花費人力、物力成本。

1.3 存在的問題

由於當地處於吐魯番地區，地下水水質硬度高，水中Ca2+含量較高，循環水在換熱器及管線流動過程中，主要是高溫水中的Ca（HCO3）2在溫度降低的過程中出現CaCO3在管道和設備內壁結垢，隨著時間的推移，結垢程度的增加，管道有效內徑變小，管道內冷卻水通過量不足，造成設備傳動部位高溫，夏天高溫天氣必須採用軸流風機和水冷卻風扇等對設備稀油站、減速機等部位進行冷卻降溫，不僅增加電耗，影響生產系統的長期安全運行，而且，由於水的長期循環使用，水的蒸發以及水池底部有害物質的增加，結垢更加嚴重。傳統水泥設計的循環水利用已經不能滿足實際使用要求。生活水採用化糞池等設施，生活用水無法回收使用，不僅浪費水資源，而且化糞池、廚房隔油池等設施需要定期清理，浪費大量水資源和人工費用。

2 水處理系統改造

我公司在收購該廠後，用於完全處理高性能樹脂廠產生的電石渣，將原2 500 t/d五級預熱器生產線，改造為三級預熱器生產系統過程中，優先考慮到供水系統的改造，本著節約用水、綜合利用的原則，對原有循環水處理系統不做大的改造，主要考慮無法回收的生活汙水的處理改造。設計汙水處理量：Q=20 m3/h，採用一體化水處理系統，將處理後的廢水全部用於公司廠區和東門外綠化帶澆地用水和廠區道路灑水降塵。

2.1 一體化生活（含食堂）汙水處理系統

對於生活（辦公區、生活區）、食堂水處理和回收再利用是本次改造的關鍵，採用生物接觸氧化法處理方法，通過化學及物理處理，實現汙水處理後達標排放，二次回用處理，其主要工藝流程見圖1。

生活區、食堂、辦公樓生活汙水經管網收集後先進入格柵渠，利用格柵去除汙水中較大的懸浮雜物，以防對後續處理設備造成影響；格柵渠出水進入調節池，對水量及水質進行調節和均衡；調節池出水進入地埋式汙水處理單元，該處理單元通過曝氣為微生物提供必要條件，利用微生物的生命活動降解和去除汙水中的汙染物，最終經過一系列缺氧及好氧作用使汙水得以淨化；汙水處理單元出水經沉澱池沉澱，並在此處與工業汙水混合，再通過全自動淺砂過濾器濾除，以去除汙水中的懸浮物；沉澱過程中產生的汙泥外運。過濾器出水輔以紫外線消毒，通過紫外線的照射殺死汙水中的細菌及大腸桿菌等有害病菌，水排放至回用水池，回用水由清水泵送至綠化用水點，有效保證出水水質達標。

廢水進水水質指標要求見表2。

2.2 循環水處理系統

對於循環水處理系統，利用原有實際儲量為500 m3水池、冷卻塔及循環水泵，循環水通過玻璃鋼立冷卻塔冷卻後進入生產線設備軸承、換熱器等冷卻部位換熱循環利用，根據電石渣水泥系統新增電石渣烘乾破和電石渣輸送系統及空壓機，循環水路系統主管路和新增冷卻水系統管線全部換新。為了防止循環水結垢，將部分循環水排入一體化水處理系統中間水池，用做汙水處理後綠化用水補水所用，同時，給循環水池補充自來水，用於淡化循環水結垢成分。為了消除循環水中的雜質，新增一臺全自動淺層沙過濾器（見表3），處理水中所含泥沙及部分容易結垢的鹼性物質，過濾器可設置工作時間，按照時間反衝洗過濾器中過濾循環水的顆粒物，衝洗後的排水進入一體化水處理系統的中間水池，與一體化裝置處理過的生活水混合，通過中間水泵將水送入管道混合器，通過聚鋁加藥裝置加入適量處理氨氮，在紫外線消毒器進行綜合殺菌等處理，處理後的水進入清水池儲存，用於綠化廠區和廠區外東側道路兩旁綠化帶澆水。

一體化水處理系統工藝流程見圖2，一體化設施所用設備見表4。

3 活性汙泥的培養馴化

3.1 活性汙泥的培養馴化

活性汙泥的培養馴化實施，可分為三個階段：（1）準備工作階段；（2）培養馴化階段；（3）培菌成熟並最終達到可投產階段。

3.1.1 準備階段

（1）檢查各設備運行工況在滿載負荷下運轉是否符合運行參數的要求，尤其是羅茨風機性能是否滿足運行需求；

（2）為掌握我廠進水質量及其變化規律，從而為汙水站整體運行有依據可循，成立水質化驗小組，在滿載調試期間，每日採樣測取進水水質，做好記錄，與設計作比較，主要是COD、BOD、SS、NH3-N、TP、pH等指標；

（3）準備好其他生活汙水處理單元中二沉池剩餘汙泥，以液態為好，投入到本站的生化池內。

3.1.2 培養馴化階段

（1）系統進水，並根據進水水質、水量情況，啟動風機進行悶曝氣，可以設定成定時運行，運行與間隙時間根據現場實際情況來定，一般為運行20 min停止10 min，溶解氧控制在2 mg/L左右即可；

（2）根據進水濃度確定是否在生化段投入營養物質，間歇性投加，根據汙泥沉降比來適量投加；

（3）加強回流比控制，在培菌階段，100%回流，不作剩餘汙泥的外排；

（4）邊進水邊出水；

（5） 如發現溶解氧有波動，則在進水水量、進水水質、曝氣量、投加營養物質等多方面進行調整。

3.1.3 培菌成熟並最終達到可投產階段

在投加活性汙泥接種後，每天實驗小組測取氧化溝內水樣、水質，觀察池內活性汙泥質量外觀。如發現汙泥外觀由黑色逐漸變成黃色，SV大於15%，則初步判斷好氧生化段內溶解氧控制適當，活性汙泥生長繁殖趨於正常，並做生物鏡檢分析。如發現菌膠團比較密實，種蟲數量由少逐漸增多，則能說明活性汙泥質量得到改善，可以視為水質趨於正常，可以適度控制回流比，同時將剩餘汙泥適量入汙泥池。

3.2 影響活性汙泥的環境因素

3.2.1 水溫

活性汙泥微生物的生理活動與周圍的溫度密切相關，微生物酶系統酶促反應的最佳溫度範圍是20~30 ℃之間，在這個溫度範圍內，微生物的生理活動旺盛，高於或低於這個溫度範圍，就會使活性汙泥反應進程受到某些影響。

3.2.2 溶解氧

活性汙泥微生物多數是好氧菌，因此，在混合液中保持一定濃度的溶解氧至關重要。

3.2.3 pH值

對活性汙泥微生物最適宜的pH值範圍是6.5~8.5。pH值低於6.5時，有利於真菌的生長繁殖，降低到4.5時，真菌將完全佔優勢，活性汙泥絮凝體遭到破壞，產生汙泥膨脹現象，原生物完全消失。處理水質惡化。pH值超過9時，菌膠團可能解體，活性汙泥絮凝體將遭到破壞。

4 使用效果

根據汙水處理後的去向要求，夏季生活汙水處理回用水達到《城市汙水再生利用城市雜用水水質》（GB/T 18920—2002）標準中的城市綠化水質標準，冬季生活汙水處理後的外排水水質達到《汙水綜合排放標準》（GB 8978—1996）中的一級排放標準，符合城市雜用水水質指標。

我公司一體化水處理系統，處理生活汙水、循環水後，生產運行中主要控制pH值、化學需氧量（COD）、氨氮、氯離子，經過三個月的運行，所有檢測指標可實現達標排放回用，實際生產中一體化系統處理後的水檢測項目實測值見表5。

5 結束語

我公司使用處理量為20m³/h的一體化水處理裝置後，夏季生活汙水處理回用水達到《城市汙水再生利用城市雜用水水質》（GB/T 18920—2002）標準中的城市綠化水質標準，冬季生活汙水處理後的外排水水質達到《汙水綜合排放標準》（GB 8978—1996）標準中的一級排放標準，符合城市雜用水水質指標。年節約用水約4萬m3，年節約水費約10萬元。

節約用水，減少淡水資源的使用，是每個公民的責任，水泥企業處理生活水與生產循環冷卻水，將處理後的達標排放的水回收使用。但汙水處理，特別是食堂摻有清潔劑的洗滌用水，會給曝氣處理過程中微生物造成傷害，需要穩定食堂餐飲用水的含油量，保證一體化裝置正常運行，節約水資源。

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