技術(shù) | 新型干法水泥廠一體化水處理系統(tǒng)

全康環(huán)保:摘要：采用一體化污水處理裝置，將新型干法水泥廠生活、食堂用水通過除渣、曝氣、殺菌、加藥、過濾等處理后與經(jīng)過去除渣質(zhì)的部分循環(huán)冷卻水在清水池中混合，氨氮、pH值、顆粒物等指標(biāo)達(dá)標(biāo)的水，通過清水泵抽至綠化帶作為綠化水使用。實(shí)現(xiàn)冷卻水循環(huán)使用，生活水處理回用，減少水資源的浪費(fèi)。

保護(hù)環(huán)境，節(jié)約淡水資源，已經(jīng)成為時(shí)代的主題，節(jié)約用水是我們每一個(gè)人的責(zé)任。我公司收購(gòu)一家2 500 t/d傳統(tǒng)石灰石新型干法水泥廠，廠區(qū)水系統(tǒng)工藝是將設(shè)備冷卻用水循環(huán)使用，由于我廠地處新疆吐魯番地區(qū)，地下水硬度高，存在溫差變化，較高硬度的水，結(jié)水垢比較明顯，造成冷卻水管路系統(tǒng)管徑變小，換熱器內(nèi)部結(jié)垢，隨著循環(huán)水長(zhǎng)時(shí)間的使用，水量和換熱效果變差，影響大型設(shè)備的長(zhǎng)期安全運(yùn)行。另外，我廠員工生活區(qū)和生產(chǎn)廠區(qū)在同一區(qū)域，原設(shè)計(jì)辦公樓、公寓樓和單身樓的生活下水采用化糞池處理，食堂采用隔油池和沉淀處理，不能自然降解的物質(zhì)需要定期處理，不僅造成勞動(dòng)強(qiáng)度的增大，更重要的是造成水資源浪費(fèi)。改造后采用一體化水處理系統(tǒng)，對(duì)設(shè)備用循環(huán)水和員工生活用下水及食堂含油下水進(jìn)行處理，處理后的水作為綠化用水回用，節(jié)約用水取得良好的效果，現(xiàn)將水處理方案介紹如下，供大家參考。

1 原設(shè)計(jì)水處理系統(tǒng)

1.1 循環(huán)水處理系統(tǒng)

原設(shè)計(jì)700 m3循環(huán)水池1座，實(shí)際儲(chǔ)水量500 m3，循環(huán)水冷卻塔2座，一開一備，用來處理生產(chǎn)線生產(chǎn)裝備――生料制備系統(tǒng)ZJTL3840立磨、循環(huán)風(fēng)機(jī)，回轉(zhuǎn)窯系統(tǒng)Ф4.2 m×60 m回轉(zhuǎn)窯托輪、高溫風(fēng)機(jī)、系統(tǒng)風(fēng)機(jī)，Ф4.2 m×13 m水泥磨機(jī)、O-Sepa選粉機(jī)及公用工程空壓機(jī)等裝置冷卻水使用。設(shè)置循環(huán)水泵房一座，水泵房?jī)?nèi)布置單極雙吸離心泵3臺(tái)，兩開一備，供生產(chǎn)循環(huán)冷卻水系統(tǒng)使用。

原設(shè)計(jì)循環(huán)水系統(tǒng)主要裝置參數(shù)見表1。

1.2 生活水處理系統(tǒng)

我公司原生活區(qū)和生產(chǎn)區(qū)相連接，辦公樓一座，設(shè)置生活水化糞池一座。四個(gè)單元公寓樓一座，設(shè)置化糞池一座，溢流池一座。單身樓一座，設(shè)有化糞池一座。職工食堂一座，設(shè)置隔油池和沉淀池各一座。生活洗滌用水、實(shí)驗(yàn)室、衛(wèi)生間用水全部采用通過直排化糞池進(jìn)行處理，每小時(shí)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(fèi)，而且化糞池等水處理裝置需要定期清理，花費(fèi)人力、物力成本。

1.3 存在的問題

由于當(dāng)?shù)靥幱谕卖敺貐^(qū)，地下水水質(zhì)硬度高，水中Ca2+含量較高，循環(huán)水在換熱器及管線流動(dòng)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(xiàn)CaCO3在管道和設(shè)備內(nèi)壁結(jié)垢，隨著時(shí)間的推移，結(jié)垢程度的增加，管道有效內(nèi)徑變小，管道內(nèi)冷卻水通過量不足，造成設(shè)備傳動(dòng)部位高溫，夏天高溫天氣必須采用軸流風(fēng)機(jī)和水冷卻風(fēng)扇等對(duì)設(shè)備稀油站、減速機(jī)等部位進(jìn)行冷卻降溫，不僅增加電耗，影響生產(chǎn)系統(tǒng)的長(zhǎng)期安全運(yùn)行，而且，由于水的長(zhǎng)期循環(huán)使用，水的蒸發(fā)以及水池底部有害物質(zhì)的增加，結(jié)垢更加嚴(yán)重。傳統(tǒng)水泥設(shè)計(jì)的循環(huán)水利用已經(jīng)不能滿足實(shí)際使用要求。生活水采用化糞池等設(shè)施，生活用水無法回收使用，不僅浪費(fèi)水資源，而且化糞池、廚房隔油池等設(shè)施需要定期清理，浪費(fèi)大量水資源和人工費(fèi)用。

2 水處理系統(tǒng)改造

我公司在收購(gòu)該廠后，用于完全處理高性能樹脂廠產(chǎn)生的電石渣，將原2 500 t/d五級(jí)預(yù)熱器生產(chǎn)線，改造為三級(jí)預(yù)熱器生產(chǎn)系統(tǒng)過程中，優(yōu)先考慮到供水系統(tǒng)的改造，本著節(jié)約用水、綜合利用的原則，對(duì)原有循環(huán)水處理系統(tǒng)不做大的改造，主要考慮無法回收的生活污水的處理改造。設(shè)計(jì)污水處理量：Q=20 m3/h，采用一體化水處理系統(tǒng)，將處理后的廢水全部用于公司廠區(qū)和東門外綠化帶澆地用水和廠區(qū)道路灑水降塵。

2.1 一體化生活（含食堂）污水處理系統(tǒng)

對(duì)于生活（辦公區(qū)、生活區(qū)）、食堂水處理和回收再利用是本次改造的關(guān)鍵，采用生物接觸氧化法處理方法，通過化學(xué)及物理處理，實(shí)現(xiàn)污水處理后達(dá)標(biāo)排放，二次回用處理，其主要工藝流程見圖1。

生活區(qū)、食堂、辦公樓生活污水經(jīng)管網(wǎng)收集后先進(jìn)入格柵渠，利用格柵去除污水中較大的懸浮雜物，以防對(duì)后續(xù)處理設(shè)備造成影響；格柵渠出水進(jìn)入調(diào)節(jié)池，對(duì)水量及水質(zhì)進(jìn)行調(diào)節(jié)和均衡；調(diào)節(jié)池出水進(jìn)入地埋式污水處理單元，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(dòng)降解和去除污水中的污染物，最終經(jīng)過一系列缺氧及好氧作用使污水得以凈化；污水處理單元出水經(jīng)沉淀池沉淀，并在此處與工業(yè)污水混合，再通過全自動(dòng)淺砂過濾器濾除，以去除污水中的懸浮物；沉淀過程中產(chǎn)生的污泥外運(yùn)。過濾器出水輔以紫外線消毒，通過紫外線的照射殺死污水中的細(xì)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(diǎn)，有效保證出水水質(zhì)達(dá)標(biāo)。

廢水進(jìn)水水質(zhì)指標(biāo)要求見表2。

2.2 循環(huán)水處理系統(tǒng)

對(duì)于循環(huán)水處理系統(tǒng)，利用原有實(shí)際儲(chǔ)量為500 m3水池、冷卻塔及循環(huán)水泵，循環(huán)水通過玻璃鋼立冷卻塔冷卻后進(jìn)入生產(chǎn)線設(shè)備軸承、換熱器等冷卻部位換熱循環(huán)利用，根據(jù)電石渣水泥系統(tǒng)新增電石渣烘干破和電石渣輸送系統(tǒng)及空壓機(jī)，循環(huán)水路系統(tǒng)主管路和新增冷卻水系統(tǒng)管線全部換新。為了防止循環(huán)水結(jié)垢，將部分循環(huán)水排入一體化水處理系統(tǒng)中間水池，用做污水處理后綠化用水補(bǔ)水所用，同時(shí)，給循環(huán)水池補(bǔ)充自來水，用于淡化循環(huán)水結(jié)垢成分。為了消除循環(huán)水中的雜質(zhì)，新增一臺(tái)全自動(dòng)淺層沙過濾器（見表3），處理水中所含泥沙及部分容易結(jié)垢的堿性物質(zhì)，過濾器可設(shè)置工作時(shí)間，按照時(shí)間反沖洗過濾器中過濾循環(huán)水的顆粒物，沖洗后的排水進(jìn)入一體化水處理系統(tǒng)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(jìn)行綜合殺菌等處理，處理后的水進(jìn)入清水池儲(chǔ)存，用于綠化廠區(qū)和廠區(qū)外東側(cè)道路兩旁綠化帶澆水。

一體化水處理系統(tǒng)工藝流程見圖2，一體化設(shè)施所用設(shè)備見表4。

3 活性污泥的培養(yǎng)馴化

3.1 活性污泥的培養(yǎng)馴化

活性污泥的培養(yǎng)馴化實(shí)施，可分為三個(gè)階段：（1）準(zhǔn)備工作階段；（2）培養(yǎng)馴化階段；（3）培菌成熟并最終達(dá)到可投產(chǎn)階段。

3.1.1 準(zhǔn)備階段

（1）檢查各設(shè)備運(yùn)行工況在滿載負(fù)荷下運(yùn)轉(zhuǎn)是否符合運(yùn)行參數(shù)的要求，尤其是羅茨風(fēng)機(jī)性能是否滿足運(yùn)行需求；

（2）為掌握我廠進(jìn)水質(zhì)量及其變化規(guī)律，從而為污水站整體運(yùn)行有依據(jù)可循，成立水質(zhì)化驗(yàn)小組，在滿載調(diào)試期間，每日采樣測(cè)取進(jìn)水水質(zhì)，做好記錄，與設(shè)計(jì)作比較，主要是COD、BOD、SS、NH3-N、TP、pH等指標(biāo)；

（3）準(zhǔn)備好其他生活污水處理單元中二沉池剩余污泥，以液態(tài)為好，投入到本站的生化池內(nèi)。

3.1.2 培養(yǎng)馴化階段

（1）系統(tǒng)進(jìn)水，并根據(jù)進(jìn)水水質(zhì)、水量情況，啟動(dòng)風(fēng)機(jī)進(jìn)行悶曝氣，可以設(shè)定成定時(shí)運(yùn)行，運(yùn)行與間隙時(shí)間根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況來定，一般為運(yùn)行20 min停止10 min，溶解氧控制在2 mg/L左右即可；

（2）根據(jù)進(jìn)水濃度確定是否在生化段投入營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，間歇性投加，根據(jù)污泥沉降比來適量投加；

（3）加強(qiáng)回流比控制，在培菌階段，100%回流，不作剩余污泥的外排；

（4）邊進(jìn)水邊出水；

（5） 如發(fā)現(xiàn)溶解氧有波動(dòng)，則在進(jìn)水水量、進(jìn)水水質(zhì)、曝氣量、投加營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)等多方面進(jìn)行調(diào)整。

3.1.3 培菌成熟并最終達(dá)到可投產(chǎn)階段

在投加活性污泥接種后，每天實(shí)驗(yàn)小組測(cè)取氧化溝內(nèi)水樣、水質(zhì)，觀察池內(nèi)活性污泥質(zhì)量外觀。如發(fā)現(xiàn)污泥外觀由黑色逐漸變成黃色，SV大于15%，則初步判斷好氧生化段內(nèi)溶解氧控制適當(dāng)，活性污泥生長(zhǎng)繁殖趨于正常，并做生物鏡檢分析。如發(fā)現(xiàn)菌膠團(tuán)比較密實(shí)，種蟲數(shù)量由少逐漸增多，則能說明活性污泥質(zhì)量得到改善，可以視為水質(zhì)趨于正常，可以適度控制回流比，同時(shí)將剩余污泥適量入污泥池。

3.2 影響活性污泥的環(huán)境因素

3.2.1 水溫

活性污泥微生物的生理活動(dòng)與周圍的溫度密切相關(guān)，微生物酶系統(tǒng)酶促反應(yīng)的最佳溫度范圍是20~30 ℃之間，在這個(gè)溫度范圍內(nèi)，微生物的生理活動(dòng)旺盛，高于或低于這個(gè)溫度范圍，就會(huì)使活性污泥反應(yīng)進(jìn)程受到某些影響。

3.2.2 溶解氧

活性污泥微生物多數(shù)是好氧菌，因此，在混合液中保持一定濃度的溶解氧至關(guān)重要。

3.2.3 pH值

對(duì)活性污泥微生物最適宜的pH值范圍是6.5~8.5。pH值低于6.5時(shí)，有利于真菌的生長(zhǎng)繁殖，降低到4.5時(shí)，真菌將完全占優(yōu)勢(shì)，活性污泥絮凝體遭到破壞，產(chǎn)生污泥膨脹現(xiàn)象，原生物完全消失。處理水質(zhì)惡化。pH值超過9時(shí)，菌膠團(tuán)可能解體，活性污泥絮凝體將遭到破壞。

4 使用效果

根據(jù)污水處理后的去向要求，夏季生活污水處理回用水達(dá)到《城市污水再生利用城市雜用水水質(zhì)》（GB/T 18920―2002）標(biāo)準(zhǔn)中的城市綠化水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，冬季生活污水處理后的外排水水質(zhì)達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 8978―1996）中的一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)，符合城市雜用水水質(zhì)指標(biāo)。

我公司一體化水處理系統(tǒng)，處理生活污水、循環(huán)水后，生產(chǎn)運(yùn)行中主要控制pH值、化學(xué)需氧量（COD）、氨氮、氯離子，經(jīng)過三個(gè)月的運(yùn)行，所有檢測(cè)指標(biāo)可實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放回用，實(shí)際生產(chǎn)中一體化系統(tǒng)處理后的水檢測(cè)項(xiàng)目實(shí)測(cè)值見表5。

5 結(jié)束語(yǔ)

我公司使用處理量為20m3/h的一體化水處理裝置后，夏季生活污水處理回用水達(dá)到《城市污水再生利用城市雜用水水質(zhì)》（GB/T 18920―2002）標(biāo)準(zhǔn)中的城市綠化水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，冬季生活污水處理后的外排水水質(zhì)達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 8978―1996）標(biāo)準(zhǔn)中的一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)，符合城市雜用水水質(zhì)指標(biāo)。年節(jié)約用水約4萬m3，年節(jié)約水費(fèi)約10萬元。

節(jié)約用水，減少淡水資源的使用，是每個(gè)公民的責(zé)任，水泥企業(yè)處理生活水與生產(chǎn)循環(huán)冷卻水，將處理后的達(dá)標(biāo)排放的水回收使用。但污水處理，特別是食堂摻有清潔劑的洗滌用水，會(huì)給曝氣處理過程中微生物造成傷害，需要穩(wěn)定食堂餐飲用水的含油量，保證一體化裝置正常運(yùn)行，節(jié)約水資源。