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)達標(biāo)的水，通過清水泵抽至綠化帶作為綠化水使用。實現(xiàn)冷卻水循環(huán)使用，生活水處理回用，減少水資源的浪費。

保護環(huán)境，節(jié)約淡水資源，已經(jīng)成為時代的主題，節(jié)約用水是我們每一個人的責(zé)任。我公司收購一家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)水長時間的使用，水量和換熱效果變差，影響大型設(shè)備的長期安全運行。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，不僅造成勞動強度的增大，更重要的是造成水資源浪費。改造后采用一體化水處理系統(tǒng)，對設(shè)備用循環(huán)水和員工生活用下水及食堂含油下水進行處理，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)計水處理系統(tǒng)

1.1 循環(huán)水處理系統(tǒng)

原設(shè)計700 m3循環(huán)水池1座，實際儲水量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，回轉(zhuǎn)窯系統(tǒng)Ф4.2 m×60 m回轉(zhuǎn)窯托輪、高溫風(fēng)機、系統(tǒng)風(fēng)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(shè)置循環(huán)水泵房一座，水泵房內(nèi)布置單極雙吸離心泵3臺，兩開一備，供生產(chǎn)循環(huán)冷卻水系統(tǒng)使用。

原設(shè)計循環(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、實驗室、衛(wèi)生間用水全部采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)備傳動部位高溫，夏天高溫天氣必須采用軸流風(fēng)機和水冷卻風(fēng)扇等對設(shè)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(chǎn)系統(tǒng)的長期安全運行，而且，由于水的長期循環(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)計的循環(huán)水利用已經(jīng)不能滿足實際使用要求。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，浪費大量水資源和人工費用。

2 水處理系統(tǒng)改造

我公司在收購該廠后，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五級預(yù)熱器生產(chǎn)線，改造為三級預(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，實現(xiàn)污水處理后達標(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)收集后先進入格柵渠，利用格柵去除污水中較大的懸浮雜物，以防對后續(xù)處理設(shè)備造成影響；格柵渠出水進入調(diào)節(jié)池，對水量及水質(zhì)進行調(diào)節(jié)和均衡；調(diào)節(jié)池出水進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。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(zhì)達標(biāo)。

廢水進水水質(zhì)指標(biāo)要求見表2。

2.2 循環(huán)水處理系統(tǒng)

對于循環(huán)水處理系統(tǒng)，利用原有實際儲量為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，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水所用，同時，給循環(huán)水池補充自來水，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(jié)垢的堿性物質(zhì)，過濾器可設(shè)置工作時間，按照時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，在紫外線消毒器進行綜合殺菌等處理，處理后的水進入清水池儲存，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)馴化實施，可分為三個階段：（1）準(zhǔn)備工作階段；（2）培養(yǎng)馴化階段；（3）培菌成熟并最終達到可投產(chǎn)階段。

3.1.1 準(zhǔn)備階段

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

（2）為掌握我廠進水質(zhì)量及其變化規(guī)律，從而為污水站整體運行有依據(jù)可循，成立水質(zhì)化驗小組，在滿載調(diào)試期間，每日采樣測取進水水質(zhì)，做好記錄，與設(shè)計作比較，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)進水，并根據(jù)進水水質(zhì)、水量情況，啟動風(fēng)機進行悶曝氣，可以設(shè)定成定時運行，運行與間隙時間根據(jù)現(xiàn)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(jù)進水濃度確定是否在生化段投入營養(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）邊進水邊出水；

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

3.1.3 培菌成熟并最終達到可投產(chǎn)階段

在投加活性污泥接種后，每天實驗小組測取氧化溝內(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)，活性污泥生長繁殖趨于正常，并做生物鏡檢分析。如發(fā)現(xiàn)菌膠團比較密實，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，在這個溫度范圍內(nèi)，微生物的生理活動旺盛，高于或低于這個溫度范圍，就會使活性污泥反應(yīng)進程受到某些影響。

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，有利于真菌的生長繁殖，降低到4.5時，真菌將完全占優(yōu)勢，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，菌膠團可能解體，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)達到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 8978―1996）中的一級排放標(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)過三個月的運行，所有檢測指標(biāo)可實現(xiàn)達標(biāo)排放回用，實際生產(chǎn)中一體化系統(tǒng)處理后的水檢測項目實測值見表5。

5 結(jié)束語

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)達到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 8978―1996）標(biāo)準(zhǔn)中的一級排放標(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)約水費約10萬元。

節(jié)約用水，減少淡水資源的使用，是每個公民的責(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行，節(jié)約水資源。