某自备电厂生产废水回用预处理工艺优化

自备电厂是将纯水站的主循环水排放水和反渗透浓水混合，再利用反渗透海水淡化设备进行综合回收。由于废水水质复杂，COD等有机污染物含量高，在进入反渗透系统前必须对其进行预处理，降低膜表面结垢和有机污水堵塞的风险。

在本文中，石灰软化 - 高效率纤维过滤器 - 超滤预处理RO浓缩水排放水和水站预处理，预处理工艺讨论添加酸到纤维的pH值调整到高效率过滤器具有的预处理效果阶效应，确定最佳的预处理过程可以预处理出水浊度<2，淤泥密度指数SDI <3，满足反渗透水系统的要求。

为控制和保护水环境，某自备电厂开展了以废水综合利用为核心的节水工作。拟采用反渗透工艺对厂区循环污水和纯水站浓缩反渗透水进行脱盐回用。化工纯水站系统采用气田水作为补充水，采用浓水作为乙炔发生器的水源，减少污染。减少外部排水，提高水的利用率。

由于循环水排放污水和反渗透浓缩水的硬度高，且水中含有有机物、微生物等，直接进入反渗透系统，容易导致反渗透膜表面结垢，同时存在有机物污染的风险。因此，在进入反渗透系统前，必须对废水进行有效预处理。

目前，关于污水的预处理研究围绕改变种类混凝剂，对于凝固时间，预处理过程搅拌和剂量条件和添加酸将pH调节到在预处理效果的高纤维滤波器阶影响鲜有报道。

为保证试验结果具有工程应用价值，根据实际设计方案，对循环污水混合水样进行了强化试验条件、石灰软化处理试验和超滤预处理工艺试验，并对试验结果进行了分析。纯水站反渗透浓缩水，通过调节出水ph值，进入高效纤维滤池序列，分析了石灰软化处理试验对超滤出水污泥密度的影响。sdi的影响有望为石灰软化高效纤维过滤-超滤-反渗透组合工艺的实际应用提供参考。

1预处理工艺与实验水质

1.1预处理工艺

该工厂排放水和RO水经过混合的浓缩物，“石灰混凝 - 高效率纤维过滤器 - 超滤 - 反渗透”的过程，如在图中所示的过程。设计为处理规模：88立方米/小时的排放水流速，反渗透浓缩物流动102立方米/小时，190立方米/ h的总废水处理能力。

图1废水预处理工艺

1.2试验水质

从表1可以看出，该厂循环水的总硬度为12.82mmol/L，钙硬度为6.26mmol/L，总碱度为6.75mmol/L，反渗透浓缩水的总硬度为14.97mmol/L，钙硬度为7.37mmol/L，总碱度为9.21mmol/L。在进入反渗透系统之前，必须进行软化处理，以尽可能降低水中钙、镁的结垢离子含量。

表1废水主要水质

污水综合处理系统工程改造后，在保证纯水站脱盐水量不变的前提下，纯水站反渗透浓水量可实际降至74m3/h，污水排放e由于污水综合处理系统反渗透采出水代替部分纯水站反渗透进水，循环水量仍为88m3/h。同时，由表1可知，反渗透浓水的含盐量、硬度和碱度均高于循环污水，水质较差。因此，为了强化试验条件，使试验结果更具指导性，本次废水预处理试验的水样采用循环污水与反渗透浓水以1:1的体积比混合制成。主要水质指标见表2。

表2试验水样主要水质指标

2试验方法

2.1石灰软化处理试验

后剧烈搅拌该水性试验样品放入的1000毫升5，烧杯分别用不同剂量的混凝剂PFS(的260R /分钟搅拌器速度);不同剂量的氧化钙的混合物5分钟，20分钟，同时快速搅拌(的160R /分钟搅拌器速度)后加入;然后，不同剂量的非离子型聚合物的聚丙烯酰胺絮凝剂(在PAM)，10分钟缓慢搅拌的(搅拌速度为75R /分钟)，允许(循环水)后放置10分(补充水的循环水)或25分钟，用移液管分析上清液的浊度，水样品过滤，用定性滤纸，分析碱度，硬度和pH。

1)通过试验确定了石灰的最佳投加量和处理条件，包括最佳ph值的选择和静态沉淀时间的确定。石灰用量可按式(1)计算，并按计算值进行试验。

2)确定最佳混凝剂PFS的剂量。

3)确定最佳剂量混凝剂PAM。

2.2石灰软超滤预处理试验

采用高效纤维滤池过滤石灰软化处理水样，调整pH值，进行超滤试验，分析了酸液pH值的调酸和高效纤维滤池的顺序对超滤产水SDI的影响。

3试验结果与分析

3.1石灰软化测试

3.1.1石灰用量的优化选择

将一定量的测试水样品置于61000ml烧杯中(每个烧杯中1000ml水，下同)，并加入15mg/LPFS、0.25mg/LPAM和不同剂量的石灰。在定性滤纸过滤后，分析了总碱度和硬度的影响，分析了碱度、硬度和pH值。石灰有效添加试验的结果如图2所示。

图2石灰的测试结果的有效剂量

图2表明，石灰投加量约为400mg/L时，出水水质较好，总碱度降低58.38%，钙硬度和总硬度去除率分别为41.80%和38.93%，出水浊度小于3NTU。

3.1.2PFS用量的优选试验

这种水的一定量的成六种测试1000毫升烧杯中加入400mg / L时石灰，为0.25mg / PAM和PFS不同剂量的试验中的升。测试浊度，总除磷的评价标准，试验结果示于图

图3 pfs有效剂量试验结果

从图3中可以看出，当PFS投加量大于10 mg/L时，PFS投加量对总磷的去除率提高不大，出水浊度和COD去除率降低。结果表明，PFS的最佳投加量为10 mg/L，浊度为76.67%，COD去除率为27.78%，总磷去除率为78.11%。

测试剂量优选3.1.3PAM

将一定量的试验水样放入61000ml烧杯中，分别加入400mg/l石灰、10mg/lpfs和不同剂量的pam。测试结果如图4所示。

图4PAM有效剂量试验结果

从图4可以看出，PAM絮凝剂用量是最低浊度0.20mg的/ L时，继续增加凝结剂的用量，但浊度增加。因此，PAM絮凝剂剂量可替换地0.20mg的/ L。此外，加入凝结剂后，试验期间，明矾显著较大沉积速率加速。

根据以上试验结果，确定了石灰软化预处理的最佳工艺条件：石灰、pfs和絮凝剂pam的加入量分别为400、10和0.20 mg/l。

3.2超滤预处理工艺试验

升高到约10.50在优选的条件下，水样石灰软化的pH值，在进入超滤单元，需要添加酸以降低水样品的pH值，以降低随后的反渗透的结垢倾向。通过改变pH值和添加酸以调节进入高效率纤维过滤器进行预处理，以获得不同的效果试验中，超滤渗透物的浊度和SDI值作为评价基准，在表3所示的实验结果。

从表3可以看出：1的过程中，SDI随后超滤高水生产不能满足的反渗透水的要求;即2而是通过石灰混凝澄清效率纤维过滤器的处理的流出物，然后将pH调节，经过滤的水，以满足随后的反渗透系统水SDI <3的要求。

表3超滤预处理工艺的实验结果

这可能是由于：该酸性pH调节过程中，由于加酸降低水的pH值，和没有发生的絮凝物沉降完全溶解的有机部分的沉淀，碳酸钙水的如胶态附聚物生长的影响，因此降低了凝血 - 软化率;同时，在水中添加凝结剂后，碳酸钙形成的粗分散胶体颗粒沉降需要很长的时间来处理沉淀的材料1不能充分地从凝固过程中的水的残留杂质不完全更高含量分离，从而导致水SDI增加，加剧了后续膜污染的风险。因此，根据试验结果，过程2，通过超滤预处理过程工厂建议。 2个过程表4主要用途超滤渗透质量指标。

表4超滤水生产主要水质指标

从表4可以看出，石灰软化处理可以消除水中的暂时硬度，但不能降低水中的永久硬度。用石灰软化原水后，碱度可降低到较低的水平，加入酸可使出水pH值调节到7×8，在低碱度条件下，出水碱度小于1 mmol·L，残余硬度不会导致反渗透结垢。

4结论与建议

针对某自给电厂反渗透浓缩水质和现有水处理系统的特点，设计了废水回用方案，通过石灰软化预处理试验和超滤预处理试验，确定了软化剂的最佳用量和超滤预处理的工艺路线。

1)用氧化钙作软化剂进行石灰混凝澄清试验，出水水质较好。在最佳试验条件下，pfs投加量为10mg/L，cao投加量为400mg/L，pam投加量为0.20mg/L，总碱度降低58.38%，钙硬度和总硬度去除率分别为41.80%和38%。93%，除浊效果较好。

2)采用石灰软化高效纤维滤池处理循环水和反渗透浓缩水混合水样，将pH值调整为8.30。在超滤进水的运行条件下，超滤产生的水满足反渗透装置的水质要求。

3)反渗透水石灰 - 混凝澄清预处理过程的软化过程中，应通过模拟石灰来确定 - 凝固处理步骤和相关联的预处理条件下，可能会加剧或膜系统阻塞的随后污染。

4)在电厂实际运行中，建议先对澄清池出水进行过滤，待水质相对稳定后再调整ph值，以保证酸化和ph值的准确控制。另外，针对实际生产中遇到的滤池结垢问题，可以采用滤池反洗加酸的形式进行反洗。

5)由于不同地区的电厂水质差异较大，各电厂节水处理的技术路线应结合电厂的实际情况，建议进行相应的工艺模拟试验，为电厂节水和污水处理方案的制定提供依据。