絮凝沉淀池出水水质超标的原因分析及处理

1、 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 收稿日期:2009 - 06 - 10 ;修回日期:2009 - 12 - 01 絮凝沉淀池出水水质超标的原因分析及处理 Analysis and Treatment for Exceeding the Standard of the Effluent Quality of the Flocculation and Sedimentation Basin 张世波1,刘德庆2 ZHANG Shi2bo1,LIU De2qing2

2、(1 1 广西电力试验研究院有限公司,广西 南宁 530023 ;21 广西桂能科技发展有限公司,广西 南宁 530007) 摘要:对某电厂调试期间原水预处理系统出水水质超标的问题进行分析。通过一系列的实验室小试和现场调整,确定了 絮凝剂、 助凝剂及低浊度添加剂的加药浓度。另外,通过对絮凝沉淀池安装有缺陷的斜板进行调整及补充,较好地解决了该 电厂絮凝沉淀池出水水质不合格的问题。 关键词:原水预处理系统;絮凝沉淀池;水质超标 中图分类号:TQ085 文献标志码:B 文章编号:1671 - 8380(2009)06 - 0083 - 03 某电厂一期工程建设2台600 MW超临界燃煤 凝汽式汽轮发

3、电机组。锅炉为超临界直流炉,一次 再热、 单炉膛、 尾部双烟道、 采用挡板调节再热汽温、 平衡通风、 露天布置、 固态排渣、 全钢构架、 全悬吊结 构 型锅炉。 在原水预处理系统的调试过程中,发现絮凝沉 淀池出水水质不合格,出水平均浊度达到7NTU ,超 过设计值1倍以上(设计值为3NTU) ,且水体表面 漂浮着大量的矾花。大量不合格的工业水不能直接 送往下一工序制备除盐水,除带来一系列的环境和 经济问题外,还严重影响到整个调试项目的进度。 1 系统简介 该电厂所用原水取自官山辽水库,通过原水泵 升压后流经2条直径为500 mm ,长度为1315 km的 管道进入厂区。原水首先进入到絮凝沉淀池

4、,通过 加药系统向水体中投加适量的絮凝剂和助凝剂,使 出水浊度达到小于3 NTU的设计标准。合格出水 的小部分通过过滤、 杀菌处理后进入到生活水池,其 余进入到工业水池用于制造发电所需的除盐水。 2 原因分析 211 絮凝沉淀池斜板安装有缺陷 絮凝沉淀池由前后2个功能区组成,分别为絮 凝区和沉淀区,其中沉淀区填充有斜板,斜板的产品 和安装质量直接影响到悬浮物的澄清效果和出水水 质的优劣。设计单位提供的设备规范中对斜板的安 装规定为:斜板间距25 mm ,斜板倾角60 。对照该 标准,我们发现已安装的斜板存在以下2个重要缺 陷: 斜板的安装数量不足,导致斜板的间距长短 不一。大部分区域斜板间距满

5、足规定,但有小部分 区域斜板间距在60 mm以上,靠近池壁的某些斜板 间距竟达到100 mm ,远远大于设计值25 mm的间 距。间距越大,说明斜板安装数量越不足,该区域矾 花上浮的现象就越严重,出水水质也越差。 斜板的倾角即斜板与水平面之间的夹角规 定是60,可现场有大面积的斜板倾角为30 左右。 斜板倾角变小之后,系统的沉淀效率随之降低,沉降 颗粒的 “自净” 作用下降。这样的后果就是使大颗粒 的絮凝物无法及时下沉,污泥区的空间扩大,澄清区 和清水区的空间遭到压缩,矾花自然容易串到清水 区,从而增大系统出水浊度。 212 絮凝剂和助凝剂加药浓度不合适 在絮凝沉淀池的调试过程中,絮凝剂和助凝

6、剂 的投加浓度是调试工作的重点。加入量过多不仅造 成药品的浪费还会导致出水水质变差;如果加药量 不足,则会减少矾花的生成,难以起到使胶体脱稳、 凝聚的作用,从而影响絮凝效果。 在对加药浓度进行调整优化之前,该系统运行 382009年第6期 广西电力 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 的指导浓度为:絮凝剂(PAC)加药浓度为8 mg/ L , 助凝剂(PAM ,分子量为1 500万)为012 mg/ L。由 于直接通过调试经验所确定的原运行工况无法满足 正常生产的需

7、要,所以必须通过实验室的混凝试验 筛才能选出最佳的加药浓度。 213 原水浊度太小,明显低于设计值 设备厂家的设计资料显示,该系统的原水中悬 浮固体含量为30133 mg/ L ,此条件下只需要调整絮 凝剂和助凝剂的加药量就能够满足净化水质的需 要。但通过现场取样分析,调试期间进水悬浮物含 量长期维持在10 mg/ L以下。浊度小于30 NTU 的低浊水处理难度较高,这是因为低浊度水中絮体 颗粒碰撞和凝聚的难度大,从而影响絮凝体的成长; 此外,低浊度水中颗粒粒径大于1m的物质少,导 致水中微细颗粒缺少起粘附作用的 “絮凝核” 。因 此,在处理低浊水时通常需要向进水中投加表面积 大的粘土或添加剂

8、。低浊添加剂在水中能够使絮体 颗粒继续形成粗大而密实的沉降絮体颗粒,改善矾 花的结构,增大其重量,加快矾花的沉降速度,缩短 沉降时间,从而达到快速高效的净水效果。 3 改进措施 311 解决絮凝沉淀池斜板数量不足及安装问题 要求斜板供应厂家现场处理好数量不足,安装 不规范的缺陷。具体工作包括:现场加工一批新的 斜板并安装到沉淀池中;重新调整好斜板与水平面 的倾斜角度。验收标准是每块斜板的间距不大于 25 mm ,斜板的倾角为60 。另外,通过正式途径通 知净水站的施工单位注意成品保护,切勿再发生人 员踩踏斜板的现象。 312 通过实验确定加药浓度 31211 絮凝剂和助凝剂的加药浓度 我们设计

9、了以下工作流程来确定絮凝剂和助凝 剂加药浓度。 步骤1 :确定最佳的PAC加药浓度(不投加 PAM)。取10个500 ml 的烧杯,加入500 ml的水 库水,再用移液管加入5 %的PAC溶液。要求10个 烧杯中的药品总浓度分别达到5 ,615 ,8 ,10 ,15 ,20 , 25 ,30 ,40和50 mg/ L。在加药过程中,原水要进行 搅拌,搅拌转速为120 r/ min ,搅拌时间为2 min ;然 后调小搅拌速度到50 r/ min ,持续15 min后停止搅 拌。水样开始静止沉淀,观察絮凝体形成和沉降的 情况,待30 min后取中间的清液分析浊度,确定最 佳加药量。实验结果见表1

10、。 表1PAC最佳浓度筛选结果 加药量/ (mgL - 1) 浊度/ NTU 5105191 6155172 8104105 10103112 15103115 20104141 25105128 30105177 40108132 50108190 实验结果显示,加药量为8 mg/ L的烧杯中,生 成的矾花比较粗大密实,但有部分矾花悬浮在水体 中或者漂浮到水面上。加药量为10 mg/ L的烧杯 中,生成的矾花粗大密实,只有少部分矾花悬浮在水 体中或者漂浮到水面上,该浓度所对应的出水浊度 最低。据 此,确 定PAC的 最 佳 加 药 浓 度 为 10 mg/ L ,比原运行浓度提高了2 mg/

11、 L。 步骤2 :确定最佳的PAM加药浓度(在步骤 1已经确定的浓度基础上投加PAC)。PAC的加药 量为10 mg/ L ,PAM的分子量为1 500万,加药量 分别为011 ,012 ,013 mg/ L ,实验方法同上,实验数 据见表2。 表2PAM最佳浓度筛选结果 加药量 / (mgL - 1) 浊度/ NTU 0111177 0121138 0131106 实验结果显示,浓度为012 mg/ L的烧杯中矾 花粗大密实,絮状物下沉速度较快,在实验室条件下 出水浊度合格,但仍然有少量矾花漂浮在水体中和 水面上。浓度为013 mg/ L的烧杯中矾花粗大密 实,絮状物下沉速度快,在实验室条件

12、下出水浊度较 低,已经低于设计3 NTU的设计标准,但仍然有一 小部分矾花漂浮在水面上。据此,确定PAM的最 佳加药浓度为013 mg/ L ,比原运行浓度提高了011 mg/ L。 通过实验室的混凝试验筛选出最佳的加药浓度 为:PAC的加药量为10 mg/ L , PAM的分子量为 1 500万,加药量为013 mg/ L。 31212 优化原水浊度 为了确定低浊添加剂的最佳加药浓度,需要进 行实验室絮凝试验。实验条件:PAC的加药浓度为 48广西电力 2009年第6期 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House.

13、 All rights reserved. 10 mg/ L ,PAM的加药浓度为013 mg/ L ,低浊度添 加剂的浓度分别为10 mg/ L和20 mg/ L ,实验方法 参照前面所述,实验结果见表3。 表3 加入低浊度添加剂后的小试结果 添加剂浓度 / (mgL - 1) 处理后浊度/ NTU试验现象 101102 生成的矾花粗大密 实,下沉速度很快, 只有极微量的矾花 上浮到水面 201153 生成的矾花粗大密 实,下沉速度很快, 只有极微量的矾花 上浮到水面 通过以上的实验数据可以看出:在加入低浊度 添加剂后,矾花上浮的问题已经得到很好的解决。 通过实验室小试,调试组确定该厂絮凝沉

14、淀池 的最佳加药工况: PAC浓度10 mg/ L , PAM浓度 013 mg/ L ,低浊度添加剂10 mg/ L。 31213 实验数据结合现场调试确定运行参数 实验室小试确定的运行参数为: PAC浓度10 mg/L ,PAM浓度013 mg/ L ,低浊度添加剂10 mg/ L ;进水流量300 t/ h ,混凝剂计量泵出力240 L/ h ; 助凝剂计量泵出力180 L/ h ,排泥周期8 h ,排泥时 间40 s。 系统按照该运行参数运行一段时间,出水浊度 有了进一步的下降。每小时取样分析一次浊度,平 均值为1175 NTU ,优于310 NTU的设计标准。但 是,出水中仍含有微量

15、的矾花,没有完全消除矾花上 浮的问题。在现场试验过程中,调试组再次调整低 浊度添加剂浓度,发现当实际加药量增加到20 mg/ L后,出水浊度降低到115 NTU以下,完全消除了 矾花上浮的现象。现场检测数据如见表4。 通过现场调整试验,调试组最终确定该系统的 表4 低浊度添加剂浓度调整试验 加药量 / (mgL - 1) 浊度/ NTU备注 101177有微量矾花 151156有微量矾花 201129完全没有矾花 最终运行参数为: PAC浓度10 mg/ L , PAM浓度 013 mg/ L ,低浊度添加剂20 mg/ L。 4 效果检查 为了保证系统运行的稳定性,调试组对絮凝沉 淀池的出水

16、水质进行了长期的跟踪分析,具体数据 见表5。 表5 絮凝沉淀池出水水质统计 日期 进水浊度 / NTU A沉淀 池出水 浊度 / NTU B沉淀 池出水 浊度 / NTU 备注 2008 - 06 - 27121511090194出水无矾花 2008 - 07 - 211913停运0175出水无矾花 2008 - 07 - 251816停运1134出水无矾花 2008 - 08 - 09161701781103出水无矾花 2008 - 08 - 22121901510179出水无矾花 2008 - 09 - 06121001702110出水无矾花 出水水质的连续监测数据显示:絮凝沉淀池的 出水浊度从原来的710 NTU下降到110 NTU左 右,圆满解决了矾花上浮影响水质的问题,出水水质 优良,系统运行稳定。 5 结语 通过调试人员、 电厂运行及化验人员及设备厂 家的共同努力,最终在较短时间内解决了该电厂絮 凝沉淀池出水水质不合格的问题,保证了电厂调试 计划的顺利推进,也为今后处理类似问题积累了很 好的经验。 (上接第71页) a1 电手动时,当导叶开度大于开度给定3个开 度时,延时2 s。 b1 停机等待时,当导叶开度大于第1开度时, 延