摘要：针对某公司回用水站机械加速澄清池出水浊度、硬度长期超标的问题，通过研究，除硬方法由石灰法改进为石灰—烧碱法，且能有效利用现场闲置设备，无需新增设备投入；同时对絮凝剂、熟石灰的投加位置进行改变，最后成功解决问题。应用后年节约费用45.6万元。 关键词：机械加速澄清池 石灰法 石灰-烧碱法
1 前言
机械加速澄清池（下称机加池）是一种污泥循环型澄清池，利用机械搅拌的提升作用来完成污泥回流和接触反应。池体主要由第一反应室、第二反应室和分离室三部分组成[1]。并设有相应的进出水系统、排泥系统、搅拌机及调流系统及其他辅助设备。有处理效率高、单位面积产水量大、适应性较强、处理效果稳定等优点，被广泛应用于各领域的水处理系统中，一般作为双膜法的预处理系统。 某公司回用水站机加池却因出水硬度、浊度长期超标，导致后续多介质过滤器反洗周期短、
膜系统结垢严重、化学清洗频繁、膜元件使用寿命短，甚至影响到了正常的水处理负荷，因此研究解决该公司机加池出水水质超标对该公司的生产有着非常重要的意义。
2 系统概况及运行现状
2.1 系统概况
某公司为60万吨/年煤制甲醇项目，全厂有机污水经SBR生化工艺处理后与循环水站排污、脱盐水站反渗透浓水混合进入回用水站。回用水站工艺流程为：
上游来水→机加池→多介质过滤器→超滤→反渗透→产水池→外供
其中机加池设2座，采用石灰法除硬，设计出水硬度≤300mg/L，浊度≤5NTU。配套石灰加药系统一套，含30m3筒仓2台，加药泵2台；聚合硫酸铁加药系统一套，含10m3储罐1台，计量泵2台；碳酸钠加药系统一套，含1m3计量箱1台，计量泵2台；聚合氯化铝加药系统一套，含1m3计量箱1台，计量泵2台。
2.2 运行现状
食品罐
该机加池主要加药为：10%的聚合氯化铝水溶液投加在环形三角配水槽中，5%的熟石灰溶液投加在给水管至配水槽入口处。聚合硫酸铁加药系统因储罐太小，不便于购买药剂而闲置，碳酸钠加药系统因计量箱太小，无法满足生产需求而闲置。
机加池投运以来，硬度长期超标，严重时硬度、浊度高于进水。2018年硬度超标率为99.67%、浊度超标率为7.21%，2019年硬度超标率为79.50%、浊度超标率为16.21%，严重影响后系统的运行，多介质过滤器反洗周期短，超滤、反渗透化洗频繁，2019年曾一度造成反渗透膜结垢严重，不得不提前更换膜元件，大大增加了系统的运行成本。多次采取调整加药比例和加药量、增加排泥次数、在反应池里直接投加聚丙烯酰胺等措施，收效甚微。
3 原因分析
针对上述问题，多方面分析如下：
3.1 进水水质分析
2019年11月，对不同时段的进水水质进行取样化验，平均结果为总硬度6.78mmol/L，永硬
3.07mmol/L，暂硬3.24mmol/L，总碱度7.88mmol/L。从分析结果来看，进水暂硬和永硬各占50%、且镁硬高。
石灰法只适用于暂硬高、永硬低的水，且不要求深度软化的时候，熟石灰的过剩加药量为0.2～0.4mmol/L，该机加池进水加入熟石灰后只能去除50%的暂硬，无法去除永硬，但是过量的熟石灰会残留在水中，从而造成出水硬度超标。
3.2 加药位置合理性分析
包装盒fonmoo（1）聚合氯化铝的投加位置分析
聚合氯化铝需要形成大的絮体的时间较长，通常凝聚间断需要10~30s，絮凝时间需要10~15分钟[3]。本系统聚合氯化铝投加在环形三角配水槽中，距第一反应室中部约3.4米，算出该池的实际凝聚时间为1.7~2.2s左右，远低于正常的凝聚时间。分析认为絮凝时间不够是浊度超标的主要原因。
（2）熟石灰的投加位置分析
欧米伽3榨油机
本系统熟石灰的投加位置在进水管至配水槽入口处，2019年大检修时，从配水槽底部出水孔观察，进水管至配水槽入口处大部分被石灰堵死，不得不进行高压清洗。分析认为熟石灰的投加点不合理，造成配水槽堵塞、石灰投加管道堵塞、甚至进水管堵塞。
4 解决措施
土豆炮点火装置4.1 去除硬度方法的改进研究
4.1.1 烧杯实验及其结果
根据进水水质和现场实际条件，确定加药种类，通过烧杯实验确定其硬度去除效果，共进行了石灰、烧碱、石灰—烧碱、纯碱—烧碱组合实验，结果如下：
1.
硬度去除率：石灰法58.56%，纯碱-烧碱法79.65%，石灰-烧碱法69.75%，烧碱法93.84%。除石灰法外，其余方法出水硬度均低于300mg/L，能满足实际生产需求。
2.
从澄清效果来看，除烧碱法沉淀时间较长、出水浑浊外，其余方法均可。
3.
综合硬度去除效果、出水浊度来看，纯碱-烧碱法、石灰-烧碱法可以满足生产需求。
4.1.2 运行费用对比
按照熟石灰540元/吨，纯碱2000元/吨，烧碱1100元/吨价格计算，各方法运行费用为：石灰法为0.13元/吨，纯碱-烧碱法2.15元/吨，石灰-烧碱法1.1元/吨，烧碱法1.67元/吨。虽然石灰法的运行费用最低，但石灰法硬度去除效果不满足生产需求无法使用。
4.1.3 现场条件评估
根据烧杯实验结果，纯碱-烧碱法和石灰-烧碱法均能达到硬度去除效果，按照进水量计算日加药量，采用纯碱-烧碱法时，纯碱的小时加药量为295kg/h，配成5%的水溶液需要5.9m3/h，但现场只有1m3的纯碱计量箱，不进行技改则无法满足生产需求。
采用石灰-烧碱法时，石灰可用现有石灰加药装置，烧碱可使用闲置的聚合硫酸铁储罐、碳
酸钠计量箱、碳酸钠计量泵作为投加装置，无需新增设备，且10m3的储罐能满足3天的使用周期。
4.1.4 反应机理分析
从石灰-烧碱法联合除硬度的反应原理[2]来看，加入烧碱后，不仅可与暂硬反应，而且能去除镁硬度，因此较石灰法去除硬度的效果更好。
宽带接入服务器4.1.5 结论
从硬度去除效果、澄清效果、运行费用对比结果、现场实际情况评估、反应机理来看石灰-烧碱法既能满足除硬需求，运行费用较低，且可以利用闲置设备，无需进行技改即可投入使用。
4.2 改变加药位置
通过3.2条分析，该机加池的熟石灰、聚合氯化铝的投加位置都不合理，通过计算和观察，加药位置改变如下：
（1）聚合氯化铝由原来的环形三角配水槽中改为进水管上加药，延长药剂与进水的反应时间。
（2）熟石灰加药位置由原来的给水管至配水槽入口处改至第一反应室，彻底解决配水槽、进水管、加药管堵塞问题，保证水流畅通。
5 效果验证
2020年1月份开始在一台机加池进行试用，试用3个月效果较好，随后推广至两台池应用，其应用效果主要体现在以下几方面：
5.1 机加池出水水质合格率大幅提升
通过改变机加池除硬方法、药剂投加位置后，机加池出水硬度、浊度合格率由2018年的0.33%，92.79%上升至2021年的99.63%，98.82%。
5.2 机加池出水pH值降低
采用石灰-烧碱除硬法后，机加池出水pH值由11.0~11.5降至10.0~10.5。出水pH的降低不缺氧池
仅解决了后续水池、管线的结垢问题，并节省了盐酸投加量，年节约药剂费8.9万元。
5.3 后系统清洗周期延长
采用石灰-烧碱法除硬后，后系统的运行情况如下：
（1）多介质过滤器的反洗周期由8h延长至22~24h，节约反洗用水4.86m3/h，年节约水费20.9万元。
（2）超滤的化洗周期由15.95d延长至71.25d左右，年节约化洗费3.5万元。
（3）反渗透的化洗周期由8.86d延长至28.75d左右，年节约化清费5.1万元。
5.4 污泥产生量降低
采用石灰-烧碱法除硬后，因过量投加的熟石灰量减少，因此产生的污泥量由9t/d减少至4t/d，年节约污泥处理费7.2万元。
6 结论
针对某公司回用水站机加池出水浊度、硬度长期超标的问题，通过研究，除硬方法由石灰法改进为石灰-烧碱法，且能有效利用现场闲置设备，无需新增设备投入；同时对絮凝剂、熟石灰的投加位置进行改变，最后成功解决问题，硬度合格率由原来的0.33%上升至99.7%，浊度的合格率由83.79%上升至98.8%，并实现降本增效45.6万元。
参考文献：
[1]上海市政工程研究院主编，给水排水设计手册.第3册.城镇给水（第二版），北京：中国建筑工业出版社，2003:547-551.
[2]上海市政工程研究院主编，给水排水设计手册.第4册.工业给水处理（第二版），北京：中国建筑工业出版社，2003:54-55.
豫公网安备41160202000603
站长QQ:729038198
关于我们
投诉建议