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本课题“火电厂循环冷却废水处理工艺研究”是重庆市科委“三峡库区水体污染控制与治理”专项—火力发电厂“水系统零排放改造技术”研究与示范”课题的一部分。研究以开发高效能、低投资、低成本的循环冷却废水处理工艺为目的,提出了“无烟煤-稀土瓷砂”双层滤料过滤,再进行弱酸阳离子交换处理工艺。装置设计流量为5T/d,其中包含了混合、絮凝、沉淀、过滤以及弱酸阳离子交换等处理单元。本论文主要从“无烟煤-稀土瓷砂”双层滤料过滤滤柱的过滤速度、滤柱反冲洗、弱酸阳离子交换柱过滤速度等方面进行了实验研究,考察此工艺的处理效果,并进行了实例工程的设计计算。
研究得出的主要结论如下:
①无烟煤-稀土瓷砂双层均质滤料过滤可去除大部分悬浮物,弱酸阳离子交换法可去除大部分碱度和硬度。两工艺联用处理火电厂循环冷却排污水,出水水质完全可满足回用要求。参数设置为:快速混合,絮凝阶段PAC投加量8mg/L,PAM投加量1.5mg/L,搅拌速度100r/min,过滤速度6~16m/h,弱酸阳离子交换柱过滤速度25~45m/h。经试验测定出水水质可达到浊度小于1NTU,硬度小于20mg/L,Cl-一般可以保持在小于20mg/L。
②弱酸阳离子交换柱出水pH较低,若直接回用,为防止对进水构筑物以及设备造成腐蚀,需与循环冷却排污水进行混合,使符合循环冷却排污水补充水进水pH要求。原水:阳离子交换出水比例大于2∶l时,pH可达到7.0左右。取3∶1,即原水75%阳离子交换出水25%,可满足回用。
③本装置进行较高浊水过滤时,浊度去除率可达99%以上,处理出水浊度为0.25~0.53NTU,比低浊水处理效果更好。
④本工艺不能降低Cl-等阴离子含量,对于CI-含量特别高的水质或者水资源匮乏地区,可以考虑增加阴离子交换处理,以降低CI-浓度,并可以进一步降低浊度。但要注意,若水中S042-含量很高,则用弱酸阳离子树脂处理是不适宜的,可以选用强酸阳离子树脂。
⑤在试验中,取的滤速比较高,16m/h过滤滤速下浊度去除率依然可以达到90%以上。但实例工程设计计算中,为保险起见,选用了12m/h过滤速度。采用滤池数N=4,强制校核滤速为16m/h,这样过滤出水水质依然可以得到保证。
总之,“无烟煤-稀土瓷砂”双层滤料过滤,再进行弱酸阳离子交换处理工艺联用处理循环冷却废水,出水水质可满足回用要求。