某自备电厂生产废水回用预处理工艺优化

3.1.3PAM投加量优选试验

取一定量的试验水样放入6个1000mL的烧杯中，分别加入400mg/L石灰、10mg/LPFS以及不同剂量的PAM进行试验，试验结果如图4所示。

图4 PAM有效投加量试验结果

由图4可见，助凝剂PAM投加量为0.20mg/L时出水浊度最低，继续提高助凝剂的投加量，出水浊度反而上升。因此，助凝剂PAM投加量可选择0.20mg/L。另外，试验过程中添加助凝剂后，矾花明显变大，沉降速度加快。

根据以上试验结果，确定石灰软化预处理工艺的最佳工况为：石灰、PFS、助凝剂PAM添加量分别为400、10、0.20mg/L。

3.2超滤预处理工艺试验

在石灰软化最佳工况下水样的pH值升高至10.50左右，在进入超滤处理单元之前，需加酸将水样的pH值调低，以降低后续反渗透的结垢倾向。试验通过改变加酸调节pH值与进入高效纤维过滤器顺序得到不同的预处理效果，以超滤产水的SDI值和浊度作为评价标准，实验结果见表3。

由表3可见：采用工艺1，后续超滤产水的SDI偏高，不能满足反渗透进水要求；而采用工艺2即石灰混凝澄清处理出水经过高效纤维过滤器，再调节pH值，超滤出水能满足后续反渗透系统进水SDI<3的要求。

表3超滤预处理工艺试验结果

这可能是由于：在加酸调节pH值的过程中，由于酸的加入降低了水的pH值，部分析出且未完全沉降的有机物絮体发生了溶解，影响了水中CaCO3等胶体团块的增长，因而减小了混凝-软化过程的速率；同时，水中投加混凝剂后，CaCO3等胶体形成粗分散颗粒沉淀需要较长的时间，工艺1未将沉淀物质充分分离，混凝过程不完全，水中残留的杂质含量较高，导致出水SDI增大，加剧了后续膜污堵的风险。因此，根据试验结果，建议采用工艺2作为该厂超滤预处理工艺。采用工艺2后超滤产水主要水质指标见表4。

表4超滤产水主要水质指标

由表4可知，石灰软化处理能去除水中的暂时硬度，却不能降低水中的永久硬度。原水经石灰软化后可将碱度降至较低水平，出水可通过加酸调节pH值达到7~8，出水碱度小于1mmol/L，在碱度较低的情况下，残留的硬度不会导致反渗透结垢。

4结论与建议

本文依据某自备电厂循环水排污水和纯水站反渗透浓水水质及该厂现有水处理系统的特点设计了废水回用方案，并通过石灰软化预处理试验和超滤预处理试验，确定了软化药剂最佳投加量和超滤预处理工艺路线。

1）采用该厂生产副产品CaO作为软化剂进行石灰-混凝澄清试验时，出水水质较好，在最佳试验条件下，PFS加药量为10mg/L、CaO有效加药量为400mg/L、助凝剂PAM加药量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%，浊度的去除效果也相对较好。

2）将循环水排污水与反渗透浓水混合水样经石灰软化-高效纤维过滤器处理后，再加酸调节pH值至8.30，该水作为超滤进水的运行工况下，超滤产水满足反渗透装置的水质要求。

3）对反渗透进水采用石灰-混凝澄清工艺作为软化预处理工艺时，应通过模拟实验来确定石灰-混凝处理的条件及相关预处理的步骤，否则可能会加剧后续膜系统的污堵。

4）在电厂实际运行中，建议澄清池出水先经过滤处理，待水质相对稳定后，再调节pH值，以确保加酸量和pH值的精确控制。另外，对于实际生产中遇到的过滤器结垢问题，可采用过滤器反洗加酸的形式进行反洗。

5）由于不同地区电厂的水源水水质差别较大，因此各厂节水和废水治理技术路线应从电厂的实际出发，建议开展相关工艺模拟试验研究，为电厂节水和废水治理方案的制定提供依据。

延伸阅读：

火力发电厂废水零排放工艺综述

燃煤电厂末端废水零排放工艺路线研究