培训资料-工艺部分-西宁-张苇-20130716-Rev01

西宁市再生水利用一期工程培训资料工艺部分（初版）北京新源国能科技有限公司2013年7月西宁市再生水利用一期工程——培训手册1项目概况________________________________________________________________12工艺参数________________________________________________________________12.1项目进、出水水质______________________________________________________12.2水处理系统工艺流程____________________________________________________32.2.1工业企业再生水工艺流程：_________________________________________32.2.2宁湖景观水工艺流程：_____________________________________________32.3工艺流程______________________________________________________________33工艺介绍及运行要点______________________________________________________43.1再生水工艺流程系统____________________________________________________43.1.1混合反应沉淀池___________________________________________________43.1.2纤维滤池________________________________________________________103.1.3自清洗丝网过滤器________________________________________________143.1.4循环水废水超滤系统______________________________________________153.1.5反渗透系统______________________________________________________203.2景观水系统___________________________________________________________303.2.1曝气生物滤池工艺________________________________________________303.2.2混合反应沉淀池（混合反应沉淀池）________________________________364项目培训计划表_________________________________________________________361项目概况本工程主要为西宁东川经济技术开发区亚洲硅业、黄河上游新能源等公司提供工业用水、城市绿化用水、浇洒道路用水和宁湖景观补充水。

工业用水水量27000m3/d；城市绿化用水、浇洒道路用水和宁湖景观补充水流量8000m3/d。

2工艺参数2.1项目进、出水水质本工程水源取自西宁市第三污水处理厂的出水，其水质为《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）中的一级标准，如下表：序号项目单位设计进水水质1化学需氧量COD Cr mg/L≤602生化需氧量BOD5mg/L≤203悬浮物SS mg/L≤204动植物油mg/L≤35石油类mg/L≤36阴离子表面活性剂mg/L≤17总氮（以N计）mg/L≤208氨氮（以N计）mg/L≤8（15）9总磷（以P计）mg/L≤110色度度≤3011pH——6~912粪大肠菌群数个/L1000013溶解性总固体TDS mg/L200014铁mg/L0.315锰mg/L0.116氯离子mg/L25017二氧化硅（SiO2）mg/L1518总硬度（以CaCO3计）mg/L60019总碱度（以CaCO3计）mg/L350序号项目单位设计进水水质20硫酸盐mg/L40021电导率µs/cm3000序号项目单位设计出水水质1pH值—— 6.5~8.52浊度NTU≤13色度度≤154生化需氧量（BOD5）mg/L≤105化学需氧量（COD Cr）mg/L≤506铁mg/L≤0.37锰mg/L≤0.18氯离子mg/L≤309二氧化硅（SiO2）mg/L≤5010总硬度（以CaCO3计）mg/L≤3011总碱度（以CaCO3计）mg/L≤3012硫酸盐mg/L≤3013氨氮（以N计）mg/L≤814总磷（以P计）mg/L≤0.515溶解性总固体mg/L≤10016石油类mg/L≤117阴离子表面活性剂mg/L≤0.518余氯mg/L≥0.0519粪大肠菌群个/L≤100020电导率µs/cm≤150宁湖景观水设计出水水质依据《城市污水再生利用·景观环境用水水质》（GB/T18921―2002），设计水温：10℃，具体如下表：序号项目单位设计出水水质1pH值（无量纲）6~92五日生化需氧量（BOD5）mg/L≤63悬浮物（SS）mg/L≤104浊度NTU——5溶解氧mg/L≥1.56总磷（以P计）mg/L≤0.57总氮mg/L≤158氨氮（以N计）mg/L≤59粪大肠菌群个/L1000010余氯mg/L0.0511色度度≤3012石油类mg/L≤113阴离子表面活性剂mg/L≤0.52.2水处理系统工艺流程2.2.1工业企业再生水工艺流程：三污来水→混合反应沉淀池→纤维滤池→双膜净水间→再生水池→外送管网。

2.2.2宁湖景观水工艺流程：三污来水→曝气生物滤池→混合反应沉淀池→纤维滤池→再生水池→宁湖景观用水2.3工艺流程两路系统工艺流程及水量分配请参见下页流程图。

3工艺介绍及运行要点3.1再生水工艺流程系统3.1.1混合反应沉淀池3.1.1.1混合反应沉淀池的原理由于理论上的重大突破，“混合反应沉淀池”技术实现了高效率的混合、反应、沉淀，从而保证了高效率的除浊与高质量的供水。

目前，该技术已广泛应用于中国南北方的江、河、湖泊水的处理，尤其适合对重金属离子较高、硬度、碱度较高的水进行处理。

主要包含以下几部分工艺单元：混合工艺絮凝反应工艺沉淀工艺（1）混合工艺药剂混合扩散机理药剂的在水体中的混合扩散是絮凝反应重要的准备，该工艺过程实现的良莠会直接影响到下一步絮凝反应工艺的效果。

混合的过程也就是混凝剂水解产物在原水水体中扩散的过程，良好的混合应当是让混凝剂水解产物迅速地扩散到水体中的每一个细部，使所有胶体颗粒几乎在同一瞬间脱稳并凝聚，这样才能得到好的絮凝效果。

混合问题的实质是混凝剂水解产物在水中的扩散。

使水中胶体颗粒同时脱稳发生凝聚，是取得好的絮凝效果的先决条件，也是节省投药量的关键。

混凝剂水解产物在混合设备中的扩散应分为两个过程：(1)宏观扩散，即混凝剂水解产物扩散到水体各个宏观部位，其扩散系数很大，这部分扩散是由水体的宏观流动——主要是大涡旋的动力作用完成的，因而宏观扩散可以短时间内实现；(2)亚微观扩散，即混凝剂水解产物在极邻近部位的扩散，这部分扩散的扩散系数比宏观扩散小几个数量级。

亚微观扩散的实质是层流扩散。

因此使混凝剂水解产物扩散到水体每一个细部是很困难的。

在水处理反应中亚微观扩散是起决定性作用的动力学因素。

亚微观扩散究其实质是层流扩散，其扩散规律与用蜚克定律描写的宏观扩散规律完全不同。

在湍动水流中亚微观传质主要是由惯性效应导致的物质迁移造成的，特别是湍流微涡旋的离心惯性效应。

在低温低浊水中，固体颗粒少，颗粒尺度小，有机物含量相对较高，矾花比重小。

同时，由于水的温度低，水中的布朗运动也会减弱，从颗粒尺度分布来看也相对偏低，加之低温时药剂吸附架桥能力下降，这些都给絮凝带来困难。

这种情况下更需要均匀快速高强度地实现亚微观扩散，混合反应沉淀池恰好满足了这一需要。

对高浊水来说，颗粒碰撞已不成问题，但在这种情况下混凝剂的亚微观扩散阻力大幅度增加。

传统方法很难使亚微观传质在混合设备中完成。

如果混合工艺实施不当，局部水体会出现过反应情况，而其它地方则反应不足，致使絮凝效果恶化，以致于矾花沉降性能变坏，使得高浊水处理成为难题。

混合反应沉淀池由于能在各种情况下迅速完成药剂的亚微观扩散，同时均匀的混凝剂分布为下一步的絮凝反应实现了充分的准备，故此对高浊水处理也十分有效。

（2）反应工艺絮凝反应机理絮凝是给水处理的最重要的工艺环节，滤池出水水质主要是由絮凝效果决定的。

传统廊道反应、回转孔室反应以及回转组合式隔板反应的絮凝工艺，水在设备中停留20～30分钟，水中尚有很多絮凝不完善的小颗粒。

近年来，国内出现了普通网格反应；国外推出了折板式、波形板以及机械搅拌反应设备，使絮凝效果有了比较明显地改善。

但由于人们对絮凝的动力学本质认识不清楚，也就妨碍了絮凝效果的进一步提高。

絮凝长大过程是微小颗粒接触与碰撞的过程。

絮凝效果的好坏取决于下面两个因素：一是混凝剂水解后产生的高分子络合物形成吸附架桥的联结能力，这是由混凝剂的性质决定的；二是微小颗粒碰撞的几率和如何控制它们进行合理的有效碰撞，这是由设备的动力学条件所决定的。

导致水流中微小颗粒碰撞的动力学致因是什么，人们一直未认识清楚。

水处理工程学科认为速度梯度是水中微小颗粒碰撞的动力学致因。

按照这一理论，要想增加碰撞几率就必须增加速度梯度，增加速度梯度就必须增加单位水体的能耗，也就是增加絮凝池的流速。

但是絮凝过程是速度受限过程，随着矾花的长大，水流速度应不断减少。

絮凝的动力学致因是惯性效应。

因为水是连续介质，水中的速度分布是连续的，没有任何跳跃，水中两个质点相距越近其速度差越小，当两个质点相距为无穷小时，其速度差亦为无穷小，即无速度差。

水中的颗粒尺度非常小，比重又与水相近，故此在水流中的跟随性很好。

如果这些颗粒随水流同步运动，由于没有速度差就不会发生碰撞。

由此可见要想使水流中颗粒相互碰撞，就必须使其与水流产生相对运动，这样水流就会对颗粒运动产生水力阻力。

由于不同尺度颗粒所受水力阻力不同，所以不同尺度颗粒之间就产生了速度差。

这一速度差为相邻不同尺度颗粒的碰撞提供了条件。

如何让水中颗粒与水流产生相对运动呢？最好的办法是改变水流的速度。

因为水的惯性（密度）与颗粒的惯性（密度）不同，当水流速度变化时它们的速度变化（加速度）也不同，这就使得水与其中固体颗粒产生了相对运动。

为相邻不同尺度颗粒碰撞提供了条件。

这就是惯性效应的基本理论。

改变速度方法有两种：一是改变水流时平均速度大小。