CN110156275A - 一种环境友好型循环水旁流生物处理系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种环境友好型循环水旁流生物处理系统及方法，包括循环水来水管道、循环水补水高效纤维过滤器、循环水补充管道、循环水冷却塔、过滤器反洗水管道、离心式污泥浓缩器、循环水旁流过滤出水管路、生物膜过滤器、页岩陶粒过滤器、过滤器出水管道、碳源补充箱、生物补充箱、循环水旁流过滤回水管路、生物过滤回水管路、页岩陶粒过滤器反洗水管路、浓缩池上清液回水管路、循环水排污管道，该系统及方法能够实现电厂循环水的阻垢、防腐及杀菌，保证循环水系统的安全稳定运行，且不会对环境造成二次污染。
Description
技术领域
本发明属于节能环保领域，涉及一种环境友好型循环水旁流生物处理系统及方法。
背景技术
近几年，国家强化了工业节水和排水管控力度，水污染的防治也一度成为限制工业发展的首要问题，迫使人们进一步探索节水和减少污染排放的水处理技术。其中，电厂用水量占总工业用水量的20％左右，其循环冷却水系统需消耗60％至80％的水量。那么，要从根本上实现电厂废水的零排放，电厂的水处理工作重点应放在循环冷却水的化学处理。循环冷却水在运行过程中会对设备造成腐蚀、结垢、生物黏泥危害。在运行过程中，提高循环水浓缩倍率能够有效地减少电厂用排水量，对节水减排的实现有良好的促进效果，在保证水资源节约的同时，带来了巨大的经济与社会效益。然而，过高的浓缩系数会加重结垢和腐蚀现象，这也对循环冷却水处理技术提出了更严格的要求。
目前，电厂循环水水质控制方法普遍采用化学方法和物理方法两大类。其中，化学法包括加水稳剂、加酸加阻垢剂、弱酸树脂交换法等；物理法包括磁化水处理、静电水处理等。传统的化学方法，依靠向循环冷却水中添加一定量的化学药剂来解决结垢、腐蚀、微生物繁衍等问题，其效果看似明显，但是其投资较大、运行费用高、管理难度大，容易对设备造成腐蚀，同时改变了水中的化学成分而容易对环境造成二次污染。电磁阻垢技术虽有无毒无污染、操作简便的优势，但在其机理和阻垢效果方面仍然需要进一步的研究。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种环境友好型循环水旁流生物处理系统及方法，该系统及方法能够实现电厂循环水的阻垢、防腐及杀菌，保证循环水系统的安全稳定运行，且不会对环境造成二次污染。
为达到上述目的，本发明所述的环境友好型循环水旁流生物处理系统包括循环水来水管道、循环水补水高效纤维过滤器、循环水补充管道、循环水冷却塔、过滤器反洗水管道、离心式污泥浓缩器、循环水旁流过滤出水管路、生物膜过滤器、页岩陶粒过滤器、过滤器出水管道、碳源补充箱、生物补充箱、循环水旁流过滤回水管路、生物过滤回水管路、页岩陶粒过滤器反洗水管路、浓缩池上清液回水管路、循环水排污管道；
循环水来水管道与循环水补水高效纤维过滤器的入口相连通，循环水补水高效纤维过滤器的产水口通过循环水补充管道与循环水冷却塔底部的塔池相连通，循环水补水高效纤维过滤器的反洗水出口经过滤器反洗水管道与离心式污泥浓缩器相连通；
循环水冷却塔底部塔池的出口经循环水旁流过滤出水管路与生物膜过滤器的进水口相连通，生物膜过滤器的出水口与页岩陶粒过滤器的进水口相连通，页岩陶粒过滤器的出水口经过滤器出水管道及循环水旁流过滤回水管路与循环水冷却塔底部的塔池相连通；
生物过滤回水管路分别与循环水旁流过滤回水管路和循环水旁流过滤出水管路相连通，页岩陶粒过滤器反洗水管路与离心式污泥浓缩器的进水口及页岩陶粒过滤器的反洗水出口相连通，离心式污泥浓缩器的上清液出口经浓缩池上清液回水管路与循环水来水管道相连通；循环水冷却塔底部塔池的排水口与循环水排污管道相连通；
杀菌剂投加箱的出口经杀菌剂加药泵与循环水冷却塔底部的塔池相连通；
碳源补充箱的出口经碳源补充泵与生物膜过滤器的碳源入口相连通，生物补充箱的出口经生物补充泵与生物膜过滤器的生物补充接口相连通。
循环水旁流过滤出水管路上设置有旁流过滤流量泵。
循环水旁流过滤回水管路上设置有浊度监测仪、在线COD检测仪及循环水旁流过滤回水阀。
生物过滤回水管路上设有生物过滤回水阀。
循环水排污管道上设置有在线电导表和循环水排污阀。
离心式污泥浓缩器的污泥出口连通有脱水后污泥外排管道。
本发明所述的环境友好型循环水旁流生物处理方法包括以下步骤：
1)原水由循环水来水管道经循环水补水高效纤维过滤器去除水中的悬浮物，使得循环水补水高效纤维过滤器出水的浊度控制在12NTU以下，循环水补水高效纤维过滤器输出的循环水作为冷却塔补水进入到循环水冷却塔中；
2)启动杀菌剂加药泵，将杀菌剂投加箱中的复合杀菌剂自动投加至循环水冷却塔中，通过复合杀菌剂对循环水冷却塔中的循环水进行杀菌处理，消灭循环水中的土著菌群，促进后续生物药剂的优势生长；
3)循环水冷却塔中的循环水通过循环水旁流过滤出水管路，在旁流过滤流量泵的作用下进入生物膜过滤器中，利用生物补充泵将生物补充箱中的生物药剂投加至生物膜过滤器中，同时通过碳源补充泵将碳源补充箱中的碳源自动投加至生物膜过滤器中，使得生物药剂在循环水环境下进行生长繁殖，从而使得生物膜过滤器中滤料的表面形成生物膜，待生物膜形成后，充分发挥生物药剂中具有絮凝能力菌群产生的物质，将循环水中的胶体和悬浮物小颗粒聚集沉淀，以降低循环水的浊度和悬浮物，另外，通过对循环水pH的控制，以溶蚀碳酸钙，起到阻垢的作用；生物药剂中的菌群通过繁殖消耗循环水中的有机物、溶解氧及氮磷，使得循环水的COD含量满足系统运行要求；
4)生物膜过滤器输出的循环水进入到页岩陶粒过滤器中，利用页岩陶粒的多孔吸附性对循环水进行过滤处理，以捕捉脱落的微生物黏泥及经絮凝作用生成的污泥；
5)页岩陶粒过滤器输出的循环水经过滤器出水管道进入到循环水旁流过滤回水管路中，通过在线COD检测仪和浊度监测仪对循环水旁流过滤回水管路内的循环水进行品质监测，当循环水的COD及浊度指标不能满足要求时，则将不合格的循环水通过生物过滤回水管路送回至生物膜过滤器中，重新进行处理，直至循环水的COD及浊度指标满足要求为止；当循环水旁流过滤回水管路内循环水的水质合格时，则将处理合格的循环水通过循环水旁流过滤回水管路返回至循环水冷却塔中。
本发明具有以下有益效果：
本发明所述的环境友好型循环水旁流生物处理系统及方法在具体操作时，通过杀菌剂投加箱输出的复合杀菌剂对循环水冷却塔中的循环水进行杀菌处理，消灭循环水中的土著菌群，循环水冷却塔输出的循环水进入到生物膜过滤器中，同时向循环水中投加碳源及生物药剂，使得生物药剂中的生物菌群在循环水环境下进行生长繁殖，从而使得生物膜过滤器中滤料的表面形成生物膜，待生物膜形成后，充分发挥生物药剂中具有絮凝能力菌群产生的物质，将循环水中的胶体和悬浮物小颗粒聚集沉淀，以降低循环水的浊度和悬浮物，生物药剂中的菌群通过繁殖消耗循环水中的有机物、溶解氧及氮磷，使得循环水的COD含量满足系统运行要求，以实现循环水的阻垢、防腐及杀菌目的，结构简单，操作方便，能够有效地保证循环水系统的安全稳定运行，且不会对环境造成二次污染，具有较大的经济与社会效益。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
其中，1为循环水来水管道、2为循环水补水高效纤维过滤器、3为循环水补充管道、4为过滤器反洗水管道、5为离心式污泥浓缩器、6为循环水冷却塔、7为循环水旁流过滤出水管路、8为旁流过滤流量泵、9为生物膜过滤器、10为页岩陶粒过滤器、11为过滤器出水管道、12为循环水旁流过滤回水管路、13为浊度监测仪、14为在线COD检测仪、15为循环水旁流过滤回水阀、16为生物过滤回水管路、17为生物过滤回水阀、18为页岩陶粒过滤器反洗水管路、19为浓缩池上清液回水管路、20为脱水后污泥外排管道、21为碳源补充箱、22为碳源补充泵、23为生物补充箱、24为生物补充泵、25为杀菌剂投加箱、26为杀菌剂加药泵、27为循环水排污管道、28为循环水排污阀、29为在线电导表。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细描述：
参考图1，本发明所述的环境友好型循环水旁流生物处理系统包括循环水来水管道1、循环水补水高效纤维过滤器2、循环水补充管道3、循环水冷却塔6、过滤器反洗水管道4、离心式污泥浓缩器5、循环水旁流过滤出水管路7、生物膜过滤器9、页岩陶粒过滤器10、过滤器出水管道11、碳源补充箱21、生物补充箱23、循环水旁流过滤回水管路12、生物过滤回水管路16、页岩陶粒过滤器反洗水管路18、浓缩池上清液回水管路19、循环水排污管道27；循环水来水管道1与循环水补水高效纤维过滤器2的入口相连通，循环水补水高效纤维过滤器2的产水口通过循环水补充管道3与循环水冷却塔6底部的塔池相连通，循环水补水高效纤维过滤器2的反洗水出口经过滤器反洗水管道4与离心式污泥浓缩器5相连通；循环水冷却塔6底部塔池的出口经循环水旁流过滤出水管路7与生物膜过滤器9的进水口相连通，生物膜过滤器9的出水口与页岩陶粒过滤器10的进水口相连通，页岩陶粒过滤器10的出水口经过滤器出水管道11及循环水旁流过滤回水管路12与循环水冷却塔6底部的塔池相连通；生物过滤回水管路16分别与循环水旁流过滤回水管路12和循环水旁流过滤出水管路7相连通，页岩陶粒过滤器反洗水管路18与离心式污泥浓缩器5的进水口及页岩陶粒过滤器10的反洗水出口相连通，离心式污泥浓缩器5的上清液出口经浓缩池上清液回水管路19与循环水来水管道1相连通；循环水冷却塔6底部塔池的排水口与循环水排污管道27相连通；杀菌剂投加箱25的出口经杀菌剂加药泵26与循环水冷却塔6底部的塔池相连通；碳源补充箱21的出口经碳源补充泵22与生物膜过滤器9的碳源入口相连通，生物补充箱23的出口经生物补充泵24与生物膜过滤器9的生物补充接口相连通。
循环水旁流过滤出水管路7上设置有旁流过滤流量泵8；循环水旁流过滤回水管路12上设置有浊度监测仪13、在线COD检测仪14及循环水旁流过滤回水阀15；生物过滤回水管路16上设有生物过滤回水阀17；循环水排污管道27上设置有在线电导表29和循环水排污阀28；离心式污泥浓缩器5的污泥出口连通有脱水后污泥外排管道20。
本发明所述的环境友好型循环水旁流生物处理方法包括以下步骤：
1)原水由循环水来水管道1经循环水补水高效纤维过滤器2去除水中的悬浮物，使得循环水补水高效纤维过滤器2出水的浊度控制在12NTU以下，循环水补水高效纤维过滤器2输出的循环水作为冷却塔补水进入到循环水冷却塔6中，循环水补水高效纤维过滤器2在过滤过程中产生的反洗水利用离心式污泥浓缩器5进行固液分离处置；
2)启动杀菌剂加药泵26，将杀菌剂投加箱25中的复合杀菌剂自动投加至循环水冷却塔6中，通过复合杀菌剂对循环水冷却塔6中的循环水进行杀菌处理，消灭循环水中的土著菌群，促进后续生物药剂的优势生长，在投加生物水稳剂处理后，停止氧化性杀菌剂以及缓蚀阻垢剂的投加；
3)循环水冷却塔6中的循环水通过循环水旁流过滤出水管路7，在旁流过滤流量泵8的作用下进入生物膜过滤器9中，利用生物补充泵24将生物补充箱23中的生物药剂投加至生物膜过滤器9中，同时通过碳源补充泵22将碳源补充箱21中的碳源自动投加至生物膜过滤器9中，使得生物药剂在循环水环境下进行生长繁殖，从而使得生物膜过滤器9中滤料的表面形成生物膜，待生物膜形成后，充分发挥生物药剂中具有絮凝能力菌群产生的物质，将循环水中的胶体和悬浮物小颗粒聚集沉淀，以降低循环水的浊度和悬浮物，另外，通过对循环水pH的控制，以溶蚀碳酸钙，起到阻垢的作用；生物药剂中的菌群通过繁殖消耗循环水中的有机物、溶解氧及氮磷等营养源，使得循环水的COD含量满足系统运行要求；
4)生物膜过滤器9输出的循环水进入到页岩陶粒过滤器10中，利用页岩陶粒的多孔吸附性对循环水进行过滤处理，以捕捉脱落的微生物黏泥及经絮凝作用生成的污泥；
5)页岩陶粒过滤器10输出的循环水经过滤器出水管道11进入到循环水旁流过滤回水管路12中，通过在线COD检测仪14和浊度监测仪13对循环水旁流过滤回水管路12内的循环水进行品质监测，当循环水的COD及浊度指标不能满足要求时，关闭循环水旁流过滤回水阀15，将不合格的循环水通过生物过滤回水管路16送回至生物膜过滤器9中，重新进行处理，直至循环水的COD及浊度指标满足要求为止；当循环水旁流过滤回水管路12内循环水的水质合格时，则关闭生物过滤回水阀17，打开循环水旁流过滤回水阀15，将处理合格的循环水通过循环水旁流过滤回水管路12返回至循环水冷却塔6中；页岩陶粒过滤器10的反洗水及循环水补水高效纤维过滤器2的反洗水进入到离心式污泥浓缩器5中进行泥水分离，其中，分离出来的上清液通过浓缩池上清液回水管路19送入循环水来水管道1中作为循环水补充水重复利用，分离出来的污泥经脱水后污泥外排管道20排出。
Claims (7)
1.一种环境友好型循环水旁流生物处理系统，其特征在于，包括循环水来水管道(1)、循环水补水高效纤维过滤器(2)、循环水补充管道(3)、循环水冷却塔(6)、过滤器反洗水管道(4)、离心式污泥浓缩器(5)、循环水旁流过滤出水管路(7)、生物膜过滤器(9)、页岩陶粒过滤器(10)、过滤器出水管道(11)、碳源补充箱(21)、生物补充箱(23)、循环水旁流过滤回水管路(12)、生物过滤回水管路(16)、页岩陶粒过滤器反洗水管路(18)、浓缩池上清液回水管路(19)及循环水排污管道(27)；
循环水来水管道(1)与循环水补水高效纤维过滤器(2)的入口相连通，循环水补水高效纤维过滤器(2)的产水口通过循环水补充管道(3)与循环水冷却塔(6)底部的塔池相连通，循环水补水高效纤维过滤器(2)的反洗水出口经过滤器反洗水管道(4)与离心式污泥浓缩器(5)相连通；
循环水冷却塔(6)底部塔池的出口经循环水旁流过滤出水管路(7)与生物膜过滤器(9)的进水口相连通，生物膜过滤器(9)的出水口与页岩陶粒过滤器(10)的进水口相连通，页岩陶粒过滤器(10)的出水口经过滤器出水管道(11)及循环水旁流过滤回水管路(12)与循环水冷却塔(6)底部的塔池相连通；
生物过滤回水管路(16)分别与循环水旁流过滤回水管路(12)和循环水旁流过滤出水管路(7)相连通，页岩陶粒过滤器反洗水管路(18)与离心式污泥浓缩器(5)的进水口及页岩陶粒过滤器(10)的反洗水出口相连通，离心式污泥浓缩器(5)的上清液出口经浓缩池上清液回水管路(19)与循环水来水管道(1)相连通；循环水冷却塔(6)底部塔池的排水口与循环水排污管道(27)相连通；
杀菌剂投加箱(25)的出口经杀菌剂加药泵(26)与循环水冷却塔(6)底部的塔池相连通；
碳源补充箱(21)的出口经碳源补充泵(22)与生物膜过滤器(9)的碳源入口相连通，生物补充箱(23)的出口经生物补充泵(24)与生物膜过滤器(9)的生物补充接口相连通。
2.根据权利要求1所述的环境友好型循环水旁流生物处理系统，其特征在于，循环水旁流过滤出水管路(7)上设置有旁流过滤流量泵(8)。
3.根据权利要求1所述的环境友好型循环水旁流生物处理系统，其特征在于，循环水旁流过滤回水管路(12)上设置有浊度监测仪(13)、在线COD检测仪(14)及循环水旁流过滤回水阀(15)。
4.根据权利要求1所述的环境友好型循环水旁流生物处理系统，其特征在于，生物过滤回水管路(16)上设有生物过滤回水阀(17)。
5.根据权利要求1所述的环境友好型循环水旁流生物处理系统，其特征在于，循环水排污管道(27)上设置有在线电导表(29)和循环水排污阀(28)。
6.根据权利要求1所述的环境友好型循环水旁流生物处理系统，其特征在于，离心式污泥浓缩器(5)的污泥出口连通有脱水后污泥外排管道(20)。
7.一种环境友好型循环水旁流生物处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)原水由循环水来水管道(1)经循环水补水高效纤维过滤器(2)去除水中的悬浮物，使得循环水补水高效纤维过滤器(2)出水的浊度控制在12NTU以下，循环水补水高效纤维过滤器(2)输出的循环水作为冷却塔补水进入到循环水冷却塔(6)中；
2)启动杀菌剂加药泵(26)，将杀菌剂投加箱(25)中的复合杀菌剂自动投加至循环水冷却塔(6)中，通过复合杀菌剂对循环水冷却塔(6)中的循环水进行杀菌处理，消灭循环水中的土著菌群，促进后续生物药剂的优势生长；
3)循环水冷却塔(6)中的循环水通过循环水旁流过滤出水管路(7)，在旁流过滤流量泵(8)的作用下进入生物膜过滤器(9)中，利用生物补充泵(24)将生物补充箱(23)中的生物药剂投加至生物膜过滤器(9)中，同时通过碳源补充泵(22)将碳源补充箱(21)中的碳源自动投加至生物膜过滤器(9)中，使得生物药剂在循环水环境下进行生长繁殖，从而使得生物膜过滤器(9)中滤料的表面形成生物膜，待生物膜形成后，充分发挥生物药剂中具有絮凝能力菌群产生的物质，将循环水中的胶体和悬浮物小颗粒聚集沉淀，以降低循环水的浊度和悬浮物，另外，通过对循环水pH的控制，以溶蚀碳酸钙，起到阻垢的作用；生物药剂中的菌群通过繁殖消耗循环水中的有机物、溶解氧及氮磷，使得循环水的COD含量满足系统运行要求；
4)生物膜过滤器(9)输出的循环水进入到页岩陶粒过滤器(10)中，利用页岩陶粒的多孔吸附性对循环水进行过滤处理，以捕捉脱落的微生物黏泥及经絮凝作用生成的污泥；
5)页岩陶粒过滤器(10)输出的循环水经过滤器出水管道(11)进入到循环水旁流过滤回水管路(12)中，通过在线COD检测仪(14)和浊度监测仪(13)对循环水旁流过滤回水管路(12)内的循环水进行品质监测，当循环水的COD及浊度指标不能满足要求时，则将不合格的循环水通过生物过滤回水管路(16)送回至生物膜过滤器(9)中，重新进行处理，直至循环水的COD及浊度指标满足要求为止；当循环水旁流过滤回水管路(12)内循环水的水质合格时，则将处理合格的循环水通过循环水旁流过滤回水管路(12)返回至循环水冷却塔(6)中。
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