立项背景:为落实国家环保政策，结合循环水作为电厂生产中产生量最大的废水的现状，拟对循环水排水进行处理，利用循环水作为水源制取除盐水，提高水的重复利用率，节省新鲜水的耗量。但由于循环水排水硬度大，并且活性硅含量较高，需经过预处理进行除硬、除硅，达到膜系统进水要求，根据现场设备布置，充分利用原有机械加速澄清池和砂滤池以及循环水旁滤系统，通过加药处理，达到除盐水制水系统运行要求，实现厂内水资源的阶梯利用

一、工艺路线

某厂“多联供”项目水源拟采用循环水排水为水源，经处理后的净水作为除盐水外售，与循环水排水零排放需求不同，且零排放工艺的各级产水水质有一定差异，不能达到工业除盐水的要求，因此设计了针对多联供系统的循环水排水减量化工艺路线；预处理工段采用软化澄清、多介质过滤器和超滤工艺，通过投加氢氧化钠和碳酸钠去除循环排污水中的镁离子、钙离子及其他重金属离子等，使预处理出水达到进入BWRO系统的水质要求；浓缩工段采用两级BWRO工艺进行水量浓缩，一级产水进入二级BWRO系统进一步去除离子，并将大部分水量回收利用

具体工艺路线如下图

如上：二级反渗透产水通过离子交换装置处理后，出水满足GB/T 12145-2016的超临界锅炉补给水水质期望值要求，即二氧化硅(SiO2)≤10?g/L，电导率(25℃)：≤0.15?S/cm，TOC≤200?g/L，且满足铁≤50μg/L，铜≤10μg/L，硬度≤2μmol/L，含油量≤1mg/L

二、实验过程

本次中试使用的水为来自孟津电厂的循环排污水，循环排污水的水质会有略微波动，需去除的主要污染物为：悬浮物、硬度、硅、COD，硬度区间一般在1500mg/L~1800 mg/L之间，COD含量一般在30-60mg/L之间，硅含量一般在30-50mg/L之间。

2.1试验药剂

主要投加的药剂如下

NaOH（液碱，浓度32%

Na2CO3（白色粉状晶体，纯度＞99%

PAC（黄色粉末状

PAM（透明晶体颗粒

盐酸（液体，浓度30%

2.2实验原

本实验主要使用NaOH和Na2CO3与水中的Ca2+、Mg2+反应生成CaCO3、MgCO3、Mg(OH)2沉淀，以此达到降低硬度的目的，反应生成的氢氧化物沉淀兼有除硅作用，其主要的反应式有

CaSO4+Na2CO3→CaCO3↓+Na2SO4 （1

CaCl2+Na2CO3→CaCO3↓+2NaCl （2

MgSO4+Na2CO3→MgCO3↓+Na2SO4 （3

MgCl2+Na2CO3→MgCO3↓+2NaCl （4

MgCO3+NaOH→Mg(OH)2↓+Na2CO3+H2O （5

Ca(HCO3)2+2NaOH→2CaCO3↓+Na2CO3+2H2O （6

Mg(HCO3)2+4NaOH→Mg(OH)2↓+2Na2CO3+2H2O （7

PAC的主要作用是增加混凝效果，PAM的主要作用是提供助凝效果，增加沉淀速度，提高污泥的沉降性，盐酸主要用于沉淀出水PH的调节，将偏碱性的出水调节至中性

2.1.4实验情况及初步结果分

本次试验经过一段时间的调试比对，并收集了相关数据，进行分析，主要如下

2.1.4.1 NaOH、Na2CO3投加

经过长期混凝沉淀系统调试实验并收集数据分析，结合不同处理水量和停留时间，中试实验目前仅采用NaOH和Na2CO3进行组合投加，进行除硬度实验，对进出水水质进行分析后，加药量和出水水质见下表

表1.1循环排污水加入NaOH、Na2CO3硬度变化情

经现场试验分析，初步确定在除硬度方面，NaOH、Na2CO3的投加量比例在1:1或者9:8的投加量时，除硬度效果较佳，在投加量大于0.83g/L时，具备较好的除硬度效果，可以满足硬度＜100mg/L的要求

2.1.4.2硅去除效

经过混凝沉淀除硬度后，产水中的硅含量有明显降低的趋

表1.2循环排污水混凝沉淀后活性硅变化情

经过多组实验数据分析显示，通过混凝沉淀后活性硅的去除效果较为明显，去除率可以达到70%~80%以上 ，影响除硅效果的因素有很多，主要因素有：温度、PH、混凝剂的用量、原水水质及混凝沉淀的反应时间，后续实验会结合现有水质情况，优化实验程序，采用聚合硫酸铁、氯化铁作为絮凝剂或投加镁剂，实验硅的去除效果

2.1.4.3 COD去除效

经过混凝沉淀除硬度后，产水中的COD也同样具有一定降低趋势，具体效果见下表

表1.3循环排污水混凝沉淀后COD变化情

经过多组实验数据分析显示，通过混凝沉淀后COD具备一定的去除效果，去除率可以达到15%~30%以上，另经过两次小试实验，采用次氯酸钠+活性炭吸附的工艺可以较好的降低浓水中的COD，并且具备较好的脱色效果。后续实验会结合现有水质情况，有针对性的进一步提高COD的去除效果

2.1.5 初步实验结

1、对于循环排污水，目前达到实验要求的硬度值的最佳加试剂用量为NaOH:大于0.83g/L、Na2CO3:大于0.83g/L。此加药量为目前中试条件下的较合理加药量

2、通过混凝沉淀之后可以较好的降低水中的含硅量，接近于满足实验要求的5mg/L，后续实验会继续深入研究硅的进一步去除，研究水温、混凝反应时间等因素对除硅效果的影响因素

3、通过混凝沉淀之后，对水中的COD具备一定的去除效果，去除率15%~30%左右，后续实验会继续深入探索增加其他药剂进行中试，通过混凝沉淀或高级氧化等方式，提高COD的去除效果

三、应用情

2019年9月2日机加池开始初期加药调试对机加池添加碳酸钠、氢氧化钠、浓硫酸、二氧化氯、聚合硫酸铁，控制制机加池中心筒Ph为11.2-11.6，机加池A出水管Ph为7.0-8.0之间。机加池出水总硬为13.6mmol/L（循环水总硬26.9mmol/L）；钙硬525mg/L（循环水钙硬805mg）去除率均达标。

9月3日监测出水铁含量为0.07mg/L（标准小于0.5mg/L）。出水水质已满足制备除盐水用水需求（总硬<1000mg/L,铁<0.5mg/L，活性硅<40mg/L,浊度<30NTU或悬浮物小于30mg/L，Ph 6-9）

表三：机加池A停止加聚合硫酸铁后，出水硬度统

表四：机加池A降低加药调试出水水

9月3日19:00针对机加池调试出水水质较好，硬度等控制指标远低于控制标准上限情况，基于降低加药成本考虑，于对机加池A降低加药量调试。通过降低机加池A氢氧化钠及碳酸钠加药量，由正常机加池加药调试Ph 11.2-11.4调至机加池出水Ph至10.8.2-11.05控制，出水浊度控制<15NTU。至9月4日09:30 砂滤池及机加池出水均在控制范围内，砂滤池出水满足除盐水制水补水需求

3.创新

(1）深挖系统设备潜力，通过现有设备实现循环水的加药处理，使之达到除盐水制水系统进水要求