[发明专利]一种粉煤灰预处理高腐殖质原水的净化工艺及其设备

说明书

一种粉煤灰预处理高腐殖质原水的净化工艺及其设备，该净化工艺包括以下步骤：（1）粉煤灰悬浊液的配制；（2）将粉煤灰悬浊液和混凝剂与高腐殖质原水混合进行粉煤灰预处理，处理时每升高腐殖质原水添加粉煤灰的质量≥20mg；（3）将粉煤灰预处理后的高腐殖质原水加入碳酸钠溶液调整pH值至6.5～8.5后进行沉淀。本发明还包括所述净化工艺使用的设备。本发明净水工艺预处理效果好，实现粉煤灰的资源化利用，当粉煤灰预处理的投加量≥30mg/L时，高腐殖质原水中的腐殖酸的脱除率≥80%，设备运行管理维护方便，可以节约净水成本。

技术领域

本发明涉及工业用水净水设计领域，具体是涉及一种粉煤灰预处理高腐殖质原水的净化工艺及其设备。

背景技术

水体腐殖质是一类多分散的、偶然性聚合的大分子有机物，来源于土壤腐殖质、水生植物和低等浮游生物的分解产物经过长期的物理、化学、生物作用而形成的复杂有机物。高腐殖质原水中含有大量的腐植酸，因此水质偏酸性，COD值高，水体具有明显色度。腐殖酸可以降低小絮体的絮凝速度，因为吸附了腐殖酸的颗粒絮体间存在很强的作用力。水体腐殖质对原水净化工艺中混凝沉淀过程有很大影响。

常用去除水中腐殖质等天然有机物的方法有：混凝澄清、曝气生物滤池法、高锰酸钾和粉末炭联用预处理法、臭氧（O₃）氧化预处理法等。混凝澄清法是指在常规净水处理工艺流程中加入超量的混凝剂，提高对原水中天然有机物的去除率。常用的混凝剂包括高分子混凝剂PAM和金属盐类混凝剂PAC。金属盐类混凝剂PAC投量低时腐殖酸与铝形成了络合物，而在投量高时腐殖酸吸附在氢氧化铝上，阻碍了颗粒絮体的生成，水处理效果较差。超量投加金属盐类混凝剂PAC导致水的金属离子含量增高，对水质产生二次污染。投加高分子混凝剂PAM进行强化絮凝时，水中往往会残留一定量的丙烯酰胺单体，不可避免地带来毒性。该方案COD去除率随混凝剂的投加量线性增高，运行费用较高，带来了水质的二次污染。曝气生物滤池法需在反应沉淀池前增设一座曝气生物滤池，投资大且处理结果不能满足要求。高锰酸钾和粉末炭联用预处理法需在反应沉淀池前增设一座预处理池，需要投加高锰酸钾和粉末炭，运行费用高，且处理效果不能满足要求。臭氧（O₃）氧化预处理法能够氧化水中腐殖酸等天然有机物，设置臭氧制备装置，设备费和运行费用均很高，且处理效果不能满足要求。

我国是一个以煤为主要能源的国家，每年排放的粉煤灰已超过5000万吨。当前，粉煤灰的用途，是作水泥、砂浆、混凝土的掺合料，并成为水泥、混凝土的组分，粉煤灰作为原料代替黏土生产水泥熟料的原料、制造烧结砖、蒸压加气混凝土、泡沫混凝土、空心砌砖、烧结或非烧结陶粒，铺筑道路；构筑坝体，建设港口，农田坑洼低地、煤矿塌陷区及矿井的回填；也可以从中分选漂珠、微珠、铁精粉、碳、铝等有用物质，其中漂珠、微珠可分别用作保温材料、耐火材料、塑料、橡胶填料。但利用率仅为20%，大部分堆积下来或倒进了江河湖海中，污染了环境，危害了人民群众的健康。

CN 2832795Y公开了一种用粉煤灰处理城市生活污水的系统，该系统包括位于发电厂燃煤锅炉底部的灰斗、冲灰沟、集灰池、灰浆泵、输灰管路以及灰场，其中，冲灰沟一端承接在灰斗出口处，另一端与集灰池连通，输灰管路连通在集灰池与灰场之间，在所述输灰管路中，设置灰浆泵，为冲灰沟和集灰池提供冲灰和送灰用水的水源管为两路输入，一路是接电厂原水水源的原水管，另一路是接城市生活污水收集站的污水管，并以原水管的原水水源为备用水源。该系统直接将灰浆与原水混合，并没有加入混凝剂澄清，且粉煤灰难溶于水，不搅拌会阻塞管道，后期维护成本大。