中水島—城市污水回用于循環冷卻水補充水系統（采用“石灰投加+機加池+變孔隙濾池”工藝）
浙江永尚純環保科技有限公司致力于解決水污染及資源短缺問題，設計開發了多種深度處理及回用技術，為電力、鋼鐵、石化等行業提供完善的深度處理及中水回用解決方案，可向客戶提供項目可研、工程設計、設備成套、工程總承包、運營維護等全方位服務。
※ 主要工藝
石灰混凝澄清+變孔隙濾池
高密度澄清池+ V型濾池（或轉盤濾池、活性砂濾池）
ABFT工藝（除氮工藝）
MBR工藝
超濾+反滲透
※ 工藝流程
石灰軟化的基本原理
石灰軟化處理是通過投加石灰乳控制出水pH為10.3～10.5，進行石灰軟化的三個反應，產生大量各種形態的CaCO3結晶，降低水中暫硬，同時生成的結晶核心還可以對其它雜質起凝聚、吸附作用；而且石灰乳引起的pH值的升高也為氨氮和磷酸鹽的去除創造了條件。為了提高工藝的沉淀效果，一般在處理過程中投加適量的凝聚劑與助凝劑，通過壓縮雙電層作用使分散的懸浮物、CaCO3結晶、有機物、有機粘泥、膠體物等帶電體脫穩，在機械混合攪拌和高分子助凝劑架橋與網捕作用下，顆粒物質碰撞結合長大，使污染物容易沉降。
石灰參與的軟化反應有：
CO2+Ca(OH)2→CaCO3↓+H2O
Ca(HCO3)2+Ca(OH)2→2CaCO3↓+2H2O
Mg(HCO3)2+Ca(OH)2→2CaCO3↓+Mg(OH)2↓+2H2O
經石灰凝聚澄清過濾處理后，不僅能進一步降低污水中的細菌和微生物含量，減少懸浮態有機物和無機物雜質，降低水中的碳酸鹽硬度，減少含鹽量，還能在降低腐蝕強度的同時，去除有結垢傾向的離子及少量重金屬。
石灰軟化的特點
技術成熟可靠，投資低；
適用范圍廣，運行費用低；
可以同時去除氮、磷、鈣、鎂、硅、氟、重金屬及其離子的一部分，降低細菌及病毒含量；
設備運行壽命長，維護工作量小。
石灰法“機械加速澄清池+變孔隙濾池”工藝包介紹
一、 工藝流程
污水深度處理工藝---市政污水回用于鍋爐補給水
系統流程
再生水來水直接進入機械加速澄清池實施絮凝沉淀、軟化反應、澄清過程，處理后的澄清池出水進入變孔隙砂濾池，在濾池中實現過濾過程，砂濾池的出水濁度<2毫克/升。砂濾池的出水進入清水池，由循環水補水泵補入循環水系統。另外，本系統砂濾池的反洗排水，脫水機的清液排水及其他雜用排水，都排至回收水池，通過回收水泵送到澄清池回用。整個處理過程除脫水機泥餅外運帶走的水分外，無任何廢水外排。具體工藝流程如下：
二、 核心工藝技術
1、泥渣分離接觸性澄清池
1)產品介紹
泥渣分離接觸型澄清池是針對我國天然水體及城市再生水的污染特征，總結澄清池設計和運行的經驗，吸收我國S774機械攪拌澄清池、英PWT型澄清池、蘇ЦНИИ型以及俄ВТИ型澄清池技術特點，我公司設計的標準系列澄清池。該澄清池應現代中水石灰深度處理和低溫低濁水處理而設計，已廣泛應用于企業凈水站、循環冷卻水補充水及鍋爐補給水預處理系統。
2）技術特點
（1）按照石灰反應規律及低溫低濁水反應特征設計池內藥劑反應層次，過程時間，混合強度，分離區域等。
（2）石灰、混凝劑及助凝劑在池內的反應完全，最大可能減輕出口藥劑殘余和攜帶量，出水高安定度。
（3）充分利用靜態與動態活性泥渣對膠體有機或無機物的吸附性能，提高去除率，泥渣自行新陳代謝。
（4）充分利用池體空間和后期反應作用,合理制定各反應階段速度梯度,科學確定各流程
參數，建立后期反應，著眼小散浮游顆粒，提高凈化效果。
3）結構特點
（1）澄清池全地上布置，方便排泥，減少總體占地面積，提高出水位勢。
（2）簡化混凝土結構造型，減少池體死區，充分利用有效空間。
（3）集水槽靈活調節，保證出水孔高差±<1mm,容積效率>95%。
（4）攪拌刮泥機采用聯合輕型懸掛結構，雙套筒軸，星形擺線減速變頻調節，差速運行，可調節回流率，水下潤滑。
（5）池底全程刮泥，防止死角沉積有機物的繁殖；根據排泥周期設計污泥濃縮斗，自動排泥清洗，斗內設有防淤塞措施。
（6）依據反應流程設置取樣點，取樣管設置防沉積堵塞措施。
4）運行特點
| 運行參數 | S-DCH/DCGH | N-DCH/DCGH | |
|
有機物 去除率 |
CODcr* | 50～70% | 40～60% |
| BOD5* | 50～60% | 40～50% | |
| NH3-N* | 20～80% | 20～50% | |
| TP | ≤0.1mg/L | ≤0.2mg/L | |
| SS | ≤5.0mg/L | ≤2.0mg/L | |
| 總堿度（以CaCO3計） | 75～100mg/L | 略低于進水 | |
| 出力（m3/h） | 額定值 | 依據系列規格 | 依據系列規格 |
| 最大值 | 額定值120% | 額定值110% | |
| 最小值 | 不限 | 不限 | |
| 排泥 | 排泥濃度 | 3～5% | 1～3% |
| 排泥量（m3/h） | 依據水質計算 | 依據水質計算 | |
| 排泥周期（h） | 4～8 | 4～8 | |
| 控制性能 | 負荷波動 | 跟隨自動調節 | 跟隨自動調節 |
| 排泥系統 | 周期調節 自動沖洗 | 周期調節 自動沖洗 | |
5.產品規格
| 型號 | S-DCH/DCGH | N-DCH/DCGH | ||||||||
| 400 | 450 | 500 | 600 | 800 | 1000 | 1200 | 250 | 320 | 450 | |
| 處理量m3/h | 400 | 450 | 500 | 600 | 800 | 1000 | 1200 | 250 | 320 | 450 |
| 直徑（m） | 15.5 | 16.5 | 17.2 | 18.9 | 22.0 | 24.0 | 26.0 | 13.0 | 15.0 | 21.9 |
| 進口（mm） | 300 | 300 | 350 | 350 | 400 | 450 | 500 | 200 | 250 | 300 |
| 出口（mm） | 400 | 450 | 450 | 500 | 600 | 600 | 700 | 300 | 350 | 450 |
2、 變孔隙濾池
變孔隙濾池的結構與運行
水的過濾對大多數水處理系統來說是一個不可缺少的組成部分，目前國內采用的通常都是均孔隙過濾系統 （相對于變孔隙而言），這種濾池的過濾介質顆粒比較均勻，懸浮雜質主要截留在濾池表面，而很難深入到床層的內部。經多年的運行實踐表明，這種濾池效率高，出水水質好。下面對這種濾池的原理進行剖析，并介紹其結構特點。
1）過濾原理
變孔隙濾池是一種以“同向凝聚”理論設計的正流深床濾池，主要特點是采用了兩種粒度明顯不同的過濾介質，即粗砂（粒度為2～3mm）和細砂（粒度為0.5～1mm），粗砂與細砂的組成比為30：1。投運前用空氣攪拌加水反洗，使細砂與粗砂混合，細砂在整個床層上的分布基本上均勻，而不是象通常的濾池鄢樣主要集中在表面。這樣形成的孔隙就不是均勻孔隙而是所謂的變孔隙”，而且這些孔隙延伸至整個床層的縱深區域。這就好象在過濾床層上形成了無數個微型過濾 “漏斗”，每組粗砂與粗砂之間較大的縫隙就是漏斗的上端口，粗砂之間夾雜的細砂形成的縫隙較小，便形成漏斗的錐底，水中的懸浮物被這些漏斗截留。由于粗砂之間形成的孔隙占大多數，帶有雜質的水經這些孔隙的引導流向床層的縱深，于是過濾不僅僅發生在表面附近，而是在整個床層上進行。這就是所謂的變孔隙深床層砂濾池，簡稱變孔隙濾池。
2）結構特點
濾池主要由濾料和承托層、進氣裝置、配水裝置、進出水堰室和閥門等組成。結構圖見下圖。
孔隙濾池結構示意圖
2.1） 承托層
承托層一般自下向上裝填粒徑逐級變小的卵石，總裝填高度一般不小于400mm，常見的卵石粒徑級配分布見表1集水管設在承托層中，承托層和配水系統的設置對配水的均勻性均有較大影響。
表1 承托層卵石粒徑級配分布表
| 序號 | 卵石粒徑（mm） | 填裝高度 |
| 1 | 40（±5%） | 115 |
| 2 | 20（±5%） | 75 |
| 3 | 14（±5%） | 75 |
| 4 | 6（±5%） | 75 |
| 5 | 2～6 | 75 |
變孔隙濾池與一般濾池相比最大的區別在于濾料。由于是深床層過濾，其過濾床層較一般濾池要厚，達1500mm，由粗砂和細砂混合組成。值得指出的是這里的粗砂和細砂是指天然海砂，而不宜采用人工破碎的石英砂。這是由于對濾料有一定的圓度要求。天然海砂由于常年累月水的沖擊，幾何形狀呈流線型，可以形成比較規則的過濾“微孔”，也有利于減少過濾阻力。人工石英砂由于其不規則性，水濾過時有較多的“紊流”現象。這對于深床層過濾時，不易保證出水水質。石英砂濾料性質參數見表2。
表2 石英砂濾料性質參數表
| 項目 | 參數 |
| 密度（g/cm3） | 2.5～2.7 |
| 含泥量 | ＜1% |
| 鹽酸可溶率 | ＜3.5% |
| 破碎率與磨損率之和 | ＜2% |
| 含硅物質（以SiO2計） | ≥85% |
| 灼燒減量 | ≤0.7% |
| 密度小于2g/cm3的輕物質 | ≤0.2% |
濾池墊層的底部，是由許多橫向支管組成的集成系統，支管朝下開有許多小孔，清水由這些支管手機經排水母管流出。這個集水系統同時也用作濾池反洗時的配水系統。為保證配水的均勻性，支管間距一般≤150mm，配水孔間距一般≤100mm，支管布置的數量及管上的開孔數量，需進行嚴格的設計核算，根據設計及工程經驗，一般開孔面積占過濾面積的0.58%左右。支管的安裝須保證水平，以確保配水的均勻性。
承托層的上面支承著反洗配氣系統，配氣系統也是由許多橫向支管組成，上面裝有大量的水帽，在整個池體平面上呈均勻分布。每個配氣水帽的下面都必須裝有節墊流圈，否則將造成配氣不勻。支管和水帽的安裝必須保證水平，安裝后在填裝濾料前要進行曝氣試驗，以確保曝氣的均勻性，同時為了保證曝氣的均勻性，一般選用小型水帽，水帽的布置數量約60只/m2，水帽孔隙寬度＜0.5mm，縫隙面積約100mm2/只，水帽的材質多選用ABS，也可選用不銹鋼材質。
變孔隙濾池反洗時先經過大流量水沖洗，接著進行氣水聯合洗。大流量沖洗時，不同級配的濾料會被水力部分篩分，所以氣水聯合洗，既有擦洗濾料以剝落粘附在上面的懸浮物的作用，又有使粗細濾料重新混合均勻的作用。為避免擾動承托層，濾池布氣管布置在承托層之上。
2.4） 進出水堰室
每臺變孔隙濾池的一端設置有進出水堰室，過濾進水與反洗排水均通過堰室，設置堰室的目的是均勻分配水量，同時某濾池反洗時，進水堰室的設置有效緩沖了運行濾池的濾速變化。反洗排水堰室的設置使反洗水耗低于設置排水槽的濾池形式。
2.5） 濾池的閥門
每臺濾池設置電動閥門5只，分別為進水門、反洗排水門、反洗進水門（調節型）、反洗進氣門、過濾出水門（調節型）。為保障濾池恒壓過濾，過濾出水門采用自動調節閥，隨著過濾時間的增長，濾層阻力變大，該閥門慢慢加大開啟度，保持濾層上的運行水位穩定。同時，反洗進水門采用自動調節閥，為實現大、小流量的反洗。
3 ）濾池的安裝和運行
3.1） 安裝
配水、配氣裝置安裝結束后，裝填承托層。填放卵石時必須避免卵石和管道直接碰撞，以免把管道砸傷、砸裂，卵石填放的高度不能超過氣管的高度。承托層裝填完畢，應進水進行布氣試驗，以檢驗布氣均勻性。
濾料裝填時，先裝填主濾料，并進行充分反沖洗，記錄主濾料濾層高度。然后裝填輔助濾料。通過氣水聯合沖洗的方式使兩種濾料混合均勻，停止沖洗后，濾層高度和主濾料高度相同，證明輔助濾料已經均勻填入主濾料中。
3.2 ）運行
變孔隙濾池為恒水位（恒壓）過濾，濾池出水調節閥門與濾池液位進行連鎖以保證恒水位。
每臺濾池運行至設定周期或濾池水位達到預先設定的反洗水位時，自動進行反洗操作，以防止濾池內雜質停留時間過長而發生濾層板結現象。
反洗程序如下：
（1）排水：關閉濾池進水門，開濾池出水門，等液位下降到設定值時，關濾池出水門。
（2）大流量反洗：啟動反洗水泵，開啟反洗排水門、反洗進水門，反洗母管調節門到大流量，反洗2～5分鐘。反洗強度為15.8L/m2.s。
（3）氣水合洗：調節反洗母管調節門到小流量，開反洗進氣門，啟動反洗風機，反洗約2分鐘。氣水合洗時空氣反洗強度52.4m3/m2.h，水反洗強度12 L/m2.s。
（4）小流量反洗：停風機，關反洗進氣門，小流量反洗2～5分鐘。反洗強度為12L/m2.S。
（5）停止：關反洗進水門、反洗母管調節門，停反洗泵。反洗結束備用，等下一濾池反沖洗時啟動運行。反洗時各自動閥門狀態見表3。
表3 過濾器反洗自動閥門狀態表
| 步序名稱 | 閥門狀態 | ||||
| 進水閥 | 出水閥 | 反洗排水閥 | 反洗進水閥 | 空氣擦洗閥 | |
| 排水 | 關 | 開 | 關 | 關 | 關 |
| 大流量反洗 | 關 | 關 | 開 | 開 | 關 |
| 氣水合洗 | 關 | 關 | 開 | 開 | 開 |
| 小流量反洗 | 關 | 關 | 開 | 開 | 關 |
| 停止 | 關 | 關 | 關 | 關 | 關 |
石灰的物化性質：強堿性、易沉降、易板結、微溶于水、粉塵對人體有害。
石灰投加系統在設計過程中充分考慮了這些因素，避免外界有揚塵而影響現場操作人員身體健康；料倉設有振打系統，可消除石灰粉末因長期積放在料倉而出現架橋；石灰微溶于水，且來料中常含沙，在溶解槽設有專用攪拌機并配置錐形排沙口，可除沙，避免沙子進入其他設備而引起故障。
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• 地磅或料位計設計------余料檢測
