一種節(jié)能環(huán)保的含煤廢水處理工藝

林梓河

（江蘇京源環(huán)保股份有限公司，廣東 廣州 510000）

目前，我國火力發(fā)電廠燃料主要是煤，煤的使用數(shù)量非常龐大，這也導(dǎo)致在儲(chǔ)放、轉(zhuǎn)運(yùn)、使用等環(huán)節(jié)會(huì)產(chǎn)生一定時(shí)的煤水，另外在雨天時(shí)也會(huì)產(chǎn)生較大的煤水徑流。含煤廢水中煤塵顆粒很多，懸浮物含量很高，若不經(jīng)處理放任自流，危害很大。而煤場噴灑和輸煤棧橋沖洗，又需要使用大量的新鮮工業(yè)用水。因此，將含煤廢水經(jīng)過處理后回用于煤場，能實(shí)現(xiàn)廢水綜合利用的目的。

全國現(xiàn)有火力電廠針對煤水的處理工藝主要采用原始的物理化學(xué)工藝，近幾年國內(nèi)煤水處理技術(shù)不斷地創(chuàng)新與突破，衍生了很多新的設(shè)備和工藝[1-3]，特別是絮凝技術(shù)得到的業(yè)內(nèi)人員的廣泛認(rèn)同，越來越多的電廠運(yùn)用了該技術(shù)。以往的物化學(xué)工藝不但運(yùn)行成本高、操作復(fù)雜，而且容易造成二次污泥，而電絮凝技術(shù)是一種節(jié)能無污染的處理技術(shù)，本文將從工藝、原理、與常規(guī)工藝對比及應(yīng)用注意事項(xiàng)等方面進(jìn)行闡述。

1 含煤廢水電絮凝處理工藝

煤水電絮凝主體工藝：預(yù)沉池+電絮凝+離心沉淀+多介質(zhì)過濾器，含煤廢水通過收集管網(wǎng)匯入廢水調(diào)節(jié)預(yù)沉池，在調(diào)節(jié)預(yù)沉池內(nèi)進(jìn)行預(yù)沉和緩沖，調(diào)節(jié)預(yù)沉池底部煤泥由刮泥機(jī)刮至一端后用抓斗起重機(jī)排出。調(diào)節(jié)池內(nèi)的含煤廢水則經(jīng)煤水提升泵提升進(jìn)入電子絮凝器，廢水中的懸浮物在電子絮凝器中發(fā)生凝聚反應(yīng)，之后出水進(jìn)入離心沉淀反應(yīng)器，大部分的懸浮物被沉淀，實(shí)現(xiàn)泥水初步的分離，澄清后流入中間水箱，再由中間水泵提升至多介質(zhì)過濾器，過濾廢水中的顆粒，凈化、脫色，達(dá)到出水水質(zhì)指標(biāo)，通過在線濁度儀實(shí)時(shí)監(jiān)測，出水達(dá)標(biāo)后儲(chǔ)存在清水池中，清水由回用水泵通過沖洗水管網(wǎng)輸送至煤場噴淋。工藝流程如下：

圖1 含煤廢水處理工藝流程圖

2 含煤廢水電絮凝處理工藝原理

電子絮凝器是一種通過在水中通入電流，從而打破水中懸浮、浮化或溶解狀污染物的穩(wěn)定狀態(tài)的過程，通入水中的電流產(chǎn)生的電能將驅(qū)動(dòng)物質(zhì)之間的化學(xué)反應(yīng)[4]。

在電子絮凝過程中，電流是通過由極板引入水中，極板材質(zhì)的選擇與水中所含的需要處理的污染物的種類有關(guān)，滿足最大限度去除污染物的效果。電極上的金屬離子將被分離或置換至液體介質(zhì)中，這些金屬離子在形成金屬氧化物后，被已打破穩(wěn)定狀態(tài)的各種污染物吸引結(jié)合，形成上述易于被分離沉淀的固體狀物質(zhì)。

離心澄清反應(yīng)器作為一種分離分級(jí)設(shè)備，其工作原理是離心沉降。當(dāng)待分離的兩相（或三相）混合液以一定壓力進(jìn)入旋流器內(nèi)后，產(chǎn)生強(qiáng)烈的三維橢圓型強(qiáng)旋轉(zhuǎn)剪切湍流運(yùn)動(dòng)。由于粗顆粒（或重相）與細(xì)顆粒（或輕相）之間存在著粒度差（或密度差），其受到的離心力、向心浮力、流體曳力等大小不同，受離心沉降作用，大部分粗顆粒經(jīng)旋流器底流口排出，而大部分細(xì)顆粒由溢流管排出，從而達(dá)到分離分級(jí)的目的。

多介質(zhì)過濾器是利用一種或幾種過濾介質(zhì)，在一定的壓力下把濁度較高的水通過一定厚度的粒狀或非粒材料，從而有效地除去懸浮雜質(zhì)使水澄清的過程，常用的濾料有石英砂、無煙煤、錳砂等，主要用于去除水中懸浮物。

3 電絮凝工藝與常用工藝的對比

從投資、占地面積、操作管理、運(yùn)行成本等方面進(jìn)行對比，結(jié)果見表1。

表1 電絮凝工藝與常用工藝的對比

4 工程實(shí)例

廣東某煤場采用電絮凝處理工藝，各設(shè)備參數(shù)如表2所示，各環(huán)節(jié)的對懸浮物的去除效果見表3。

表2 電絮凝工藝設(shè)備參數(shù)

表3 電絮凝工藝懸浮物去除效果數(shù)據(jù)

本項(xiàng)目投運(yùn)3年多，總體運(yùn)行穩(wěn)定，運(yùn)行過程需要定期的排泥以及設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)。

5 電絮凝工藝設(shè)計(jì)及應(yīng)用注意事項(xiàng)

（1）前端預(yù)沉池對系統(tǒng)的處理效果影響很大，設(shè)計(jì)時(shí)一定要考慮到汛期期間的影響，采取一定措施，保證預(yù)沉池的效果。

（2）電絮凝反應(yīng)器進(jìn)出水設(shè)置濁度儀，對進(jìn)出水濁度進(jìn)行監(jiān)控，通過電絮凝的處理效果進(jìn)行判斷內(nèi)部積淤及電極消耗情況。

（3）當(dāng)進(jìn)水瞬時(shí)濃度超過負(fù)荷時(shí)，建議減少進(jìn)水水量，減少負(fù)荷沖擊，保證效果。

（4）電絮凝反應(yīng)器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)考慮布水均勻性、排泥簡便流暢、電極更換等。

（5）離心澄清器設(shè)計(jì)最好結(jié)合斜板沉淀池的淺層原理，以提高泥水分離效率。

（6）過濾器在整個(gè)工藝中起關(guān)鍵作用，濾料的選擇一定要與水質(zhì)相適應(yīng)，設(shè)備可以設(shè)置成自源反洗功能，減少水泵使用數(shù)量。

（7）過濾器出水設(shè)置在線檢測儀表及自動(dòng)切換閥門，當(dāng)水質(zhì)不達(dá)標(biāo)時(shí)系統(tǒng)自動(dòng)切換重新處理。

6 結(jié)束語

通過和加藥絮凝系統(tǒng)的比較發(fā)現(xiàn)，電子絮凝系統(tǒng)的投資費(fèi)用相對較高，但占地面積較小，運(yùn)行費(fèi)用較低，運(yùn)行管理更加方便，在一些電廠的升級(jí)改造工程中如果受場地的限制，推薦使用電子絮凝工藝。通過優(yōu)化設(shè)計(jì)，電子絮凝系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)運(yùn)行，從長遠(yuǎn)的角度來看，它在節(jié)能環(huán)保上具很大的優(yōu)勢。