淺談火力發(fā)電廠含煤廢水處理工藝選型

王磊

摘 要：文章將結(jié)合筆者實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，對(duì)當(dāng)前火力發(fā)電廠含煤廢水處理工藝進(jìn)行了探討，并對(duì)各工藝方案進(jìn)行了比較。從而得出電子絮凝+離心沉淀+過濾處理含煤廢水將是火力發(fā)電廠的使用趨勢(shì)，該工藝處理效果較好、不需加藥、維護(hù)工作量小、抗沖擊負(fù)荷強(qiáng)，值得大力推廣。

關(guān)鍵詞：含煤廢水；處理；工藝；技術(shù)背景

1 技術(shù)背景

現(xiàn)階段，我國(guó)水資源極為緊張。而火力發(fā)電廠不但耗水量極為絕大，并且污水排放量也極大。所以，對(duì)火力發(fā)電廠的廢水進(jìn)行凈化回收利用有著極為重要的現(xiàn)實(shí)意義，不僅能夠有效減少不必要的水資源浪費(fèi)，而且還有著顯著的經(jīng)濟(jì)效益與環(huán)境效益。在火力發(fā)電廠產(chǎn)生的廢水中，以含煤廢水為主，其主要特點(diǎn)是色度、濁度較高，這主要是因?yàn)閺U水中的高濃度懸浮物導(dǎo)致的。含煤廢水主要來源是輸煤系統(tǒng)除塵排水、煤場(chǎng)雨水、煤場(chǎng)噴淋防塵產(chǎn)生的滲漏水以及輸煤棧橋沖洗產(chǎn)生的沖洗廢水等。通常情況下，含煤廢水中的顆粒物比重為2.3g/cm，經(jīng)過預(yù)沉池的預(yù)沉淀后，基本能夠沉淀下大顆粒的煤粉顆粒物，而顆粒直徑小于0.1mm的均剩余下來，形成懸浮物。而一般情況下，經(jīng)過初次沉淀后，電廠含煤廢水的懸浮物濃度均在2000～5000mg/L范圍內(nèi)。但是由于燃料來源、品種、預(yù)沉池類型或是含煤廢水水量的不同，其沉淀的效果也各不相同，所以，在含煤廢水的處理系統(tǒng)中，處理工藝選擇的關(guān)鍵是能夠有效去除含煤廢水中的色度以及污染因子懸浮物，確保能夠高效的去除懸浮物，以確保出水懸浮物為10～20mg/L，在能夠滿足達(dá)標(biāo)排放的同時(shí)，又能夠滿足回用的要求。

2 含煤廢水處理工藝探討

目前火力發(fā)電廠含煤廢水首先通過初次沉淀池的預(yù)處理，主要沉淀0.1mm以上的煤泥顆粒。煤水通過預(yù)處理可減輕后續(xù)處理工藝的負(fù)荷。為了滿足達(dá)標(biāo)排放并且回用的要求，含煤廢水經(jīng)過初次沉淀處理后需增加其它的后續(xù)處理工藝，目前國(guó)內(nèi)含煤廢水后續(xù)處理工藝主要包括以下幾種：（1）高效微孔陶瓷過濾；（2）混凝+斜板沉淀+過濾；（3）加藥混凝+膜處理；（4）電子絮凝+離心沉淀+過濾。

2.1 高效微孔陶瓷過濾

本工藝采用“高效微孔陶瓷”處理含煤廢水，它是在初次沉淀池的基礎(chǔ)上增加微孔陶瓷過濾段。本工藝根據(jù)電廠煤泥顆粒粒徑分布情況，選擇規(guī)格為250mm×250mm×60mm的微孔陶瓷過濾板組裝的微孔陶瓷過濾器，微孔半徑為40～60μm，設(shè)計(jì)過濾水量負(fù)荷為0.1～0.2m3/m2·h。

初沉池、微孔陶瓷濾池與清水池三池順流合建成一座地下式池體構(gòu)筑物。含煤廢水經(jīng)管道及明渠流入煤水處理設(shè)施，先進(jìn)入初沉池，為使浮在水面的泡沫、輕質(zhì)浮渣不進(jìn)入過濾池內(nèi)，在距沉淀池出口端200mm處安裝擋渣板一塊。微孔陶瓷濾池分為兩格，分為集煤坑、過濾區(qū)兩部分，含煤廢水進(jìn)入濾池后先通過集煤坑，大顆粒煤粒沉降在集煤坑內(nèi)。每格過濾池內(nèi)縱向垂直砌過濾器。濾池底部澆制集水溝，在集水溝的未端濾墻上預(yù)留出水孔，過濾器安裝完成后，水溝便封閉在濾墻內(nèi)，濾后水經(jīng)清水槽流入清水池內(nèi)，過濾器采用微孔陶瓷過濾板錯(cuò)位砌成。濾池運(yùn)行后，清水經(jīng)過濾器各向表面滲入過濾器內(nèi)部空腔內(nèi)，沿集水溝匯入清水池，顆粒物被截留在微孔板表面，形成自濾層，使出水水質(zhì)提高并趨于穩(wěn)定。用這種固液分離的方法，可使懸浮物降至50mg/L以下，可滿足循環(huán)利用要求。處理后的清水，可實(shí)現(xiàn)閉路循環(huán)零排放。

2.2 混凝+斜板沉淀+過濾

一體化含煤廢水處理設(shè)備是針對(duì)大中型火力發(fā)電廠含煤廢水處理開發(fā)的一種先進(jìn)、高效的成套設(shè)備。該處理系統(tǒng)對(duì)混合、反應(yīng)、沉淀、過濾以及對(duì)濾料的反沖洗系統(tǒng)等進(jìn)行了合理的設(shè)計(jì)組合，解決了含煤廢水難處理的關(guān)鍵問題。

從初沉池出來的水進(jìn)入中間水池，在管式混合器內(nèi)與混凝、助凝藥劑充分混合后，由設(shè)備上部的進(jìn)水口進(jìn)入煤水處理設(shè)備的變速混凝區(qū)混凝，混凝后由混凝區(qū)底部進(jìn)入沉淀區(qū)。進(jìn)入沉淀區(qū)后由于上升速度變慢，大部份凝聚團(tuán)沉人沉淀區(qū)底部的污泥斗中，較小聚團(tuán)和顆粒進(jìn)入過濾區(qū)。過濾區(qū)內(nèi)的濾料分為二層，上層為無煙煤，中部為石英砂，下部為承托層。過濾采用重力式過濾，過濾速度為8-10m/h；含煤污水經(jīng)過濾后排入清水池。

2.3 加藥混凝+膜處理

含煤廢水收集至沉煤池，經(jīng)預(yù)處理沉淀后，自連通口流至含煤廢水儲(chǔ)存池，在池內(nèi)進(jìn)行氧化（曝氣/攪拌），同時(shí)加藥（凝聚劑、次氯酸鈉）及加堿調(diào)節(jié)PH值，然后經(jīng)含煤廢水提升泵送至膜式過濾器過濾。處理后的清水自膜式過濾器上部自流至清水池。含煤廢水通過膜式過濾器包括如下三個(gè)工藝過程。（1）過濾。含煤廢水經(jīng)膜式過濾器中的濾元（外面套過濾膜袋），將含煤廢水中的懸浮物截留在過濾膜袋表面，形成濾餅。過濾后的清水進(jìn)入上部清水區(qū)，自流至清水池。（2）反洗及濾餅排放。上部清洗區(qū)的存水利用位差瞬時(shí)（以秒計(jì)）反向流過膜式過濾器中的濾元，由于時(shí)間短，流量大可將濾餅全部從過濾膜袋表面去除。脫離下來的濾餅迅速沉積在過濾器的錐體底部，當(dāng)沉積到一定量時(shí)自動(dòng)從底部排出，再由渣車送出。（3）連續(xù)運(yùn)行。過濾與反洗交替進(jìn)行，循環(huán)往復(fù)，實(shí)現(xiàn)膜式過濾器的連續(xù)運(yùn)行。

2.4 電子絮凝+離心沉淀+過濾

電子絮凝是一種通過在水中通人電流，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)。當(dāng)化學(xué)反應(yīng)被驅(qū)動(dòng)或被強(qiáng)制啟動(dòng)后，各種成分及化合物在電流的作用下將趨向?qū)ふ易罘€(wěn)定的狀態(tài)。通常，這種趨向穩(wěn)定狀態(tài)的結(jié)果會(huì)形成一個(gè)固體狀物質(zhì)：這種固體狀物質(zhì)將以非膠體或非溶解狀態(tài)存在，因而容易被下級(jí)分離技術(shù)去除。

在電子絮凝過程中，電流是通過由不同金屬材料制成的平板引入需要處理的水中，金屬材料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。根據(jù)法拉第定律，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)。

3 含煤廢水處理工藝技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較

對(duì)上述4種處理含煤廢水工藝技術(shù)進(jìn)行比較可知：從處理效果來看，高效微孔陶瓷過濾處理工藝出水水質(zhì)較差，混凝+斜板沉淀+過濾、加藥混凝+膜處理、電子絮凝+離心沉淀+過濾法均能滿足含煤廢水回用要求；從系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性來看，高效微孔陶瓷過濾和加藥混凝+膜處理處理工藝系統(tǒng)運(yùn)行不穩(wěn)定，其余兩種處理工藝系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定；從系統(tǒng)維護(hù)工作量大小來看，高效微孔陶瓷過濾和電子絮凝+離心沉淀+過濾工藝系統(tǒng)維護(hù)工作量小，其余兩種工藝系統(tǒng)維護(hù)工作量大。從上述比較可以得出：目前，電廠含煤廢水處理的使用趨勢(shì)為電子絮凝+離心沉淀+過濾。

參考文獻(xiàn)

[1] 孔柱文，胡淼.高效煤水凈化器在火力發(fā)電廠含煤廢水處理中的應(yīng)用[J].廣東化工，2010，37（04）.

[2] 陳集媛.火力發(fā)電廠含煤污水處理現(xiàn)狀及對(duì)策[J].云南電力技術(shù)，2003，31（01）.