燃煤電廠脫硫廢水電絮凝處理工藝分析

楊一佳

摘要：經(jīng)濟的發(fā)展，社會的進步推動了我國綜合國力的提升，也帶動了電力行業(yè)發(fā)展的步伐，當(dāng)前，為保證電廠機組的安全、經(jīng)濟運行，需供給數(shù)量充足、質(zhì)量合格的除鹽水。對純凝機組實施供熱改造后，鍋爐補給水量可由3.5%大幅增加到50%甚至更多。電廠鍋爐補給水多采用處理后的天然水，而天然水中往往含有有機物。腐植酸是天然水中代表性有機物，占總有機物的50%～90%。腐植酸的存在對電站補給水處理設(shè)備及水汽系統(tǒng)都有嚴(yán)重的影響，如污染預(yù)處理系統(tǒng)的膜系統(tǒng)、堵塞除鹽工藝的離子交換樹脂網(wǎng)孔，同時有機物在鍋爐內(nèi)熱分解產(chǎn)物容易引起水冷壁腐蝕結(jié)垢及汽輪機初凝區(qū)的腐蝕等問題。因此，如何高效去除鍋爐補給水的有機物（腐植酸）十分重要。本文主要對燃煤電廠脫硫廢水電絮凝處理工藝進行分析，詳情如下。

關(guān)鍵詞：燃煤電廠;脫硫廢水;電絮凝;處理工藝

引言

目前，電廠鍋爐補給水中有機物的去除效果非常有限，常見的去除補給水中腐植酸的方法主要有混凝和強化混凝、活性炭吸附和機械過濾等，近年來有學(xué)者提出了膜分離和高級氧化技術(shù)等先進技術(shù)，以提高其去除率?；炷吻宓阮A(yù)處理對懸浮態(tài)有機物的去除效果較好，但對溶解態(tài)有機物的去除率極低，往往不超過20%;常規(guī)混凝能去除10%～20%的總有機物，強化混凝最高只能去除60%的總有機物量，對溶解態(tài)有機物的去除率則更低;活性炭受孔徑控制，只能吸附一定分子量的有機物，而以腐植酸為主的天然有機物的分子量變化非常大，因此使用活性炭不能有效除去;雖然膜分離技術(shù)能去除腐植酸，但同時膜會受到污染，降低膜通量;高級氧化技術(shù)的成本較高，且處理效率較低;新型吸附材料如碳納米管等雖然具有很好的去除效果，但成本高、回用難，無法真正應(yīng)用于現(xiàn)場。

1燃煤電廠脫硫廢水電絮凝處理工藝研究背景

作為中國電力供應(yīng)的重要主體，燃煤電廠的環(huán)保問題一直廣受關(guān)注，在新發(fā)展時期，國家也對燃煤電廠的污染排放提出了更高的標(biāo)準(zhǔn)，其中，廢水處理就是一個重要的部分?，F(xiàn)階段，燃煤電廠普遍使用石灰石-石膏濕脫法對煙氣進行脫硫，但煙氣中含有大量的Cl-和F-，F(xiàn)-會與吸收塔洗滌下來的漿液產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，從而削弱石灰石的溶解性，高濃度的Cl-又會使石灰石出現(xiàn)爛漿，不僅使脫水效率降低，石膏品質(zhì)下降，還可能腐蝕設(shè)備，帶來巨大的經(jīng)濟損失。因此在應(yīng)用濕法脫硫時，電廠一般會排出一部分濾液，以控制Cl-和F-的含量，保障石灰石質(zhì)量。但這種處理方式又帶來了新的問題，那就是脫硫廢水的處理問題。脫硫廢水中含有大量的硫酸鹽、氯化物以及固體懸浮物等，特別是其中高含量的Cl-，會對周圍環(huán)境造成極大的不良影響。目前，常見的廢水處理技術(shù)主要有兩種：a）水力除灰、蒸發(fā)、化學(xué)水處理系統(tǒng)。這種技術(shù)在國外比較常見，但是具有成本投入高、設(shè)備體系復(fù)雜等缺點，且水力除灰方式也不適用于燃煤電廠，局限性較大。b）三聯(lián)箱技術(shù)。國內(nèi)常見的脫硫廢水處理流程包括中和、沉淀、混凝等步驟，但同樣需要配備精密的設(shè)備儀器，前期投入較大。三聯(lián)箱技術(shù)就是這套流程的一個具體應(yīng)用，脫硫廢水進入三聯(lián)箱后，經(jīng)過中和箱石灰乳溶液堿化，pH值調(diào)整為9.0以上，接著進入反應(yīng)箱，在有機硫和凝聚劑的作用下去除不能與氫氧根結(jié)合的沉淀物，最終進入絮凝箱完成整個處理流程。

2燃煤電廠脫硫廢水電絮凝處理工藝

2.1電流密度的影響

試驗中先將水樣平均分為五等分，按1∶2的濃度稀釋，分別用3.50A/dm2，2.27A/dm2，1.14A/dm2和0.95A/dm2的電流密度對溶液進行電解，反應(yīng)時間是隨著電流密度的增加而縮短的，且電流密度越大，反應(yīng)結(jié)束后水樣的渾濁程度越低。發(fā)生這一現(xiàn)象的原因是：隨著電流密度的增加，電化學(xué)反應(yīng)速度就會加快，電解反應(yīng)產(chǎn)生的Al離子、Fe離子數(shù)量和水中漂浮的氫氧根數(shù)量也就隨之增加，因此產(chǎn)生的絮凝劑量也就較大，能夠在較短時間內(nèi)去除脫硫廢水中的懸浮物和金屬離子。另外，經(jīng)過檢測，脫硫廢水中的砷（As）、Cd和Pb等的重金屬離子去除效果都比較明顯，符合DB31/199—2018《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》的限制。電流密度對反應(yīng)時間和能耗有著很大的影響，綜上可以發(fā)現(xiàn)，同等條件下陽極電流密度越大，脫硫廢水的處理速度越快。但這并不意味著燃煤電廠在應(yīng)用這一技術(shù)時可以設(shè)置超大的電流密度，一方面，在導(dǎo)線規(guī)格一定的情況下，電流密度增加，導(dǎo)線和變壓器的損耗也會隨之增加，不僅加大了風(fēng)險，還會帶來較高的運行成本;另一方面，電流密度的增加還會加快電極鈍化，縮短電絮凝設(shè)備部件的使用壽命。因此燃煤電廠一定要在綜合考慮自身設(shè)備結(jié)構(gòu)、運行成本等因素的基礎(chǔ)上，對電流密度進行合理設(shè)置，在保障經(jīng)濟安全的基礎(chǔ)上，提高電絮凝處理工藝的效率。

2.2微絮凝

超濾對水體中懸浮物、膠體及細(xì)菌具有較強的截留作用，已經(jīng)成為水和廢水處理領(lǐng)域廣泛使用的技術(shù)之一。然而在工程應(yīng)用中，水中的膠體和有機物會造成膜污染，尤其有機物會造成膜的不可逆污染，導(dǎo)致膜通量下降、運行能耗增加，極大地限制了其推廣。研究表明，在超濾前加微絮凝預(yù)處理，通過絮凝劑水解形成的微絮體在膜表面形成疏松濾餅層，可吸附部分污染物，阻擋污染物在膜表面或膜孔內(nèi)沉積，有效減緩膜污染，應(yīng)用前景廣闊。聚合氯化鋁是目前在水處理領(lǐng)域使用最為廣泛的無機高分子絮凝劑，PAC經(jīng)水解形成多種羥鋁離子，由多種Al形態(tài)分布共同作用產(chǎn)生絮凝效能，其中多鋁酸陽離子Al13及聚集體由于具有穩(wěn)定性且絮凝效果優(yōu)異，被認(rèn)為是PAC中最佳的絮凝形態(tài)，其含量反映著絮凝劑的有效性。現(xiàn)有PAC產(chǎn)品Al13含量千差萬別，絮凝效果及作用機理也不盡相同，研究表明，不同Al形態(tài)形成的絮體特性有明顯差異，可能會導(dǎo)致形成的濾餅層結(jié)構(gòu)不同，從而影響對膜通量的作用效果。

2.3復(fù)合絮凝劑

目前廢水處理常用的絮凝劑按其來源和性質(zhì)可分為無機絮凝劑、合成有機高分子絮凝劑、天然生物高分子絮凝劑以及新型的微生物絮凝劑。無機高分子絮凝劑主要通過電中和、壓縮雙電層以及吸附架橋作用將廢水中溶質(zhì)、膠體、懸浮物絮凝沉降，但其投藥量大，絮體強度低，絮凝效果不佳;助凝劑具有破壞干擾物質(zhì)、調(diào)節(jié)pH、提高絮體強度、促進沉淀等作用，因此，將無機高分子絮凝劑和助凝劑復(fù)合使用，可達到理想的絮凝沉淀效果。在化學(xué)混凝法處理廢水工藝中，混凝沉淀作為核心程序，是混凝技術(shù)的關(guān)鍵，因此，選擇合適的絮凝劑、確定最優(yōu)的使用參數(shù)，降低噸水處理成本，對整體廢水水質(zhì)處理工程具有重大意義。

結(jié)語

總之，燃煤電廠應(yīng)當(dāng)充分重視電絮凝技術(shù)的引進和推廣，并配備相應(yīng)的廢水稀釋、沉淀等預(yù)處理設(shè)施，合理控制處理工藝的各個環(huán)節(jié)，以提升含硫廢水的處理效率，實現(xiàn)經(jīng)濟效益與環(huán)境效益的統(tǒng)一

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