硅鋁鹽除氟系統(tǒng)在火電廠廢水處理中的應用

丁海亭

摘? 要：利用章丘公司二期循環(huán)水前池附近的可用空間，通過采用硅鋁鹽除氟處理工藝，消除對中水補水的限制，控制循環(huán)水氟化物含量在1.5mg/L以內(nèi)，滿足濟南市章丘區(qū)《章丘區(qū)政府、環(huán)保局關于氟化物的文件》規(guī)定的外排水氟化物含量≤1.5mg/L的高標準要求。

關鍵詞：硅鋁鹽;除氟工藝;火電廠;廢水;吸附;再生

前言：為實現(xiàn)廢水達標排放，章丘公司經(jīng)過充分的前期調(diào)研，通過優(yōu)化系統(tǒng)運行方式，對影響外排水氟化物超標的循環(huán)水系統(tǒng)進行技術改造，借鑒化學“吸附+再生”經(jīng)驗，踐行“環(huán)保+節(jié)約”理念，創(chuàng)新性使用除氟處理吸附工作法，實施循環(huán)水系統(tǒng)除氟工藝，運用硅鋁鹽濾料進行再生吸附，來降低外排工業(yè)廢水氟化物含量完全達到小于1.5mg/L的環(huán)保標準，在目前水資源缺乏情況下，保證可以使用大量的廉價中水對循環(huán)水進行補充，有效降低生產(chǎn)成本的同時，確保了機組循環(huán)冷卻系統(tǒng)的水源充足，為機組安全運行提供了有力保障。

1 概況

章丘公司工業(yè)外排水排至章丘區(qū)第三污水廠，并最終匯入小清河。2017年10月30日，濟南市章丘區(qū)對章丘公司工業(yè)外排水的氟化物含量做出小于1.5mg/L的高標準要求。排放標準提升后，章丘公司通過降低氟化物含量高的中水的補水量，控制循環(huán)水氟化物含量小于1.5mg/L，以此保證工業(yè)外排水氟化物含量不超標，但同時存在著外排水氟化物含量接近控制標準，可能超標的隱患;地表水補水量大幅增加，造成公司生產(chǎn)成本大幅上升等問題。

2 工藝原理

2.1 化學反應

除氟濾料主要成分為硅鋁鹽，其Al3+與廢水中的F-、Ca2+發(fā)生化學反應形成一種由元素F、Al、Ca組成的化合物。

2.2 吸附

硅鋁鹽濾料依據(jù)不同環(huán)境離子強度的大小，對分子和離子進行選擇性吸附和交換，通過調(diào)整不同的活化方法，可有效去除水中氟、砷、鐵等多種高價陽離子。

2.3再生

利用硅鋁鹽濾料進行吸附后，通過對除氟過濾器進行再生，使章丘公司外排工業(yè)廢水氟化物含量完全達到小于1.5mg/L的環(huán)保標準，以消除超標排放隱患。

2.4處理對象的選擇

通過對目前的除氟工藝進行考察分析，發(fā)現(xiàn)工業(yè)廢水水質(zhì)不穩(wěn)定并且比較復雜，需要進行復雜的前期處理;#3、#4機涼水塔排污管道接自涼水塔底部，施工困難，且#3、#4機涼水塔補水流量和壓力不穩(wěn)定，無法保證除氟設備穩(wěn)定運行。中水補水管道附近可用空間較小，無法安裝大量設備。除氟處理用水直接從涼水塔抽取，能夠保持制水量穩(wěn)定持續(xù);取代涼水塔排污，可以調(diào)節(jié)循環(huán)水其他指標，減少系統(tǒng)的補水量;附近存在可安裝設備的理想空間;對二期循環(huán)水系統(tǒng)#3、#4涼水塔水質(zhì)分析發(fā)現(xiàn)，循環(huán)水水質(zhì)較為穩(wěn)定，預處理工藝簡單。因此，從循環(huán)水中抽取一部分水進行除氟處理為最佳方案，取水點位置選擇如圖1所示。

3 工藝流程

根據(jù)二期循環(huán)水前池位置和#3、#4機組循環(huán)水回水管道位置，以及待建設備管道的長度、附近的可用空間，同時考慮#3、#4機可能停機檢修的實際情況，選擇建立兩套除氟設備，一套水源取自#3機循環(huán)水回水管道，另一套水源取自#4機循環(huán)水前池。根據(jù)工業(yè)廢水池外排廢水的流量，以及廢水中氟化物的含量變化，將除氟濾料工作的最優(yōu)pH值在6.5～7.3，進水要求水質(zhì)清澈，鐵離子含量低于300μg/L，并確定每套除氟設備的制水量在200m?/h。除氟系統(tǒng)的工藝流程圖見圖2。

4 應用實踐效果

4.1 運行調(diào)整

生產(chǎn)過程中，若其中一套除氟裝置因為機組停機，循環(huán)水泵停止無法投入運行，而另一套除氟裝置需要再生的情況（再生一次需要8個小時），兩套除氟裝置應在前置過濾器出水管處加裝聯(lián)絡管道，保證制水的連續(xù)性。例如，當#3機除氟裝置無法投入運行，#4除氟過濾器需要再生時，可以使用#4機除氟裝置的提升泵、#4機除氟前置過濾器、#3機除氟過濾器繼續(xù)制水。

4.2 運行效果

除氟系統(tǒng)投運后，章丘公司外排工業(yè)廢水氟化物含量完全達到小于1.5mg/L的環(huán)保標準，消除超標排放隱患，章丘公司在環(huán)保工作上更進一步，凸顯了公司作為大型央企在履行社會責任上的擔當和努力。同時，恢復了中水的正常使用，每年可減少地表水使用量近300萬噸，在電力行業(yè)樹立起了節(jié)約用水，合理用水的典范！

4.3 運行成本

除氟系統(tǒng)運行期間，每套除氟裝置周期制水量平均在6000噸左右。除去設備安裝及維護費用，正常藥品消耗、電能消耗的費用約1萬余元。按照設備每天投運24h，全年制水成本為157.33萬元。二期涼水塔2017年全年補水量為385.3萬噸，其中地表水補水量為47.74萬噸。如果除氟系統(tǒng)未投運，要保證工業(yè)廢水氟化物含量達標，按照投入前地表水補水所占的比例91.2%，2018年全年地表水使用量大約為351萬噸。除氟系統(tǒng)投入運行后每年可節(jié)約費用270.3萬元。

5 結語

綜上，硅鋁鹽除氟設備2018年8月投運后，章丘公司外排工業(yè)廢水氟化物含量完全達到小于1.5mg/L的環(huán)保標準，確保了廢水含氟穩(wěn)定達標排放，有效減輕了環(huán)保壓力，同時可以使用大量的廉價中水對循環(huán)水進行補充，節(jié)省了生產(chǎn)成本，提高了公司效益，推動了企業(yè)高效可持續(xù)發(fā)展需求，并在同行業(yè)中推廣應用，環(huán)保效益顯著。

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