楊一佳

摘要：經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，社會(huì)的進(jìn)步推動(dòng)了我國(guó)綜合國(guó)力的提升，也帶動(dòng)了電力行業(yè)發(fā)展的步伐，當(dāng)前，為保證電廠機(jī)組的安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，需供給數(shù)量充足、質(zhì)量合格的除鹽水。對(duì)純凝機(jī)組實(shí)施供熱改造后，鍋爐補(bǔ)給水量可由3.5%大幅增加到50%甚至更多。電廠鍋爐補(bǔ)給水多采用處理后的天然水，而天然水中往往含有有機(jī)物。腐植酸是天然水中代表性有機(jī)物，占總有機(jī)物的50%～90%。腐植酸的存在對(duì)電站補(bǔ)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(shù)脂網(wǎng)孔，同時(shí)有機(jī)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(jī)初凝區(qū)的腐蝕等問(wèn)題。因此，如何高效去除鍋爐補(bǔ)給水的有機(jī)物（腐植酸）十分重要。本文主要對(duì)燃煤電廠脫硫廢水電絮凝處理工藝進(jìn)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(bǔ)給水中有機(jī)物的去除效果非常有限，常見(jiàn)的去除補(bǔ)給水中腐植酸的方法主要有混凝和強(qiáng)化混凝、活性炭吸附和機(jī)械過(guò)濾等，近年來(lái)有學(xué)者提出了膜分離和高級(jí)氧化技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)，以提高其去除率?；炷吻宓阮A(yù)處理對(duì)懸浮態(tài)有機(jī)物的去除效果較好，但對(duì)溶解態(tài)有機(jī)物的去除率極低，往往不超過(guò)20%;常規(guī)混凝能去除10%～20%的總有機(jī)物，強(qiáng)化混凝最高只能去除60%的總有機(jī)物量，對(duì)溶解態(tài)有機(jī)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(jī)物，而以腐植酸為主的天然有機(jī)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(shí)膜會(huì)受到污染，降低膜通量;高級(jí)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(wú)法真正應(yīng)用于現(xiàn)場(chǎng)。

1燃煤電廠脫硫廢水電絮凝處理工藝研究背景

作為中國(guó)電力供應(yīng)的重要主體，燃煤電廠的環(huán)保問(wèn)題一直廣受關(guān)注，在新發(fā)展時(shí)期，國(guó)家也對(duì)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(gè)重要的部分。現(xiàn)階段，燃煤電廠普遍使用石灰石-石膏濕脫法對(duì)煙氣進(jìn)行脫硫，但煙氣中含有大量的Cl-和F-，F(xiàn)-會(huì)與吸收塔洗滌下來(lái)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(huì)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(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)損失。因此在應(yīng)用濕法脫硫時(shí)，電廠一般會(huì)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(lái)了新的問(wèn)題，那就是脫硫廢水的處理問(wèn)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(huì)對(duì)周?chē)h(huán)境造成極大的不良影響。目前，常見(jiàn)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(guó)外比較常見(jiàn)，但是具有成本投入高、設(shè)備體系復(fù)雜等缺點(diǎn)，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(guó)內(nèi)常見(jiàn)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(gè)具體應(yīng)用，脫硫廢水進(jìn)入三聯(lián)箱后，經(jīng)過(guò)中和箱石灰乳溶液堿化，pH值調(diào)整為9.0以上，接著進(jìn)入反應(yīng)箱，在有機(jī)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(jìn)入絮凝箱完成整個(gè)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(yàn)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(duì)溶液進(jìn)行電解，反應(yīng)時(shí)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(huì)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(shí)間內(nèi)去除脫硫廢水中的懸浮物和金屬離子。另外，經(jīng)過(guò)檢測(cè)，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(duì)反應(yīng)時(shí)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(yáng)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(shí)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(huì)隨之增加，不僅加大了風(fēng)險(xiǎn)，還會(huì)帶來(lái)較高的運(yùn)行成本;另一方面，電流密度的增加還會(huì)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(yùn)行成本等因素的基礎(chǔ)上，對(duì)電流密度進(jìn)行合理設(shè)置，在保障經(jīng)濟(jì)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(duì)水體中懸浮物、膠體及細(xì)菌具有較強(qiáng)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(jī)物會(huì)造成膜污染，尤其有機(jī)物會(huì)造成膜的不可逆污染，導(dǎo)致膜通量下降、運(yùn)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(guò)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(wú)機(jī)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(yáng)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?，F(xiàn)有PAC產(chǎn)品Al13含量千差萬(wàn)別，絮凝效果及作用機(jī)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(huì)導(dǎo)致形成的濾餅層結(jié)構(gòu)不同，從而影響對(duì)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(lái)源和性質(zhì)可分為無(wú)機(jī)絮凝劑、合成有機(jī)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(wú)機(jī)高分子絮凝劑主要通過(guò)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(qiáng)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(qiáng)度、促進(jìn)沉淀等作用，因此，將無(wú)機(jī)高分子絮凝劑和助凝劑復(fù)合使用，可達(dá)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(duì)整體廢水水質(zhì)處理工程具有重大意義。

結(jié)語(yǔ)

總之，燃煤電廠應(yīng)當(dāng)充分重視電絮凝技術(shù)的引進(jìn)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(gè)環(huán)節(jié)，以提升含硫廢水的處理效率，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益與環(huán)境效益的統(tǒng)一

參考文獻(xiàn)

[1]馮啟言，王華，李向東，等.華東地區(qū)廢水的水質(zhì)特征與資源化技術(shù)[J].中國(guó)礦業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2004，33（2）：193-196.

[2]武彥芳，張俊嶺，李寧，等.煤化工高含鹽廢水資源化零排放技術(shù)的運(yùn)行效果研究[J].煤炭加工與綜合利用，2017（6）：32-35.

[3]莫樊，郁鐘銘，吳桂義，等.煤礦廢水資源化及綜合利用[J].煤炭工程，2009，41（6）：103-105.

[4]袁航，石輝.廢水資源利用的研究進(jìn)展與展望[J].水資源與水工程學(xué)報(bào)，2008，19（5）：50-57.