燃煤電廠脫硫廢水電絮凝處理技術(shù)

　　燃煤電廠是我國(guó)電力供應(yīng)的主要形式，其發(fā)電量占到我國(guó)各類發(fā)電方式的75%以。燃煤電廠普遍采用石灰石一石膏濕法脫硫技術(shù)脫除煙氣中的SO/2為了維持脫硫裝置漿液循環(huán)系統(tǒng)的物料平衡.防止?jié){液中可溶組分，主要是氯濃度超過(guò)規(guī)定值并保證石膏質(zhì)量.必須從系統(tǒng)中排放一定量的廢水.稱為脫硫廢水。

　　隨著廢水處理技術(shù)的發(fā)展，燃煤電廠的絕大部分廢水能夠?qū)崿F(xiàn)階梯利用阪，但脫硫廢水因具有很高的含鹽量、懸浮物，較大的鈣鎂硬度，一定量的重金屬，特別是氯離子含量達(dá)到幾千至兩萬(wàn)mg/L，具有較大腐蝕性，難以直接回用，是燃煤電廠廢水處理的難點(diǎn)，也是電廠“廢水零排放”技術(shù)的研究重點(diǎn)。

　　電絮凝(Electrocoagulation，簡(jiǎn)稱EC)是近年來(lái)發(fā)展較快的一種電化學(xué)水處理技術(shù).也被稱為電凝聚、電混凝。隨著電極技術(shù)、電解槽型式、高頻電源等技術(shù)研究的進(jìn)步，在凈水處理和廢水處理方面都有一定的深入研究，有部分項(xiàng)目獲得了工程應(yīng)用，是廢水處理的一種有效技術(shù)。電絮凝水處理機(jī)理主要是絮凝、氧化還原和氣浮相互交錯(cuò)作用的結(jié)果這3種反應(yīng)同時(shí)作用，形成了較好的水質(zhì)凈化作用，因此是一種水處理的新型技術(shù)

　　本文利用電絮凝多種復(fù)合的凈化作用，針對(duì)某燃煤電廠排放的脫硫廢水，在實(shí)驗(yàn)室開(kāi)展了多種工況下的試驗(yàn)研究，評(píng)估廢水處理的有效性，探索最佳試驗(yàn)工況。根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果.建成了處理能力8t/h的脫硫廢水電絮凝處理裝置，得到了應(yīng)用。

　　一、廢水處理中的應(yīng)用

　　在印染廢水、煤化工及石化廢水、含重金屬?gòu)U水、微污染海水、電廠煤場(chǎng)污水等領(lǐng)域，都有電絮凝水處理的研究和應(yīng)用。電絮凝法可用于煤泥水沉降，文獻(xiàn)在電絮凝法預(yù)處理煤泥水30min后再添加凝聚劑CaCl2，能獲得很好的沉降效果，電絮凝法與凝聚劑復(fù)配可大幅降低凝聚劑用量，環(huán)保性能更佳。針對(duì)燃煤電廠脫硫廢水，文獻(xiàn)中，采用電絮凝法處理，隨廢水質(zhì)量濃度的降低和電流密度的增加，處理效果變好，反應(yīng)時(shí)間縮短;當(dāng)采用加堿沉淀預(yù)處理后，反應(yīng)所需時(shí)間大大縮短.有效減小了反應(yīng)器體積。

　　二、電絮凝試驗(yàn)與工程應(yīng)用

　　2.1基本情況

　　某熱電廠建有2臺(tái)中壓參數(shù)12MW燃煤熱電機(jī)組，于1998年建成投運(yùn)。2013年開(kāi)展超低排放改造，陸續(xù)完成了煙氣脫硫，SCR煙氣脫硝和濕式電除塵器改造。煙氣脫硫采用石灰石一石膏濕法脫硫工藝，一爐一塔，三層逆流噴淋.全煙氣量處理。

　　脫硫廢水水質(zhì)如表1所示

　　2.2實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)

　　實(shí)驗(yàn)室電絮凝試驗(yàn)臺(tái)采用循環(huán)處理方式，電解槽容積20L，循環(huán)流量為100L/h，采用Fe電極。試驗(yàn)用水取自熱電廠脫硫廢水(水質(zhì)見(jiàn)表1)，試驗(yàn)流程是：pH調(diào)節(jié)-電絮凝槽-取樣測(cè)量。取用水樣20L，循環(huán)時(shí)間設(shè)置為15min。

　　試驗(yàn)臺(tái)進(jìn)水前，先用NaOH調(diào)節(jié)進(jìn)料箱內(nèi)廢水pH值至9.42。然后在電絮凝槽內(nèi)進(jìn)行試驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)工況如下：兩種不同的電流密度，分別為4mA/cm2和8mA/cm2時(shí)，考察不同電流密度對(duì)脫硫廢水處理效果的影響;從試驗(yàn)進(jìn)水開(kāi)始計(jì)時(shí)，三種運(yùn)行時(shí)間段，分別是5，10，15min。分別取樣進(jìn)行檢測(cè)，考察不同電絮凝時(shí)間對(duì)脫硫廢水處理效果影響;輔助曝氣氧化，曝氣時(shí)間大于6h，考察曝氣對(duì)脫硫廢水處理效果影響。

　　2.3工程應(yīng)用裝置簡(jiǎn)介

　　根據(jù)實(shí)際排放的脫硫廢水水質(zhì)、水量狀況，按照電絮凝試驗(yàn)結(jié)果，結(jié)合工程設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)建造了處理能力為8m3/h的電絮凝處理裝置，工藝系統(tǒng)流程圖如圖1所示。

　　工藝流程：從廢水旋流器來(lái)的脫硫廢水經(jīng)一級(jí)反應(yīng)池處理，進(jìn)入電絮凝反應(yīng)器，絮凝后經(jīng)二級(jí)、三級(jí)反應(yīng)池進(jìn)行氧化、螯合反應(yīng)，然后經(jīng)斜管沉淀池澄清凈化.清水排出，污泥進(jìn)入污泥收集罐，經(jīng)脫水后外運(yùn)處置

　　2.4檢測(cè)方法

　　水質(zhì)檢測(cè)按照標(biāo)準(zhǔn)方法進(jìn)行.水中重金屬按照《水質(zhì)32種元素的測(cè)定電感耦合等離子體發(fā)射光譜法MHJ776―2015)；pH、CODcr、懸浮物、cl-等分別按照《水質(zhì)pH值的測(cè)定玻璃電極法》(GB/T6920―1986)，水質(zhì)懸浮物的測(cè)定重量法XGB/T11901―1989)，水質(zhì)化學(xué)需氧量的測(cè)定分光光度法》(DB31/199―2009附錄E)、《水質(zhì)氟化物的測(cè)定離子選擇電極法》(GB7484―1987)和《工業(yè)循環(huán)冷卻水和鍋爐用水中氯離子的測(cè)定XGB/T15453―2018)進(jìn)行檢測(cè)。

　　三、試驗(yàn)結(jié)果與分析

　　3.1實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)

　　實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)數(shù)據(jù)如表2和表3所示

　　試驗(yàn)顯示，在兩種電流密度工況下.電流密度8.0mA/m2時(shí)出水中懸浮物濃度降低較快，同時(shí)鐵電極溶出率相對(duì)較多。從絮凝沉降效果看，懸浮物呈較好降低趨勢(shì)，但是總體去除率不高，原因是沉降時(shí)間較短，如果進(jìn)一步延長(zhǎng)靜止時(shí)間或添加助凝藥劑將有更好的效果。另外，水中氯離子、氟離子含量無(wú)顯著變化。砷、鎘、鉛、鉻、鎳、錳等重金屬均有一定去除率，均符合DB31/199-2018《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》排放限值，而猛濃度符合二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。曝氣6h后，CODcr變化不明顯。

　　3.2工程應(yīng)用裝置處理效果

　　按照設(shè)計(jì)的工藝流程，建造了電絮凝處理裝置。在工藝系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行條件下，對(duì)原水、出水水質(zhì)進(jìn)行取樣檢測(cè)，分析結(jié)果如表4所示。

　　原水與出水水質(zhì)比較顯示，工程應(yīng)用裝置對(duì)懸浮物的去除效果明顯，去除效率為99.3%，CODcr去除率不高，為45.7%。經(jīng)電絮凝處理后，重金屬離子含量變化較小，但出水濃度仍低于DB31/199―2018?污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》的排放限值，這是原水濃度不高、處理過(guò)程中未添加螯合劑的原因。出水中磷酸根含量略有下降，氯離子、硫酸根含量沒(méi)有顯著變化，出水氨氮濃度僅能符合DB31/199―2009版排放標(biāo)準(zhǔn)10mg/L，而高于2018版的二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)限值5(8)mg/L。由于該裝置出水作為車間排水考核，因此氨氮略有超標(biāo)尚不影響總排口的排放限值。

　　四、結(jié)語(yǔ)

　　(1)電流密度為4.0?8.0mA/cm2的電絮凝裝置均能實(shí)現(xiàn)脫硫廢水水質(zhì)的改善.懸浮物去除趨勢(shì)明顯;電絮凝時(shí)間對(duì)處理效果有影響，但不顯著，如果持續(xù)電解會(huì)引起Fe離子溶出過(guò)量而導(dǎo)致色度變黃。電絮凝對(duì)鎘、鋸、碑、鉛等重金屬有一定的去除率，排放濃度符合DB31/199―2018《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》第一類污染物排放限值，而猛濃度僅符合二級(jí)排放限值。

　　(2)工程應(yīng)用裝置對(duì)脫硫廢水的懸浮物去除效果明顯，去除效率達(dá)到99.3%，CODCr去除率不高;經(jīng)電絮凝裝置處理后，?水中各類重金屬含量均低于排放限值，滿足設(shè)計(jì)要求。工程應(yīng)用表明，以電絮凝法為主的工藝系統(tǒng)對(duì)脫硫廢水能實(shí)現(xiàn)較好的處理效果。（來(lái)源：上海長(zhǎng)興島熱電有限責(zé)任公司；上海明華電力科技有限公司；淮滬煤電有限公司田集發(fā)電廠）