燃煤電廠脫硫廢水電絮凝處理技術(shù)

　　燃煤電廠是我國電力供應(yīng)的主要形式，其發(fā)電量占到我國各類發(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到幾千至兩萬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，也是電廠“廢水零排放”技術(shù)的研究重點。

　　電絮凝(Electrocoagulation，簡稱EC)是近年來發(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)。電絮凝水處理機理主要是絮凝、氧化還原和氣浮相互交錯作用的結(jié)果這3種反應(yīng)同時作用，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，針對某燃煤電廠排放的脫硫廢水，在實驗室開展了多種工況下的試驗研究，評估廢水處理的有效性，探索最佳試驗工況。根據(jù)試驗結(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、含重金屬廢水、微污染海水、電廠煤場污水等領(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。針對燃煤電廠脫硫廢水，文獻中，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)時間縮短;當(dāng)采用加堿沉淀預(yù)處理后，反應(yīng)所需時間大大縮短.有效減小了反應(yīng)器體積。

　　二、電絮凝試驗與工程應(yīng)用

　　2.1基本情況

　　某熱電廠建有2臺中壓參數(shù)12MW燃煤熱電機組，于1998年建成投運。2013年開展超低排放改造，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實驗室試驗

　　實驗室電絮凝試驗臺采用循環(huán)處理方式，電解槽容積20L，循環(huán)流量為100L/h，采用Fe電極。試驗用水取自熱電廠脫硫廢水(水質(zhì)見表1)，試驗流程是：pH調(diào)節(jié)-電絮凝槽-取樣測量。取用水樣20L，循環(huán)時間設(shè)置為15min。

　　試驗臺進水前，先用NaOH調(diào)節(jié)進料箱內(nèi)廢水pH值至9.42。然后在電絮凝槽內(nèi)進行試驗，實驗工況如下：兩種不同的電流密度，分別為4mA/cm2和8mA/cm2時，考察不同電流密度對脫硫廢水處理效果的影響;從試驗進水開始計時，三種運行時間段，分別是5，10，15min。分別取樣進行檢測，考察不同電絮凝時間對脫硫廢水處理效果影響;輔助曝氣氧化，曝氣時間大于6h，考察曝氣對脫硫廢水處理效果影響。

　　2.3工程應(yīng)用裝置簡介

　　根據(jù)實際排放的脫硫廢水水質(zhì)、水量狀況，按照電絮凝試驗結(jié)果，結(jié)合工程設(shè)計經(jīng)驗，設(shè)計建造了處理能力為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：從廢水旋流器來的脫硫廢水經(jīng)一級反應(yīng)池處理，進入電絮凝反應(yīng)器，絮凝后經(jīng)二級、三級反應(yīng)池進行氧化、螯合反應(yīng)，然后經(jīng)斜管沉淀池澄清凈化.清水排出，污泥進入污泥收集罐，經(jīng)脫水后外運處置

　　2.4檢測方法

　　水質(zhì)檢測按照標(biāo)準(zhǔn)方法進行.水中重金屬按照《水質(zhì)32種元素的測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值的測定玻璃電極法》(GB/T6920―1986)，水質(zhì)懸浮物的測定重量法XGB/T11901―1989)，水質(zhì)化學(xué)需氧量的測定分光光度法》(DB31/199―2009附錄E)、《水質(zhì)氟化物的測定離子選擇電極法》(GB7484―1987)和《工業(yè)循環(huán)冷卻水和鍋爐用水中氯離子的測定XGB/T15453―2018)進行檢測。

　　三、試驗結(jié)果與分析

　　3.1實驗室試驗

　　實驗室試驗數(shù)據(jù)如表2和表3所示

　　試驗顯示，在兩種電流密度工況下.電流密度8.0mA/m2時出水中懸浮物濃度降低較快，同時鐵電極溶出率相對較多。從絮凝沉降效果看，懸浮物呈較好降低趨勢，但是總體去除率不高，原因是沉降時間較短，如果進一步延長靜止時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)定運行條件下，對原水、出水水質(zhì)進行取樣檢測，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

　　(1)電流密度為4.0?8.0mA/cm2的電絮凝裝置均能實現(xiàn)脫硫廢水水質(zhì)的改善.懸浮物去除趨勢明顯;電絮凝時間對處理效果有影響，但不顯著，如果持續(xù)電解會引起Fe離子溶出過量而導(dǎo)致色度變黃。電絮凝對鎘、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排放限值。

　　(2)工程應(yīng)用裝置對脫硫廢水的懸浮物去除效果明顯，去除效率達到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)計要求。工程應(yīng)用表明，以電絮凝法為主的工藝系統(tǒng)對脫硫廢水能實現(xiàn)較好的處理效果。（來源：上海長興島熱電有限責(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）