鍋爐酸洗廢水一體化技術(shù)

鍋爐是電廠在生成電能過(guò)程中的重要單元，在電廠生產(chǎn)電能的過(guò)程中，鍋爐內(nèi)表面會(huì)不斷積累鹽分和結(jié)垢，進(jìn)而影響鍋爐傳熱性能，嚴(yán)重時(shí)將發(fā)生危險(xiǎn)事故，因此，必須定期對(duì)鍋爐進(jìn)行酸洗，以保證鍋爐的正常運(yùn)行。鍋爐酸洗主要是將鍋爐內(nèi)壁的雜質(zhì)進(jìn)行清洗，而目前清洗劑主要為有機(jī)酸，這就造成了鍋爐酸洗廢水通常顯酸性，COD(化學(xué)耗氧量)指標(biāo)高，離子含量高，懸浮物指標(biāo)高和色度高等特點(diǎn)，從而使得鍋爐酸洗廢水較難處理，且處理成本較高。通常一個(gè)300MW的機(jī)組每次產(chǎn)生的鍋爐酸洗廢水約上千立方米，且為短時(shí)間內(nèi)集中生產(chǎn)，這就給電廠造成了鍋爐酸洗廢水處理的壓力。

本文針對(duì)山東某電廠的鍋爐酸洗廢水進(jìn)行處理，設(shè)計(jì)了鍋爐酸洗廢水一體化處理工藝，該工藝針對(duì)鍋爐酸洗廢水的性質(zhì)，由氧化、酸堿調(diào)節(jié)/絮凝、過(guò)濾組成，可以在滿足鍋爐酸洗廢水降低各項(xiàng)指標(biāo)，達(dá)標(biāo)排放的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)鍋爐酸洗廢水的快速廉價(jià)處理。該工藝對(duì)鍋爐酸洗廢水進(jìn)行處理極為有效，且有助于對(duì)鍋爐酸洗廢水實(shí)現(xiàn)集約化處理。

1、實(shí)驗(yàn)材料和儀器

氫氧化鈉(分析純，天津光復(fù)試劑公司)，聚合硫酸鐵(分析純，天津光復(fù)試劑公司，配置成質(zhì)量分?jǐn)?shù)5%水溶液)，聚丙烯酰胺(分析純，天津光復(fù)試劑公司，配置成質(zhì)量分?jǐn)?shù)1%水溶液)，過(guò)氧化氫(分析純，天津光復(fù)試劑公司)。電導(dǎo)率儀，pH計(jì)，COD測(cè)定裝置，濾膜(孔徑0．45μm)。

2、鍋爐酸洗廢水處理工藝

該電廠鍋爐酸洗廢水的外觀為廢水表面懸浮一層白色油花，水體為深黑色，不透明，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間放置，無(wú)沉淀現(xiàn)象發(fā)生，pH值為4．6，COD為650mg/L，懸浮物質(zhì)量濃度高于5500mg/L，電導(dǎo)率為9400μS/cm，水溫為14．9℃，過(guò)濾較為困難。根據(jù)該酸洗廢水性質(zhì)及電廠現(xiàn)有設(shè)備、藥品，現(xiàn)設(shè)計(jì)一套基于芬頓原理的處理系統(tǒng)，其處理工藝由氧化單元、酸堿調(diào)節(jié)/絮凝單元、過(guò)濾單元組成，每個(gè)單元的體積為0．5m3，如圖1所示。

2．1 氧化單元

將廢水引入后，進(jìn)行持續(xù)性攪拌，攪拌速度維持在150r/min以上，保持?jǐn)嚢?/span>30min，在該過(guò)程中持續(xù)性加入體積分?jǐn)?shù)20%的雙氧水，而后繼續(xù)攪拌10min，將廢水引入下一單元。

2．2 酸堿調(diào)節(jié)/絮凝單元

從氧化單元導(dǎo)出的廢水引入酸堿調(diào)節(jié)單元，在酸堿調(diào)節(jié)單元中保持對(duì)廢水的攪拌，攪拌速度維持在150r/min以上，用氫氧化鈉對(duì)廢水進(jìn)行pH值的調(diào)節(jié)，將廢水pH值調(diào)節(jié)至9．0―9．3，再先后加入聚合硫酸鐵和聚丙烯酰胺，繼續(xù)攪拌，再對(duì)廢水進(jìn)行自然沉降。

2．3 過(guò)濾單元

從酸堿調(diào)節(jié)/絮凝單元導(dǎo)出廢水的上層清液，導(dǎo)入過(guò)濾單元，過(guò)濾單元為內(nèi)填裝陶瓷顆粒的過(guò)濾器，陶瓷顆粒粒徑分布在0．2―0．4cm，從過(guò)濾器導(dǎo)出的水樣即為處理后的廢水。

3、結(jié)果與討論

3．1 氧化單元加藥優(yōu)化

由于廢水內(nèi)含有的亞鐵離子，且水質(zhì)pH值較低，雙氧水的加入可使得氧化單元有芬頓工藝處理效果，而氧化單元處理效果與過(guò)氧化氫加入量十分密切，過(guò)氧化氫加入量與最終出水的COD值如圖2所示，隨著過(guò)氧化氫加入量的增加，廢水出口處出水COD不斷下降，當(dāng)過(guò)氧化氫加入體積為廢水體積的5∶1000時(shí)，最終出水COD降低至98mg/L，而繼續(xù)增加雙氧水的加入量，COD變化不再明顯，因此，雙氧水與廢水的體積比設(shè)置為5∶1000。

3．2 酸堿調(diào)節(jié)/絮凝加藥優(yōu)化

由于鍋爐酸洗廢水帶出的陽(yáng)離子，以鐵離子為主，氫氧化鈉可以使鐵離子形成沉淀，從溶液中分離，因此，氫氧化鈉的加入量與最終出水的水質(zhì)指標(biāo)密切相關(guān)，氫氧化鈉加入量對(duì)最終出水水質(zhì)的影響如圖3所示。隨著氫氧化鈉加入量的提高，出水懸浮物指標(biāo)也隨之下降，這是由于隨著pH值的提高，溶液中陽(yáng)離子形成沉淀越來(lái)越緊實(shí)，沉淀量也逐漸增加。但是由于廢水排放的要求，廢水pH值在6―9，因此，從成本角度和環(huán)保角度考慮，pH值應(yīng)調(diào)節(jié)至9左右為宜。

絮凝劑和助凝劑的比例是影響沉淀分離過(guò)程的重要因素，由圖4所示，隨著助凝劑的增加，在處理過(guò)程中形成的沉淀致密程度逐漸增加，方便沉淀與水體分離。而助凝劑加入量過(guò)大時(shí)，沉淀體會(huì)過(guò)大，影響污泥從反應(yīng)單元中分離，也會(huì)增加成本，因此，設(shè)置絮凝劑和助凝劑的體積比為1∶1，質(zhì)量比約為5∶1。

3．3 過(guò)濾單元工藝

由于酸洗廢水中各類陽(yáng)離子質(zhì)量分?jǐn)?shù)較高，因此經(jīng)過(guò)氧化單元和酸堿調(diào)節(jié)/絮凝單元后的廢水，懸浮物質(zhì)量分?jǐn)?shù)依然較高，廢水會(huì)存在過(guò)濾阻力較大的問(wèn)題。因此，本工藝選擇粒徑分布合適，且具有一定抗污染性能的陶瓷濾料過(guò)濾層，對(duì)酸洗廢水進(jìn)行過(guò)濾處理，去除水中的懸浮物。最終出水的水質(zhì)可以達(dá)到COD為98mg/L，懸浮物為65mg/L，pH值為8．4，電導(dǎo)率降低至1440μS/cm，極大地降低了污染物的質(zhì)量濃度，如表1所示。為實(shí)現(xiàn)酸洗廢水無(wú)害化處理奠定了基礎(chǔ)。

同時(shí)該鍋爐酸洗廢水處理工藝克服了傳統(tǒng)鍋爐酸洗廢水處理成本較高的問(wèn)題，如按照市面上大批量采購(gòu)藥劑的價(jià)格進(jìn)行計(jì)算，如表2所示，每m3水處理成本不超過(guò)6元，按照每年產(chǎn)生1000m3酸洗廢水而言，每年鍋爐酸洗廢水總體費(fèi)用可以控制在6000元以內(nèi)。

4、結(jié)論

本文針對(duì)山東某電廠鍋爐酸洗廢水設(shè)計(jì)建立有針對(duì)性的處理工藝，經(jīng)過(guò)氧化單元，酸堿調(diào)節(jié)/絮凝單元，過(guò)濾單元的處理，在雙氧水加入量為5∶1000，pH調(diào)節(jié)至9．0，絮凝劑和助凝劑體積比為1∶1的條件下，使得酸洗廢水可以達(dá)到排放要求，該工藝?yán)脧U水中的亞鐵離子和低pH值，實(shí)現(xiàn)芬頓反應(yīng)，同時(shí)由于聚鐵的加入，調(diào)節(jié)了水體的pH值，充分實(shí)現(xiàn)在最低藥劑加入量的條件下，使得酸洗廢水達(dá)到無(wú)害化處理。（來(lái)源：山東華能嘉祥發(fā)電有限公司）