燃煤电厂脱硫废水电絮凝处理工艺分析

杨一佳

摘要：经济的发展，社会的进步推动了我国综合国力的提升，也带动了电力行业发展的步伐，当前，为保证电厂机组的安全、经济运行，需供给数量充足、质量合格的除盐水。对纯凝机组实施供热改造后，锅炉补给水量可由3.5%大幅增加到50%甚至更多。电厂锅炉补给水多采用处理后的天然水，而天然水中往往含有有机物。腐植酸是天然水中代表性有机物，占总有机物的50%～90%。腐植酸的存在对电站补给水处理设备及水汽系统都有严重的影响，如污染预处理系统的膜系统、堵塞除盐工艺的离子交换树脂网孔，同时有机物在锅炉内热分解产物容易引起水冷壁腐蚀结垢及汽轮机初凝区的腐蚀等问题。因此，如何高效去除锅炉补给水的有机物（腐植酸）十分重要。本文主要对燃煤电厂脱硫废水电絮凝处理工艺进行分析，详情如下。

关键词：燃煤电厂;脱硫废水;电絮凝;处理工艺

引言

目前，电厂锅炉补给水中有机物的去除效果非常有限，常见的去除补给水中腐植酸的方法主要有混凝和强化混凝、活性炭吸附和机械过滤等，近年来有学者提出了膜分离和高级氧化技术等先进技术，以提高其去除率。混凝澄清等预处理对悬浮态有机物的去除效果较好，但对溶解态有机物的去除率极低，往往不超过20%;常规混凝能去除10%～20%的总有机物，强化混凝最高只能去除60%的总有机物量，对溶解态有机物的去除率则更低;活性炭受孔径控制，只能吸附一定分子量的有机物，而以腐植酸为主的天然有机物的分子量变化非常大，因此使用活性炭不能有效除去;虽然膜分离技术能去除腐植酸，但同时膜会受到污染，降低膜通量;高级氧化技术的成本较高，且处理效率较低;新型吸附材料如碳纳米管等虽然具有很好的去除效果，但成本高、回用难，无法真正应用于现场。

1燃煤电厂脱硫废水电絮凝处理工艺研究背景

作为中国电力供应的重要主体，燃煤电厂的环保问题一直广受关注，在新发展时期，国家也对燃煤电厂的污染排放提出了更高的标准，其中，废水处理就是一个重要的部分。现阶段，燃煤电厂普遍使用石灰石-石膏湿脱法对烟气进行脱硫，但烟气中含有大量的Cl-和F-，F-会与吸收塔洗涤下来的浆液产生化学反应，从而削弱石灰石的溶解性，高浓度的Cl-又会使石灰石出现烂浆，不仅使脱水效率降低，石膏品质下降，还可能腐蚀设备，带来巨大的经济损失。因此在应用湿法脱硫时，电厂一般会排出一部分滤液，以控制Cl-和F-的含量，保障石灰石质量。但这种处理方式又带来了新的问题，那就是脱硫废水的处理问题。脱硫废水中含有大量的硫酸盐、氯化物以及固体悬浮物等，特别是其中高含量的Cl-，会对周围环境造成极大的不良影响。目前，常见的废水处理技术主要有两种：a）水力除灰、蒸发、化学水处理系统。这种技术在国外比较常见，但是具有成本投入高、设备体系复杂等缺点，且水力除灰方式也不适用于燃煤电厂，局限性较大。b）三联箱技术。国内常见的脱硫废水处理流程包括中和、沉淀、混凝等步骤，但同样需要配备精密的设备仪器，前期投入较大。三联箱技术就是这套流程的一个具体应用，脱硫废水进入三联箱后，经过中和箱石灰乳溶液碱化，pH值调整为9.0以上，接着进入反应箱，在有机硫和凝聚剂的作用下去除不能与氢氧根结合的沉淀物，最终进入絮凝箱完成整个处理流程。

2燃煤电厂脱硫废水电絮凝处理工艺

2.1电流密度的影响

试验中先将水样平均分为五等分，按1∶2的浓度稀释，分别用3.50A/dm2，2.27A/dm2，1.14A/dm2和0.95A/dm2的电流密度对溶液进行电解，反应时间是随着电流密度的增加而缩短的，且电流密度越大，反应结束后水样的浑浊程度越低。发生这一现象的原因是：随着电流密度的增加，电化学反应速度就会加快，电解反应产生的Al离子、Fe离子数量和水中漂浮的氢氧根数量也就随之增加，因此产生的絮凝剂量也就较大，能够在较短时间内去除脱硫废水中的悬浮物和金属离子。另外，经过检测，脱硫废水中的砷（As）、Cd和Pb等的重金属离子去除效果都比较明显，符合DB31/199—2018《污水综合排放标准》的限制。电流密度对反应时间和能耗有着很大的影响，综上可以发现，同等条件下阳极电流密度越大，脱硫废水的处理速度越快。但这并不意味着燃煤电厂在应用这一技术时可以设置超大的电流密度，一方面，在导线规格一定的情况下，电流密度增加，导线和变压器的损耗也会随之增加，不仅加大了风险，还会带来较高的运行成本;另一方面，电流密度的增加还会加快电极钝化，缩短电絮凝设备部件的使用寿命。因此燃煤电厂一定要在综合考虑自身设备结构、运行成本等因素的基础上，对电流密度进行合理设置，在保障经济安全的基础上，提高电絮凝处理工艺的效率。

2.2微絮凝

超滤对水体中悬浮物、胶体及细菌具有较强的截留作用，已经成为水和废水处理领域广泛使用的技术之一。然而在工程應用中，水中的胶体和有机物会造成膜污染，尤其有机物会造成膜的不可逆污染，导致膜通量下降、运行能耗增加，极大地限制了其推广。研究表明，在超滤前加微絮凝预处理，通过絮凝剂水解形成的微絮体在膜表面形成疏松滤饼层，可吸附部分污染物，阻挡污染物在膜表面或膜孔内沉积，有效减缓膜污染，应用前景广阔。聚合氯化铝是目前在水处理领域使用最为广泛的无机高分子絮凝剂，PAC经水解形成多种羟铝离子，由多种Al形态分布共同作用产生絮凝效能，其中多铝酸阳离子Al13及聚集体由于具有稳定性且絮凝效果优异，被认为是PAC中最佳的絮凝形态，其含量反映着絮凝剂的有效性。现有PAC产品Al13含量千差万别，絮凝效果及作用机理也不尽相同，研究表明，不同Al形态形成的絮体特性有明显差异，可能会导致形成的滤饼层结构不同，从而影响对膜通量的作用效果。

2.3复合絮凝剂

目前废水处理常用的絮凝剂按其来源和性质可分为无机絮凝剂、合成有机高分子絮凝剂、天然生物高分子絮凝剂以及新型的微生物絮凝剂。无机高分子絮凝剂主要通过电中和、压缩双电层以及吸附架桥作用将废水中溶质、胶体、悬浮物絮凝沉降，但其投药量大，絮体强度低，絮凝效果不佳;助凝剂具有破坏干扰物质、调节pH、提高絮体强度、促进沉淀等作用，因此，将无机高分子絮凝剂和助凝剂复合使用，可达到理想的絮凝沉淀效果。在化学混凝法处理废水工艺中，混凝沉淀作为核心程序，是混凝技术的关键，因此，选择合适的絮凝剂、确定最优的使用参数，降低吨水处理成本，对整体废水水质处理工程具有重大意义。

结语

总之，燃煤电厂应当充分重视电絮凝技术的引进和推广，并配备相应的废水稀释、沉淀等预处理设施，合理控制处理工艺的各个环节，以提升含硫废水的处理效率，实现经济效益与环境效益的统一

参考文献

[1]冯启言，王华，李向东，等.华东地区废水的水质特征与资源化技术[J].中国矿业大学学报，2004，33（2）：193-196.

[2]武彦芳，张俊岭，李宁，等.煤化工高含盐废水资源化零排放技术的运行效果研究[J].煤炭加工与综合利用，2017（6）：32-35.

[3]莫樊，郁钟铭，吴桂义，等.煤矿废水资源化及综合利用[J].煤炭工程，2009，41（6）：103-105.

[4]袁航，石辉.废水资源利用的研究进展与展望[J].水资源与水工程学报，2008，19（5）：50-57.