硅铝盐除氟系统在火电厂废水处理中的应用

丁海亭

摘  要：利用章丘公司二期循环水前池附近的可用空间，通过采用硅铝盐除氟处理工艺，消除对中水补水的限制，控制循环水氟化物含量在1.5mg/L以内，满足济南市章丘区《章丘区政府、环保局关于氟化物的文件》规定的外排水氟化物含量≤1.5mg/L的高标准要求。

关键词：硅铝盐;除氟工艺;火电厂;废水;吸附;再生

前言：为实现废水达标排放，章丘公司经过充分的前期调研，通过优化系统运行方式，对影响外排水氟化物超标的循環水系统进行技术改造，借鉴化学“吸附+再生”经验，践行“环保+节约”理念，创新性使用除氟处理吸附工作法，实施循环水系统除氟工艺，运用硅铝盐滤料进行再生吸附，来降低外排工业废水氟化物含量完全达到小于1.5mg/L的环保标准，在目前水资源缺乏情况下，保证可以使用大量的廉价中水对循环水进行补充，有效降低生产成本的同时，确保了机组循环冷却系统的水源充足，为机组安全运行提供了有力保障。

1 概况

章丘公司工业外排水排至章丘区第三污水厂，并最终汇入小清河。2017年10月30日，济南市章丘区对章丘公司工业外排水的氟化物含量做出小于1.5mg/L的高标准要求。排放标准提升后，章丘公司通过降低氟化物含量高的中水的补水量，控制循环水氟化物含量小于1.5mg/L，以此保证工业外排水氟化物含量不超标，但同时存在着外排水氟化物含量接近控制标准，可能超标的隐患;地表水补水量大幅增加，造成公司生产成本大幅上升等问题。

2 工艺原理

2.1 化学反应

除氟滤料主要成分为硅铝盐，其Al3+与废水中的F-、Ca2+发生化学反应形成一种由元素F、Al、Ca组成的化合物。

2.2 吸附

硅铝盐滤料依据不同环境离子强度的大小，对分子和离子进行选择性吸附和交换，通过调整不同的活化方法，可有效去除水中氟、砷、铁等多种高价阳离子。

2.3再生

利用硅铝盐滤料进行吸附后，通过对除氟过滤器进行再生，使章丘公司外排工业废水氟化物含量完全达到小于1.5mg/L的环保标准，以消除超标排放隐患。

2.4处理对象的选择

通过对目前的除氟工艺进行考察分析，发现工业废水水质不稳定并且比较复杂，需要进行复杂的前期处理;#3、#4机凉水塔排污管道接自凉水塔底部，施工困难，且#3、#4机凉水塔补水流量和压力不稳定，无法保证除氟设备稳定运行。中水补水管道附近可用空间较小，无法安装大量设备。除氟处理用水直接从凉水塔抽取，能够保持制水量稳定持续;取代凉水塔排污，可以调节循环水其他指标，减少系统的补水量;附近存在可安装设备的理想空间;对二期循环水系统#3、#4凉水塔水质分析发现，循环水水质较为稳定，预处理工艺简单。因此，从循环水中抽取一部分水进行除氟处理为最佳方案，取水点位置选择如图1所示。

3 工艺流程

根据二期循环水前池位置和#3、#4机组循环水回水管道位置，以及待建设备管道的长度、附近的可用空间，同时考虑#3、#4机可能停机检修的实际情况，选择建立两套除氟设备，一套水源取自#3机循环水回水管道，另一套水源取自#4机循环水前池。根据工业废水池外排废水的流量，以及废水中氟化物的含量变化，将除氟滤料工作的最优pH值在6.5～7.3，进水要求水质清澈，铁离子含量低于300μg/L，并确定每套除氟设备的制水量在200m?/h。除氟系统的工艺流程图见图2。

4 应用实践效果

4.1 运行调整

生产过程中，若其中一套除氟装置因为机组停机，循环水泵停止无法投入运行，而另一套除氟装置需要再生的情况（再生一次需要8个小时），两套除氟装置应在前置过滤器出水管处加装联络管道，保证制水的连续性。例如，当#3机除氟装置无法投入运行，#4除氟过滤器需要再生时，可以使用#4机除氟装置的提升泵、#4机除氟前置过滤器、#3机除氟过滤器继续制水。

4.2 运行效果

除氟系统投运后，章丘公司外排工业废水氟化物含量完全达到小于1.5mg/L的环保标准，消除超标排放隐患，章丘公司在环保工作上更进一步，凸显了公司作为大型央企在履行社会责任上的担当和努力。同时，恢复了中水的正常使用，每年可减少地表水使用量近300万吨，在电力行业树立起了节约用水，合理用水的典范！

4.3 运行成本

除氟系统运行期间，每套除氟装置周期制水量平均在6000吨左右。除去设备安装及维护费用，正常药品消耗、电能消耗的费用约1万余元。按照设备每天投运24h，全年制水成本为157.33万元。二期凉水塔2017年全年补水量为385.3万吨，其中地表水补水量为47.74万吨。如果除氟系统未投运，要保证工业废水氟化物含量达标，按照投入前地表水补水所占的比例91.2%，2018年全年地表水使用量大约为351万吨。除氟系统投入运行后每年可节约费用270.3万元。

5 结语

综上，硅铝盐除氟设备2018年8月投运后，章丘公司外排工业废水氟化物含量完全达到小于1.5mg/L的环保标准，确保了废水含氟稳定达标排放，有效减轻了环保压力，同时可以使用大量的廉价中水对循环水进行补充，节省了生产成本，提高了公司效益，推动了企业高效可持续发展需求，并在同行业中推广应用，环保效益显著。

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