燃煤电厂脱硫废水电絮凝处理技术

燃煤电厂脱硫废水电絮凝处理技术燃煤电厂是我国电力供应的主要形式，其发电量占到我国各类发电方式的75%以。燃煤电厂普遍采用石灰石一石膏湿法脱硫技术脱除烟气中的SO/2为了维持脱硫装置浆液循环系统的物料平衡.防止浆液中可溶组分，主要是氯浓度超过规定值并保证石膏质量.必需从系统中排放一定量的废水.称为脱硫废水。随着废水处理技术的发展，燃煤电厂的绝大部分废水能够实现阶梯利用阪，但脱硫废水因具有很高的含盐量、悬浮物，较大的钙镁硬度，一定量的重金属，特殊是氯离子含量达到几千至两万mg/L，具有较大腐蚀性，难以直接回用，是燃煤电厂废水处理的难点，也是电厂“废水零排放”技术的研究重点。电絮凝(Electrocoagulation，简称EC)是近年来发展较快的一种电化学水处理技术.也被称为电凝聚、电混凝。随着电极技术、电解槽型式、高频电源等技术研究的进步，在净水处理和废水处理方面都有一定的深入研究，有部分项目获得了工程应用，是废水处理的一种有效技术。电絮凝水处理机理主要是絮凝、氧化还原和气浮相互交叉作用的结果这3种反应同时作用，形成了较好的水质净化作用，因此是一种水处理的新型技术本文利用电絮凝多种复合的净化作用，针对某燃煤电厂排放的脱硫废水，在试验室开展了多种工况下的试验研究，评估废水处理的有效性，探索最佳试验工况。依据试验结果.建成了处理能力8t/h的脱硫废水电絮凝处理装置，得到了应用。5 一、废水处理中的应用在印染废水、煤化工及石化废水、含重金属废水、微污染海水、电厂煤场污水等领域，都有电絮凝水处理的研究和应用。电絮凝法可用于煤泥水沉降，文献在电絮凝法预处理煤泥水30min后再添加凝聚剂CaCl2，能获得很好的沉降效果，电絮凝法与凝聚剂复配可大幅降低凝聚剂用量，环保性能更佳。针对燃煤电厂脱硫废水，文献中，采用电絮凝法处理，随废水质量浓度的降低和电流密度的增加，处理效果变好，反应时间缩短;当采用加碱沉淀预处理后，反应所需时间大大缩短.有效减小了反应器体积。二、电絮凝试验与工程应用2.1基本状况某热电厂建有2台中压参数12MW燃煤热电机组，于1998年建成投运。20XX年开展超低排放改造，间续完成了烟气脱硫，SCR烟气脱硝和湿式电除尘器改造。烟气脱硫采用石灰石一石膏湿法脱硫工艺，一炉一塔，三层逆流喷淋.全烟气量处理。脱硫废水水质如表1所示2.2试验室试验试验室电絮凝试验台采用循环处理方式，电解槽容积20L，循环流量为100L/h，采用Fe电极。试验用水取自热电厂脱硫废水(水质见表1)，试验流程是：pH调整-电絮凝槽-取样测量。取用水样20L，循环时间设置为15min。5 试验台进水前，先用NaOH调整进料箱内废水pH值至9.42。然后在电絮凝槽内进行试验，试验工况如下：两种不同的电流密度，分别为4mA/cm2和8mA/cm2时，考察不同电流密度对脱硫废水处理效果的影响;从试验进水开头计时，三种运行时间段，分别是5，10，15min。分别取样进行检测，考察不同电絮凝时间对脱硫废水处理效果影响;辅助曝气氧化，曝气时间大于6h，考察曝气对脱硫废水处理效果影响。2.3工程应用装置简介依据实际排放的脱硫废水水质、水量状况，根据电絮凝试验结果，结合工程设计经验，设计建筑了处理能力为8m3/h的电絮凝处理装置，工艺系统流程图如图1所示。工艺流程：从废水旋流器来的脱硫废水经一级反应池处理，进入电絮凝反应器，絮凝后经二级、三级反应池进行氧化、螯合反应，然后经斜管沉淀池澄清净化.清水排出，污泥进入污泥收集罐，经脱水后外运处置2.4检测方法5 水质检测根据标准方法进行.水中重金属根据《水质32种元素的测定电感耦合等离子体放射光谱法MHJ776—20XX)；pH、CODcr、悬浮物、cl-等分别根据《水质pH值的测定玻璃电极法》(GB/T6920—1986)，水质悬浮物的测定重量法XGB/T11901—1989)，水质化学需氧量的测定分光光度法》(DB31/199—20XX附录E)、《水质氟化物的测定离子选择电极法》(GB7484—1987)和《工业循环冷却水和锅炉用水中氯离子的测定XGB/T15453—20XX)进行检测。三、试验结果与分析3.1试验室试验试验室试验数据如表2和表3所示试验显示，在两种电流密度工况下.电流密度8.0mA/m2时出水中悬浮物浓度降低较快，同时铁电极溶出率相对较多。从絮凝沉降效果看，悬浮物呈较好降低趋势，但是总体去除率不高，原因是沉降时间较短，假如进一步延长静止时间或添加助凝药剂将有更好的效果。另外，水中氯离子、氟离子含量无显著变化。砷、镉、铅、铬、镍、锰等重金属均有一定去除率，均符合DB31/199-20XX《污水综合排放标准》排放限值，而猛浓度符合二级标准。曝气6h后，CODcr变化不明显。3.2工程应用装置处理效果根据设计的工艺流程，建筑了电絮凝处理装置。在工艺系统稳定运行条件下，对原水、出水水质进行取样检测，分析结果如表4所示。5 原水与出水水质比较显示，工程应用装置对悬浮物的去除效果明显，去除效率为99.3%，CODcr去除率不高，为45.7%。经电絮凝处理后，重金属离子含量变化较小，但出水浓度仍低于DB31/199—20XX«污水综合排放标准》的排放限值，这是原水浓度不高、处理过程中未添加螯合剂的原因。出水中磷酸根含量略有下降，氯离子、硫酸根含量没有显著变化，出水氨氮浓度仅能符合DB31/199—20XX版排放标准10mg/L，而高于20XX版的二级标准限值5(8)mg/L。由于该装置出水作为车间排水考核，因此氨氮略有超标尚不影响总排口的排放限值。四、结语(1)电流密度为4.0〜8.0mA/cm2的电絮凝装置均能实现脱硫废水水质的改善.悬浮物去除趋势明显;电絮凝时间对处理效果有影响，但不显著，假如持续电解会引起Fe离子溶出过量而导致色度变黄。电絮凝对镉、锯、碑、铅等重金属有一定的去除率，排放浓度符合DB31/199—20XX《污水综合排放标准》第一类污染物排放限值，而猛浓度仅符合二级排放限值。(2)工程应用装置对脱硫废水的悬浮物去除效果明显，去除效率达到99.3%，CODCr去除率不高;经电絮凝装置处理后，岀水中各类重金属含量均低于排放限值，满意设计要求。工程应用表明，以电絮凝法为主的工艺系统对脱硫废水能实现较好的处理效果。（来源：X市长兴岛热电有限责任公司；X市明华电力科技有限公司；淮沪煤电有限公司田集发电厂）5