淺談火力發電廠含煤廢水處理工藝選型

王磊

摘 要：文章將結合筆者實踐經驗，對當前火力發電廠含煤廢水處理工藝進行了探討，并對各工藝方案進行了比較。從而得出電子絮凝+離心沉淀+過濾處理含煤廢水將是火力發電廠的使用趨勢，該工藝處理效果較好、不需加藥、維護工作量小、抗沖擊負荷強，值得大力推廣。

關鍵詞：含煤廢水；處理；工藝；技術背景

1 技術背景

現階段，我國水資源極為緊張。而火力發電廠不但耗水量極為絕大，并且污水排放量也極大。所以，對火力發電廠的廢水進行凈化回收利用有著極為重要的現實意義，不僅能夠有效減少不必要的水資源浪費，而且還有著顯著的經濟效益與環境效益。在火力發電廠產生的廢水中，以含煤廢水為主，其主要特點是色度、濁度較高，這主要是因為廢水中的高濃度懸浮物導致的。含煤廢水主要來源是輸煤系統除塵排水、煤場雨水、煤場噴淋防塵產生的滲漏水以及輸煤棧橋沖洗產生的沖洗廢水等。通常情況下，含煤廢水中的顆粒物比重為2.3g/cm，經過預沉池的預沉淀后，基本能夠沉淀下大顆粒的煤粉顆粒物，而顆粒直徑小于0.1mm的均剩余下來，形成懸浮物。而一般情況下，經過初次沉淀后，電廠含煤廢水的懸浮物濃度均在2000～5000mg/L范圍內。但是由于燃料來源、品種、預沉池類型或是含煤廢水水量的不同，其沉淀的效果也各不相同，所以，在含煤廢水的處理系統中，處理工藝選擇的關鍵是能夠有效去除含煤廢水中的色度以及污染因子懸浮物，確保能夠高效的去除懸浮物，以確保出水懸浮物為10～20mg/L，在能夠滿足達標排放的同時，又能夠滿足回用的要求。

2 含煤廢水處理工藝探討

目前火力發電廠含煤廢水首先通過初次沉淀池的預處理，主要沉淀0.1mm以上的煤泥顆粒。煤水通過預處理可減輕后續處理工藝的負荷。為了滿足達標排放并且回用的要求，含煤廢水經過初次沉淀處理后需增加其它的后續處理工藝，目前國內含煤廢水后續處理工藝主要包括以下幾種：（1）高效微孔陶瓷過濾；（2）混凝+斜板沉淀+過濾；（3）加藥混凝+膜處理；（4）電子絮凝+離心沉淀+過濾。

2.1 高效微孔陶瓷過濾

本工藝采用“高效微孔陶瓷”處理含煤廢水，它是在初次沉淀池的基礎上增加微孔陶瓷過濾段。本工藝根據電廠煤泥顆粒粒徑分布情況，選擇規格為250mm×250mm×60mm的微孔陶瓷過濾板組裝的微孔陶瓷過濾器，微孔半徑為40～60μm，設計過濾水量負荷為0.1～0.2m3/m2·h。

初沉池、微孔陶瓷濾池與清水池三池順流合建成一座地下式池體構筑物。含煤廢水經管道及明渠流入煤水處理設施，先進入初沉池，為使浮在水面的泡沫、輕質浮渣不進入過濾池內，在距沉淀池出口端200mm處安裝擋渣板一塊。微孔陶瓷濾池分為兩格，分為集煤坑、過濾區兩部分，含煤廢水進入濾池后先通過集煤坑，大顆粒煤粒沉降在集煤坑內。每格過濾池內縱向垂直砌過濾器。濾池底部澆制集水溝，在集水溝的未端濾墻上預留出水孔，過濾器安裝完成后，水溝便封閉在濾墻內，濾后水經清水槽流入清水池內，過濾器采用微孔陶瓷過濾板錯位砌成。濾池運行后，清水經過濾器各向表面滲入過濾器內部空腔內，沿集水溝匯入清水池，顆粒物被截留在微孔板表面，形成自濾層，使出水水質提高并趨于穩定。用這種固液分離的方法，可使懸浮物降至50mg/L以下，可滿足循環利用要求。處理后的清水，可實現閉路循環零排放。

2.2 混凝+斜板沉淀+過濾

一體化含煤廢水處理設備是針對大中型火力發電廠含煤廢水處理開發的一種先進、高效的成套設備。該處理系統對混合、反應、沉淀、過濾以及對濾料的反沖洗系統等進行了合理的設計組合，解決了含煤廢水難處理的關鍵問題。

從初沉池出來的水進入中間水池，在管式混合器內與混凝、助凝藥劑充分混合后，由設備上部的進水口進入煤水處理設備的變速混凝區混凝，混凝后由混凝區底部進入沉淀區。進入沉淀區后由于上升速度變慢，大部份凝聚團沉人沉淀區底部的污泥斗中，較小聚團和顆粒進入過濾區。過濾區內的濾料分為二層，上層為無煙煤，中部為石英砂，下部為承托層。過濾采用重力式過濾，過濾速度為8-10m/h；含煤污水經過濾后排入清水池。

2.3 加藥混凝+膜處理

含煤廢水收集至沉煤池，經預處理沉淀后，自連通口流至含煤廢水儲存池，在池內進行氧化（曝氣/攪拌），同時加藥（凝聚劑、次氯酸鈉）及加堿調節PH值，然后經含煤廢水提升泵送至膜式過濾器過濾。處理后的清水自膜式過濾器上部自流至清水池。含煤廢水通過膜式過濾器包括如下三個工藝過程。（1）過濾。含煤廢水經膜式過濾器中的濾元（外面套過濾膜袋），將含煤廢水中的懸浮物截留在過濾膜袋表面，形成濾餅。過濾后的清水進入上部清水區，自流至清水池。（2）反洗及濾餅排放。上部清洗區的存水利用位差瞬時（以秒計）反向流過膜式過濾器中的濾元，由于時間短，流量大可將濾餅全部從過濾膜袋表面去除。脫離下來的濾餅迅速沉積在過濾器的錐體底部，當沉積到一定量時自動從底部排出，再由渣車送出。（3）連續運行。過濾與反洗交替進行，循環往復，實現膜式過濾器的連續運行。

2.4 電子絮凝+離心沉淀+過濾

電子絮凝是一種通過在水中通人電流，從而打破水中懸浮、浮化或溶解狀污染物的穩定狀態的過程，通入水中的電流產生的電能將驅動物質之間的化學反應。當化學反應被驅動或被強制啟動后，各種成分及化合物在電流的作用下將趨向尋找最穩定的狀態。通常，這種趨向穩定狀態的結果會形成一個固體狀物質：這種固體狀物質將以非膠體或非溶解狀態存在，因而容易被下級分離技術去除。

在電子絮凝過程中，電流是通過由不同金屬材料制成的平板引入需要處理的水中，金屬材料的選擇與水中所含的需要處理的污染物的種類有關，滿足最大限度去除污染物的效果。根據法拉第定律，電極上的金屬離子將被分離或置換至液體介質中，這些金屬離子在形成金屬氧化物后，被已打破穩定狀態的各種污染物吸引結合，形成上述易于被分離沉淀的固體狀物質。

3 含煤廢水處理工藝技術經濟比較

對上述4種處理含煤廢水工藝技術進行比較可知：從處理效果來看，高效微孔陶瓷過濾處理工藝出水水質較差，混凝+斜板沉淀+過濾、加藥混凝+膜處理、電子絮凝+離心沉淀+過濾法均能滿足含煤廢水回用要求；從系統運行穩定性來看，高效微孔陶瓷過濾和加藥混凝+膜處理處理工藝系統運行不穩定，其余兩種處理工藝系統運行穩定；從系統維護工作量大小來看，高效微孔陶瓷過濾和電子絮凝+離心沉淀+過濾工藝系統維護工作量小，其余兩種工藝系統維護工作量大。從上述比較可以得出：目前，電廠含煤廢水處理的使用趨勢為電子絮凝+離心沉淀+過濾。

參考文獻

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