一種節能環保的含煤廢水處理工藝

林梓河

（江蘇京源環保股份有限公司，廣東 廣州 510000）

目前，我國火力發電廠燃料主要是煤，煤的使用數量非常龐大，這也導致在儲放、轉運、使用等環節會產生一定時的煤水，另外在雨天時也會產生較大的煤水徑流。含煤廢水中煤塵顆粒很多，懸浮物含量很高，若不經處理放任自流，危害很大。而煤場噴灑和輸煤棧橋沖洗，又需要使用大量的新鮮工業用水。因此，將含煤廢水經過處理后回用于煤場，能實現廢水綜合利用的目的。

全國現有火力電廠針對煤水的處理工藝主要采用原始的物理化學工藝，近幾年國內煤水處理技術不斷地創新與突破，衍生了很多新的設備和工藝[1-3]，特別是絮凝技術得到的業內人員的廣泛認同，越來越多的電廠運用了該技術。以往的物化學工藝不但運行成本高、操作復雜，而且容易造成二次污泥，而電絮凝技術是一種節能無污染的處理技術，本文將從工藝、原理、與常規工藝對比及應用注意事項等方面進行闡述。

1 含煤廢水電絮凝處理工藝

煤水電絮凝主體工藝：預沉池+電絮凝+離心沉淀+多介質過濾器，含煤廢水通過收集管網匯入廢水調節預沉池，在調節預沉池內進行預沉和緩沖，調節預沉池底部煤泥由刮泥機刮至一端后用抓斗起重機排出。調節池內的含煤廢水則經煤水提升泵提升進入電子絮凝器，廢水中的懸浮物在電子絮凝器中發生凝聚反應，之后出水進入離心沉淀反應器，大部分的懸浮物被沉淀，實現泥水初步的分離，澄清后流入中間水箱，再由中間水泵提升至多介質過濾器，過濾廢水中的顆粒，凈化、脫色，達到出水水質指標，通過在線濁度儀實時監測，出水達標后儲存在清水池中，清水由回用水泵通過沖洗水管網輸送至煤場噴淋。工藝流程如下：

圖1 含煤廢水處理工藝流程圖

2 含煤廢水電絮凝處理工藝原理

電子絮凝器是一種通過在水中通入電流，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[4]。

在電子絮凝過程中，電流是通過由極板引入水中，極板材質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。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。

離心澄清反應器作為一種分離分級設備，其工作原理是離心沉降。當待分離的兩相（或三相）混合液以一定壓力進入旋流器內后，產生強烈的三維橢圓型強旋轉剪切湍流運動。由于粗顆粒（或重相）與細顆粒（或輕相）之間存在著粒度差（或密度差），其受到的離心力、向心浮力、流體曳力等大小不同，受離心沉降作用，大部分粗顆粒經旋流器底流口排出，而大部分細顆粒由溢流管排出，從而達到分離分級的目的。

多介質過濾器是利用一種或幾種過濾介質，在一定的壓力下把濁度較高的水通過一定厚度的粒狀或非粒材料，從而有效地除去懸浮雜質使水澄清的過程，常用的濾料有石英砂、無煙煤、錳砂等，主要用于去除水中懸浮物。

3 電絮凝工藝與常用工藝的對比

從投資、占地面積、操作管理、運行成本等方面進行對比，結果見表1。

表1 電絮凝工藝與常用工藝的對比

4 工程實例

廣東某煤場采用電絮凝處理工藝，各設備參數如表2所示，各環節的對懸浮物的去除效果見表3。

表2 電絮凝工藝設備參數

表3 電絮凝工藝懸浮物去除效果數據

本項目投運3年多，總體運行穩定，運行過程需要定期的排泥以及設備維護保養。

5 電絮凝工藝設計及應用注意事項

（1）前端預沉池對系統的處理效果影響很大，設計時一定要考慮到汛期期間的影響，采取一定措施，保證預沉池的效果。

（2）電絮凝反應器進出水設置濁度儀，對進出水濁度進行監控，通過電絮凝的處理效果進行判斷內部積淤及電極消耗情況。

（3）當進水瞬時濃度超過負荷時，建議減少進水水量，減少負荷沖擊，保證效果。

（4）電絮凝反應器結構設計應考慮布水均勻性、排泥簡便流暢、電極更換等。

（5）離心澄清器設計最好結合斜板沉淀池的淺層原理，以提高泥水分離效率。

（6）過濾器在整個工藝中起關鍵作用，濾料的選擇一定要與水質相適應，設備可以設置成自源反洗功能，減少水泵使用數量。

（7）過濾器出水設置在線檢測儀表及自動切換閥門，當水質不達標時系統自動切換重新處理。

6 結束語

通過和加藥絮凝系統的比較發現，電子絮凝系統的投資費用相對較高，但占地面積較小，運行費用較低，運行管理更加方便，在一些電廠的升級改造工程中如果受場地的限制，推薦使用電子絮凝工藝。通過優化設計，電子絮凝系統能實現自動運行，從長遠的角度來看，它在節能環保上具很大的優勢。