火力發電廠含煤廢水處理技術
燃煤電廠是耗水大戶，如何合理地開發利用水資源，做到既有利于發展生產又能最大限度地保護環境，以體現我國可持續發展的戰略，是燃煤電廠建設和生產的一個重要內容。目前，在經濟技術條件合理的情況下，燃煤電廠除充分利用當地的中水及疏干水資源或采用空冷機組外，其自身嚴格控制用水指標，對產生的廢水進行合理有效地治理，實現一水多用，以最大限度地提高廢水的復用率，亦具有重大的意義。
1、含煤廢水處理現狀
燃煤電廠在正常的生產運行過程中，為了防止輸煤系統產生揚塵及保持良好的工作環境，除采取防塵設施，還要定時對輸煤棧橋、轉運站、煤倉間、磨(碎)煤機室等部位進行水沖洗，沖洗后的排水形成含煤廢水。
含煤廢水中含有一部分較大的顆粒、大量的懸浮物及很好的色度，根據工程的實際經驗，含煤廢水中的懸浮物濃度高達5000mg/l，色度高達400以上，濁度大等特點，不適合混入工業廢水系統進行綜合處理。在早期火力發電廠普遍對含煤廢水處理系統淡然置之，所以對含煤廢水的傳統處理方法主要是簡單的沉淀溢流后送入工業廢水處理系統進行綜合處理，或采用前期加藥絮凝+沉淀技術進行處理。
根據對國內火力發電廠含煤廢水處理系統現狀調查情況發現，大部分傳統的處理工藝，處理后出水水質指標幾乎達不到回用標準。主要是因為含煤廢水懸浮物、色度大，嚴重影響到后續的工業廢水處理，會造成工業廢水處理出水懸浮物濃度變化大、色度深，所以大部分電廠的含煤廢水處理系統因為效果太差而停運成為擺設。
2、原因分析
?、儆捎诤簭U水中含有大量的煤粉顆粒，而顆粒粒徑分布不均陳在大量細小粒徑的顆粒、密度較小，造成懸浮物不能有效自然沉淀。
?、诤簭U水傳統處理工藝是加藥絮凝處理，保證傳統處理工藝達到較好的絮凝效果，必須在調試過程中多次試驗準確的計算出加藥量，加藥量過少或過多都會影響絮凝效果，直接導致出水水質不合格。
?、垡驗楹簭U水不是連續產生的，所以處理系統也不會連續運行的，造成了含煤廢水中的水質指標中的水量、pH、總懸浮物、水溫等變化較大，根據水質的變化要重新計算加藥量，這在現場管理中難以實現。最終造成絮凝效果差，處理后出水越來越差。因此，急需要發展一種自動化運行、管理成本低的新技術來應對日益嚴格的煤廢水排放要求。電絮凝技術則很好的滿足該要求，電絮凝技術因此得到廣泛認可和應用。
?、懿煌男跄齽S家的絮凝劑添加量差別較大。
3、含煤廢水處理系統的發展
由于環保的總體形勢日趨嚴峻，各個發電企業對含煤廢水的處理相當重視，對含煤廢水處理出水水質及處理系統穩定性提出了更高的要求。
各環保企業針對上述要求對含煤廢水處理系統進行了相應技術升級，出現了以下幾種工藝：
?、倩瘜W加藥絮凝處理技術;
②電子絮凝技術(革新了絮凝工藝)。
4、不同工藝的比較
上述第一種工藝中在工藝從根本上解決加藥絮凝工藝中水質變化帶來的絮凝效果下降的問題。工藝只是簡單的改進了沉淀工藝，在實際運行中出水很難達到要求。技術比較與運行成本分析如表1、表2所示。
5、電子絮凝處理系統概述
5.1 工藝流程
工藝流程概述：含煤廢水處理系統由處理單元、反洗單元、排泥單元三部分組成，其中處理單元主要包括：含煤廢水初沉淀池、煤水提升泵、電子絮凝反器、離心澄清反應器、中間水池、中間水泵、多介質過濾器、清水池、清水泵、回用水池、回用水泵等。
該系統由中央智能控制器PLC控制從廢水進入系統到可回收利用清水回用的整個過程連續自動運行。
含煤廢水流入煤水沉淀池沉淀后，上層水大部分經液位器控制的煤水提升泵進入電子絮凝器進行絮凝反應，流過煤水在經過絮凝進入離心澄清反應器，煤水在離心澄清反應器中利用離心旋轉結構沉降，污泥通過離心沉淀反器底部排泥電動閥排出，排泥電動閥是通過設定時間或泥位計控制，上部清水溢流到中間水池，進入中間水池的清水已經基本達到處理合格的標準，在通過中間水泵中間水泵把水送入多介質過濾器進行過濾(過濾器通過時間、壓差控制實現自動反沖洗)，過濾主要去除懸浮物后的清水就可進入系統回用水池，通過回用水泵送至棧橋煤水沖洗系統。整個煤水處理過程不需要添加任何化學藥品。
5.2 電子絮凝技術工作原理
污水首先經電子絮凝系統，在控制系統的控制下，將電子絮凝系統內通入電流，該系統在顆粒開始移向適合的電極的基礎上工作(負電荷移向陽極，正電荷移向陰極)。顆粒在互相連接的時候將它們的電荷留在電極上，促使水中懸浮顆粒連結在一起。該工藝被稱為“物理極化絮凝”。同時，極板通過釋放出極少量的金屬離子，延長絮凝過程。電子絮凝在廢水處理中具有電荷凝聚、破乳化、漂白、電子泛流作用。
5.2.1 電荷凝聚、破乳化、漂白、電子泛流作用。
電子絮凝極板通電后會產生電荷，在電荷的作用下吸引周圍的小顆粒，破壞了物質原先的穩定狀態，并通過改變顆粒的極性使小顆?；ハ嗾澈闲纬尚碌拇箢w粒從而易于沉淀;電流將水分解為氫氧離子;這些氫氧離子與溶解狀態乳化油，油泥，染料等分子中的氫氧離子結合，形成水分子，同時將油，油泥，染料等置換出來形成非溶解狀態物質，并沉淀;極板周圍產生的氧離子還具有漂白作用;水中存在的大量電子流消除了水合物的極性，使膠體物質游離并沉淀，同時電荷量的提高會形成滲透壓因而殺死細菌，病毒等。
5.2.2 減少濃差極化。
電極附近溶液濃度與原有溶液濃度有一個濃度梯度，這種由濃度差引起的電極電動勢的改變稱為濃差極化。濃差極化對電絮凝過程沒有任何好處，它使槽電壓升高，電耗增大，并使陰極沉積物增加。攪拌能使濃差極化消除到一定程度，降低電解功耗，提高電解效率。
5.2.3 電子絮凝技術與傳統化學處理技術的比較。
因為采用電子絮凝處理方法可以沉淀除去大量污染物，對工業項目來說，電子絮凝技術具有顯著的周圍環境保護和降低運行成本優勢。初期投資大于傳統的化學處理方法;電子絮凝技術運行成本都大大低于傳統處理方法。在火電廠大部分項目中，所有用戶可以在2年內基本回收投資成本。在含煤廢水處理項目中用傳統化學處理法只能添加附加的化學藥品來改變含煤廢水中懸浮狀和溶解態污染物的物理狀態，從而促進對懸浮狀和溶解態物質的分離和除去。大多數傳統化學處理法所固有的缺陷是，必須在原有廢水添加化學藥品的過程：添加這些化學藥品不僅時運行增加費用;更為重要的是首先這種方法增加了處理后水中溶解狀物質的含量，因而不能被再利用;另外傳統化學處理法將產生極大量的淤泥狀沉淀物，電子絮凝法所生成的沉淀物僅為傳統化學處理法的0.5%，傳統處理法產生的沉淀物，需要脫水后汽運排除，提高傳統化學處理法的運行費用。相對與傳統化學處理法，由于電絮凝過程中電解反應的產物只是離子，不需要投加任何氧化劑或還原劑，對環境不產生或很少產生污染，經過電子絮凝法處理的廢水更為環保，被稱為是一種環境友好水處理技術。
5.3 離心澄清反應器
為了避免被絮凝的顆粒在脫離電子絮凝環境后有可能在水中重新被充電。我們必須使顆粒在絮凝過程結束后快速沉降下來，故配置離心澄清器。該裝置提高了污泥的濃度，使得活化污泥與懸浮顆粒之間的碰撞次數增加，活化污泥起到了很強的晶核和吸附作用，提高了懸浮物碰撞粘附沉淀的成功率，縮短沉淀時間。膠凝活化預處理裝置底部污泥排入沉煤池定期回收。上清液蓄積在緩沖區域后提升至過濾單元。
5.4 多介質過濾器
過濾器的主要作用為通過特殊觸媒介質，將確保殘留于水中的去除水中的泥砂、懸浮物、膠體、有機物等繼續進行分離除去。
5.4.1 多介質過濾裝置的工作原理。
水中的懸浮物顆粒及水中的膠體顆粒流過機械過濾器的濾料層時，濾料縫隙對懸浮物起篩濾作用使懸浮物易于截留在濾料表面。當在濾料表層截留了一定量的污物形成濾膜，隨時間推移過濾器的前后壓差將會很快升高，直至失效。此時需要利用逆向水流反洗濾料，使過濾器內石英砂及無煙煤層懸浮松動，從而使粘附于石英砂及無煙煤表面的截留物剝離并被水流帶走，恢復過濾功能。本設備中使用的雙層濾料是在過濾層上部放置較輕的大顆粒無煙煤，下部為大比重的小顆粒石英砂，這樣可以充分發揮整個濾層的效率、提高截污能力。
隨著雜質在填料層中的不斷聚積，水頭損失將不斷增大。當水頭損失到達一定的設定限度時，或者經過一個預先設定好的時間段后，系統將自動轉換至反洗狀態，以清洗聚積起來的雜質。
5.4.2 多介質過濾器的特點。
通過配備一組套高效過濾器，根據用戶實際的來水水質情況，來配置單個過濾器內各種介質，以到達或高于用戶實際的出水水質要求。同時，該系統具有本源自動反沖洗功能，無需另外設置反沖洗泵，利用較小的流量就能夠進行反沖洗。
多介質過濾器過濾精度高，懸浮物去除率為99%;多介質過濾器系統通過PLC控制實現全自動運行，不設運行人員看守。根據多介質過濾設備的結構，反沖洗節水;占地面積小。
5.5 電子絮凝技術的優點
?、龠m用的pH范圍廣，不改變水質pH值。
?、谔幚硇Ч€定可靠，澄清效果好。
?、酃澕s投資運行成本;基本不需要維護，節省現場的人工維護費用。
④由于電子絮凝不需要添加任何化學藥品，保證處理的出水效果，不會造成環境污染。
?、蓦娮有跄夹g適用范圍廣泛，經電子絮凝處理后的水，基本可以進行二次利用。
⑥自動化運行，能自動適應水量波動和水質波動。
?、咝跄蕵O高，所形成的沉渣密實。
?、嚯娮有跄夹g對污水有消毒作用，可以完全除去廢水中的病毒和細菌。
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