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摘要：本文探讨了含煤废水在火力发电厂的处理工艺，并且比较了各个工艺方案，火力发电厂的处理工艺使用趋势为：电子絮凝+离心沉淀+过滤处理含煤废水，维护任务较小、抗冲击负荷强和无需加药是此工艺的优势。
关键词：含煤废水；处理；工艺
1 技术背景
水资源严重短缺是我国的资源现状，用水量和污水排放量在火力发电厂都非常大。所以，废水净化回收再利用在环境效益方面具有十分重要的意义，同时能带来社会效益并且提高火力发电厂的经济效益。
火力发电厂中煤场用水项目较多，例如冲洗输煤栈桥、喷淋防尘、系统除尘以及煤场雨水等，这些便是含煤废水的主要来源。2.3g/cm3是含煤废水颗粒物的比重值，颗粒较大的煤粉颗粒物在预沉池内预沉后全部被沉淀下来，剩余的都是颗粒直径在0.1mm的煤粉颗粒悬浮物，根据燃料来源和品种的不同、沉淀效果在不同预沉池的差异以及含煤废水量的变，2000-5000mg/L的悬浮物浓度为大多数电厂初沉后浓度。高浊度、高色度是含煤废水的主要特点；高浓度的悬浮物悬浮于废水中，由此快速提高了废水的色度和浊度，色度和污染因子悬浮物的去除是含煤废水处理系统中选择处理工艺的标准，高效稳定的去除悬浮物是处理工艺的设计基础，10-20mg/L是出水悬浮物浓度范围，同时能满足回收利用和达标排放要求。
2 含煤废水处理工艺探讨
初次沉淀池的预处理是当前火力发电厂处理含煤废水的第一步，煤泥颗粒在0.1mm以上的在这一过程中被沉淀。后续的处理工艺负荷由于含煤废水的预处理而被减轻。为了使得含煤废水能够回收利用或达标排放，后续处理工艺应该继续对含煤废水进行处理，当前有以下几种后续处理工艺：（1）混凝、过滤、斜板沉淀。（2）高效微孔陶瓷过滤。（3）电子絮凝、过滤、离心沉淀。（4）膜处理、加药混凝。
2.1 高效微孔陶瓷过滤
对于含煤废水的处理，采取“高效微孔陶瓷过滤”工艺，微孔陶瓷过滤段增加在初次沉淀池的基础上，电厂煤泥颗粒分布情况选择60m×250mm×250mm规格的微孔陶瓷板，并组装成微孔陶瓷过滤器，40-60μm为微孔半径，0.1-0.2m3/m2·h为过滤流量设计负荷。
（1）工艺流程
含煤废水至平流式自然沉淀以自流的方式经过微孔陶瓷滤池和清水池最终升压回用，通过平流式自然沉淀剩余的煤渣送入煤场。
（2）方案介绍
处理系统是一座地下式池体构筑物，由清水池、微孔陶瓷过滤池和初沉池合建。煤水处理设施内的含煤废水经过明渠及管道流入，第一步进入初沉池，使得过滤池内不存在轻质浮渣和泡沫，挡渣板与沉淀池出口端之间的距离为200mm。
过滤区和集煤坑这两个区域组成微孔陶瓷滤池，集煤坑内含煤废水存在的大颗粒煤粒被沉降。过滤器纵向垂直分布在每格过滤池内。集水沟浇制在滤池底部，出水孔预留位置为集水沟末端滤墙上，安装过滤器之后，滤墙将水沟封闭，清水池内为过滤后经清水槽流入的清水，一顺一丁错位堆砌方式将微孔陶瓷过滤板组成过滤器。运行滤池后，清水的流程为：过滤器至内部空腔、集水沟、清水池，微孔板表面截留颗粒物，形成自滤层，进而提高出水水质。为了达到循环利用和闭路循环的目的，必须保证悬浮物浓度低于50mg/L。
（3）存在的问题及运行情况
高效微孔陶瓷过滤器处理工艺应用于某电厂含煤废水处理，设备操作简单、维护任务少；悬浮物经过滤处理后含量大大降低，但色度依然不能满足回收利用要求。
2.2 混凝、斜板沉淀、过滤
高效、先进的一体化含煤废水处理设备应用于大中型火力发电厂。该处理系统合理的组合了滤料的反冲洗系统以及反应、过滤等，处理含煤废水的难题被解决。
（1）工艺流程
含煤废水经过煤水调节池、提升泵、管道混合器、一体化设备至清水池。
（2）方案介绍
中间水池的水由初沉池流入，在管式混合器内与药剂充分混合，经过变速混凝区再到达沉淀区。在沉淀区内，污泥斗内沉积大凝聚团，过滤区内留有颗粒和小凝聚团。
过滤区内无烟煤、石英砂、承托层三者分为上中下三层形成滤料。在过滤速度为8-10m/h的重力式过滤下，煤水最终流入清水池。
（3）存在的问题与运行情况
混凝、斜板沉淀、过滤处理工艺应用在某电厂中应用优势为：设备简单易操作，运行稳定，含煤废水被此工艺处理后，可以有效去除悬浮物，降低色度，处理后可进行回收利用，但是助凝剂和混凝剂需要定时人工添加。
2.3 加药混凝、膜处理
（1）工艺流程
煤水从煤泥水调节池至储存池，在储水池内对含煤废水进行加药处理，再经过膜过滤最终流入清水池。
（2）方案介绍
沉煤池具有预处理沉淀功能，含煤废水经过沉煤池后流入储存池，在池内氧化的同时调节PH值，然后和被泵入膜式过滤器，最终流入清水池，膜式过滤器分为以下几个步骤：
（a）过滤。膜式过滤器中过膜袋可过滤含煤废水中杂质，滤膜袋表面可以截留煤水中的悬浮物，最终产物为滤饼，因此上次清水区内存留清水，最终清水流入清水池。
（b）反洗及滤饼排放。膜式过滤器元件上附着的滤饼，在上部清水区内的清水的位差作用下，反向流过滤元，并在大流量短时间内被冲掉，锥体底部迅速沉积的滤饼会自动排出，被渣车送出。
（c）连续运行。交替进行反洗与过滤，以达到连续运行膜式过滤器的目的。
（3）存在的问题与运行情况
加药混凝、膜过滤工艺系统应用于某电厂内，优点是：设备简单稳定，运行情况良好，能有效的去除色度和悬浮物，达到废水回收利用，但是混凝剂和杀菌剂等需要人工定期在运行的设备内加入，并且定期更换过滤膜，导致后期维护成本较高。
2.4 电子絮凝、离心沉淀、过滤
（1）工艺流程
煤泥沉淀池经过提升泵泵入电子絮凝器，下一步到达离心沉淀器，沉淀物经过沉淀排泥到达反洗排水装置，而液体流入中间水池经过升压泵送入多介质过滤器，多介质过滤器合格的水最终流入清水池，而其余水质流入反洗排水装置，最终反洗排水装置内混合介质再流入煤泥沉淀池，往复循环。
（2）方案介绍
电子絮凝的工作原理是水中被通入电流，浮化、悬浮、溶解在水中的污染物的稳定状态被打破，物质之间在电能的驱动下，会发生化学反应。化合物与各种成分在化学反应被启动之后将寻找最稳定的状态。最终产物通常是固体状物质，在后续的分离技术中被分离。
被处理的水中的电流通过不同材质的平板加入，材料根据污染物种类选取，污染物的去除效果最大化。根据法拉第定律，液体介质中会存在被置换或分离的金属因子，形成金属氧化物并结合污染物，最终形成固体物质。
亚美特电子絮凝系统处理含煤废水时会发生以下化学反应：漂白、氧化、电子泛流、电荷凝聚、形成卤素络合物、破乳化。
（3）存在的问题与运行情况
电子絮凝、离心沉淀、过滤工艺系统应用于某电厂内，优势在于设备可靠性高、易操作，可有效的降低色度和去除悬浮物，处理后可回收利用。
3 含煤废水处理工艺技术经济性比较
系统运行稳定性方面：除第一种和第三种工艺系统运行稳定性差以外，其余两种系统运行都较为稳定；处理效果方面：处理后的清水可以回收利用的处理工艺为后三种，出水水质较差的是第一种；系统维护工作量方面：维护工作量大的是第二种和第三种工艺系统，维护工作量小的是第一种和第四种工艺系统。因此，电厂含煤废水在当前情况下，趋向于使用第四种处理工艺。
参考文献：
[1]王仁雷,唐国瑞,晋银佳,张山山.火力发电厂含煤废水处理工程改造及分析[J].中国给水排水,2019.
[2]刘伟.浅谈火力发电厂含煤废水处理系统运行比较[J].内蒙古科技与经济,2019.
[3]曹雪松,徐享南,杨宝森.某新型含煤废水处理系统在火电厂的应用分析[J].华电技术,2018.
作者简介
姓名：陈钊，性别：男，出生年月：1986-5，职称：工程师，研究方向：发电行业节能和环保相关技术及管理。