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摘要:本文针对火电厂含煤废水水质指标的处理,分析了常规用的各种工艺方案,并比较了优劣,为实际应用提供了参考意义。
关键词:火电厂;含煤废水;水质
发电厂在生产中产生的含煤废水会增加企业的排污费用,因此需要采取方案措施进行含煤废水的回收与利用。含煤废水中的主要污染物为悬浮物(SS),根据规范要求,含煤废水处理后回用的水质指标的SS需达到小于10mg/L。常见的处理工艺有四种。
1.混凝、沉淀、过滤处理工艺
从沉煤池出来的水经泵提升后,在管式混合器内与混凝、助凝药剂充分混合后,由设备上部的进水口进入煤水处理设备的变速混凝区混凝,混凝后由混凝区底部进入沉淀区。进入沉淀区后由于上升速度变慢,大部分凝聚团沉入沉淀区底部的污泥斗中,较小聚团和颗粒进入过滤区。通过加入絮凝剂、助凝剂并进行混合反应形成絮凝体,絮凝体(煤泥)经沉淀后排出,沉淀出水再经过滤后出水浊度可大幅降低并达到复用要求。为了节省占地,含煤废水絮凝沉淀过滤装置常常设计为一体化设备。
2.一体化混凝沉淀澄清处理工艺
该工艺是在传统的混凝、沉淀、过滤处理工艺上进行了改进,通过改良一体化设备结构,取消原有过滤工序,同时向其中投加一体化高效絮凝剂进行反应,经过其内部特殊结构处理,使得含煤废水充分混凝、沉淀、澄清,溢流清水满足排放要求,自流进入清水箱,清水箱通过泵送外排或送入其他用水点位;底流排泥经污泥泵送至煤场回收。
该工艺流程短、操作强度小,设备构成简单,可替代传统混凝、沉淀、过滤工艺;关键设备采用撬装设计,处理能力强、安装施工简便,8小时内可完成全部安装施工;只投加单一药剂,即可实现含煤废水达标处理,运行操作简便,抗水质波动能力强,药剂用量小,常规含煤废水投加量50~70g/m³。投资和占地指标均优于传统混凝沉淀工艺。
3.多孔滤砖+无机膜过滤工艺
处理工艺:含煤废水→煤水沉淀池→自流至多孔滤砖过滤池→中间水池→煤水提升泵→MF无机陶瓷膜过滤器→回用水池。该工艺的第一级陶瓷过滤池采用多孔滤砖,是由无机材料经特殊工艺配制而成的非对称立体网络状结构的微孔过滤介质,由许多大小分布均匀、相互连通的桥拱状开口气孔组成,当流体通过这些微孔通道时,会产生各种物理效应,悬浮物质、胶体颗粒、大分子有机物被滞留在介质表面,达到机械筛滤净化目的,出水水质SS≤50mg/L,尚不能满足含煤废水回用要求。第二级过滤采用MF无机陶瓷膜,置于钢制套筒内,对初级过滤出水进行深度过滤,确保出水水质SS≤10mg/L,满足回用水标准。
本工艺无需加药,具有运行稳定、耐冲击负荷能力强、能耗及运行成本低,清泥周期长(约12个月)、运行维护方便等优点,但其占地较大,设备初投资较高,通常是常规处理工艺的2~3倍,且运行管理不善时会造成多孔滤砖和无机膜堵塞,进而造成设备处理能力失效。
4.电絮凝处理工艺
电子絮凝是一种通过在水中通入电流,从而打破水中悬浮、浮化或溶解状污染物的稳定状态的过程,通入水中的电流产生的电能将驱动物质之间的化学反应。当化学反应被驱动或被强制启动后,各种成分及化合物在电流的作用下将趋向寻找最稳定的状态。通常,这种趋向稳定状态的结果会形成一个固体状物质:这种固体状物质将以非胶体或非溶解状态存在,因而容易被下级分离技术去除。
在电子絮凝过程中,电流是通过由不同金属材料制成的平板引入需要处理的水中,金属材料的选择与水中所含的需要处理的污染物的种类有关,满足最大限度去除污染物的效果。根据法拉第定律,电极上的金属离子将被分离或置换至液体介质中,这些金属离子在形成金属氧化物后,被已打破稳定状态的各种污染物吸引结合,形成上述易于被分离沉淀的固体状物质。电极板在使用过程中会逐步消耗。
经电子絮凝的废水进入离心沉淀设备及过滤设备进行后续处理,离心沉淀设备包含旋流反应室、澄清室和污泥浓缩室等,此设备及过滤设备较为常规,本报告中不再敖述。
电絮凝沉淀过滤处理工艺不需要加药即可实现悬浮颗粒的聚集沉淀功能,进而实现含煤废水的达标处理。该工艺设备投资最高,表面上看运行时不用加药,节省了加药费用,但每五年更换一次电极的费用高于加药费用。
5.煤废水处理工艺比选
混凝、沉淀、过滤处理工艺属于传统工艺,用的较多,但存在着处理流程繁琐,在运行一段时间之后因排泥不畅、滤层反洗效果差等原因导致出水水质不理想、出力大幅减小等现象,故本文主要比较后三种工艺。以1×20m³/h处理规模为例,将三种方案优缺点比较见下表:
表1 含煤废水处理工艺比选表
通过以上介绍可以看出,新型一体化含煤废水处理工艺较传统混凝、沉淀、过滤工艺流程缩短,设备投资较小,只投加一种复合药剂,但出水受加药影响加大;多孔滤砖+无机膜过滤处理工艺为膜处理工艺,系统比较成熟,无需加药无二次污染,但电耗较高,且无机膜更换折旧时费用较高,出水水质相对其他方案较差;电子絮凝+离心沉淀+过滤处理工艺为运用相对较少的方案,不需要加药,占地面积少,费用最高,极板更换费用较高。
参考文献:
[1]白纯红.发电厂含煤废水的处理分析[J].科技创新与应用,2016,16:139-139.