電子絮凝工藝處理在電廠脫硫廢水處理過程中的應用與研究

車凌云 張 超 卞志明

1.上海上電漕涇發電有限公司；2.上海江柘環境工程技術有限公司

電子絮凝技術是一種全新的物理電子絮凝技術，通過對特殊材質的電極板通電后會產生強大的電場，使水中的懸浮物、乳化或溶解態的污染物（如重金屬離子）等物質在電場的綜合作用下脫穩、絮凝、沉淀[1]。此外，電子絮凝技術還有去除COD、漂白脫色、降硬除垢、殺菌消毒等作用。當工藝排水中的SS小于5mg/L時，COD的去除效果可以提高10%～20%。與傳統的加藥絮凝相比，電子絮凝技術具有無需加藥、便于管理、運行維護成本低、處理效果穩定和對處理的水與污泥不會帶來二次污染等優點，是一項先進、成熟、高效、環保的新型技術，目前已在國內外電力、電子、造紙、冶金等領域的廢水處理過程中被廣泛應用，尤其是在火力發電廠脫硫廢水和含煤廢水處理的應用[2-4]。目前，有關電子絮凝技術在電廠脫硫廢水實際應用過程中的研究仍然較少。

本文采用新型的電子絮凝技術作為電廠脫硫廢水處理技術，通過對不同的參數進行綜合比較和分析，獲得電子絮凝技術在電廠脫硫廢水實際處理過程中的可行性技術，以期對未來該技術在實際應用過程中的推廣提供一定的理論基礎。

1 材料與方法

1.1 實驗材料

脫硫廢水為天津楊柳青電廠脫硫系統產生的廢水。

1.2 實驗方法

本實驗采用了當前電廠脫硫廢水處理領域較為新穎的電子絮凝處理技術，通過比較該技術與其他傳統技術在電廠脫硫廢水處理過程中的指標特性，分析了不同技術的實際成本優勢、處理能力以及其他指標，通過分析和比較建立一個相對完整的電子絮凝技術評價體系。

2 結果與分析

2.1 技術對比

根據脫硫廢水的水質特點和電廠的實際情況，現階段脫硫廢水的處理方法主要有如下兩種：

（1）加藥絮凝

加藥絮凝法的代表為三聯箱工藝，主要由中和、沉淀、混凝、澄清四個步驟構成。首先是利用堿性物質（NaOH、石灰等）調節廢水的p H值，其次向中和后的廢水中加入有機硫（TMT15）或其它硫化劑（Na2S、H2S、FeS等）使鉛離子、汞離子等形成重金屬硫化物沉淀，然后加入鐵鹽絮凝劑和高分子絮凝劑進行混凝沉淀，最后廢水排入澄清池，沉淀物進行濃縮處理，上部的清液達標后排放。

楊柳青電廠的脫硫廢水處理工藝則是在傳統三聯箱的基礎上進行改造，改造后只需加入一種水夢高效無機吸附劑，該藥劑的主要成分為改性二氧化硅、粉煤灰等。水夢高效無機吸附劑采用干粉投加，無需稀釋，只需在反應箱上加裝一臺干粉式加藥機，在反應箱和絮凝箱分別加裝一臺大功率的高速攪拌器，停用原來的攪拌器。改造后的工藝只投加一種藥劑即可替代傳統三聯箱工藝所用的四種藥劑，該方法不僅具有加藥工藝簡單，絮凝快，水質清，廢水處理效果好等特點，而且減少了人工及設備維護成本，缺點則是藥劑價格高，相對運行成本高。

加藥絮凝法對大部分金屬和懸浮物有很強的去除作用，進而可以實現脫硫廢水的達標排放。但是對氯離子等可溶性鹽分沒有去除效果，對硒等重金屬離子的去除率也不高，且容易對人類健康和生態環境產生不利影響等缺點[5-7]。此方法適用于對出水水質標準要求不高的脫硫廢水處理，目前在國內得到了較廣泛的應用。

（2）電子絮凝

以特殊電極板通電后產生電場，使細小帶電顆粒、膠體、大分子的蛋白質，病毒粒子，細胞等在電場的作用下進行定向運動，碰撞，壓縮雙電子層脫穩，導致雙電層壓縮脫穩、絮凝，形成的絮體可以吸附細小的膠體等物質形成大顆粒加速沉淀。在電場的作用下，水中的重金屬離子形成了難溶金屬氫氧化物以及多種形態的絡合物，在膠核的作用下電位離子及反離子共同組成膠團，形成高分子羥基產物吸附水中的重金屬離子從而導致重金屬離子被去除[8-9]。

通過對比以上技術可以看出，電子絮凝不僅減少了絮凝加藥環節，而且投加的藥劑（氫氧化鈉）可以便捷的在市場上以更低的價格買到。同時也可以沿用現有的水夢無機吸附劑，減少藥劑的投加比例，由于電子絮凝設備本身就具有物理絮凝的作用，因而輔以少量的水夢無機吸附劑就可以達到最佳的絮凝效果。此外，處理工藝添加了過濾脫色系統，是對傳統處理工藝的完善，使最后的出水效果更優、處理效果更穩定，減少了后續深度處理的難度和負擔。加藥絮凝最難控制的是加藥量，人工操作無法跟上水質和水量的變化，即使專業人員現場進行定量分析仍然處于滯后的狀態。由于投加藥劑的種類多、量大，不同絮凝劑廠家的質量也有差別，這些因素都加劇了加藥絮凝工藝現場管理的困難，導致過量加藥使得運行成本不必要的升高，同時也增加了工人操作的工作強度。

2.2 處理效果及成本分析

加藥絮凝是通過加入大量的化學藥劑來促進廢水中溶解態和懸浮狀污染物的分離和去除，絕大多數加藥絮凝法的原理為向原有廢水添加新物質的過程。化學劑本身就是污染物，投加藥劑不僅僅是增加費用，而且增加了水中溶解物質的成分，此外，還帶來了污泥增量，增加了污泥處理的難度（加藥絮凝的污泥更加粘稠，脫水困難）和成期投入及運行成本都大大低于加藥絮凝法。在大部分項目中，用戶可以在一年內收回成本。電子絮凝技術在處理工業、民用及市政項目廢水過程中具有顯著的環境和經濟優勢。本[10]。

表1 電子絮凝法和加藥絮凝法處理效果比較

相對與加藥絮凝法，電子絮凝技術本身無需投加化學藥劑。此外，電子絮凝還有氧化漂白、降硬除垢、電子泛流殺死細菌和病毒等作用，因而電子絮凝法處理的廢水更清潔（見表1）。電子絮凝的初

通過對電子絮凝技術和加藥絮凝技術在實際處理過程中產生的費用成本進行比較。表2為以10t/d的處理進行的運行成本比較。由表2可見，三聯箱工藝、電子絮凝工藝和三聯箱+水夢藥劑工藝在實際運行過程中產生的總費用分別為127.38萬元/年、55.80萬元/年和158.96萬元/年。由此可見，相比較其他處理工藝，電子絮凝工藝在實際運行過程中產生的費用成本最低，比三聯箱工藝減少了128%，比三聯箱+水夢藥劑工藝減少了184.9%，成本費用下降率效果非常明顯。

2.3 對后端深度處理工藝的影響

與電子絮凝技術相比，傳統的加藥方式易對系統產生波動，這會給膜和蒸發設備帶來很大的負擔，影響整個系統的清洗頻率和使用壽命。此外，重金屬去除不徹底，會最終殘留在MVR鹽中，導致最后分解出來的鹽分不純或者含有大量的重金屬，從資源化利用的角度分析，使實際環境效益和經濟效益降低。

而電子絮凝工藝是通過電場的作用來達到絮凝的效果，所以污泥量有較大幅度的減少，重金屬的去除比較徹底，出水水質會非常穩定，這為后續工藝提供了可靠的保障。

表2 三聯箱工藝與電子絮凝法和加藥絮凝法處理成本比較

3 結論

本文對加藥絮凝和電子絮凝的工藝原理、技術特點、運行成本及對其它系統的影響進行了詳細的對比，證明了電子絮凝工藝的優越性。針對國內脫硫廢水處理系統的現狀調查報告發現，90%左右的加藥絮凝處理設備存在系統排水不達標問題。電子絮凝工藝系統自投產后運轉良好，受到了業主和運行管理人員的好評，成為電力系統中脫硫廢水處理的示范案例，證明了其遠優于傳統的加藥絮凝工藝。電子絮凝工藝不改變污水、污泥的成分。電子絮凝系統運用自動化設計和定時排泥系統，降低了系統堵塞的幾率，同時降低了人工勞動強度，便于現場操作和管理。此外，電子絮凝系統易于擴容升級，適合零排放工藝的預處理措施。因此，電子絮凝工藝可以替代傳統的加藥絮凝工藝。