電吸附除鹽技術(shù)在電廠循環(huán)冷卻排污水處理中的應(yīng)用

呂玲（上海環(huán)保工程成套有限公司，上海200070）

0 引言

火力發(fā)電廠既是用水大戶，也是排水大戶，循環(huán)冷卻水[1]系統(tǒng)作為電廠最大用水系統(tǒng)，其排污水量亦為電廠最大對外排水量，最高可至上千噸（因機組容量、使用不同補充水源而不同）。一般排污水被直接排放，這樣不僅浪費了水資源，而且高鹽量的水質(zhì)勢必會造成水體污染，循環(huán)排污水處理回收利用勢在必行。

循環(huán)排污水含鹽量高，如若回收利用，需對其進行脫鹽處理。從全廠節(jié)水角度考慮，處理后該部分廢水回用至冷卻塔循環(huán)水補充水，以達到節(jié)約用水目的。電吸附[2]除鹽技術(shù)具有模塊化設(shè)計、設(shè)備體積小、操作簡便、運行成本低等優(yōu)勢，在廢水除鹽再生回用[3]領(lǐng)域打破了技術(shù)依靠進口、膜產(chǎn)業(yè)壟斷專營的局面，解決了傳統(tǒng)技術(shù)回用率低、造成二次污染等難題。

1 高密沉淀池[4]作為電吸附的預(yù)處理

1.1 循環(huán)排污水水質(zhì)

循環(huán)冷卻排污水原水中存在較高的TDS、硬度、COD 等物質(zhì)，廢水含鹽量高、水質(zhì)穩(wěn)定性差、易結(jié)垢、有機物及懸浮物含量高。

表1 原水水質(zhì)分析Table 1 Raw water quallity analysls

Ca2+Mg2+HCO3-氨氮SiO2 Cl-SO42-總磷Na+氟化物269.3 68.0 347.7 0.6 21.3 413.0 868.7 1.1 340.0 2.9 20.98 0鐵油mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L μg/L mg/L

1.2 電吸附進水指標(biāo)

表2 進水指標(biāo)Table 1 Intake index

1.3 高密度沉淀池系統(tǒng)

該裝置與高效過濾器組合作為預(yù)處理系統(tǒng)，通過投加一定量的藥劑以去除及降低原水中的硬度、COD 等物質(zhì)，確保出水能達到電吸附進水指標(biāo)，為最大限度的發(fā)揮電吸附功能提高回收率（≥90%）和穩(wěn)定脫鹽的目的，從而降低工程投資和運行成本。

反應(yīng)原理：

根據(jù)來水水質(zhì)鈣、鎂硬度高的特點，該單元通過向原水中加入液堿、純堿來降低原水中的碳酸鹽硬度、相應(yīng)的堿度及含鹽量。液堿、純堿加入到反應(yīng)器中與水中的碳酸鹽硬度發(fā)生反應(yīng)，生成CaCO3和Mg(OH)2沉淀，降低了水中的硬度和堿度，同時結(jié)合絮凝劑、助凝劑的投加，具有巨大表面積的新生態(tài)CaCO3和Mg(OH)2沉淀物在沉淀過程中大量吸附原水中的懸浮物、膠體、細菌及病毒等，使原水得以凈化。

反應(yīng)方程式如下：

去除暫時硬度：

去除永久硬度：

主要優(yōu)點：

（1）簡化池型，結(jié)構(gòu)設(shè)計簡單，簡潔合理，占地少；（2）出水水質(zhì)好，通過斜管分離產(chǎn)生優(yōu)質(zhì)的出水；

（3）耐沖擊負荷，在較大范圍內(nèi)不受流量或水質(zhì)負荷變化的影響；

（4）運行成本低，與傳統(tǒng)工藝相比，節(jié)約10%～30%的藥劑；

（5）排放的污泥濃度高，一體化污泥濃縮避免了后續(xù)的濃縮工藝，與靜態(tài)沉淀池相比，水量損失非常低；

（6）沉淀效率高，結(jié)構(gòu)緊湊，減少了土建造價并且節(jié)約建設(shè)用地；

（7）具有適應(yīng)性廣、效率高等特點，在給水、污水以及工業(yè)廢水處理中必將具有廣泛的應(yīng)用前景。

2 電吸附工藝

2.1 電吸附除鹽技術(shù)簡介

原理：電吸附除鹽技術(shù)又稱電容性除鹽技術(shù)。其基本原理是基于電化學(xué)中的雙電層理論，利用帶電電極表面的電化學(xué)特性來實現(xiàn)水中帶電粒子的去除、有機物的分解等。通過施加外加電壓形成靜電場，強制離子向帶有相反電荷的電極處移動，對雙電層進行充放電的控制，改變雙電層處的離子濃度，從而實現(xiàn)對水溶液的除鹽。

電吸附除鹽技術(shù)的核心電極材料為惰性碳材料制成，耐強酸強堿；除鹽裝置采用通道式結(jié)構(gòu)（通道寬度為毫米級），不易堵塞。

2.2 電吸附系統(tǒng)工藝流程

2.3 電吸附除鹽裝置

電吸附系統(tǒng)主要包含各水池、電吸附除鹽模塊單元、電氣控制系統(tǒng)和酸洗系統(tǒng)等。電吸附除鹽系統(tǒng)運行主要分為工作、再生二個工作過程以及定期對除鹽模塊化學(xué)清洗。

工作過程：態(tài)下除鹽模塊，水中的離子被模塊內(nèi)電極吸附，通過的產(chǎn)水送到產(chǎn)水池，經(jīng)外供水泵供到用水點。

再生過程：再生時通過工作泵抽取原水池的水，經(jīng)過保安過濾器，對模塊進行沖洗，使電極上吸附的離子脫離電極，初期出水排到濃水池中，后期出水回流再生水池。

模塊的化學(xué)清洗：模塊連續(xù)運行半年以上需要進行全面的化學(xué)清洗。配置一定濃度的鹽酸溶液，通過模塊清洗裝置，將酸液輸送到模塊內(nèi)部，通過定時的浸泡，將模塊內(nèi)部形成的結(jié)垢溶解，使模塊的性能得到完全再生。

2.4 系統(tǒng)調(diào)試運行結(jié)果

電吸附裝置經(jīng)調(diào)試后系統(tǒng)穩(wěn)定運行，排污水回收率可達90%，脫鹽率達到95%以上，水中的絕大部分鹽分、膠體、有機物等均被去除。

2.5 “膜法／電吸附”性能對比

3 電吸附系統(tǒng)調(diào)試結(jié)論及建議

（1）我司電廠循環(huán)排污水處理系統(tǒng)設(shè)備經(jīng)調(diào)試后達到了設(shè)計要求，出水指標(biāo)達到電廠循環(huán)水補充水標(biāo)準(zhǔn)，運行狀況良好。

（2）系統(tǒng)的運行應(yīng)嚴(yán)格按照要求，確保設(shè)備安全，根據(jù)運行情況及時定期進行清洗及設(shè)備的維護。