電吸附除鹽技術在電廠循環冷卻排污水處理中的應用

呂玲（上海環保工程成套有限公司，上海200070）

0 引言

火力發電廠既是用水大戶，也是排水大戶，循環冷卻水[1]系統作為電廠最大用水系統，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，而且高鹽量的水質勢必會造成水體污染，循環排污水處理回收利用勢在必行。

循環排污水含鹽量高，如若回收利用，需對其進行脫鹽處理。從全廠節水角度考慮，處理后該部分廢水回用至冷卻塔循環水補充水，以達到節約用水目的。電吸附[2]除鹽技術具有模塊化設計、設備體積小、操作簡便、運行成本低等優勢，在廢水除鹽再生回用[3]領域打破了技術依靠進口、膜產業壟斷專營的局面，解決了傳統技術回用率低、造成二次污染等難題。

1 高密沉淀池[4]作為電吸附的預處理

1.1 循環排污水水質

循環冷卻排污水原水中存在較高的TDS、硬度、COD 等物質，廢水含鹽量高、水質穩定性差、易結垢、有機物及懸浮物含量高。

表1 原水水質分析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

表2 進水指標Table 1 Intake index

1.3 高密度沉淀池系統

該裝置與高效過濾器組合作為預處理系統，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，確保出水能達到電吸附進水指標，為最大限度的發揮電吸附功能提高回收率（≥90%）和穩定脫鹽的目的，從而降低工程投資和運行成本。

反應原理：

根據來水水質鈣、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、相應的堿度及含鹽量。液堿、純堿加入到反應器中與水中的碳酸鹽硬度發生反應，生成CaCO3和Mg(OH)2沉淀，降低了水中的硬度和堿度，同時結合絮凝劑、助凝劑的投加，具有巨大表面積的新生態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。

反應方程式如下：

去除暫時硬度：

去除永久硬度：

主要優點：

（1）簡化池型，結構設計簡單，簡潔合理，占地少；（2）出水水質好，通過斜管分離產生優質的出水；

（3）耐沖擊負荷，在較大范圍內不受流量或水質負荷變化的影響；

（4）運行成本低，與傳統工藝相比，節約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的濃縮工藝，與靜態沉淀池相比，水量損失非常低；

（6）沉淀效率高，結構緊湊，減少了土建造價并且節約建設用地；

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

2 電吸附工藝

2.1 電吸附除鹽技術簡介

原理：電吸附除鹽技術又稱電容性除鹽技術。其基本原理是基于電化學中的雙電層理論，利用帶電電極表面的電化學特性來實現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，從而實現對水溶液的除鹽。

電吸附除鹽技術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構（通道寬度為毫米級），不易堵塞。

2.2 電吸附系統工藝流程

2.3 電吸附除鹽裝置

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

工作過程：態下除鹽模塊，水中的離子被模塊內電極吸附，通過的產水送到產水池，經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。

模塊的化學清洗：模塊連續運行半年以上需要進行全面的化學清洗。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部，通過定時的浸泡，將模塊內部形成的結垢溶解，使模塊的性能得到完全再生。

2.4 系統調試運行結果

電吸附裝置經調試后系統穩定運行，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 電吸附系統調試結論及建議

（1）我司電廠循環排污水處理系統設備經調試后達到了設計要求，出水指標達到電廠循環水補充水標準，運行狀況良好。

（2）系統的運行應嚴格按照要求，確保設備安全，根據運行情況及時定期進行清洗及設備的維護。