燃煤電廠脫硫廢水電絮凝處理工藝研究

趙補和

摘 要：電絮凝具有效率高、污泥產量小、不需要外加化學藥劑、設備簡單、操控維護方便、易于自動化控制等優點，被廣泛應用在去除廢水中重金屬、油、顆粒物、有機物等方面。本文介紹了電絮凝的主要作用機理，綜述了電極、電流密度、PH、電解時間等因素對電絮凝反應的影響，列舉了電絮凝在處理重金屬廢水、含磷廢水、染料廢水、含油廢水中的應用。

關鍵詞：電絮凝;廢水處理;應用

1 電絮凝處理廢水作用機理

在外接直流電場的作用下，陽極在溶液中氧化溶解產生鋁離子或鐵離子，這些金屬離子在適宜PH下水解，產生一系列相應的水解產物，這些水解產物有優良的絮凝效果，可以通過壓縮雙電層、吸附架橋、網捕卷集等作用將污染物聚集再進行固液分離;同時還會發生電解氧化還原、電解氣浮等其他作用。

2 電絮凝處理廢水的影響因素

2.1 極板

鐵極板產生的絮體小而密實，沉降快速，但出水常顯黃色，斷電時鐵極板易繼續銹蝕。而鋁極板產生的絮體大而松散，沉降緩慢，但不產生色度且吸附能力強。極板間距也會影響絮凝劑生長和后續絮凝效果。在研究電絮凝處理反滲透濃水時發現，極板間距為電絮凝去除COD的主要影響因素。極板間距過大，會導致電解效率低，濃差極化增加;極板間距過小，易發生短路和絮團在極板間的堵塞，降低極板的有效電解面積。

2.2 電流密度

在一定范圍內，電流密度大，絮凝劑產生量就多，電絮凝效率就高。然而，電流密度過大易引起電極過度極化，加速電極鈍化，增加極板和電能消耗而不提高處理效率。

2.3 PH

PH過低或過高都不利于絮凝劑的生成，聚鐵、聚鋁在中性或弱堿性條件下，分別形成定型和無定型，其吸附能力強，混凝效果好。

2.4 電解時間

電解時間如果小于最佳反應時間則會導致電絮凝過程未產生足夠的羥基配合物與目標污染物反應或兩者未有充足的反應時間，此時處理效果會大大降低。而超過最佳反應時間時，去除率基本不變，但是能耗增加。

3 火電廠廢水的處理

3.1 生產廢水排水系統

工業廢水中包括有工業冷卻水排水、過濾器反洗廢水、鍋爐清洗廢水、化學水處理系統酸堿再生廢水、超濾反滲透排水、輸煤沖洗和除塵廢水、冷卻塔排污廢水以及含油廢水等，工業廢水的種類比較多。廢水的污染物種類排量以及含量都不是固定值，各種廢水中的成分都比較復雜。倘若這類的廢水直接排出去將會給環境帶來不同程度的污染，給生態帶來嚴重的破壞。所以為了節約用水，降低火電廠的用水量，提高重復使用水的效率，同時也減少環境的污染，一般火電廠的廢水都會在經過處理后重復進行利用，按照環評要求實現廢水零排放。

鍋爐定排及除灰空壓機冷卻水排污水：這類污水統一收集到回收水泵房經水泵提升后進行過濾處理，然后補入到化學水處理車間的原水貯罐中，從而替代部分的工業用水。

循環水排污水：循環水排污水的水質在經過冷卻塔蒸發換熱后，整體含鹽量過高，其他水質的變化不大，而且一部分廢水排放到廠區的重復用水的泵房內再次可用于輸煤沖洗或者煤場噴灑、除灰渣類的應用。

輸煤沖洗排水：這類用水是統一匯集到煤水處理室，然后經過專門的處理水設備進行處理后再重復使用。

化學排水：化學反滲透裝置的排濃水與循環水一樣回收至服務水泵房，用于輸煤系統沖洗水、煤場噴灑用水和除灰渣系統補水。化學中和水池排水及油區含油廢水等匯入廢水處理站經進一步調節pH后作為服務水復用。其他非經常性的排水比如有鍋爐酸洗水等同樣需要到廢水處理站內經過氧化、pH調節、深沉等等處理后再用于輸煤系統中使用。

3.2 沖灰水處理排水系統

沖灰水是火電廠的主要污水之一，一般是用于沖洗煤渣或者除塵器排灰的，占整個火電廠污水量的50%左右，而且因為污水中的污染物種類和含量非常多，污染較為嚴重，甚至一些廠的這類污水中還含有重金屬和砷，這類水是嚴厲禁止直接排放的，否則會嚴重破壞水中的生物鏈，并且讓土壤迅速地出現鹽堿化的情況。一般沖灰水在治理中會對pH值進行處理，有采用加酸的方式來中和沖灰水的堿性，也有使用循環水來進行稀釋，通常灰水的回收率為50%左右，根據水的性質不同區分酸性灰水和堿性灰水，然后再根據不同的方法進行處理。

3.3 生活污水排水系統

火力發電廠中的生活污水成分比較復雜，一般都是生活廢料排水等，其中還有大量適合微生物生活繁殖的有機物，倘若此類廢水直接排出會導致有機物劇增，所以廠區的生活用水在經過污水管的收集后需要在污水處理站采用自凈式生活污水凈化設備，經系統處理后，水質達到二級排放標準，再作為廠區的綠化用水。

4 電絮凝處理廢水的應用

4.1 電絮凝處理重金屬廢水

磷離子質量濃度L41.05mg/L，鎳離子質量濃度8.70mg/L，在最佳條件下，廢水中的Cu²⁺和Ni²⁺的去除率可以達到98.98%、95.29%，電耗為6kw·h/m³。當采用Fe-AI²⁺作為電極時，最佳條件下，廢水中的Cu²⁺、Cr6+及Ni²⁺的去除效率均能達到100%，電耗為10.07kw·h/m³，電極材料消耗為1.08kg/m³。

4.2 電絮凝處理含磷廢水

采用電絮凝除磷，結果表明，原水中磷質量濃度8.70mg/L，脈沖電流密度為16.07A/m²，占空比為89.02%，電極間距為1.98cm，此條件下磷去除率達78.67%，電耗為0.023kwh/m³。火電廠的廢水零排放是火電廠節約用水減少廢水排放的典范，做到這種情況能夠盡最大可能使用水資源，大大地減少電廠的總用水量，而且能夠極有效地緩解火電廠水資源短缺所產生的問題。將生活污水或者經處理后的工業廢水再用于綠化、消防、噴灑、沖洗和沖灰拌濕，而生活污水經過嘗試處理后又可以作為循環水的補充用水，沖灰水的系統中也可以形成一個循環，從而提高沖灰水的重復使用頻率。從整體上對于用水量和水質都進行優化處理，并且進行合理的利用，從而實現廢水零排放。通過智能化的管理，將火電廠的整體運營管理、工藝優化調度以及綜合運營的智能化和規范化都將整體提高，從而提升火電廠廢水處理的整體水平。

5 結語

電絮凝工藝電極材料、電流密度、PH、電解時間等因素主要通過控制絮體的形態和數量、電解氧化還原反應的進程進而影響電絮凝的處理效果。但由于廢水種類眾多，差異較大，為保證電絮凝處理效果，需針對性地進行電絮凝試驗，摸索最佳的工藝參數。

我公司脫硫廢水系統，設備投資高、運行能耗大;藥劑費用高，產泥量大;工藝流程長，運行維護復雜、工作量大等。電絮凝產生的絮凝劑活性高、效果好，設備操控簡單，產泥量低，運行成本及維護量小，可以進一步進行可行性研究。

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