電廠循環水排污水混凝處理試驗研究

李會鵬，許振華，張建華，于文濤

(河北冀研能源科學技術研究院有限公司，石家莊 050000)

0 引 言

火電廠循環水排水量占電廠總水耗的60%～70%，因此將循環水排污水有效回用，可以實現廠內廢水資源的最大利用。河北某電廠循環水補水經過石灰混凝澄清和過濾后作為循環冷卻水補水工藝，其處理流程為污水廠中水來水→調節水池→生水泵→澄清反應池→過濾池→清水池→循環水池，循環水濃縮倍率約為4.7，為將該循環水排污水回收利用，需要篩選出合適的混凝處理工藝降低其濁度、懸浮物和硬度，因此開展了循環水排污水混凝試驗研究工作。

1 水質分析

水質分析見表1。

表1 循環水排污水水質分析

續表1

從表1中可以看出，該循環水排污水含鹽量、COD、硬度等各項指標均較高，其堿度為6.6 mmol/L，硬度為68 mmol/L，兩者相差50 mmol/L以上，屬于典型的低堿度高硬度廢水，要處理好這種水，需要通過試驗確定合理工藝。

2 混凝試驗研究

本次混凝試驗研究采用聚合硫酸鐵、聚丙烯酰胺與不同的軟化劑(氧化鈣、碳酸鈉、氫氧化鈉)進行配伍實驗，其中聚合硫酸鐵加藥量根據經驗暫時固定為40 mg/L，PAM加藥量暫時固定為1 mg/L，通過調整軟化劑加藥量考察其對循環水排污水硬度及堿度的去除效果。

2.1 石灰混凝試驗

理論加藥量計算DCaO=5.2 mmol/L,用50%氧化鈣計算得石灰用量為291.2 mg/L，生石灰試驗結果見表2。

表2 循環水排污水生石灰混凝試驗結果

從表2中可以看出，針對高硬度低堿度循環水排污水水質，石灰處理對硬度的去處率較低，硬度的最高去除率僅為21%；石灰加藥量600 mg/L時對硬度去除有明顯效果，出水硬度54 mmol/L；從沉降情況看，石灰混凝形成的礬花較小，沉降效果不佳。

2.2 碳酸鈉混凝試驗

Na2CO3理論加藥量應相當于永硬中的鈣的摩爾量，經計算用100%純度的Na2CO3，則其加藥量為1657.8 mg/L，試驗結果見表3。

表3 循環水排污水碳酸鈉混凝試驗結果

從表3中可以看出，Na2CO3主要去除水中的鈣硬，對Mg2+幾乎沒有去除作用；隨著Na2CO3加藥量的提高，水中的硬度逐漸下降，堿度逐漸上升，礬花逐漸變大，即Na2CO3加藥量越大，循環水硬度越低，堿度越高，混凝沉降效果越好；當Na2CO3加藥量達到800 mg/L及以上時，對降低水中硬度具有明顯效果，硬度去除率能達到26%，但此時堿度升至9.0 mmol/L，當Na2CO3加藥量達到2 000 mg/L時，硬度去除率能達到46%，去除的幾乎全為鈣硬且混凝澄清效果明顯，此時堿度升至12.4 mmol/L。

2.3 氫氧化鈉混凝試驗

理論NaOH的加藥量為鎂鹽的摩爾量，即30.7 mmol/L，用100%的NaOH計算得加藥量為20×30.7=614 mg/L，試驗結果見表4。

表4 循環水排污水氫氧化鈉混凝試驗結果

從表4中可以看出，NaOH既去除水中的鈣硬，也去除水中的鎂硬；隨著NaOH加藥量的提高，水中的硬度逐漸下降，堿度也逐漸下降，pH值逐漸上升，沉降效果逐漸變好；當NaOH加藥量達到400 mg/L及以上時，對降低水中硬度和堿度具有明顯效果，硬度去除率能達到29%，堿度由8.0 mmol/L降至4.0 mmol/L，當NaOH加藥量達到1 000 mg/L時，硬度去除率即能達到50%以上，堿度降至2.2 mmol/L；考慮到運行成本，優選NaOH加藥量400 mg/L。

2.4 生石灰和碳酸鈉聯合混凝試驗

考慮到NaOH的運行成本偏高，而CaO和Na2CO3價格略低，根據循環水低堿度高硬度、CaO僅能去除暫硬、Na2CO3能夠去除鈣硬且能提高水中的暫硬比例的特點，試驗采用CaO和Na2CO3對循環水進行聯合處理。

考慮到本試驗是以降低運行成本為目的，因此主要進行了碳酸鈉低加藥量試驗，試驗結果見表5。

表5 循環水排污水生石灰和碳酸鈉聯合混凝試驗結果

從表5中可以看出，CaO加藥量700 mg/L，Na2CO3加藥量600 mg/L聯合處理時對降低硬度效果明顯，硬度去除率為33%，要明顯優于單生石灰或單碳酸鈉處理；考慮到運行成本，優選CaO 600 mg/L，Na2CO3500 mg/L，此時硬度去除率為31%。

3 經濟性比較

從上述試驗結果分析可以看出：

(1)從對循環水除硬降堿的處理效果看：NaOH>CaO+Na2CO3>Na2CO3>CaO。

(2)CaO僅除暫硬，對該水體硬度去除率僅有21%，出水硬度高于54 mmol/L，這種處理方式不可行。

(3)NaOH、CaO+Na2CO3和Na2CO3處理方式比較見表6。

表6 CaO、NaOH、CaO+Na2CO3和Na2CO3處理方式比較

從表6中可以看出，從處理效果、運行成本和投資成本方面等方面看，針對該電廠循環水排污水，NaOH處理具有明顯的優勢。

4 結束語

(1)對該電廠循環水排污水各種藥劑除硬降堿效果排序為：NaOH>CaO+Na2CO3>Na2CO3>CaO；

(2)CaO處理僅能去除暫硬，針對這種高硬度低堿度循環水，CaO處理效果較差，對硬度的去除率最高僅能達到21%；

(3)Na2CO3主要去除水中的鈣硬，對Mg2+幾乎沒有去除作用；且隨著Na2CO3加藥量增加，循環水排污水堿度上升較快。

(4)NaOH既去除水中的鈣硬，也去除水中的鎂硬，對堿度也有明顯去除效果

(5)對該電廠循環水排污水，采用CaO+Na2CO3聯合處理時對降低硬度效果明顯，要明顯優于單CaO或單Na2CO3處理。

(6)綜合考慮處理效果、運行成本和投資成本方面等各方面看，針對這種低堿度高硬度循環水排污水，NaOH處理具有明顯的優勢。