含煤廢水電絮凝處理系統(tǒng)運(yùn)行問題及應(yīng)對措施

張 俞 陳 旭

（1.江蘇南大環(huán)保科技有限公司，江蘇南京 210000；2.北京朗新明環(huán)保科技有限公司南京分公司，江蘇南京 210019）

火力發(fā)電廠的輸煤系統(tǒng)、棧橋、地面、輸煤皮帶機(jī)頭部的噴水抑塵設(shè)施和除塵器等設(shè)備均需要用到大量沖洗水，從而產(chǎn)生大量含煤廢水。含煤廢水存在用水點(diǎn)分散、耗水量大等特點(diǎn)，如果處理得不夠徹底，含煤廢水中存在大量懸浮物，會堵塞輸煤系統(tǒng)的沖洗水管和噴頭，影響輸煤系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

因此，如何實(shí)現(xiàn)含煤廢水的處理凈化回用是一項具有明顯的社會效益、環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益的重大課題。

1 項目背景介紹

火力發(fā)電廠的含煤廢水主要是指輸煤系統(tǒng)（輸煤棧橋、卸煤溝、轉(zhuǎn)運(yùn)站、混煤倉、筒倉、主廠房輸煤皮帶層等）的沖洗水和煤場的初期污染雨水[1]。含煤廢水中含大量的煤粉顆粒，廢水中懸浮物濃度、色度均較高，根據(jù)《火力發(fā)電廠廢水治理設(shè)計技術(shù)規(guī)程》（DL/T 5046—2006）的要求，經(jīng)初沉淀后不合格的煤場、輸煤系統(tǒng)排水（即含煤廢水）需集中收集和處理。

經(jīng)處理后的含煤廢水可作為輸煤系統(tǒng)沖洗水的補(bǔ)充水，用于輸煤系統(tǒng)沖洗噴灑系統(tǒng)，沉淀出的煤泥則輸送至煤場再次利用[2]。

含煤廢水中的煤粉懸浮顆粒細(xì)小，密度與水較接近，易懸浮在廢水表面，采用普通的重力沉降，處理效果不明顯。依靠傳統(tǒng)的化學(xué)混凝沉淀處理工藝，由于消耗較多的勞動力及藥劑，在電廠日益淘汰。

化學(xué)混凝對細(xì)小懸浮物效果依舊有限，對色度的去除效果較弱。因此，在火力發(fā)電廠引入含煤廢水電絮凝技術(shù)具有重要的意義。

在某火力發(fā)電廠中，含煤廢水與露天煤場將外圍的排水溝渠收集的雨水匯集，一起流入煤泥沉淀池。經(jīng)過煤泥沉淀池的初步沉淀后，上清液再經(jīng)過含煤廢水電絮凝處理裝置的澄清、過濾，產(chǎn)出符合回用標(biāo)準(zhǔn)的出水，出水可以再次用于棧橋沖洗、除塵等。

2 煤水電絮凝系統(tǒng)介紹

2.1 煤水電絮凝工藝基本原理

電絮凝技術(shù)，即選用適當(dāng)?shù)慕饘匐姌O，通以直流電后，可溶性陽極（通常為鐵陽極或鋁陽極）溶出產(chǎn)生的金屬離子Fe2+、AL3+與溶液中的OH-結(jié)合生成高活性的絮凝基團(tuán)，作為絮凝劑參與絮凝反應(yīng)，是一種類似于化學(xué)混凝法但不添加化學(xué)藥劑的電化學(xué)技術(shù)。另外，電絮凝產(chǎn)生的絡(luò)合離子與氫氧化物有較高的吸附活性，其吸附能力高于一般藥劑水分解得到的氫氧化物。

2.2 煤水電絮凝系統(tǒng)工藝流程

隨著環(huán)保要求的不斷加大，火電廠對含煤廢水的處理愈加重視，不少電廠對含煤廢水處理系統(tǒng)進(jìn)行了相應(yīng)技術(shù)升級、改造[3]。經(jīng)過多年推廣，電絮凝技術(shù)在廢水處理工程中的運(yùn)用已經(jīng)逐步成熟，在火電廠的運(yùn)用愈發(fā)常見。

某燃煤電廠在含煤廢水處理區(qū)域新建了一套40 m3/h含煤廢水電絮凝處理系統(tǒng)，系統(tǒng)由電絮凝裝置、電絮凝裝置、多介質(zhì)過濾器等組成，該套系統(tǒng)由中央智能控制器PLC控制，從含煤廢水進(jìn)入系統(tǒng)到生產(chǎn)出可回收利用清水的整個過程，均可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)自動運(yùn)行。

工藝流程：煤水原水池→原水輸送泵→電絮凝裝置→旋流凈化器→中間水池→過濾輸送泵→多介質(zhì)過濾器→回用水池。

電絮凝裝置：在電極兩端通電，產(chǎn)生帶正電的高分子絮凝體，吸附廢水中的細(xì)小懸浮物形成大顆粒絮體。正負(fù)極電極兩端產(chǎn)生的一系列電化學(xué)反應(yīng)，同時起到氧化還原、酸堿中和及氣浮作用。

旋流凈化器：廢水自凈化器下部一側(cè)進(jìn)水，水中懸浮顆粒因旋流產(chǎn)生的慣性離心力大、被拋向器壁，逐漸向下流動快速沉降至底部成為污泥，定期排至沉煤池進(jìn)行回收利用，脫除懸浮顆粒后的廢水自上部另一側(cè)自流至中間水池。

多介質(zhì)過濾器：廢水通過過濾輸送泵自下而上泵入過濾器中，利用石英砂、無煙煤等濾料層進(jìn)一步截流水中剩余懸浮雜質(zhì)。過濾器具有自動反沖洗功能，無須設(shè)置反沖洗水泵，利用較小的產(chǎn)水流量就可以進(jìn)行反沖洗。

含煤廢水電絮凝工藝流程圖如圖1所示。

圖1 含煤廢水電絮凝工藝流程圖

3 運(yùn)行時出現(xiàn)的問題

含煤廢水電絮凝系統(tǒng)調(diào)試完成后，出水水質(zhì)＜10 NTU，滿足設(shè)計要求。隨著運(yùn)行一段時間后，電絮凝設(shè)備產(chǎn)生絮凝效果較差，導(dǎo)致多介質(zhì)過濾器出水水質(zhì)變差，濁度變高，污堵嚴(yán)重。

煤水電絮凝器有時會出現(xiàn)無法投運(yùn)的情況。經(jīng)過分析，導(dǎo)致出水水質(zhì)變差的原因主要有以下兩點(diǎn)。

3.1 電絮凝設(shè)備原因

電絮凝設(shè)備本體的設(shè)計考慮不完善，不能完全適應(yīng)現(xiàn)場的煤水水質(zhì)，導(dǎo)致系統(tǒng)設(shè)備在運(yùn)行時出現(xiàn)問題，影響系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

（1）現(xiàn)場電絮凝本體未設(shè)計沖洗及排污裝置，造成電絮凝設(shè)備在運(yùn)行一段時間后，煤灰在電絮凝極板表面大量富集，導(dǎo)致無法形成電絮凝過程中的絮凝基團(tuán)，起不到電絮凝作用，出水水質(zhì)逐漸變差。

（2）電絮凝設(shè)備本體進(jìn)出水同時設(shè)計在圓柱體設(shè)備的頂部兩端，造成廢水在電絮凝內(nèi)部的存在短流，即部分含煤廢水在電絮凝本體內(nèi)停留時間較短，影響絮凝效果。

（3）現(xiàn)場電絮凝本體采用臥式設(shè)計，由于含煤廢水的懸浮物含量高，含煤廢水在電絮凝箱體中流速低，造成部分懸浮物、絮體沉降，富集在臥式電絮凝箱的中下部，造成部分電極板嚴(yán)重堵塞，影響電絮凝效果。

電絮凝本體運(yùn)行時間較短，會出現(xiàn)含煤廢水經(jīng)過電絮凝設(shè)備后無法形成絮體，無處理效果的狀況。因此，需要增加自動排污口。

3.2 現(xiàn)場運(yùn)行檢修的原因

（1）未及時對煤水沉淀池進(jìn)行清理，造成含煤廢水沉淀池內(nèi)積有大量煤泥，含煤煤水沉淀池起不到沉降的作用，導(dǎo)致進(jìn)入含煤廢水電絮凝處理系統(tǒng)的含煤廢水濁度過高，大于進(jìn)水濁度小于3 000 NTU的要求。（2）當(dāng)煤場使用揮發(fā)性較高的煤種時，運(yùn)行檢修人員需要清理煤水電絮凝設(shè)備本體，做好維護(hù)保養(yǎng)工作，發(fā)揮含煤廢水電絮凝處理系統(tǒng)的作用。

現(xiàn)有電絮凝本體如圖2所示，改造后電絮凝本體如圖3所示。

圖2 現(xiàn)有電絮凝本體示意圖

圖3 改造后電絮凝本體示意圖

4 預(yù)防應(yīng)對措施及解決方案

4.1 消除原有系統(tǒng)中不合理的設(shè)計

含煤廢水電絮凝處理裝置采用立式形式，電絮凝裝置的進(jìn)水設(shè)計在底部，出水設(shè)計在上部，可防止含煤廢水在電絮凝處理裝置本體內(nèi)部出現(xiàn)徑流現(xiàn)象。電絮凝箱底部設(shè)計排泥裝置，可定時自動排泥，可有效防止污泥的堵塞。

4.2 提升運(yùn)行檢修人員的實(shí)際操作能力

理解并掌握設(shè)備廠家提供的設(shè)備說明書、發(fā)電企業(yè)編制的檢修規(guī)程，學(xué)習(xí)理解電絮凝技術(shù)相關(guān)的專業(yè)書刊，組織現(xiàn)場運(yùn)行檢修人員去具有豐富運(yùn)行經(jīng)驗的單位參觀學(xué)習(xí)，邀請電絮凝技術(shù)方面的專家對現(xiàn)場運(yùn)行檢修人員進(jìn)行技能培訓(xùn)等，切實(shí)提升相關(guān)人員的業(yè)務(wù)水平和實(shí)際操作能力。

5 結(jié)語

在某燃煤電廠投入使用的含煤廢水電絮凝處理系統(tǒng)，目前已經(jīng)運(yùn)行兩年多時間，在遇到問題、解決問題的過程中積累了部分經(jīng)驗，希望能夠?qū)痣姀S含煤廢水電絮凝處理工藝提供一些建議。