電絮凝技術在燃煤電廠脫硫廢水處理中試的應用研究

李穎

（大唐環境產業集團股份有限公司薊縣項目部，天津 301907）

0 引言

燃煤電廠是我國電力供應的主要形式，其發電量占到我國各類發電方式的75%以上。石灰石－石膏濕法煙氣脫硫是目前應用最多、技術較為成熟的脫硫工藝。其主要優點包括脫硫效率高、吸收劑利用率高、工作的可靠性高（目前最成熟的煙氣脫硫工藝）、脫硫劑—石灰石來源豐富且廉價。但是石灰石—石膏法的缺點也是比較明顯的：為了維持脫硫裝置漿液循環系統的物料平衡，必須從系統中排放一定量的廢水，廢水主要來自石膏脫水和清洗系統。廢水中含有的污染物主要包括SS、F-、過飽和的亞硫酸鹽、硫酸鹽以及重金屬，其中很多是國家環保標準中要求嚴格控制的第一類污染物和第二類污染物[1]。電絮凝是一種物理化學反應，借助外加高電壓，使陽極金屬電極產生金屬陽離子，利用陽離子的凝聚性來凝聚水中的污染物質，能夠有效去除水中的SS、膠體、可溶性有機物等，具有去除效率高，對環境影響小，藥物投加量少，操作簡單等優勢[2]。本研究使用電絮凝技術處理電廠脫硫廢水，在電廠進行中試，探究電絮凝技術在靜態、動態情況下對電廠脫硫廢水的處理效果的影響。

1 試驗設備

以XX電廠脫硫廢水作為處理對象進行現場中試試驗。作為燃煤電廠脫硫廢水成套處理工藝環節之一的高效澄清池，主要由電絮凝裝置和斜板沉淀裝置組成，目的是為后續吸附處理環節減輕負擔。脫硫廢水從進水箱用泵打入整個電絮凝裝置，首先通過布流板，布流板的作用是為了均勻布水，使需處理廢水均一穩定的進入處理系統，防止出現進水水質波動大，影響處理效果。然后是電極板，使用三個穩壓直流電源供電，廢水經電絮凝處理后，進入斜板沉淀池，以增強處理效果。采用三角堰出水，出水進入集水槽，集水槽下面安裝截止閥，控制出水量，最后流入清水池[3]。經電絮凝前置處理后，廢水流入吸附裝置，經吸附柱六級吸附后，達標排放。

圖1 現場中試試驗裝置圖

2 中試試驗設計

電絮凝在高效澄清池里進行，在不同的控制條件下進行電絮凝反應，在試驗開始前，使用砂紙對電極板進行打磨，去除表面的一層氧化鋁薄膜。整個試驗分為靜態試驗和動態試驗。

靜態試驗：脫硫廢水從進水箱流入高效澄清池，當水位達到距池頂0.1米時，停止進水。將電極板順水流放置，控制極板深度為55cm，極板間距在12cm，電流為20A，通電連續工作1小時，在通電第0min、10min、30min、60min時取樣。

動態試驗：脫硫廢水從進水箱流入高效澄清池，進而從高效澄清池流入清水池，連續進水，進水速度為0.3立方米每小時，并保持高效澄清池的水位在距池頂0.1米不變。將電極板順水流放置，控制極板深度為55cm，極板間距在12cm，電流為20A，通電連續工作1小時，在通電第0h、1h、2h、3h時取樣。

取樣方案：在電極板中間取一點作為A點，在電極板與斜板之間取一點為B點，在接近出水口位置取一點為C點，以上三點即為本次試驗的取樣點。

懸浮物參照《GB11901-89水質懸浮物的測定重量法》中的方法測定。濁度使用臺式濁度儀測定（哈希公司，2100AN臺式濁度儀）。氟離子參照《GB7484-87水質氟化物的測定離子選擇電極法》中的方法測定。

3 試驗結果

3.1 靜態試驗結果

靜態試驗水流處于靜止狀態，不再流進流出，按照預先設置的點位，分別在電解不同時間后取樣測定。

靜態環境下水體中SS的去除效果如圖2所示，隨著電解時間的增加，水體中的SS也在逐漸下降，電絮凝處理1h后C點SS達154mg/L，去除率達21.53%。水體中濁度的去除效果如圖3所示，隨著電解時間的增加，水體中的濁度在逐漸下降，最低達到53.7NTU，去除率達68.6%。可以非常明顯的看到，三個取樣點處電解后半段濁度的去除速率比前半段要低，這是因為水體經過一段時間的處理，濁度已經下降了50%以上，而電極板的面積是固定的，同比接觸水體中的污染物變少，且電極板進過一段時間電解發生了鈍化現象，所以去除速率變低。水體中F-的去除效果如圖4所示，隨著電解時間的增加，水體中的F-也在逐漸下降，電絮凝處理1h后C點F-達36.8mg/L，去除率達53.88%[4]。

圖2 靜態環境下SS的去除率

圖3 靜態環境下濁度的去除率

圖4 靜態環境下F-的去除率

表1 靜態試驗污染物測定結果

3.2 動態試驗結果

動態試驗模擬真實廢水處理場景，廢水處于流動狀態，按照預先設置的點位，分別在電解不同時間后取樣測定。

動態環境下水體中SS的去除效果如圖5所示，水體中SS最低達58.6mg/L，去除率達91.93%。

圖5 動態環境下SS的去除率

動態環境下對水體中濁度的去除率如圖6所示，可以明顯的看到取樣點越靠近出水口，其濁度越低。水體中濁度最低達34.8NTU，去除率達83.43%。由于A點靠近進水口，整個裝置處于流動狀態，進水箱里的水不斷流入電絮凝裝置，理論上來說電解時間的變化，其污染物濃度變化不大，接近進水箱的水質，但是這里濁度有一個很明顯的下降，這是因為隨著電解時間的增加，水體中因電解產生的氫氧化物凝聚水中懸浮物會隨著時間的增加，而使更多的懸浮物絮凝沉淀[5]。

圖6 動態環境下濁度的去除率

動態環境下對水體中F-的去除率如圖7所示，可以明顯的看到取樣點越靠近出水口，其F-濃度越低。水體中F-濃度最低達34.12mg/L，去除率達26.74%。隨著電解時間的增加，各點的去除率也在不斷增加，當電解達到3h后，由于電極板鈍化，電解效果下降，所以在各點的去除率有所下降。

圖7 動態環境下F-的去除率

表2 動態試驗污染物測定結果

4 結果與分析

電絮凝工藝對脫硫廢水中SS、濁度和F-有較好的去除效果。在靜態試驗中，脫硫廢水經處理1h后C點SS、濁度、F-的去除率達21.53%、68.6%、53.88%，在動態試驗（模擬真實廢水處理過程）中，脫硫廢水經處理3h后，出水SS、濁度、F-的去除率達91.93%、83.43%、26.74%。與動態試驗結果相比，靜態環境下對脫硫廢水的處理效果并不理想，這里有2個原因。一方面，整個中試與電廠的生產實際相結合，試驗用水取自電廠的廢水預處理緩沖箱，在實際生產過程中，水質有較大的波動。另一方面相較于動態試驗來說，靜態試驗僅處理1h，而動態試驗處理3h。

中試結果顯示，電絮凝技術適用于高SS、高濁度、高F-的電廠脫硫廢水處理工藝中。