含煤廢水電絮凝處理系統(tǒng)運行問題及應對措施

張 俞 陳 旭

（1.江蘇南大環(huán)?？萍加邢薰?，江蘇南京 210000；2.北京朗新明環(huán)?？萍加邢薰灸暇┓止荆K南京 210019）

火力發(fā)電廠的輸煤系統(tǒng)、棧橋、地面、輸煤皮帶機頭部的噴水抑塵設施和除塵器等設備均需要用到大量沖洗水，從而產生大量含煤廢水。含煤廢水存在用水點分散、耗水量大等特點，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)的正常運行。

因此，如何實現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)境效益和經濟效益的重大課題。

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、轉運站、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《火力發(fā)電廠廢水治理設計技術規(guī)程》（DL/T 5046—2006）的要求，經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。

經處理后的含煤廢水可作為輸煤系統(tǒng)沖洗水的補充水，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。

化學混凝對細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。經過煤泥沉淀池的初步沉淀后，上清液再經過含煤廢水電絮凝處理裝置的澄清、過濾，產出符合回用標準的出水，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，即選用適當的金屬電極，通以直流電后，可溶性陽極（通常為鐵陽極或鋁陽極）溶出產生的金屬離子Fe2+、AL3+與溶液中的OH-結合生成高活性的絮凝基團，作為絮凝劑參與絮凝反應，是一種類似于化學混凝法但不添加化學藥劑的電化學技術。另外，電絮凝產生的絡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)進行了相應技術升級、改造[3]。經過多年推廣，電絮凝技術在廢水處理工程中的運用已經逐步成熟，在火電廠的運用愈發(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，從含煤廢水進入系統(tǒng)到生產出可回收利用清水的整個過程，均可以實現連續(xù)自動運行。

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→多介質過濾器→回用水池。

電絮凝裝置：在電極兩端通電，產生帶正電的高分子絮凝體，吸附廢水中的細小懸浮物形成大顆粒絮體。正負極電極兩端產生的一系列電化學反應，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進水，水中懸浮顆粒因旋流產生的慣性離心力大、被拋向器壁，逐漸向下流動快速沉降至底部成為污泥，定期排至沉煤池進行回收利用，脫除懸浮顆粒后的廢水自上部另一側自流至中間水池。

多介質過濾器：廢水通過過濾輸送泵自下而上泵入過濾器中，利用石英砂、無煙煤等濾料層進一步截流水中剩余懸浮雜質。過濾器具有自動反沖洗功能，無須設置反沖洗水泵，利用較小的產水流量就可以進行反沖洗。

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 運行時出現的問題

含煤廢水電絮凝系統(tǒng)調試完成后，出水水質＜10 NTU，滿足設計要求。隨著運行一段時間后，電絮凝設備產生絮凝效果較差，導致多介質過濾器出水水質變差，濁度變高，污堵嚴重。

煤水電絮凝器有時會出現無法投運的情況。經過分析，導致出水水質變差的原因主要有以下兩點。

3.1 電絮凝設備原因

電絮凝設備本體的設計考慮不完善，不能完全適應現場的煤水水質，導致系統(tǒng)設備在運行時出現問題，影響系統(tǒng)的正常運行。

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

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

（3）現場電絮凝本體采用臥式設計，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，造成部分電極板嚴重堵塞，影響電絮凝效果。

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

3.2 現場運行檢修的原因

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

現有電絮凝本體如圖2所示，改造后電絮凝本體如圖3所示。

圖2 現有電絮凝本體示意圖

圖3 改造后電絮凝本體示意圖

4 預防應對措施及解決方案

4.1 消除原有系統(tǒng)中不合理的設計

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

4.2 提升運行檢修人員的實際操作能力

理解并掌握設備廠家提供的設備說明書、發(fā)電企業(yè)編制的檢修規(guī)程，學習理解電絮凝技術相關的專業(yè)書刊，組織現場運行檢修人員去具有豐富運行經驗的單位參觀學習，邀請電絮凝技術方面的專家對現場運行檢修人員進行技能培訓等，切實提升相關人員的業(yè)務水平和實際操作能力。

5 結語

在某燃煤電廠投入使用的含煤廢水電絮凝處理系統(tǒng)，目前已經運行兩年多時間，在遇到問題、解決問題的過程中積累了部分經驗，希望能夠對火電廠含煤廢水電絮凝處理工藝提供一些建議。