電子絮凝工藝處理在電廠脫硫廢水處理過程中的應(yīng)用與研究

侯小龍

摘要：電子絮凝技術(shù)能有效提高電廠脫硫廢水的預(yù)處理效果，對(duì)實(shí)現(xiàn)脫硫廢水零排放具有重要意義?；诖?，本文論述了電子絮凝工藝處理在電廠脫硫廢水處理中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：電子絮凝;廢水處理;應(yīng)用

電子絮凝技術(shù)是一種新型的物理電子絮凝技術(shù)，通過特殊材質(zhì)電極板通電后產(chǎn)生的電場(chǎng)，使水中的懸浮物、乳化或溶解態(tài)污染物（如重金屬離子）在電場(chǎng)綜合作用下脫穩(wěn)、絮凝、沉淀。另外，電子絮凝技術(shù)還具有去除COD、漂白脫色、降硬除垢、殺菌消毒等功能。當(dāng)工藝排水中SS小于5mg/L時(shí)，COD去除率可提高10～20%。與傳統(tǒng)加藥絮凝相比，電子絮凝技術(shù)具有無需加藥、管理方便、運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用低、處理效果穩(wěn)定、對(duì)處理后的水和污泥無二次污染等優(yōu)點(diǎn)，是一項(xiàng)先進(jìn)、成熟、高效、環(huán)保的新技術(shù)，目前已廣泛應(yīng)用于國內(nèi)外電力、電子、造紙、冶金等領(lǐng)域的廢水處理過程中。

一、電廠廢水的來源

1、石灰石漿液里水分中含有廢水。在脫硫工藝流程中發(fā)現(xiàn)，反應(yīng)生成的石膏漿液里含的水量過高，而這些廢水中含有重金屬離子產(chǎn)物和少量的重金屬，所以必須要用真空皮帶脫水機(jī)進(jìn)行脫水后才能將廢水向外排出。

2、來源于工藝沖洗水。在對(duì)石灰石漿液管道沖洗時(shí)，由于石灰石漿液是濃度大的液體，再?zèng)_洗過程中經(jīng)常會(huì)產(chǎn)生污垢造成堵塞，所以要用到工藝水進(jìn)行沖洗，由于工藝水本身就帶有一些雜質(zhì)，沖洗水里也混入了石膏廢水成分，污染成分，但跟普通的水相比較工藝沖洗水還是有效果的。

二、廢水處理的必要性

電廠排出的脫硫廢水很多都是國家標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格控制的污染物，其里面的雜質(zhì)有懸浮物、碳酸鹽、很多重金屬含鹽量太高，雖然在廢水排放量里占很小的一部分，但給環(huán)境帶來的污染不容小覷。廢水中含有的有機(jī)物主要來自煤和石灰石，因水質(zhì)的不同，在對(duì)其進(jìn)行處理時(shí)難度也會(huì)增大，所以在處理脫硫廢水時(shí)要有效處理，以便減少對(duì)環(huán)境的污染。

三、材料與方法

脫硫廢水是某電廠脫硫系統(tǒng)產(chǎn)生的廢水。試驗(yàn)采用電廠脫硫廢水處理領(lǐng)域較新穎的電子絮凝處理技術(shù)，通過比較該技術(shù)與其他傳統(tǒng)技術(shù)在電廠脫硫廢水處理中的指標(biāo)特性，分析不同工藝的實(shí)際成本優(yōu)勢(shì)、處理能力等指標(biāo)，通過分析比較，建立一個(gè)較為完整的電子絮凝技術(shù)評(píng)價(jià)體系。

四、結(jié)果與分析

1、技術(shù)比較。根據(jù)脫硫廢水水質(zhì)特點(diǎn)及電廠實(shí)際情況，脫硫廢水處理方法為：

①加藥絮凝。加藥絮凝法的代表是三聯(lián)箱法，主要由中和、沉淀、混凝、澄清四步組成。首先用堿性物質(zhì)（NaOH、石灰等）調(diào)節(jié)廢水pH值，其次在中和后的廢水中加入有機(jī)硫（TMT15）或其他硫化劑（Na2S、H2S、FeS等），形成鉛離子和汞離子的重金屬硫化物沉淀，再加入鐵鹽絮凝劑與高分子絮凝劑進(jìn)行混凝沉淀，最后廢水排入澄清池，沉淀濃縮，上層清液達(dá)標(biāo)后排放。

電廠脫硫廢水處理工藝在傳統(tǒng)三聯(lián)箱基礎(chǔ)上進(jìn)行了改造，改造后只需添加一種水夢(mèng)高效無機(jī)吸附劑，藥劑的主要成分是改性二氧化硅、粉煤灰等。水夢(mèng)高效無機(jī)吸附劑加入干粉，不稀釋，只需在反應(yīng)箱上安裝干粉加藥機(jī)，在反應(yīng)箱及絮凝箱上分別加裝大功率高速攪拌器，停用原攪拌器。改造后工藝只投加一種藥劑，以取代傳統(tǒng)三聯(lián)箱工藝中使用的四種藥劑，該方法不僅加藥工藝簡單，絮凝速度快，水質(zhì)清，廢水處理效果好，而且降低了人工和設(shè)備維護(hù)成本，缺點(diǎn)是藥劑價(jià)格高，相對(duì)操作成本高。

加藥絮凝法對(duì)大部分金屬及懸浮物有很強(qiáng)的去除效果，可實(shí)現(xiàn)脫硫廢水的達(dá)標(biāo)排放。但對(duì)氯離子等可溶性鹽無去除作用，對(duì)硒等重金屬離子的去除率不高，容易對(duì)人體健康及生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生不利影響。該方法適用于對(duì)出水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)要求較低的脫硫廢水的處理，當(dāng)前它已在我國得到廣泛應(yīng)用。

②電子絮凝。特殊電極板通電后產(chǎn)生電場(chǎng)，使帶電的小顆粒、膠體、大分子蛋白質(zhì)、病毒粒子和細(xì)胞等在電場(chǎng)作用下定向運(yùn)動(dòng)，碰撞、壓縮使雙電子層脫穩(wěn)，導(dǎo)致雙電子層的壓縮脫穩(wěn)和絮凝，形成的絮體能吸附小膠體等物質(zhì)，形成大顆粒加速沉淀。在電場(chǎng)作用下，水中的重金屬離子形成難溶金屬氫氧化物和各種形態(tài)的絡(luò)合物，在膠核作用下，電位離子和反離子組成膠團(tuán)，形成高分子羥基產(chǎn)物，吸附水中的重金屬離子，達(dá)到去除重金屬離子的目的。

通過以上技術(shù)的比較可看出，電子絮凝不僅減少了絮凝加藥環(huán)節(jié)，而且投加的藥劑（氫氧化鈉）能在市場(chǎng)上以較低的價(jià)格買到。同時(shí)，現(xiàn)有的水夢(mèng)無機(jī)吸附劑也可用來降低藥劑的投加比例，由于電子絮凝設(shè)備本身具有物理絮凝功能，加入少量的水夢(mèng)無機(jī)吸附劑可達(dá)到最佳的絮凝效果。另外，在處理工藝中加入過濾脫色系統(tǒng)，是對(duì)傳統(tǒng)處理工藝的改進(jìn)，使最終出水效果更好，處理效果更穩(wěn)定，降低了后續(xù)深度處理的難度及負(fù)擔(dān)。

加藥絮凝最難控制的是加藥量，人工操作不能跟上水質(zhì)及水量變化，即使專業(yè)人員在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行定量分析，仍處于滯后狀態(tài)。由于投加藥劑種類多且量大，不同絮凝劑廠家的質(zhì)量也不同，這些因素加劇了加藥絮凝工藝現(xiàn)場(chǎng)管理難度，導(dǎo)致加藥量過大增加運(yùn)行成本，并且增加工人作業(yè)的勞動(dòng)強(qiáng)度。

2、處理效果與成本。加藥絮凝是通過投加大量化學(xué)藥劑，促進(jìn)廢水中溶解態(tài)及懸浮狀污染物的分離與去除，大多數(shù)加藥絮凝法原理是在原有廢水中加入新物質(zhì)的過程。化學(xué)劑本身就是一種污染物，投加藥劑不僅增加成本，而且增加了水中溶解物質(zhì)的成分。另外，它還會(huì)導(dǎo)致污泥的增加，增加污泥處理難度（加藥絮凝的污泥更加粘稠，脫水困難）及成本。

與加藥絮凝法相比，電子絮凝技術(shù)本身無需添加化學(xué)藥劑。此外，電子絮凝還具有氧化漂白、降硬除垢、電子泛流殺死細(xì)菌與病毒等功能，因此，電子絮凝法處理后的廢水更清潔。電子絮凝的初期投入及運(yùn)行成本遠(yuǎn)低于加藥絮凝法。在大多數(shù)項(xiàng)目中，用戶能在一年內(nèi)收回成本。電子絮凝技術(shù)在工業(yè)、民用和市政工程廢水處理中具有顯著的環(huán)境及經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)。

通過對(duì)實(shí)際處理中電子絮凝技術(shù)及加藥絮凝技術(shù)進(jìn)行成本比較。表1顯示了10t/d處理的運(yùn)行成本比較，三聯(lián)箱工藝、電子絮凝工藝、三聯(lián)箱+水夢(mèng)試劑工藝實(shí)際運(yùn)行總費(fèi)用分別為127.38萬元/年、55.8萬元/年、158.96萬元/年。由此可見，與其它處理工藝相比，電子絮凝工藝在實(shí)際運(yùn)行中的成本最低，比三聯(lián)箱工藝低128%，比三聯(lián)箱+水夢(mèng)試劑工藝低184.9%，降低成本率的效果非常顯著。

3、對(duì)后端深度處理工藝的影響。與電子絮凝技術(shù)相比，傳統(tǒng)的加藥方式容易使系統(tǒng)波動(dòng)，給膜與蒸發(fā)設(shè)備帶來很大負(fù)擔(dān)，影響整個(gè)系統(tǒng)的清洗頻率及使用壽命。此外，重金屬去除不徹底最終會(huì)殘留在MVR鹽中，造成鹽分不純或大量重金屬，從資源利用角度來看，實(shí)際的環(huán)境、經(jīng)濟(jì)效益都會(huì)降低。而電子絮凝工藝通過電場(chǎng)作用達(dá)到絮凝效果，污泥量大幅減少，重金屬去除較徹底，出水水質(zhì)穩(wěn)定，為后續(xù)工藝提供了可靠的保證。

五、結(jié)論

本文詳細(xì)比較了加藥、電子絮凝的工藝原理、技術(shù)特點(diǎn)、運(yùn)行成本及對(duì)其它系統(tǒng)的影響，證明了電子絮凝工藝的優(yōu)越性。根據(jù)對(duì)國內(nèi)脫硫廢水處理系統(tǒng)現(xiàn)狀的調(diào)查報(bào)告，發(fā)現(xiàn)約90%的加藥絮凝處理設(shè)備存在系統(tǒng)排水不達(dá)標(biāo)的問題。電子絮凝工藝系統(tǒng)自投入運(yùn)行以來運(yùn)行良好，受到業(yè)主及運(yùn)行管理人員的好評(píng)，成為電力系統(tǒng)脫硫廢水處理的一個(gè)示范案例，證明該工藝遠(yuǎn)優(yōu)于傳統(tǒng)的加藥絮凝工藝。電子絮凝工藝不會(huì)改變污水和污泥成分。電子絮凝系統(tǒng)采用自動(dòng)化設(shè)計(jì)及定時(shí)排泥系統(tǒng)，減少系統(tǒng)堵塞概率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，便于現(xiàn)場(chǎng)操作與管理。另外，電子絮凝系統(tǒng)易于擴(kuò)容升級(jí)，適合于零排放工藝的預(yù)處理措施。因此，電子絮凝工藝可替代傳統(tǒng)的加藥絮凝工藝。

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