火力发电厂含煤废水处理工艺探讨.pdf

江西煤炭科技 J I ANGXI COAL S CI ENCE 8 L TE CHNOLOGY 2 0 1 3年 第 4期 N0．4 2 01 3 火力发电厂含煤废水处理工艺探讨 黄 家林 ， 石庆宏 江西省电力设计院 ， 江西 南昌 3 3 0 0 9 6 摘 要 对火 力发电厂含煤 废水处理工艺进行 了探讨 ， 并 对各工艺方案进行 了比较 。电子 絮凝 离心沉淀过滤处理含煤 废水将是火力发 电厂 的使用趋势 ， 该工艺处理效果较好 、 不需加药 、 维护工作量小 、 抗 冲击负荷强 。 关键词 含煤 废水 ； 处理 ； 工艺 中圈分类 号 X 7 7 3 文献标识码 B 文章编号 1 0 0 6 2 5 7 2 2 0 1 3 0 4 --0 1 6 8 0 3 Re s e a r c h o n C雌 l c o n t a i n i n g W a s t e wa t e r Tr e a t m e n t Pr o c e s s Of Po we r Pl a nt Hu a n g J i a l i n， S h i Qi n g h o n g J i a n g x i El e c t r i c P o we r De s i g n I n s t i t u t e ，Na n c h a n g， J i a n g x i 3 3 0 0 9 6 Ab s t r a c t Co a l c on t a i n i n g wa s t e wa t e r t r e a t me n t p r o c e s s o f p o we r p l a n t i s a n a l y z e d a n d v a r i o u s p r o c e s s s c h e d u l e a r e c o mp a r e d i n t h e p a p e r ．Th e c o a 1 一 c o n t a i n i n g wa s t e wa t e r t r e a t me n t p r o c e s s o f e 1 e c t r o c o a g u l a t i o np r e c i p i t a t i o n b y c e nt r i f u g a t i o nf i l t r a t i o n wi l l b e t h e t r e n d o f p o we r p l a n t ，whi c h h a s t h e a d v a nt a ge s o f g o o d p r o c e s s i n g e f f e c t ，n o d o s i n g，1 i t t e r ma i nt e n a n c e wo r k a n d s t r o n g l o a d o f i mp a c t r e s i s t a n c e ． Ke y wo r d c o a l c o nt a i n i n g wa s t e wa t e r ；t r e a t me n t ；t e c h n o l og y 1 技 术背景 中国是水资 源严 重短缺 的国家 ， 火 力发 电厂是用水 大 户 ， 也是 污水 排 放大 户 。因此 ， 实现 废水 净化 回用 具有 十 分重要 的意义 ， 而且 还具 有 明显 的环境 效益 、 社会 效 益和 经济效益 。 含煤废水主要来源于煤场喷 淋防尘 产生的渗 漏水 、 输 煤栈桥冲洗产生 的冲洗废水 、 煤场雨 水及输 煤 系统 除尘排 水 。含煤废水 中颗粒 物 的 比重 一般 为 2 ． 3 g ／ c m。 ， 经过 预 沉池 的预沉淀后 ， 大 颗粒 的煤 粉颗 粒物 均能 沉淀 下来 ， 剩 余 的煤粉 颗粒悬 浮物其颗 粒的直 径都在 0 ． 1 m m 以下 ， 根 据燃料 品种 、 来 源不 同 、 含 煤废 水 的水 量变化 以及 预沉 池 的沉淀效 果不同 ， 一般电厂含煤废水初 沉后 的悬浮 物浓度 在 2 0 0 0 5 0 0 0 mg ／ 1 。含 煤废 水 的主要 特点 是浊 度 、 色度 都 比较高 ； 导致浊度和色度大幅度 升高 的主要原 因是废水 中的高浓度 的悬 浮 物 ， 在含 煤废 水 的处 理系统 中， 处理 工 艺选择 的关键是 针对 其主 要污 染 因子悬 浮物 和 色度 的去 除 ， 设计 的处理 工艺 将保 证对 悬浮 物具 有稳 定 的 、 很高 的 去 除效 率 ， 保证 出水悬浮物 为 l O ～2 O mg ／ 1 ， 既可 满足达标 排 放又可满足回用的要求 。 2 含煤废 水处理 工艺探 讨 目前火力发 电厂含 煤废 水首 先通 过初 次沉 淀池 的预 1 6 8 处理 ， 主要沉淀 0 ． 1 mm 以上的煤 泥颗粒 。煤 水通 过预处 理可减轻后续处 理 工艺 的负荷 。为 了满 足达标 排 放并 且 回用 的要求 ， 含煤废水经过初次 沉淀处理 后需增 加其 它的 后续处理工艺 ， 目前 国内含煤废 水后续 处理工艺 主要 包括 以下几种 ① 高效 微孔陶瓷过滤 ； ② 混凝 斜板沉淀 过 滤 ； ③ 加药混凝 膜 处 理 ； ④ 电子 絮 凝 离 心 沉 淀 过 滤 。 2 ． 1 高效微孔陶瓷过滤 本工艺采用“ 高效微孔陶瓷过 滤” 处 理含煤废 水 ， 它 是 在初次沉淀池 的基 础上 增加 微孔 陶瓷 过滤 段 。本 工艺 根 据 电厂煤泥颗粒粒径 分布情况 ， 选择规格 为 2 5 0 mm2 5 0 mm6 0 mm的微孔 陶瓷 过滤板 组装 的微孔 陶瓷 过滤 器 ， 微孔半 径为 4 0 ～ 6 0 ／ m， 设 计 过滤 水 量 负 荷 为 0 ． 1 ～0 ． 2 m。 ／ m。 ． h 。 1 工艺流程 2 方案 介绍 初沉池 、 微孔 陶瓷滤池 与清水池 三池顺 流合建成 一座 地 下式池 体构筑 物 。含煤 废水 经管 道 及明渠 流 入煤 水处 理设 施 ， 先进入初沉池 ， 为使浮在水 面的泡 沫 、 轻质 浮渣不 进入过滤池 内 ， 在距 沉淀池 出 口端 2 0 0 mm处 安装 挡渣 板 一 块 。 微孔 陶瓷滤池 分为两格 ， 分 为集煤 坑 、 过 滤区两 部分 ， 含煤废水进 入滤池后先通过集煤 坑 ， 大颗 粒煤粒 沉 降在集 煤坑 内。每 格过 滤池 内纵 向垂 直 砌过 滤器 。滤池 底部 浇 制集水 沟 ， 在集 水 沟 的未端 滤墙 上 预 留出水 孔 ， 过 滤器 安 装完成后 ， 水沟便 封 闭在滤 墙 内 ， 滤 后水 经清 水槽 流 入清 水池 内 ， 过 滤器采 用微 孑 L 陶瓷 过滤 板一 顺一 丁错 位 砌成 。 滤池运行 后 ， 清水经过滤器各 向表面渗入 过滤 器 内部空腔 内 ， 沿集水 沟汇入清水池 ， 颗粒 物被截 留在微 孔板表 面 ， 形 成 自滤层 ， 使 出水水质提高并 趋于稳 定 。用 这种 固液分离 的方 法 ， 可使 悬浮 物降 至 5 0 mg ／ L以下 ， 可满 足循 环利用 要求 。处理后 的清水 ， 可实现 闭路循 环零 排放 。 3 部分 电厂实 际运行情况及存 在问题 华能井 冈山电厂 二期 改造 工程 中含 煤废 水 处 理采用 高效 微孔陶瓷过 滤器 处 理工 艺 ， 设 备运 行 较为 稳定 ， 操作 简单 ； 煤水通过过滤处理后 ， 悬 浮物 的去 除率较 高 ， 但对 色 度去除效果较差 ， 满足不 了 回用要求 。 2 ． 2混凝斜板沉淀 过滤 一 体化含煤废 水 处理 设备 是 针对 大 中型火 力 发 电厂 含煤废水处理开发 的一种 先进 、 高 效 的成 套设 备 。该处 理 系统对混合 、 反应 、 沉淀 、 过 滤以及对 滤料 的反 冲洗 系统 等 进行 了合理 的设计组合 ， 解 决 了含煤 废水难 处理 的关键 问 题 。 1 工艺流程 ’ ； 避 奄 汁量聚 ⋯ 赣 -- 一 - - - [ Z - - Z -_ 誉 ⋯ 一 譬 冲 譬 粤 2 方案介绍 从初沉池 出来 的水进入 中间水 池 ， 在管 式混合 器 内与 混凝 、 助凝药剂充 分 混合 后 ， 由设 备上 部 的进水 口进入 煤 水 处理设备 的变速混凝 区混凝 ， 混凝 后 由混 凝 区底 部进 入 沉 淀区 。进入沉淀 区后 由于上升速 度变慢 ， 大部份 凝 聚团 沉人 沉淀 区底 部 的 污泥 斗 中， 较小 聚 团和颗 粒 进 入 过 滤 区 。 过滤 区内的滤料 分 为二层 ， 上层 为 无 烟煤 ， 中部 为 石 英砂 ， 下部为承托层 。过滤采用重 力式 过滤 ， 过滤 速度为 8 ～ 1 0 m／ h ； 含煤污水 经过滤后排入清水池 。 3 部分 电厂实 际运行情况及 存在问题 华能瑞金 电厂 含煤 废水 处 理采 用混 凝 斜 板 沉淀 过 滤处理工艺 ， 设备运行较 为稳定 ， 操作简 单 ， 煤水 通过 混 凝 斜板沉淀 过滤处理 后 ， 悬浮物及 色度 的去 除效果 较 好 ， 能满足 回用要求 。但该设备 的运 行需人 工定 时添加 混 凝剂及助凝剂 。 2 ． 3 加药混凝膜处理 1 工艺流程 池 2 方案介绍 含煤废水收集 至 沉煤池 ， 经 预处 理沉淀 后 ， 自连通 口 流至含煤废水储存池 ， 在池 内进行氧 化 曝气／ 搅 拌 ， 同时 加药 凝聚剂 、 次氯酸钠及 加碱调 节 PH值 ， 然后经含 煤废 水提 升泵送 至膜式 过滤 器过 滤 。处理 后 的清水 自膜 式过 滤器 上部 自流至清 水池 。含 煤废 水通 过膜 式过 滤器 包括 如下 三个工艺过程 。 ① 过滤 。含煤废水经膜 式过滤器中的滤元 外 面套过 滤膜 袋 ， 将含煤废水 中的悬 浮物截 留在 过滤膜袋 表面 ， 形 成滤饼 。过 滤后 的清水进入上部 清水 区 ， 自流至清水池 。 ② 反洗及滤饼排放 。上部 清洗 区的存水 利用 位差 瞬 时 以秒计 反 向流过膜 式过 滤器 中的滤元 ， 由于 时 间短 ， 流量大可将滤饼 全部从 过滤 膜袋 表 面去 除。脱 离 下来 的 滤饼迅速沉积在过滤器的锥体底部 ， 当沉 积到一 定量时 自 动从 底部排出 ， 再 由渣车送出。 ③ 连续运行 。过滤与反 洗交替 进行 ， 循 环往 复 ， 实 现 膜式过滤器的连续运行 。 3 部分电厂实际运 行情况及存在 问题 江西新 昌电厂含 煤废水 处 理采 用加 药混凝 膜过 滤 工艺 ， 设备运行较为稳定 ， 操作 简单 ， 煤水 通过加 药混凝 膜处理后 ， 悬浮物及 色度 的去 除效 果较 好 ， 能 满足 回用要 求 。但该设 备 的运 行 需人 工定 时添加 杀菌 剂 、 混 凝剂 等 ， 且过滤膜运行一段时间需更换 ， 运行维护费用 较高 。 2 ． 4 电子絮凝离心沉淀过滤 1 工艺流程 2 方案介绍 电子絮凝是一种通过在水 中通人 电流 ， 从 而打破水 中 悬浮 、 浮化或溶解状 污染 物 的稳定 状态 的过 程 ， 通 入水 中 的电流产生的 电能将 驱动 物质 之 间的化 学反应 。当化 学 反应被驱动或被强制启动后 ， 各种成分及 化合 物在 电流的 作用下将趋 向寻找最稳定的状态 。通 常 ， 这种趋 向稳定 状 】6 9 态 的结果 会形成一个固体状物质 这种 固体状 物质将 以非 胶体 或非溶解状态存在 ， 因而容易被下级分离技术去除 。 在电子絮凝过程 中， 电流是通过 由不 同金属材 料制成 的平板引入需要处理 的水 中， 金 属材料 的选择与水 中所含 的需要处理 的污染物 的种类有关 ， 满足最 大限度 去除污染 物的效果 。根据法拉第定律 ， 电极 上 的金 属离子 将被分 离 或置换 至液体 介 质 中 ， 这些 金属 离 子 在形 成 金 属氧 化 物 后 ， 被 已打破稳 定状 态 的各种 污染 物吸 引结合 ， 形 成 上述 易于被分离 沉淀的固体状 物质 。 含煤废水在经 过亚美 特 电子 絮凝 系统 时会 发生 独特 的电子化学反应 ， 具 体反 应如下 ① 电荷凝 聚作 用 ； ② 破 乳化作用 ； ③ 形 成 卤素络 合物 ； ④ 漂 白 ； ⑤ 电子 泛 流 ； ⑥ 氧 化 。 3 部分 电厂实际运行情 况及存 在问题 上海漕泾电厂 含煤废 水 处理 采用 电子 絮凝 离心 沉 淀 过滤工艺 ， 设备运行较为稳 定 ， 操作 简单 ， 煤 水通过该 工艺处理后 ， 悬浮 物及 色度 的去 除效 果较 好 ， 能满 足 回用 要求 。 3 舍 煤废 水处理工 艺技术 经济比较 上述 4种处理含煤废水工艺技术经济 比较 见表 l 。 袭 1 不 同工艺 处理 含煤 废水的技术经济 比较 注 1 年 固定分摊率 l 4 ． 3 ； 2 上表中的经济比较均按处理量 为 2 2 5 ／ h含煤废 水处理设 备 通过表 1中技术 比较分 析 可 以看 出 ， 从 处理 效果 来 看 ， 第一 种处理 工 艺 出水 水 质较差 ， 后 三种处 理 工艺均 能 满足含煤废水 回用要 求 ； 从 系统 运行 稳定性 来 看 ， 第 一种 和第三种处理工艺系统运行不稳 定 ， 其余两 种处 理工艺 系 统运行稳定 ； 从 系统维 护工 作量 大小 来看 ， 第 一种 和第 四 种工艺 系统维护 工作量 小 ， 其余 两种工 艺系统维 护工作 量 大 。从上 表比较可 以得 出 目前 ， 电厂含 煤废 水处 理 的使 用趋 势为第四种 处理工艺 。 参考文献 [ 1 ]火力发 电厂水工设计 规范 D L ／ T5 3 3 9 2 0 0 6 [ M] ． 北京 中国 1 7 O 电力出版社 ， 2 0 0 6 ． 2 ]火力发 电厂废 水治理设计技术规程 D L ／ T5 0 4 6 2 0 0 6 ． 北京 中国电力出版社 ， 2 0 0 6 ． 3 ]西北 电力设计 院． 电力工程水务设计 手册 M] ． 北京 中国 电 力 出版社 ， 2 0 0 5 ． [ 4 ]北京市市 政 工程 设 计 研 究 院． 给 水 排 水设 计 手 册 城镇 排 水 ． 北京 中国建筑工业 出版社 ， 2 0 0 4 ． 作 者简 介 黄家林 ， 男 ， 高级 工程师 ， 现 任职江西 省 电力设计 院发 电工程部 副主任 。 收稿 日期 2 0 1 3 1 O 一2 5 编辑 胡 中祺