燃煤电厂脱硫废水电絮凝处理技术

　　燃煤电厂是我国电力供应的主要形式，其发电量占到我国各类发电方式的75%以。燃煤电厂普遍采用石灰石一石膏湿法脱硫技术脱除烟气中的SO/2为了维持脱硫装置浆液循环系统的物料平衡.防止浆液中可溶组分，主要是氯浓度超过规定值并保证石膏质量.必须从系统中排放一定量的废水.称为脱硫废水。

　　随着废水处理技术的发展，燃煤电厂的绝大部分废水能够实现阶梯利用阪，但脱硫废水因具有很高的含盐量、悬浮物，较大的钙镁硬度，一定量的重金属，特别是氯离子含量达到几千至两万mg/L，具有较大腐蚀性，难以直接回用，是燃煤电厂废水处理的难点，也是电厂“废水零排放”技术的研究重点。

　　电絮凝(Electrocoagulation，简称EC)是近年来发展较快的一种电化学水处理技术.也被称为电凝聚、电混凝。随着电极技术、电解槽型式、高频电源等技术研究的进步，在净水处理和废水处理方面都有一定的深入研究，有部分项目获得了工程应用，是废水处理的一种有效技术。电絮凝水处理机理主要是絮凝、氧化还原和气浮相互交错作用的结果这3种反应同时作用，形成了较好的水质净化作用，因此是一种水处理的新型技术

　　本文利用电絮凝多种复合的净化作用，针对某燃煤电厂排放的脱硫废水，在实验室开展了多种工况下的试验研究，评估废水处理的有效性，探索最佳试验工况。根据试验结果.建成了处理能力8t/h的脱硫废水电絮凝处理装置，得到了应用。

　　一、废水处理中的应用

　　在印染废水、煤化工及石化废水、含重金属废水、微污染海水、电厂煤场污水等领域，都有电絮凝水处理的研究和应用。电絮凝法可用于煤泥水沉降，文献在电絮凝法预处理煤泥水30min后再添加凝聚剂CaCl2，能获得很好的沉降效果，电絮凝法与凝聚剂复配可大幅降低凝聚剂用量，环保性能更佳。针对燃煤电厂脱硫废水，文献中，采用电絮凝法处理，随废水质量浓度的降低和电流密度的增加，处理效果变好，反应时间缩短;当采用加碱沉淀预处理后，反应所需时间大大缩短.有效减小了反应器体积。

　　二、电絮凝试验与工程应用

　　2.1基本情况

　　某热电厂建有2台中压参数12MW燃煤热电机组，于1998年建成投运。2013年开展超低排放改造，陆续完成了烟气脱硫，SCR烟气脱硝和湿式电除尘器改造。烟气脱硫采用石灰石一石膏湿法脱硫工艺，一炉一塔，三层逆流喷淋.全烟气量处理。

　　脱硫废水水质如表1所示

　　2.2实验室试验

　　实验室电絮凝试验台采用循环处理方式，电解槽容积20L，循环流量为100L/h，采用Fe电极。试验用水取自热电厂脱硫废水(水质见表1)，试验流程是：pH调节-电絮凝槽-取样测量。取用水样20L，循环时间设置为15min。

　　试验台进水前，先用NaOH调节进料箱内废水pH值至9.42。然后在电絮凝槽内进行试验，实验工况如下：两种不同的电流密度，分别为4mA/cm2和8mA/cm2时，考察不同电流密度对脱硫废水处理效果的影响;从试验进水开始计时，三种运行时间段，分别是5，10，15min。分别取样进行检测，考察不同电絮凝时间对脱硫废水处理效果影响;辅助曝气氧化，曝气时间大于6h，考察曝气对脱硫废水处理效果影响。

　　2.3工程应用装置简介

　　根据实际排放的脱硫废水水质、水量状况，按照电絮凝试验结果，结合工程设计经验，设计建造了处理能力为8m3/h的电絮凝处理装置，工艺系统流程图如图1所示。

　　工艺流程：从废水旋流器来的脱硫废水经一级反应池处理，进入电絮凝反应器，絮凝后经二级、三级反应池进行氧化、螯合反应，然后经斜管沉淀池澄清净化.清水排出，污泥进入污泥收集罐，经脱水后外运处置

　　2.4检测方法

　　水质检测按照标准方法进行.水中重金属按照《水质32种元素的测定电感耦合等离子体发射光谱法MHJ776―2015)；pH、CODcr、悬浮物、cl-等分别按照《水质pH值的测定玻璃电极法》(GB/T6920―1986)，水质悬浮物的测定重量法XGB/T11901―1989)，水质化学需氧量的测定分光光度法》(DB31/199―2009附录E)、《水质氟化物的测定离子选择电极法》(GB7484―1987)和《工业循环冷却水和锅炉用水中氯离子的测定XGB/T15453―2018)进行检测。

　　三、试验结果与分析

　　3.1实验室试验

　　实验室试验数据如表2和表3所示

　　试验显示，在两种电流密度工况下.电流密度8.0mA/m2时出水中悬浮物浓度降低较快，同时铁电极溶出率相对较多。从絮凝沉降效果看，悬浮物呈较好降低趋势，但是总体去除率不高，原因是沉降时间较短，如果进一步延长静止时间或添加助凝药剂将有更好的效果。另外，水中氯离子、氟离子含量无显著变化。砷、镉、铅、铬、镍、锰等重金属均有一定去除率，均符合DB31/199-2018《污水综合排放标准》排放限值，而猛浓度符合二级标准。曝气6h后，CODcr变化不明显。

　　3.2工程应用装置处理效果

　　按照设计的工艺流程，建造了电絮凝处理装置。在工艺系统稳定运行条件下，对原水、出水水质进行取样检测，分析结果如表4所示。

　　原水与出水水质比较显示，工程应用装置对悬浮物的去除效果明显，去除效率为99.3%，CODcr去除率不高，为45.7%。经电絮凝处理后，重金属离子含量变化较小，但出水浓度仍低于DB31/199―2018«污水综合排放标准》的排放限值，这是原水浓度不高、处理过程中未添加螯合剂的原因。出水中磷酸根含量略有下降，氯离子、硫酸根含量没有显著变化，出水氨氮浓度仅能符合DB31/199―2009版排放标准10mg/L，而高于2018版的二级标准限值5(8)mg/L。由于该装置出水作为车间排水考核，因此氨氮略有超标尚不影响总排口的排放限值。

　　四、结语

　　(1)电流密度为4.0〜8.0mA/cm2的电絮凝装置均能实现脱硫废水水质的改善.悬浮物去除趋势明显;电絮凝时间对处理效果有影响，但不显著，如果持续电解会引起Fe离子溶出过量而导致色度变黄。电絮凝对镉、锯、碑、铅等重金属有一定的去除率，排放浓度符合DB31/199―2018《污水综合排放标准》第一类污染物排放限值，而猛浓度仅符合二级排放限值。

　　(2)工程应用装置对脱硫废水的悬浮物去除效果明显，去除效率达到99.3%，CODCr去除率不高;经电絮凝装置处理后，�水中各类重金属含量均低于排放限值，满足设计要求。工程应用表明，以电絮凝法为主的工艺系统对脱硫废水能实现较好的处理效果。（来源：上海长兴岛热电有限责任公司；上海明华电力科技有限公司；淮沪煤电有限公司田集发电厂）