定州電廠含煤廢水電子絮凝處理技術應用研究

定州電廠含煤廢水電子絮凝處理技術應用研究

王天偉¹
，孫薊光¹
，趙文寧¹，歐群飛²，黃勇²
，徐建洪²

（1.國家能源集團神華國華定州發電有限責任公司


，河北定州
，073000；2.成都飛創科技有限公司，四川成都，610000）

摘要：河北國華定州發電有限責任公司將二期化學係統的樹脂廢液彙入含煤廢水沉澱池，大量處理化學樹脂廢液，導致原有的含煤廢水加藥處理係統淤堵，製水效率下降
，增加運行人員的工作強度
，並且經常出現由於出水不及時導致沉澱池溢水等現象。為了有效解決這個難題，河北國華定州電廠xiancaiyongdianzixuningjishuduihanyoufeijiushuzhicanyedehanmeifeishuijinxingchuli，youxiaojiejuelehanmeifeishuixitongyududewenti，tigaolehuishuiliyonglv，quanzidongyunxing
，zidonghuashuipinggao，wuxujiayao，yunxingchengbendi，mibuleguonei電子絮凝技術在處理樹脂殘液方麵的空白，其成功經驗可以在國內外類似含有樹脂殘液的汙水處理係統中進行推廣。

關鍵詞：含煤廢水；樹脂殘液；電子絮凝；處理工藝。

河北國華定州發電有限責任公司原有的兩套加藥絮凝、斜板集聚、砂濾過濾的含煤廢水處理係統已經運行13年。長期循環加藥
，導致設備老化

，藥劑的絮凝效率下降

，水質波動較大。自2009年nian二er期qi設she備bei投tou運yun後hou，又you將jiang二er期qi化hua學xue係xi統tong的de樹shu脂zhi廢fei液ye彙hui入ru含han煤mei廢fei水shui沉chen澱dian池chi，導dao致zhi進jin入ru係xi統tong的de總zong量liang大da於yu輸shu煤mei係xi統tong的de消xiao耗hao
，尤you其qi是shi樹shu脂zhi殘can液ye易yi導dao致zhi過guo濾lv砂sha箱xiang淤yu堵du
，造zao成cheng係xi統tong反fan衝chong洗xi頻pin次ci增zeng加jia

、設備運行時間加長
；在含煤廢水循環運行條件下，大量消耗的助凝劑
、混凝劑長期累積影響，會使得水質pH值升高，增加管道鏽蝕、泄漏的幾率；同(tong)時(shi)大(da)量(liang)處(chu)理(li)化(hua)學(xue)樹(shu)脂(zhi)廢(fei)液(ye)，導(dao)致(zhi)原(yuan)有(you)的(de)係(xi)統(tong)淤(yu)堵(du)，製(zhi)水(shui)效(xiao)率(lv)下(xia)降(jiang)，不(bu)僅(jin)會(hui)增(zeng)加(jia)運(yun)行(xing)人(ren)員(yuan)的(de)工(gong)作(zuo)強(qiang)度(du)
，也(ye)會(hui)誘(you)發(fa)由(you)於(yu)出(chu)水(shui)不(bu)及(ji)時(shi)導(dao)致(zhi)的(de)沉(chen)澱(dian)池(chi)溢(yi)水(shui)。為(wei)消(xiao)除(chu)由(you)此(ci)導(dao)致(zhi)的(de)隱(yin)患(huan)
，現采用電子絮凝技術對含有廢舊樹脂殘液的含煤廢水進行處理。

1含煤廢水處理係統概況

河北國華定州發電有限責任公司的含煤廢水處理水量為30m³/h,含煤廢水處理後要求達到回用標準。根據電廠的實際情況與含有廢舊樹脂殘液的含煤廢水進出水指標，整個處理工藝采用“電絮凝-離心沉澱-過濾預處理-介質過濾”的方式進行處理，具體工藝流程如下：

圖1含煤廢水處理工藝流程圖

工藝流程說明：

含煤廢水與樹脂廢液來水在一級沉澱池彙集，水在一、二、三(san)級(ji)沉(chen)澱(dian)池(chi)之(zhi)間(jian)逐(zhu)級(ji)沉(chen)澱(dian)
，每(mei)級(ji)沉(chen)澱(dian)池(chi)通(tong)過(guo)溢(yi)流(liu)方(fang)式(shi)進(jin)出(chu)，通(tong)過(guo)采(cai)用(yong)這(zhe)種(zhong)三(san)級(ji)沉(chen)澱(dian)方(fang)式(shi)增(zeng)加(jia)了(le)含(han)煤(mei)廢(fei)水(shui)的(de)停(ting)留(liu)時(shi)間(jian)，並(bing)且(qie)調(tiao)節(jie)緩(huan)衝(chong)不(bu)均(jun)勻(yun)來(lai)水(shui)。煤(mei)灰(hui)和(he)水(shui)的(de)密(mi)度(du)相(xiang)似(si)，自(zi)然(ran)沉(chen)降(jiang)隻(zhi)能(neng)去(qu)除(chu)較(jiao)大(da)煤(mei)粒(li)和(he)可(ke)沉(chen)降(jiang)懸(xuan)浮(fu)物(wu)，小(xiao)顆(ke)粒(li)煤(mei)灰(hui)表(biao)麵(mian)帶(dai)電(dian)荷(he)，在(zai)水(shui)中(zhong)呈(cheng)現(xian)布(bu)朗(lang)運(yun)動(dong)
，很(hen)難(nan)自(zi)然(ran)沉(chen)降(jiang)。

廢水經三級沉澱後利用煤水提升泵將水提升進電絮凝反應器，電絮凝反應器內有鐵板、鋁(lv)板(ban)或(huo)鋁(lv)鐵(tie)混(hun)合(he)極(ji)板(ban)組(zu)成(cheng)的(de)電(dian)極(ji)板(ban)
，在(zai)電(dian)化(hua)學(xue)反(fan)應(ying)的(de)作(zuo)用(yong)下(xia)，廢(fei)舊(jiu)樹(shu)脂(zhi)與(yu)含(han)煤(mei)廢(fei)水(shui)的(de)顆(ke)粒(li)經(jing)絮(xu)凝(ning)作(zuo)用(yong)由(you)小(xiao)顆(ke)粒(li)聚(ju)集(ji)成(cheng)大(da)的(de)絮(xu)體(ti)，在(zai)水(shui)壓(ya)作(zuo)用(yong)下(xia)與(yu)廢(fei)水(shui)一(yi)同(tong)進(jin)入(ru)離(li)心(xin)沉(chen)澱(dian)反(fan)應(ying)器(qi)。

離心沉澱反應器作為一種分離分級設備
，其工作原理是離心沉降。當待分離的兩相（或三相）混合液以一定壓力進入反應器內後
，產生強烈的三維橢圓型強旋轉剪切湍流運動。由於粗顆粒（或重相）與細顆粒（或輕相）之間存在著粒度差（或密度差），其受到的離心力
、向心浮力、流體曳力等大小不同，受離心沉降作用
，大部分粗顆粒（或重相）經離心沉澱反應器底部排汙口排出，而大部分細顆粒（或輕相）由溢流管排出進入過濾預處理裝置，從而達到分離分級的目的。

廢水在過濾預處理裝置中進行短暫的停留後經中間水泵將廢水提升進介質過濾係統中進行深度過濾，該過濾係統采用精選的無煙煤
、火山礫和石英砂多層濾料，當廢水經過濾層時
，懸浮物基本被攔截吸附

，保證出水水質。介質過濾係統帶有手動、壓ya差cha和he時shi間jian控kong製zhi反fan洗xi功gong能neng，並bing且qie在zai出chu水shui管guan裝zhuang有you濁zhuo度du儀yi，當dang過guo濾lv係xi統tong的de進jin出chu口kou壓ya差cha或huo工gong作zuo時shi間jian到dao達da設she定ding值zhi，係xi統tong開kai始shi反fan洗xi，反fan洗xi後hou再zai進jin行xing正zheng洗xi，保bao證zheng濾lv料liao清qing潔jie高gao效xiao。經jing過guo過guo濾lv後hou的de水shui體ti濁zhuo度du可ke小xiao於yu10NTU
，SS小於10mg/L
，達到回用係統要求。

為(wei)了(le)實(shi)現(xian)自(zi)動(dong)化(hua)控(kong)製(zhi)和(he)無(wu)人(ren)值(zhi)守(shou)運(yun)行(xing)，在(zai)三(san)級(ji)沉(chen)澱(dian)池(chi)和(he)過(guo)濾(lv)預(yu)處(chu)理(li)裝(zhuang)置(zhi)處(chu)均(jun)設(she)置(zhi)有(you)超(chao)聲(sheng)波(bo)液(ye)位(wei)計(ji)，在(zai)離(li)心(xin)沉(chen)澱(dian)反(fan)應(ying)器(qi)下(xia)方(fang)設(she)置(zhi)有(you)泥(ni)水(shui)界(jie)麵(mian)儀(yi)。當(dang)三(san)級(ji)沉(chen)澱(dian)池(chi)液(ye)位(wei)達(da)到(dao)設(she)定(ding)高(gao)度(du)時(shi)，自(zi)動(dong)啟(qi)動(dong)煤(mei)水(shui)提(ti)升(sheng)泵(beng)，啟(qi)動(dong)電(dian)子(zi)絮(xu)凝(ning)器(qi)進(jin)行(xing)絮(xu)凝(ning)處(chu)理(li)；當(dang)三(san)級(ji)沉(chen)澱(dian)池(chi)液(ye)位(wei)低(di)於(yu)設(she)定(ding)低(di)液(ye)位(wei)值(zhi)時(shi)
，自(zi)動(dong)關(guan)閉(bi)煤(mei)水(shui)提(ti)升(sheng)泵(beng)，關(guan)閉(bi)電(dian)子(zi)絮(xu)凝(ning)器(qi)供(gong)電(dian)。同(tong)理(li)


，中(zhong)央(yang)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)根(gen)據(ju)過(guo)濾(lv)預(yu)處(chu)理(li)裝(zhuang)置(zhi)的(de)液(ye)位(wei)對(dui)中(zhong)間(jian)水(shui)泵(beng)進(jin)行(xing)自(zi)動(dong)啟(qi)停(ting)控(kong)製(zhi)。控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)還(hai)根(gen)據(ju)泥(ni)水(shui)界(jie)麵(mian)儀(yi)的(de)泥(ni)水(shui)高(gao)度(du)來(lai)控(kong)製(zhi)離(li)心(xin)沉(chen)澱(dian)反(fan)應(ying)器(qi)底(di)部(bu)排(pai)汙(wu)閥(fa)進(jin)行(xing)自(zi)動(dong)排(pai)汙(wu)。

2主要設備特點

（1）電絮凝反應器

本ben含han煤mei廢fei水shui處chu理li係xi統tong的de電dian絮xu凝ning反fan應ying器qi通tong過guo技ji術shu改gai良liang
，相xiang比bi傳chuan統tong電dian絮xu凝ning反fan應ying器qi最zui大da的de區qu別bie在zai於yu采cai用yong最zui先xian進jin的de智zhi能neng倒dao極ji技ji術shu，通tong過guo實shi時shi測ce量liang陽yang極ji和he陰yin極ji之zhi間jian的de電dian阻zu增zeng加jia率lv
，來lai自zi動dong控kong製zhi電dian解jie電dian源yuan正zheng負fu極ji性xing反fan向xiang時shi間jian，有you效xiao的de防fang止zhi了le陽yang極ji鈍dun化hua

，提ti高gao了le電dian絮xu凝ning效xiao果guo，避bi免mian了le因yin水shui質zhi波bo動dong而er使shi用yong同tong一yi固gu定ding反fan向xiang周zhou期qi的de電dian源yuan導dao致zhi電dian絮xu凝ning效xiao果guo不bu佳jia的de問wen題ti。

（2）離心沉澱反應器

離心沉澱反應器作為一種分離分級設備，其工作原理是離心沉降。當待分離的兩相（或三相）混合液以一定壓力進入旋流器內後
，產生強烈的三維橢圓型強旋轉剪切湍流運動。由於粗顆粒（或重相）與細顆粒（或輕相）之間存在著粒度差（或密度差）
，其受到的離心力、向心浮力、流體曳力等大小不同，受離心沉降作用，大部分粗顆粒（或重相）經離心沉澱反應器底部排汙口排出，而大部分細顆粒（或輕相）由溢流管排出，從而達到分離分級的目的。

（3）介質過濾器

介質過濾器采用石英砂、無煙煤
、火山礫三層組合的濾料形式，過濾係統采用模塊化設計，可以通過時間、壓差、手shou動dong的de方fang式shi啟qi動dong介jie質zhi過guo濾lv器qi的de反fan衝chong洗xi，係xi統tong內nei各ge過guo濾lv器qi依yi次ci進jin行xing反fan衝chong洗xi，其qi他ta過guo濾lv器qi仍reng然ran在zai過guo濾lv，以yi保bao證zheng係xi統tong在zai反fan衝chong洗xi過guo程cheng中zhong不bu中zhong斷duan供gong水shui
，擁yong有you反fan衝chong洗xi效xiao率lv高gao，反fan衝chong洗xi時shi間jian短duan，反fan衝chong洗xi時shi節jie水shui等deng優you點dian。

3電子絮凝技術對含有廢舊樹脂殘液的含煤廢水處理機理的理論分析

經過對定州電廠現場水質分析
，發現含煤廢水中煤灰顆粒大小不均
，粒徑在幾十微米以下的占50%，其(qi)比(bi)重(zhong)與(yu)水(shui)的(de)比(bi)重(zhong)非(fei)常(chang)接(jie)近(jin)，因(yin)此(ci)大(da)部(bu)分(fen)處(chu)於(yu)懸(xuan)浮(fu)狀(zhuang)態(tai)，單(dan)靠(kao)自(zi)然(ran)沉(chen)澱(dian)的(de)作(zuo)用(yong)
，效(xiao)果(guo)不(bu)明(ming)顯(xian)。廢(fei)水(shui)中(zhong)的(de)樹(shu)脂(zhi)不(bu)溶(rong)於(yu)水(shui)和(he)一(yi)般(ban)溶(rong)劑(ji)，大(da)多(duo)數(shu)成(cheng)顆(ke)粒(li)狀(zhuang)
，也(ye)有(you)一(yi)些(xie)成(cheng)纖維狀或粉狀，樹脂顆粒的尺寸一般在0.3～1.2mm範圍內，大部分在0.4～0.6mm之間，它們有較高的機械強度，化學性質也很穩定。

zongheshuzhiyumeifenkelidewulitexing
，shuzhikeliyumeihuikelibuyiyuchendian，yaoyitongquchufeishuizhongdezheliangzhongwuzhi

，shouxianxuyaotongguodianxuningzuoyong，shiyangjizaizhiliudiandezuoyongxiabeirongshi，chanshenglv、鐵等離子，經過一係列的水解、聚合及氧化過程，使廢水中的煤粉顆粒
、膠體雜質、懸(xuan)浮(fu)物(wu)等(deng)凝(ning)聚(ju)成(cheng)大(da)的(de)顆(ke)粒(li)膠(jiao)體(ti)
，利(li)用(yong)膠(jiao)體(ti)的(de)吸(xi)附(fu)作(zuo)用(yong)，以(yi)及(ji)絮(xu)凝(ning)物(wu)對(dui)水(shui)中(zhong)的(de)顆(ke)粒(li)汙(wu)染(ran)物(wu)進(jin)行(xing)網(wang)捕(bu)或(huo)卷(juan)掃(sao)作(zuo)用(yong)，使(shi)樹(shu)脂(zhi)顆(ke)粒(li)與(yu)煤(mei)灰(hui)顆(ke)粒(li)一(yi)同(tong)置(zhi)於(yu)絮(xu)凝(ning)環(huan)境(jing)中(zhong)，從(cong)而(er)更(geng)易(yi)於(yu)沉(chen)澱(dian)、分離。

4試驗與運行情況對比

4.1試驗情況

定州電廠含煤廢水小試試驗規模為100L/h，電絮凝反應試驗在一個電解槽中進行，槽體有效容積為5L（長20cm，寬10cm，高28cm），輸入電壓為220V，離心沉澱試驗裝置一台、過濾預處理試驗裝置一台、過濾器試驗裝置、以及配套的煤水提升泵
、pH檢測儀、過濾器提升泵等。

如表1suoshi，weibutongdedianjiedianliumiduxiasuojinxingdedianxuningshiyanhoudeshuizhifenxiqingkuang，keyikanchuzaizhesizhongbutongdedianjiedianliumidutiaojianxia
，jiezhiguolvqidechukoushuiyangzhuodujunwei0
，懸浮物小於5mg/L，優於要求出水水質SS＜10mg/L的指標。

表1試驗情況水質分析

4.2運行情況

定州電廠含煤廢水電絮凝處理係統的處理水量為30m³/h，在電解電壓160V，電解電流30A的情況下

，含煤廢水電絮凝係統穩定運行168小時後，現場設備運轉正常
，出水水質良好，取水樣進行化驗分析。

表2運行情況水質分析

如表2所示，介質過濾器出口的濁度、色度和懸浮物相比含煤廢水原水均有很大程度的降低，各項指標達到規定的技術要求
，並且對(dui)比(bi)含(han)煤(mei)廢(fei)水(shui)原(yuan)水(shui)與(yu)介(jie)質(zhi)過(guo)濾(lv)器(qi)出(chu)口(kou)的(de)樹(shu)脂(zhi)含(han)量(liang)可(ke)以(yi)發(fa)現(xian)
，經(jing)電(dian)子(zi)絮(xu)凝(ning)技(ji)術(shu)處(chu)理(li)後(hou)的(de)廢(fei)水(shui)樹(shu)脂(zhi)含(han)量(liang)大(da)大(da)降(jiang)低(di)，說(shuo)明(ming)本(ben)係(xi)統(tong)的(de)電(dian)子(zi)絮(xu)凝(ning)處(chu)理(li)技(ji)術(shu)對(dui)含(han)有(you)廢(fei)舊(jiu)樹(shu)脂(zhi)殘(can)液(ye)的(de)含(han)煤(mei)廢(fei)水(shui)的(de)處(chu)置(zhi)效(xiao)果(guo)很(hen)好(hao)，成(cheng)功(gong)達(da)到(dao)預(yu)期(qi)目(mu)標(biao)。

如圖2所示，為定州電廠含煤廢水電絮凝處理係統運行前後的水樣對比情況，圖3為定州電廠含煤廢水現場運行情況。

圖2含煤廢水處理前後水樣對比

圖3定州電廠含煤廢水現場運行情況

5結論

通tong過guo現xian場chang實shi際ji運yun行xing情qing況kuang可ke知zhi
，定ding州zhou電dian廠chang通tong過guo運yun用yong電dian子zi絮xu凝ning技ji術shu對dui含han有you廢fei舊jiu樹shu脂zhi殘can液ye的de含han煤mei廢fei水shui進jin行xing處chu理li達da到dao預yu期qi效xiao果guo，經jing處chu理li後hou的de樹shu脂zhi含han量liang大da幅fu度du減jian少shao，解jie決jue了le係xi統tong於yu堵du、製水效率低等問題，係統運行至今性能穩定、操作可靠
、自zi動dong化hua程cheng度du高gao，定ding州zhou電dian廠chang的de這zhe個ge成cheng功gong經jing驗yan填tian補bu了le國guo內nei電dian子zi絮xu凝ning技ji術shu在zai處chu理li樹shu脂zhi殘can液ye方fang麵mian的de空kong白bai，並bing可ke以yi在zai國guo內nei外wai類lei似si含han有you樹shu脂zhi殘can液ye的de汙wu水shui係xi統tong中zhong進jin行xing推tui廣guang，具ju有you巨ju大da的de經jing濟ji效xiao益yi與yu環huan境jing效xiao益yi。

參考文獻

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