一种节能环保的含煤废水处理工艺

林梓河

（江苏京源环保股份有限公司，广东 广州 510000）

目前，我国火力发电厂燃料主要是煤，煤的使用数量非常庞大，这也导致在储放、转运、使用等环节会产生一定时的煤水，另外在雨天时也会产生较大的煤水径流。含煤废水中煤尘颗粒很多，悬浮物含量很高，若不经处理放任自流，危害很大。而煤场喷洒和输煤栈桥冲洗，又需要使用大量的新鲜工业用水。因此，将含煤废水经过处理后回用于煤场，能实现废水综合利用的目的。

全国现有火力电厂针对煤水的处理工艺主要采用原始的物理化学工艺，近几年国内煤水处理技术不断地创新与突破，衍生了很多新的设备和工艺[1-3]，特别是絮凝技术得到的业内人员的广泛认同，越来越多的电厂运用了该技术。以往的物化学工艺不但运行成本高、操作复杂，而且容易造成二次污泥，而电絮凝技术是一种节能无污染的处理技术，本文将从工艺、原理、与常规工艺对比及应用注意事项等方面进行阐述。

1 含煤废水电絮凝处理工艺

煤水电絮凝主体工艺：预沉池+电絮凝+离心沉淀+多介质过滤器，含煤废水通过收集管网汇入废水调节预沉池，在调节预沉池内进行预沉和缓冲，调节预沉池底部煤泥由刮泥机刮至一端后用抓斗起重机排出。调节池内的含煤废水则经煤水提升泵提升进入电子絮凝器，废水中的悬浮物在电子絮凝器中发生凝聚反应，之后出水进入离心沉淀反应器，大部分的悬浮物被沉淀，实现泥水初步的分离，澄清后流入中间水箱，再由中间水泵提升至多介质过滤器，过滤废水中的颗粒，净化、脱色，达到出水水质指标，通过在线浊度仪实时监测，出水达标后储存在清水池中，清水由回用水泵通过冲洗水管网输送至煤场喷淋。工艺流程如下：

图1 含煤废水处理工艺流程图

2 含煤废水电絮凝处理工艺原理

电子絮凝器是一种通过在水中通入电流，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[4]。

在电子絮凝过程中，电流是通过由极板引入水中，极板材质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。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。

离心澄清反应器作为一种分离分级设备，其工作原理是离心沉降。当待分离的两相（或三相）混合液以一定压力进入旋流器内后，产生强烈的三维椭圆型强旋转剪切湍流运动。由于粗颗粒（或重相）与细颗粒（或轻相）之间存在着粒度差（或密度差），其受到的离心力、向心浮力、流体曳力等大小不同，受离心沉降作用，大部分粗颗粒经旋流器底流口排出，而大部分细颗粒由溢流管排出，从而达到分离分级的目的。

多介质过滤器是利用一种或几种过滤介质，在一定的压力下把浊度较高的水通过一定厚度的粒状或非粒材料，从而有效地除去悬浮杂质使水澄清的过程，常用的滤料有石英砂、无烟煤、锰砂等，主要用于去除水中悬浮物。

3 电絮凝工艺与常用工艺的对比

从投资、占地面积、操作管理、运行成本等方面进行对比，结果见表1。

表1 电絮凝工艺与常用工艺的对比

4 工程实例

广东某煤场采用电絮凝处理工艺，各设备参数如表2所示，各环节的对悬浮物的去除效果见表3。

表2 电絮凝工艺设备参数

表3 电絮凝工艺悬浮物去除效果数据

本项目投运3年多，总体运行稳定，运行过程需要定期的排泥以及设备维护保养。

5 电絮凝工艺设计及应用注意事项

（1）前端预沉池对系统的处理效果影响很大，设计时一定要考虑到汛期期间的影响，采取一定措施，保证预沉池的效果。

（2）电絮凝反应器进出水设置浊度仪，对进出水浊度进行监控，通过电絮凝的处理效果进行判断内部积淤及电极消耗情况。

（3）当进水瞬时浓度超过负荷时，建议减少进水水量，减少负荷冲击，保证效果。

（4）电絮凝反应器结构设计应考虑布水均匀性、排泥简便流畅、电极更换等。

（5）离心澄清器设计最好结合斜板沉淀池的浅层原理，以提高泥水分离效率。

（6）过滤器在整个工艺中起关键作用，滤料的选择一定要与水质相适应，设备可以设置成自源反洗功能，减少水泵使用数量。

（7）过滤器出水设置在线检测仪表及自动切换阀门，当水质不达标时系统自动切换重新处理。

6 结束语

通过和加药絮凝系统的比较发现，电子絮凝系统的投资费用相对较高，但占地面积较小，运行费用较低，运行管理更加方便，在一些电厂的升级改造工程中如果受场地的限制，推荐使用电子絮凝工艺。通过优化设计，电子絮凝系统能实现自动运行，从长远的角度来看，它在节能环保上具很大的优势。