电厂循环水排污水混凝处理试验研究

李会鹏，许振华，张建华，于文涛

(河北冀研能源科学技术研究院有限公司，石家庄 050000)

0 引 言

火电厂循环水排水量占电厂总水耗的60%～70%，因此将循环水排污水有效回用，可以实现厂内废水资源的最大利用。河北某电厂循环水补水经过石灰混凝澄清和过滤后作为循环冷却水补水工艺，其处理流程为污水厂中水来水→调节水池→生水泵→澄清反应池→过滤池→清水池→循环水池，循环水浓缩倍率约为4.7，为将该循环水排污水回收利用，需要筛选出合适的混凝处理工艺降低其浊度、悬浮物和硬度，因此开展了循环水排污水混凝试验研究工作。

1 水质分析

水质分析见表1。

表1 循环水排污水水质分析

续表1

从表1中可以看出，该循环水排污水含盐量、COD、硬度等各项指标均较高，其碱度为6.6 mmol/L，硬度为68 mmol/L，两者相差50 mmol/L以上，属于典型的低碱度高硬度废水，要处理好这种水，需要通过试验确定合理工艺。

2 混凝试验研究

本次混凝试验研究采用聚合硫酸铁、聚丙烯酰胺与不同的软化剂(氧化钙、碳酸钠、氢氧化钠)进行配伍实验，其中聚合硫酸铁加药量根据经验暂时固定为40 mg/L，PAM加药量暂时固定为1 mg/L，通过调整软化剂加药量考察其对循环水排污水硬度及碱度的去除效果。

2.1 石灰混凝试验

理论加药量计算DCaO=5.2 mmol/L,用50%氧化钙计算得石灰用量为291.2 mg/L，生石灰试验结果见表2。

表2 循环水排污水生石灰混凝试验结果

从表2中可以看出，针对高硬度低碱度循环水排污水水质，石灰处理对硬度的去处率较低，硬度的最高去除率仅为21%；石灰加药量600 mg/L时对硬度去除有明显效果，出水硬度54 mmol/L；从沉降情况看，石灰混凝形成的矾花较小，沉降效果不佳。

2.2 碳酸钠混凝试验

Na2CO3理论加药量应相当于永硬中的钙的摩尔量，经计算用100%纯度的Na2CO3，则其加药量为1657.8 mg/L，试验结果见表3。

表3 循环水排污水碳酸钠混凝试验结果

从表3中可以看出，Na2CO3主要去除水中的钙硬，对Mg2+几乎没有去除作用；随着Na2CO3加药量的提高，水中的硬度逐渐下降，碱度逐渐上升，矾花逐渐变大，即Na2CO3加药量越大，循环水硬度越低，碱度越高，混凝沉降效果越好；当Na2CO3加药量达到800 mg/L及以上时，对降低水中硬度具有明显效果，硬度去除率能达到26%，但此时碱度升至9.0 mmol/L，当Na2CO3加药量达到2 000 mg/L时，硬度去除率能达到46%，去除的几乎全为钙硬且混凝澄清效果明显，此时碱度升至12.4 mmol/L。

2.3 氢氧化钠混凝试验

理论NaOH的加药量为镁盐的摩尔量，即30.7 mmol/L，用100%的NaOH计算得加药量为20×30.7=614 mg/L，试验结果见表4。

表4 循环水排污水氢氧化钠混凝试验结果

从表4中可以看出，NaOH既去除水中的钙硬，也去除水中的镁硬；随着NaOH加药量的提高，水中的硬度逐渐下降，碱度也逐渐下降，pH值逐渐上升，沉降效果逐渐变好；当NaOH加药量达到400 mg/L及以上时，对降低水中硬度和碱度具有明显效果，硬度去除率能达到29%，碱度由8.0 mmol/L降至4.0 mmol/L，当NaOH加药量达到1 000 mg/L时，硬度去除率即能达到50%以上，碱度降至2.2 mmol/L；考虑到运行成本，优选NaOH加药量400 mg/L。

2.4 生石灰和碳酸钠联合混凝试验

考虑到NaOH的运行成本偏高，而CaO和Na2CO3价格略低，根据循环水低碱度高硬度、CaO仅能去除暂硬、Na2CO3能够去除钙硬且能提高水中的暂硬比例的特点，试验采用CaO和Na2CO3对循环水进行联合处理。

考虑到本试验是以降低运行成本为目的，因此主要进行了碳酸钠低加药量试验，试验结果见表5。

表5 循环水排污水生石灰和碳酸钠联合混凝试验结果

从表5中可以看出，CaO加药量700 mg/L，Na2CO3加药量600 mg/L联合处理时对降低硬度效果明显，硬度去除率为33%，要明显优于单生石灰或单碳酸钠处理；考虑到运行成本，优选CaO 600 mg/L，Na2CO3500 mg/L，此时硬度去除率为31%。

3 经济性比较

从上述试验结果分析可以看出：

(1)从对循环水除硬降碱的处理效果看：NaOH>CaO+Na2CO3>Na2CO3>CaO。

(2)CaO仅除暂硬，对该水体硬度去除率仅有21%，出水硬度高于54 mmol/L，这种处理方式不可行。

(3)NaOH、CaO+Na2CO3和Na2CO3处理方式比较见表6。

表6 CaO、NaOH、CaO+Na2CO3和Na2CO3处理方式比较

从表6中可以看出，从处理效果、运行成本和投资成本方面等方面看，针对该电厂循环水排污水，NaOH处理具有明显的优势。

4 结束语

(1)对该电厂循环水排污水各种药剂除硬降碱效果排序为：NaOH>CaO+Na2CO3>Na2CO3>CaO；

(2)CaO处理仅能去除暂硬，针对这种高硬度低碱度循环水，CaO处理效果较差，对硬度的去除率最高仅能达到21%；

(3)Na2CO3主要去除水中的钙硬，对Mg2+几乎没有去除作用；且随着Na2CO3加药量增加，循环水排污水碱度上升较快。

(4)NaOH既去除水中的钙硬，也去除水中的镁硬，对碱度也有明显去除效果

(5)对该电厂循环水排污水，采用CaO+Na2CO3联合处理时对降低硬度效果明显，要明显优于单CaO或单Na2CO3处理。

(6)综合考虑处理效果、运行成本和投资成本方面等各方面看，针对这种低碱度高硬度循环水排污水，NaOH处理具有明显的优势。