電廠含煤廢水處理技術(shù)分析范文

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摘要：隨著電廠裝機(jī)容量的日趨增大和節(jié)約用水與環(huán)境保護(hù)的要求提高，電廠煤泥水處理工程的技術(shù)要求隨之提高。通過對電力行業(yè)煤泥水處理各工藝系統(tǒng)分析，煤泥水處理的工藝都采用了給水處理的理論與方法，只是系統(tǒng)工藝環(huán)節(jié)的組合略有不同，但各工藝系統(tǒng)都具備各自特點(diǎn)。對各工藝系統(tǒng)結(jié)合煤泥水的性質(zhì)分析發(fā)現(xiàn)，無論采用何種系統(tǒng)，煤泥水處理必須合理的結(jié)合和利用水處理理論，才能擬訂出經(jīng)濟(jì)合理，運(yùn)行安全穩(wěn)定的處理系統(tǒng)。

關(guān)鍵詞：節(jié)約用水環(huán)境保護(hù)水處理理論經(jīng)濟(jì)合理，處理系統(tǒng)。

1前言

電廠含煤廢水主要為輸煤系統(tǒng)地面沖洗及輸煤系統(tǒng)除塵排水產(chǎn)生的廢水。煤場含煤廢水是在降雨相對較多地區(qū)，由煤場區(qū)雨水匯集產(chǎn)生的煤場含煤廢水。輸煤系統(tǒng)產(chǎn)生的含煤廢水根據(jù)電廠的建設(shè)容量不同，排水量不同。每個(gè)電廠煤泥水排放特點(diǎn)是排放周期、排放量變化不大。煤場雨水量由電廠當(dāng)?shù)乇┯陱?qiáng)度及降雨持續(xù)時(shí)間決定，煤場區(qū)雨水特點(diǎn)是水量大，持續(xù)時(shí)間長。含煤廢水中含有大量的懸浮物、煤泥和泥砂，未經(jīng)處理的煤泥水其懸浮物濃度最高可以達(dá)到5000mg/L以上。由于煤炭本身具有疏水性，廢水中的一些微小煤粉在水中特別穩(wěn)定，一些超細(xì)煤粉懸浮于水中，靜置相當(dāng)長的時(shí)間也不會(huì)自然沉降。若將此類廢水直接排放會(huì)造成廠區(qū)內(nèi)的環(huán)境污染，形成管道淤塞。如排入水體影響農(nóng)田灌溉、工業(yè)用水和生活飲用水水質(zhì)，使水環(huán)境嚴(yán)重惡化。

2煤泥水的性質(zhì)

pH值與懸浮物濃度SS：pH值比較穩(wěn)定，浮物濃度SS差別很大。煤泥水pH值在7.3~7.8之間，懸浮物濃度SS在100~5000mg/L。礦物的組成。煤泥水樣經(jīng)干燥后對其礦物組分進(jìn)行分析，SiO2含量最高，因此膠粒結(jié)構(gòu)為：{［SiO2］mnSiO2-32（n-x）H+}2x-。粘度及動(dòng)電電位（ξ電位）。煤泥水樣粘度越高。對懸浮顆粒沉降的阻力越大。在20℃下，煤泥水樣的動(dòng)力粘度μ=3.5×10-2泊，粘度是水的3.5倍，電泳ξ=-34mV。粒度。煤泥水中的微細(xì)級的懸浮顆粒含量增高，會(huì)使煤泥水性質(zhì)發(fā)生改變，致使其沉淀、濃縮以及過濾都難于進(jìn)行。所以煤泥的粒度組成，尤其是微細(xì)級的含量，對煤泥水的處理作業(yè)具有決定性的意義。

煤泥水樣的粒度組成：粒徑/mm＞0.05000.5~0.2500.250~0.1250.125~0.074＜0.074煤泥水的主要特點(diǎn)是懸浮物濃度高，粒度小，比重輕，并且顆粒帶有較強(qiáng)的負(fù)電荷，具有膠體分散體系的特點(diǎn)，因此難于自然沉降。通過上述煤泥水的性質(zhì)分析可知，煤泥水難于自然沉降的根本原因是懸浮顆粒帶有較強(qiáng)的負(fù)電荷的膠體體系，并且主要體現(xiàn)在膠體的動(dòng)電電位上。因?yàn)椋?）帶有較強(qiáng)的負(fù)電荷的膠粒之間產(chǎn)生的較強(qiáng)的靜電斥力，而且動(dòng)電電位越高，膠粘間的靜電斥力越大，膠體越穩(wěn)定。2）由于受水分子熱運(yùn)動(dòng)的撞擊，使微粒在水中作不規(guī)則運(yùn)動(dòng)，即“布朗運(yùn)動(dòng)”。布朗運(yùn)動(dòng)因膠粒間互相排斥力而使膠體具有穩(wěn)定性。3）由于膠粒帶電，將極性水分子吸引到它的周圍形成一層“水化膜”。水化膜能阻止膠粒間的互相接觸。水化膜厚度決定于擴(kuò)散層厚度，而擴(kuò)散層厚度又影響動(dòng)電電位。如果膠粒動(dòng)電電位消除或減弱，水化膜也隨之消失或減弱。

3廢水處理工藝

煤炭行業(yè)由于在煤炭分選清洗過程中產(chǎn)生大量含煤廢水，含煤廢水的處理研究和應(yīng)用已經(jīng)形成了很多成熟的處理理論和工藝系統(tǒng)，這些成熟的理論和工藝系統(tǒng)對電廠含煤廢水處理提供了很多寶貴的經(jīng)驗(yàn)和參考價(jià)值。目前煤炭行業(yè)煤泥水處理工藝流程主要有以下幾種：1）預(yù)濃縮→管道反應(yīng)→沉淀→清水回用或排放；2）預(yù)調(diào)節(jié)→機(jī)械加速澄清→清水回用或排放；3）預(yù)濃縮→氣浮→清水回用或排放。4）高濁度廢水一體化凈化器洗煤廢水處理設(shè)備。目前電力行業(yè)煤泥水處理工藝流程有以下幾種：1）初沉→加藥→沉淀→清水回用或排放；2）初沉→加藥→沉淀→過濾→清水回用或排放；3）初沉→加藥→煤泥廢水處理設(shè)備→清水回用或排放；

3.1現(xiàn)有廢水處理工藝

對各系統(tǒng)各環(huán)節(jié)所注意的問題進(jìn)行探討與分析，從而選擇合理處理工藝。

3.2初沉

初沉過程是對煤泥水中顆粒利用沉淀理論進(jìn)行沉淀的過程。通過對煤泥水的特點(diǎn)分析，煤泥水在沉淀過程中只能去除顆粒大，能自然沉降的很少部分較大顆粒。因此沉淀池的設(shè)計(jì)可取較大顆粒的沉速為設(shè)計(jì)值。

3.3加藥絮凝

加藥過程就是采利用絮凝理論，對極細(xì)粒級煤泥來說，完全依靠重力作用進(jìn)行沉降比較困難，所以，加入絮凝劑，利用絮凝劑大分子聚合物的絮凝作用使微細(xì)顆粒互相凝集，形成絮團(tuán)以增大“粒度”加速它們的沉降，達(dá)到澄清目的。由于絮凝劑的種類繁多，性質(zhì)存在一定的差別，同時(shí)煤泥水由于煤質(zhì)的不同也呈現(xiàn)出不同之處。絮凝劑與礦物之間的作用比較復(fù)雜，目前仍無法根據(jù)煤泥水體系的參數(shù)預(yù)測絮凝劑的作用及效果。基于此，需要逐個(gè)進(jìn)行試驗(yàn)，選定絮凝劑的種類及用量，同時(shí)還考慮了絮凝劑的來源與價(jià)格。

1）藥劑選擇

由于聚丙烯酰胺絮凝劑是我國選煤廠目前使用最多的絮凝劑，考慮與現(xiàn)場實(shí)際結(jié)合，聚丙烯酰胺為首選藥劑。藥劑的選擇和加藥量的確定需經(jīng)試驗(yàn)確定。一般藥劑選擇及加藥量確試驗(yàn)分三個(gè)階段：（1）對選用的各種絮凝劑分別進(jìn)行用量選擇，確定出各自的最佳用量及最優(yōu)效果。（2）比較各種絮凝劑的試驗(yàn)結(jié)果,確定出最優(yōu)的絮凝劑品種，并根據(jù)試驗(yàn)情況，用無機(jī)電解質(zhì)凝聚劑配合絮凝劑使用，并采用兩因素三水平正交試驗(yàn)，以確定最佳藥劑方案。（3）在最佳藥劑方案基礎(chǔ)上，考察不同煤泥水的固體含量對絮凝劑沉降效果的影響。

2）存在的現(xiàn)象

一般情況下，煤泥水中的顆粒，隨著絮凝劑用量的增加，沉降速度增加，但在絮凝劑用量過多時(shí)，沉降速度反而會(huì)降低。沉降物的厚度與絮凝劑的用量具有相互關(guān)系，先是隨著絮凝劑用量的增加緩慢的減小，當(dāng)絮凝劑使用過量時(shí)，沉降物明顯增加。由于在處理工程中，澄清液中仍存在部分細(xì)懸浮物，加入凝聚劑AlCl3配合使用。在搭配使用過程中，如果絮凝劑用量增加，上澄清液的固體含量降低，而同時(shí)凝聚劑用量增加，上澄清液的固體含量也隨之增加。

3）結(jié)論

絮凝劑與凝聚劑的用量對處理都有十分顯著的影響，而絮凝劑的用量影響更大。另外，絮凝劑與凝聚劑的交互作用也十分顯著，因此在藥劑使用時(shí)，不但要注意兩種藥劑的用量，而且要注意相互作搭配。在處理過程中，藥劑配合比為，絮凝劑∶凝聚劑=1∶7.5.4）煤泥水的固體含量對處理過程的影響理論與實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明，當(dāng)煤泥水的固體含量增加時(shí)，必須增加絮凝劑用量才能保證較好的絮凝沉降效果。不同固體含量時(shí)絮凝劑用量與初始沉降速度及上澄清液固體含量的關(guān)系也具有一定的相互關(guān)系，當(dāng)煤泥水固體含量增加，初始沉降速度急劇下降；煤泥水固體含量增加，上澄清液固體含量明顯增加，可見，煤泥水的固體含量的增加會(huì)嚴(yán)重影響沉降澄清效果，導(dǎo)致外排水的固體含量增高。因此煤泥顆粒含量不同的水，加藥量多少也不同。

3.4煤泥水過濾

過濾就是對加藥絮凝沉淀完畢的煤泥水進(jìn)一步去除懸浮物的過程。過濾的方法種類繁多，如：沙濾、疊形濾片過濾、纖維球過濾、濾板，精度更高的膜過濾等。使用不同的過濾方式，需考慮是否與使用要求和環(huán)境相適用，同時(shí)一次性投資，運(yùn)行費(fèi)用及運(yùn)行管理等問題都值得仔細(xì)探討與研究。所以，無論選擇何種過濾方式，最主要的是考慮對水質(zhì)的要求及處理后水的用途。而電廠煤泥水大多為處理完畢后循環(huán)使用或用在煤場噴灑和除灰系統(tǒng)，對水質(zhì)要求不高，只是要求噴頭不堵塞即可。目前有些處理設(shè)備選用過濾精度很高的膜過濾，此類設(shè)備選擇主要是考慮處理后的水用在水質(zhì)要求很高，還要進(jìn)行后繼處理的系統(tǒng)中。根據(jù)前述煤泥水的粒徑分析，電廠煤泥水如只作為水質(zhì)要求不高的一般用水，采用反沖洗要求不高，耐用，精度滿足常用水處理的過濾方式，如沙濾、濾板等。電廠煤泥水處理系統(tǒng)過濾系統(tǒng)的選擇應(yīng)從投資、運(yùn)行管理及處理效果等角度考慮，筆者個(gè)人認(rèn)為運(yùn)行管理及處理效果作為主要評價(jià)指標(biāo)。過濾環(huán)節(jié)最值得注意的就是避免重復(fù)提升、反沖洗頻繁、耗水量大、過濾介質(zhì)抗沖擊能力差，機(jī)械產(chǎn)品環(huán)節(jié)過多等問題。

4結(jié)語

經(jīng)過對煤泥水處理工藝系統(tǒng)各環(huán)節(jié)進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)在煤泥水處理的工藝過程中都采用了給水處理當(dāng)中的水處理理論與方法，只是工藝環(huán)節(jié)的組合略有不同，但各工藝系統(tǒng)都具備各自特點(diǎn)。在設(shè)計(jì)系統(tǒng)中，如果廢水經(jīng)過多次提升；采用刮泥排泥機(jī)械；采用大容積的調(diào)節(jié)池、中間水池；占地面積大，投資大；人工操作管理、反洗，且必須配置反洗水泵、系統(tǒng)故障率較高等的系統(tǒng)應(yīng)在設(shè)計(jì)中都應(yīng)慎重考慮。總之，在實(shí)際工程設(shè)計(jì)當(dāng)中，無論采用那種系統(tǒng)，工藝要結(jié)合煤泥水的性質(zhì)及出水水質(zhì)要求，合理選擇處理環(huán)節(jié)，同時(shí)充分的結(jié)合水處理理論，才能擬訂出經(jīng)濟(jì)合理，運(yùn)行安全穩(wěn)定的處理系統(tǒng)。

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［5］電力工程水務(wù)設(shè)計(jì)手冊.中國電力出版社，2005

作者：劉永慶 單位：中國能源建設(shè)集團(tuán)新疆電力設(shè)計(jì)院有限公司