电吸附除盐技术在电厂循环冷却排污水处理中的应用

吕玲（上海环保工程成套有限公司，上海200070）

0 引言

火力发电厂既是用水大户，也是排水大户，循环冷却水[1]系统作为电厂最大用水系统，其排污水量亦为电厂最大对外排水量，最高可至上千吨（因机组容量、使用不同补充水源而不同）。一般排污水被直接排放，这样不仅浪费了水资源，而且高盐量的水质势必会造成水体污染，循环排污水处理回收利用势在必行。

循环排污水含盐量高，如若回收利用，需对其进行脱盐处理。从全厂节水角度考虑，处理后该部分废水回用至冷却塔循环水补充水，以达到节约用水目的。电吸附[2]除盐技术具有模块化设计、设备体积小、操作简便、运行成本低等优势，在废水除盐再生回用[3]领域打破了技术依靠进口、膜产业垄断专营的局面，解决了传统技术回用率低、造成二次污染等难题。

1 高密沉淀池[4]作为电吸附的预处理

1.1 循环排污水水质

循环冷却排污水原水中存在较高的TDS、硬度、COD 等物质，废水含盐量高、水质稳定性差、易结垢、有机物及悬浮物含量高。

表1 原水水质分析Table 1 Raw water quallity analysls

Ca2+Mg2+HCO3-氨氮SiO2 Cl-SO42-总磷Na+氟化物269.3 68.0 347.7 0.6 21.3 413.0 868.7 1.1 340.0 2.9 20.98 0铁油mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L μg/L mg/L

1.2 电吸附进水指标

表2 进水指标Table 1 Intake index

1.3 高密度沉淀池系统

该装置与高效过滤器组合作为预处理系统，通过投加一定量的药剂以去除及降低原水中的硬度、COD 等物质，确保出水能达到电吸附进水指标，为最大限度的发挥电吸附功能提高回收率（≥90%）和稳定脱盐的目的，从而降低工程投资和运行成本。

反应原理：

根据来水水质钙、镁硬度高的特点，该单元通过向原水中加入液碱、纯碱来降低原水中的碳酸盐硬度、相应的碱度及含盐量。液碱、纯碱加入到反应器中与水中的碳酸盐硬度发生反应，生成CaCO3和Mg(OH)2沉淀，降低了水中的硬度和碱度，同时结合絮凝剂、助凝剂的投加，具有巨大表面积的新生态CaCO3和Mg(OH)2沉淀物在沉淀过程中大量吸附原水中的悬浮物、胶体、细菌及病毒等，使原水得以净化。

反应方程式如下：

去除暂时硬度：

去除永久硬度：

主要优点：

（1）简化池型，结构设计简单，简洁合理，占地少；（2）出水水质好，通过斜管分离产生优质的出水；

（3）耐冲击负荷，在较大范围内不受流量或水质负荷变化的影响；

（4）运行成本低，与传统工艺相比，节约10%～30%的药剂；

（5）排放的污泥浓度高，一体化污泥浓缩避免了后续的浓缩工艺，与静态沉淀池相比，水量损失非常低；

（6）沉淀效率高，结构紧凑，减少了土建造价并且节约建设用地；

（7）具有适应性广、效率高等特点，在给水、污水以及工业废水处理中必将具有广泛的应用前景。

2 电吸附工艺

2.1 电吸附除盐技术简介

原理：电吸附除盐技术又称电容性除盐技术。其基本原理是基于电化学中的双电层理论，利用带电电极表面的电化学特性来实现水中带电粒子的去除、有机物的分解等。通过施加外加电压形成静电场，强制离子向带有相反电荷的电极处移动，对双电层进行充放电的控制，改变双电层处的离子浓度，从而实现对水溶液的除盐。

电吸附除盐技术的核心电极材料为惰性碳材料制成，耐强酸强碱；除盐装置采用通道式结构（通道宽度为毫米级），不易堵塞。

2.2 电吸附系统工艺流程

2.3 电吸附除盐装置

电吸附系统主要包含各水池、电吸附除盐模块单元、电气控制系统和酸洗系统等。电吸附除盐系统运行主要分为工作、再生二个工作过程以及定期对除盐模块化学清洗。

工作过程：态下除盐模块，水中的离子被模块内电极吸附，通过的产水送到产水池，经外供水泵供到用水点。

再生过程：再生时通过工作泵抽取原水池的水，经过保安过滤器，对模块进行冲洗，使电极上吸附的离子脱离电极，初期出水排到浓水池中，后期出水回流再生水池。

模块的化学清洗：模块连续运行半年以上需要进行全面的化学清洗。配置一定浓度的盐酸溶液，通过模块清洗装置，将酸液输送到模块内部，通过定时的浸泡，将模块内部形成的结垢溶解，使模块的性能得到完全再生。

2.4 系统调试运行结果

电吸附装置经调试后系统稳定运行，排污水回收率可达90%，脱盐率达到95%以上，水中的绝大部分盐分、胶体、有机物等均被去除。

2.5 “膜法／电吸附”性能对比

3 电吸附系统调试结论及建议

（1）我司电厂循环排污水处理系统设备经调试后达到了设计要求，出水指标达到电厂循环水补充水标准，运行状况良好。

（2）系统的运行应严格按照要求，确保设备安全，根据运行情况及时定期进行清洗及设备的维护。