浅谈火力发电厂含煤废水处理工艺选型

王磊

摘 要：文章将结合笔者实践经验，对当前火力发电厂含煤废水处理工艺进行了探讨，并对各工艺方案进行了比较。从而得出电子絮凝+离心沉淀+过滤处理含煤废水将是火力发电厂的使用趋势，该工艺处理效果较好、不需加药、维护工作量小、抗冲击负荷强，值得大力推广。

关键词：含煤废水；处理；工艺；技术背景

1 技术背景

现阶段，我国水资源极为紧张。而火力发电厂不但耗水量极为绝大，并且污水排放量也极大。所以，对火力发电厂的废水进行净化回收利用有着极为重要的现实意义，不仅能够有效减少不必要的水资源浪费，而且还有着显著的经济效益与环境效益。在火力发电厂产生的废水中，以含煤废水为主，其主要特点是色度、浊度较高，这主要是因为废水中的高浓度悬浮物导致的。含煤废水主要来源是输煤系统除尘排水、煤场雨水、煤场喷淋防尘产生的渗漏水以及输煤栈桥冲洗产生的冲洗废水等。通常情况下，含煤废水中的颗粒物比重为2.3g/cm，经过预沉池的预沉淀后，基本能够沉淀下大颗粒的煤粉颗粒物，而颗粒直径小于0.1mm的均剩余下来，形成悬浮物。而一般情况下，经过初次沉淀后，电厂含煤废水的悬浮物浓度均在2000～5000mg/L范围内。但是由于燃料来源、品种、预沉池类型或是含煤废水水量的不同，其沉淀的效果也各不相同，所以，在含煤废水的处理系统中，处理工艺选择的关键是能够有效去除含煤废水中的色度以及污染因子悬浮物，确保能够高效的去除悬浮物，以确保出水悬浮物为10～20mg/L，在能够满足达标排放的同时，又能够满足回用的要求。

2 含煤废水处理工艺探讨

目前火力发电厂含煤废水首先通过初次沉淀池的预处理，主要沉淀0.1mm以上的煤泥颗粒。煤水通过预处理可减轻后续处理工艺的负荷。为了满足达标排放并且回用的要求，含煤废水经过初次沉淀处理后需增加其它的后续处理工艺，目前国内含煤废水后续处理工艺主要包括以下几种：（1）高效微孔陶瓷过滤；（2）混凝+斜板沉淀+过滤；（3）加药混凝+膜处理；（4）电子絮凝+离心沉淀+过滤。

2.1 高效微孔陶瓷过滤

本工艺采用“高效微孔陶瓷”处理含煤废水，它是在初次沉淀池的基础上增加微孔陶瓷过滤段。本工艺根据电厂煤泥颗粒粒径分布情况，选择规格为250mm×250mm×60mm的微孔陶瓷过滤板组装的微孔陶瓷过滤器，微孔半径为40～60μm，设计过滤水量负荷为0.1～0.2m3/m2·h。

初沉池、微孔陶瓷滤池与清水池三池顺流合建成一座地下式池体构筑物。含煤废水经管道及明渠流入煤水处理设施，先进入初沉池，为使浮在水面的泡沫、轻质浮渣不进入过滤池内，在距沉淀池出口端200mm处安装挡渣板一块。微孔陶瓷滤池分为两格，分为集煤坑、过滤区两部分，含煤废水进入滤池后先通过集煤坑，大颗粒煤粒沉降在集煤坑内。每格过滤池内纵向垂直砌过滤器。滤池底部浇制集水沟，在集水沟的未端滤墙上预留出水孔，过滤器安装完成后，水沟便封闭在滤墙内，滤后水经清水槽流入清水池内，过滤器采用微孔陶瓷过滤板错位砌成。滤池运行后，清水经过滤器各向表面渗入过滤器内部空腔内，沿集水沟汇入清水池，颗粒物被截留在微孔板表面，形成自滤层，使出水水质提高并趋于稳定。用这种固液分离的方法，可使悬浮物降至50mg/L以下，可满足循环利用要求。处理后的清水，可实现闭路循环零排放。

2.2 混凝+斜板沉淀+过滤

一体化含煤废水处理设备是针对大中型火力发电厂含煤废水处理开发的一种先进、高效的成套设备。该处理系统对混合、反应、沉淀、过滤以及对滤料的反冲洗系统等进行了合理的设计组合，解决了含煤废水难处理的关键问题。

从初沉池出来的水进入中间水池，在管式混合器内与混凝、助凝药剂充分混合后，由设备上部的进水口进入煤水处理设备的变速混凝区混凝，混凝后由混凝区底部进入沉淀区。进入沉淀区后由于上升速度变慢，大部份凝聚团沉人沉淀区底部的污泥斗中，较小聚团和颗粒进入过滤区。过滤区内的滤料分为二层，上层为无烟煤，中部为石英砂，下部为承托层。过滤采用重力式过滤，过滤速度为8-10m/h；含煤污水经过滤后排入清水池。

2.3 加药混凝+膜处理

含煤废水收集至沉煤池，经预处理沉淀后，自连通口流至含煤废水储存池，在池内进行氧化（曝气/搅拌），同时加药（凝聚剂、次氯酸钠）及加碱调节PH值，然后经含煤废水提升泵送至膜式过滤器过滤。处理后的清水自膜式过滤器上部自流至清水池。含煤废水通过膜式过滤器包括如下三个工艺过程。（1）过滤。含煤废水经膜式过滤器中的滤元（外面套过滤膜袋），将含煤废水中的悬浮物截留在过滤膜袋表面，形成滤饼。过滤后的清水进入上部清水区，自流至清水池。（2）反洗及滤饼排放。上部清洗区的存水利用位差瞬时（以秒计）反向流过膜式过滤器中的滤元，由于时间短，流量大可将滤饼全部从过滤膜袋表面去除。脱离下来的滤饼迅速沉积在过滤器的锥体底部，当沉积到一定量时自动从底部排出，再由渣车送出。（3）连续运行。过滤与反洗交替进行，循环往复，实现膜式过滤器的连续运行。

2.4 电子絮凝+离心沉淀+过滤

电子絮凝是一种通过在水中通人电流，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。当化学反应被驱动或被强制启动后，各种成分及化合物在电流的作用下将趋向寻找最稳定的状态。通常，这种趋向稳定状态的结果会形成一个固体状物质：这种固体状物质将以非胶体或非溶解状态存在，因而容易被下级分离技术去除。

在电子絮凝过程中，电流是通过由不同金属材料制成的平板引入需要处理的水中，金属材料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。根据法拉第定律，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。

3 含煤废水处理工艺技术经济比较

对上述4种处理含煤废水工艺技术进行比较可知：从处理效果来看，高效微孔陶瓷过滤处理工艺出水水质较差，混凝+斜板沉淀+过滤、加药混凝+膜处理、电子絮凝+离心沉淀+过滤法均能满足含煤废水回用要求；从系统运行稳定性来看，高效微孔陶瓷过滤和加药混凝+膜处理处理工艺系统运行不稳定，其余两种处理工艺系统运行稳定；从系统维护工作量大小来看，高效微孔陶瓷过滤和电子絮凝+离心沉淀+过滤工艺系统维护工作量小，其余两种工艺系统维护工作量大。从上述比较可以得出：目前，电厂含煤废水处理的使用趋势为电子絮凝+离心沉淀+过滤。

参考文献

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[2] 陈集媛.火力发电厂含煤污水处理现状及对策[J].云南电力技术，2003，31（01）.