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    電廠廢水處理

    2011-12-15 11:33 分類:行業標準 來源: 中國污水處理工程網

    隨著我國水資源的緊張和環境保護要求的提高,電廠所面臨的水資源問題和環境問題將日益突出,優化電廠廢水處理工藝與技術,實現廢水資源化,其社會效益與經濟效益的意義非常深遠。本文介紹幾個電廠廢水處理工程案例。

    一、水解酸化+BAF工藝處理某電廠工業廢水
    采用水解酸化+曝氣生物濾池(BAF)工藝處理某電廠廢水。介紹了各處理構筑物、運行參數。運行結果表明,在進水COD、BOD5,SS的質量濃度分別為320~490,100~160,80~160mg/L,pH值為6~9時,用該工藝處理電廠廢水,其出水水質可達《生活雜用水水質標準》(CJ25.1—89)的要求。該BAF工藝投資少,處理效率高,操作簡單。無需投加化學藥劑、不產生二次污染。
    某總裝機容量為700MW的電廠為節約用水,保護環境,增加經濟效益,決定將全廠的車間設備清洗及地面沖洗、鍋爐沖灰、廠區辦公與車間的生活用水經處理后回用于沖廁、綠化和電廠的冷卻系統等。廢水的主要污染因子為懸浮物、有機污染物。排放量為600m3/d,平均處理廢水水量為25m3/h。針對廢水的水質情況和出水要求,決定采用水解酸化+曝氣生物濾池(BAF)作為此項工程的核心處理工藝?,F將工程設計運行結果介紹如下:
    1原水及出水水質
    設計水量為600m3/d,平均處理廢水水量為25m3/h。

    2工藝流程與工程設計
    2.1工藝流程

    廠區各處的廢水經下水道進入調節水池,調節水池對來自不同區域的廢水進行水質、水量的調節。調節池前設置格柵。廢水再經提升泵進入水解酸化池,來提高廢水的可生化性,減輕后續曝氣生物濾池的沖擊負荷,進而提高曝氣生物濾池的處理效果。經過曝氣生物濾池處理的出水自流入回用水池:反沖洗水經溢流排水槽排至調節池。
    2.2單元設計
    2.2.1調節池
    預曝氣調節池1座,調節池有效容積為200m3,HRT為8h,為防止原水厭氧腐化,池內設有穿孔曝氣管,間歇曝氣。這一方面可以降解部分有機物,另一方面起到使水質均勻的作用。
    2.2.2水解酸化池
    水解酸化池的HRT為3.8h。設計流量為25m3/h。有效容積為95m。池內上升流速為1.2m/h,池的有效高度為3.56m??紤]布水區高度和池內超高,池的實際水深為4.0m。水解酸化池的有效尺寸為7m×4m×4m。水解酸化池內設置彈性生物組合填料,填料高度3.0m。底部采用穿孑L管均勻布水的方式進水,孔口流速6.0m/s。
    2.2.3曝氣生物濾池(BAF)
    曝氣生物濾池由配水區、布水系統、承托層、曝氣系統、濾料區、出水區、反沖洗系統組成,采用上向流進水的方式。濾池的總有效容積為42.6m3,HRT為1.7h。濾池內設置陶瓷燒結濾料,粒徑為3~5mm,填料高度為4.0m,池內采用曝氣器進行曝氣,氣水體積比為8:1。濾速為10m/h,BOD容積負荷為1.5kg/(m3·d),濾池中溶解氧質量濃度為5mg/L。

    工藝流程
    1、工藝流程確定
    廢水回用于循環冷卻水系統,需重點解決以下問題:
    (1)防止某些雜質離子對系統中管材的腐蝕,主要控制cl-的含量。
    (2)防止產生生物污泥,使系統中銅管發生堵塞或產生污泥下的腐蝕,主要應控制COD、懸浮物和細菌的數量。由表1可見,廢水中的cl-已達到回用要求,可不必考慮。經現場調研得知,電廠定期在工業循環水中投加殺菌劑,則再生水中細菌數量也不必考慮。因此,本工程主要處理對象是廢水的pH、COD和懸浮物。

    2、工藝流程簡介
    各路廢水通過格柵匯集到調節池中,在調節池頂設吸泥機,廢水在調節池內初步沉淀后,由廢水提升泵送人氣浮池。在氣浮池進水管投加凝聚劑,廢水中膠體和微小懸浮物通過混凝反應生成小顆粒礬花,被細微氣泡攜帶浮上水面,由刮渣機刮除,而清水則由氣浮池下部集水管匯集自流進人V型濾池。V型濾池濾后水進人中間水池,通過中間水泵送人清水池,在中間水泵出口投加Na3PO4調整清水pH值。最終產品水由清水泵送至工業循環冷卻水池。

    二、火電廠工業廢水處理
    工業廢水亦稱工業總排廢水,包括工業冷卻水排水、化學水處理系統酸堿再生廢水、過濾器反洗廢水、鍋爐清洗廢水、輸煤沖洗和除塵廢水、含油廢水、冷卻塔排污廢水等。由于工業廢水的種類多,各類廢水的污染物種類、含量和排量不固定,致使工業廢水的成分相當復雜,其主要污染物有:懸浮物、油、有機物和硫化物等,這類廢水排入受納水體將會引起不同程度的環境污染,造成生態破壞。
    1.再生廢水處理
    離子交換設備在再生和沖洗時,會產生一部分再生廢水,其廢水量約為處理水量的1%,這部分廢水雖然水量不大,但水質很差,常含有大量的酸、堿,有機物含量也很高。目前許多電廠常用中和池來處理再生過程中所排放的廢酸、廢堿液。由于酸堿中和反應的非線性特性、陰陽離子交換器運行周期不同步性、每周期再生時的排酸和排堿量不確定性等因素,使得中和池運行效果不太理想,排水的pH值不穩定,中和時間過長,能耗、酸堿耗高。禹貫省…對再生廢水中和方法進行了改進,采用布局合理的空氣攪拌系統處理酸堿廢水,中和時間縮短到原來的1/60,而中和費用只為原來的1/3。對于酸堿再生廢水中有機物的處理,王羅春等利用Fenton試劑對離子交換樹脂再生廢水進行催化氧化處理,取得了很好的效果,COD去除率達70%以上。此外,由于中和池廢水pH超標問題較難控制,國內已有很多電廠將中和池廢水引入沖灰系統,排入沖灰管路,由灰漿泵直接排至灰廠。
    2.爐清洗廢液處理
    鍋爐清洗廢液是火力發電廠新建鍋爐清洗和運行鍋爐周期性清洗時排放的酸洗廢液和鈍化廢液的總稱。其排放時間短、污染物濃度高、污染物濃度變化大,直接排放對環境的影響較大。酸洗廢液中主要含有游離酸(如鹽酸、氫氟酸、EDTA和檸檬酸等)、緩蝕劑、鈍化劑(如磷酸三鈉、聯氨、丙酮肟和亞硝酸鈉等)及大量溶解物質(如Fe、cu、ca和Mg等)。目前鍋爐清洗廢液處理方法主要有:
    (1)爐內焚燒法:在爐內高溫條件下,使有機物分解成二氧化碳和水蒸氣,廢水中的重金屬被氧化成不溶于水的金屬氧化物微粒。馬鞍山第二發電廠進行了鍋爐檸檬酸廢液的焚燒試驗,燃燒過程中檸檬酸基本上完全分解,灰、渣水中COD只略有增加,方法安全,可靠易行。
    (2)化學氧化分解法:在酸洗廢液中,添加一定過量的氧化劑(如HO、NaC10、(NH)SO。),使COD氧化降解,同時也有利于金屬離子的沉淀。文獻報道,HO可使鹽酸洗爐廢液的COD值從g000mg/L降低至100mg/L以下,處理后期再加入氧化劑(NH)sO。,攪拌2h,COD值則會降到10mg/L以下。
    (3)吸附法:廢液中的COD可采用活性炭或粉煤灰吸附的方法去除。粉煤灰是燃煤電廠的廢棄物,粒度小,比表面積大,具有很強的吸附作用,同時兼有中和、沉淀和混凝等特性,而且以廢治廢,處理費用也低,有很好的應用前景。原建軍等利用電廠粉煤灰處理鍋爐酸洗廢液,COD去除率可達78.8%,對Fe、Cu等金屬鹽的去除率達99%。漳澤發電廠對利用粉煤灰及除灰系統處理鍋爐酸洗廢液的方法進行了多次試驗和應用,取得了較好的效果,灰場排人廢酸液并沒有使水質變壞,灰水堿度略有降低,pH值由11.16降低為1O.3O。
    (4)化學處理法(CECP法):該法流程為凝聚、化學沉淀及pH調節過程。文獻報道,石灰處理法在pH值為1O一12時可使廢液中的Fe、cu等金屬去除達到標準排放濃度(1mg/L)以下。
    (5)活性污泥法:利用微生物對有機物的降解、分解作用,將一部分有機物降解、分解為二氧化碳和水等無機物,一部分有機物作為微生物自身代謝的營養物質,從而使廢水的有機物被除去。文獻報道將鍋爐檸檬酸酸洗廢液和電廠生活污水進行活性污泥法聯合處理,COD和BOD的去除率可達90%以上。
    3.場及輸煤系統排水處理
    煤場及輸煤系統排水包括煤場的雨水排水、灰塵抑制水和輸煤設備的沖洗等,其SS、pH和重金屬的含量可能超標?;鹆Πl電廠輸煤系統沖洗水比較污濁,帶有大量煤粉。國外電廠處理煤場排水的工藝流程一般為:從煤場雨排水匯集來的水,先用石灰進行中和處理,然后加入高分子凝聚劑進行混凝沉淀處理,澄清水排人受納水體或再利用。國內很多電廠都設置了煤水沉淀池,經沉淀的輸煤沖洗水用泵打人沖灰渣系統,這一措施有效地解決了輸煤沖洗黑水所造成的污染問題,是該種廢水再利用較為經濟的途徑之一。針對火力發電廠煤場廢水的特點,馬悅紅等研究設計了序批式煤水回收處理工藝,對于濃度在1000—3000mg/L的煤場廢水,處理后的出水濁度可降至20NTU以下,工藝系統簡單,投資小,可完全滿足回收要求。

    三、火電廠生活污水處理
    火電廠生活污水的處理方法與城市生活污水類似,但電廠生活污水中污染物濃度較低,BOD和ss一般在20~30mg/L,傳統的活性污泥處理法適用于污染物濃度高、水質穩定的污水,而用于火電廠生活污水處理基本上無法運行,由于有機物濃度較低,調試啟動與運行困難,有時要人為地往污水中加入有機物進行調整(如糞便等),但生化處理效果仍不理想。
    有些電廠生化處理設施只能起到二級沉淀和曝氣作用,造成相應系統設備閑置、浪費。采用生物接觸氧化法是解決此類生活污水處理的有效途徑,即在處理池中設置填料并長滿生物膜,污水以一定速度流經其中,在充氧條件下,與填料接觸的過程中,有機物被生物膜上附著的微生物所降解,從而達到污水凈化的目的。低濃度下接觸氧化池中生物膜能否形成及成膜后能否保持穩定的活性是接觸氧化法處理的關鍵。吳碧君等¨對低濃度電廠生活污水處理進行了研究,在低濃度下培養并馴化生物膜,CODBOD的去除率分別達到75%和85%。近幾年來,國內很多電廠對生活污水的回用給予高度重視,接觸氧化處理后的電廠生活污水可作為中水使用,用于電廠綠化用水、沖洗用水等,對于水資源緊缺的電廠也可考慮將處理后的生活污水再進一步深度處理用作電廠循環冷卻水系統的補充水。此外,生活污水也可用于沖灰水系統。如某電廠等將生活污水用泵打人輸渣管道,送人渣場進行澄清過濾,澄清水用作沖灰水閉路循環系統的補充水。
    生活污水的處理方法有:
    生物接觸氧化法、氧化絮凝復合床(OFR)處理法、厭氧一缺氧—好氧生物脫氮除磷工藝(AAO工藝)等。
    1.生物接觸氧化法
    該法處理生活污水的原理是:在處理池中設置填料,填料上長滿生物膜,污水以一定流速流入其中,在充氧條件下,與填料接觸的過程中,有機物被生物膜上附著的微生物所降解,從而使污水得以凈化。具體參見http://www.dowater.com更多相關技術文檔。

    2.氧化絮凝復合床(OFR)處理法
    此法的利用機理主要是基于電解生成H202后迅速產生的羥基自由基(·OH)對水中有機物的強氧化作用。其反應過程如下:
    吸附在催化劑表面的02捕獲電子,形成過氧自由基離子·02-,然后通過溶液內的一系列反應形成H202:
    氧化絮凝復合床裝置是從三維電極出發,巧妙配以催化氧化技術而構成的高新水處理技術。此裝置具有系統簡單、運行穩定、操作維護方便:占地面積小、運行費用低:處理效果良好,污泥排放少,無二次污染等特點。

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