电子絮凝工艺处理在电厂脱硫废水处理过程中的应用与研究

侯小龙

摘要：电子絮凝技术能有效提高电厂脱硫废水的预处理效果，对实现脱硫废水零排放具有重要意义。基于此，本文论述了电子絮凝工艺处理在电厂脱硫废水处理中的应用。

关键词：电子絮凝;废水处理;应用

电子絮凝技术是一种新型的物理电子絮凝技术，通过特殊材质电极板通电后产生的电场，使水中的悬浮物、乳化或溶解态污染物（如重金属离子）在电场综合作用下脱稳、絮凝、沉淀。另外，电子絮凝技术还具有去除COD、漂白脱色、降硬除垢、杀菌消毒等功能。当工艺排水中SS小于5mg/L时，COD去除率可提高10～20%。与传统加药絮凝相比，电子絮凝技术具有无需加药、管理方便、运行维护费用低、处理效果稳定、对处理后的水和污泥无二次污染等优点，是一项先进、成熟、高效、环保的新技术，目前已广泛应用于国内外电力、电子、造纸、冶金等领域的废水处理过程中。

一、电厂废水的来源

1、石灰石浆液里水分中含有废水。在脱硫工艺流程中发现，反应生成的石膏浆液里含的水量过高，而这些废水中含有重金属离子产物和少量的重金属，所以必须要用真空皮带脱水机进行脱水后才能将废水向外排出。

2、来源于工艺冲洗水。在对石灰石浆液管道冲洗时，由于石灰石浆液是浓度大的液体，再冲洗过程中经常会产生污垢造成堵塞，所以要用到工艺水进行冲洗，由于工艺水本身就带有一些杂质，冲洗水里也混入了石膏废水成分，污染成分，但跟普通的水相比较工艺冲洗水还是有效果的。

二、废水处理的必要性

电厂排出的脱硫废水很多都是国家标准严格控制的污染物，其里面的杂质有悬浮物、碳酸盐、很多重金属含盐量太高，虽然在废水排放量里占很小的一部分，但给环境带来的污染不容小觑。废水中含有的有机物主要来自煤和石灰石，因水质的不同，在对其进行处理时难度也会增大，所以在处理脱硫废水时要有效处理，以便减少对环境的污染。

三、材料与方法

脱硫废水是某电厂脱硫系统产生的废水。试验采用电厂脱硫废水处理领域较新颖的电子絮凝处理技术，通过比较该技术与其他传统技术在电厂脱硫废水处理中的指标特性，分析不同工艺的实际成本优势、处理能力等指标，通过分析比较，建立一个较为完整的电子絮凝技术评价体系。

四、结果与分析

1、技术比较。根据脱硫废水水质特点及电厂实际情况，脱硫废水处理方法为：

①加药絮凝。加药絮凝法的代表是三联箱法，主要由中和、沉淀、混凝、澄清四步组成。首先用碱性物质（NaOH、石灰等）调节废水pH值，其次在中和后的废水中加入有机硫（TMT15）或其他硫化剂（Na2S、H2S、FeS等），形成铅离子和汞离子的重金属硫化物沉淀，再加入铁盐絮凝剂与高分子絮凝剂进行混凝沉淀，最后废水排入澄清池，沉淀浓缩，上层清液达标后排放。

电厂脱硫废水处理工艺在传统三联箱基础上进行了改造，改造后只需添加一种水梦高效无机吸附剂，药剂的主要成分是改性二氧化硅、粉煤灰等。水梦高效无机吸附剂加入干粉，不稀释，只需在反应箱上安装干粉加药机，在反应箱及絮凝箱上分别加装大功率高速搅拌器，停用原搅拌器。改造后工艺只投加一种药剂，以取代传统三联箱工艺中使用的四种药剂，该方法不仅加药工艺简单，絮凝速度快，水质清，废水处理效果好，而且降低了人工和设备维护成本，缺点是药剂价格高，相对操作成本高。

加药絮凝法对大部分金属及悬浮物有很强的去除效果，可实现脱硫废水的达标排放。但对氯离子等可溶性盐无去除作用，对硒等重金属离子的去除率不高，容易对人体健康及生态环境产生不利影响。该方法适用于对出水水质标准要求较低的脱硫废水的处理，当前它已在我国得到广泛应用。

②电子絮凝。特殊电极板通电后产生电场，使带电的小颗粒、胶体、大分子蛋白质、病毒粒子和细胞等在电场作用下定向运动，碰撞、压缩使双电子层脱稳，导致双电子层的压缩脱稳和絮凝，形成的絮体能吸附小胶体等物质，形成大颗粒加速沉淀。在电场作用下，水中的重金属离子形成难溶金属氢氧化物和各種形态的络合物，在胶核作用下，电位离子和反离子组成胶团，形成高分子羟基产物，吸附水中的重金属离子，达到去除重金属离子的目的。

通过以上技术的比较可看出，电子絮凝不仅减少了絮凝加药环节，而且投加的药剂（氢氧化钠）能在市场上以较低的价格买到。同时，现有的水梦无机吸附剂也可用来降低药剂的投加比例，由于电子絮凝设备本身具有物理絮凝功能，加入少量的水梦无机吸附剂可达到最佳的絮凝效果。另外，在处理工艺中加入过滤脱色系统，是对传统处理工艺的改进，使最终出水效果更好，处理效果更稳定，降低了后续深度处理的难度及负担。

加药絮凝最难控制的是加药量，人工操作不能跟上水质及水量变化，即使专业人员在现场进行定量分析，仍处于滞后状态。由于投加药剂种类多且量大，不同絮凝剂厂家的质量也不同，这些因素加剧了加药絮凝工艺现场管理难度，导致加药量过大增加运行成本，并且增加工人作业的劳动强度。

2、处理效果与成本。加药絮凝是通过投加大量化学药剂，促进废水中溶解态及悬浮状污染物的分离与去除，大多数加药絮凝法原理是在原有废水中加入新物质的过程。化学剂本身就是一种污染物，投加药剂不仅增加成本，而且增加了水中溶解物质的成分。另外，它还会导致污泥的增加，增加污泥处理难度（加药絮凝的污泥更加粘稠，脱水困难）及成本。

与加药絮凝法相比，电子絮凝技术本身无需添加化学药剂。此外，电子絮凝还具有氧化漂白、降硬除垢、电子泛流杀死细菌与病毒等功能，因此，电子絮凝法处理后的废水更清洁。电子絮凝的初期投入及运行成本远低于加药絮凝法。在大多数项目中，用户能在一年内收回成本。电子絮凝技术在工业、民用和市政工程废水处理中具有显著的环境及经济优势。

通过对实际处理中电子絮凝技术及加药絮凝技术进行成本比较。表1显示了10t/d处理的运行成本比较，三联箱工艺、电子絮凝工艺、三联箱+水梦试剂工艺实际运行总费用分别为127.38万元/年、55.8万元/年、158.96万元/年。由此可见，与其它处理工艺相比，电子絮凝工艺在实际运行中的成本最低，比三联箱工艺低128%，比三联箱+水梦试剂工艺低184.9%，降低成本率的效果非常显著。

3、对后端深度处理工艺的影响。与电子絮凝技术相比，传统的加药方式容易使系统波动，给膜与蒸发设备带来很大负担，影响整个系统的清洗频率及使用寿命。此外，重金属去除不彻底最终会残留在MVR盐中，造成盐分不纯或大量重金属，从资源利用角度来看，实际的环境、经济效益都会降低。而电子絮凝工艺通过电场作用达到絮凝效果，污泥量大幅减少，重金属去除较彻底，出水水质稳定，为后续工艺提供了可靠的保证。

五、结论

本文详细比较了加药、电子絮凝的工艺原理、技术特点、运行成本及对其它系统的影响，证明了电子絮凝工艺的优越性。根据对国内脱硫废水处理系统现状的调查报告，发现约90%的加药絮凝处理设备存在系统排水不达标的问题。电子絮凝工艺系统自投入运行以来运行良好，受到业主及运行管理人员的好评，成为电力系统脱硫废水处理的一个示范案例，证明该工艺远优于传统的加药絮凝工艺。电子絮凝工艺不会改变污水和污泥成分。电子絮凝系统采用自动化设计及定时排泥系统，减少系统堵塞概率，降低劳动强度，便于现场操作与管理。另外，电子絮凝系统易于扩容升级，适合于零排放工艺的预处理措施。因此，电子絮凝工艺可替代传统的加药絮凝工艺。

参考文献：

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[2]车凌云.电子絮凝工艺处理在电厂脱硫废水处理过程中的应用与研究[J].上海节能，2018（10）.