電廠含煤廢水處理高效微孔膜陶瓷過濾技術(shù)

　　1、工程概況

　　西南地區(qū)某火力發(fā)電廠裝設(shè)2臺國產(chǎn)600MW超臨界燃煤機組，于2016年12月投運，配置的含煤廢水處理采用高效微孔陶瓷過濾填料及無機陶瓷凈化系統(tǒng)。

　　2、設(shè)計水量水質(zhì)

　　本工程設(shè)計處理水量為2×20m3/h，出水水質(zhì)滿足GB/T50335―2002《污水再生利用工程設(shè)計規(guī)范》中相關(guān)標準。設(shè)計進、出水水質(zhì)見表1。

　　3、工藝流程

　　從廠區(qū)來的各路含煤廢水進入煤水沉淀池，經(jīng)初步預沉，實現(xiàn)水和煤泥漿的初步分離后自流進入高效過濾池，過濾池中布置了高效微孔陶瓷過濾填料，經(jīng)過濾后的清水由清水池的煤水提升泵加壓送至無機陶瓷過濾器，過濾去除污水中的殘余顆粒物。通過在線濁度儀可以實時監(jiān)測出水水質(zhì)，達標后的出水貯存在復用水池中，回用于輸煤系統(tǒng)的沖洗水等。煤水沉淀池中的底部煤泥可定期通過煤泥提升泵送至煤場。在過濾池進口設(shè)有反洗排泥潛污泵，用于提升濾墻反洗時產(chǎn)生的煤泥或煤渣。含煤廢水處理工藝流程如下：含煤廢水管路→閥門井→煤水沉淀池→高效微孔陶瓷過濾池→清水池→煤水提升泵→無機陶瓷過濾器→復用水池。

　　4、主要處理裝置參數(shù)

　　4.1 煤水沉淀過濾池及清水池

　　本工程設(shè)有2座長30.00m，寬5.14m，深5.40m的煤水沉淀過濾池，前段為自然沉淀池，中間段設(shè)過濾池，后段為清水池。每座清水池后部設(shè)有2臺煤水提升泵，為自吸泵，額定流量20m3/h，揚程20m。過濾池內(nèi)設(shè)2臺反洗排泥泵，額定流量30m3/h，揚程15m，采用潛水泵，用于濾墻反洗時提升煤泥。沉淀池區(qū)域設(shè)2臺煤泥提升泵，額定流量18m3/h，揚程15m，采用潛水泵，用于提升沉淀池中的煤泥。另設(shè)有2臺衍車式刮泥機，行車速度1.3m/min，單臺驅(qū)動電機功率0.75kW。

　　過濾池采用微孔陶瓷過濾填料，設(shè)計使用壽命30年。填料安裝粘結(jié)采用CA50-G6耐酸膠泥，安裝后與墻體熱脹冷縮率一致，酸堿浸泡不會發(fā)生腐蝕。高效微孔膜陶瓷過濾填料具體技術(shù)參數(shù)見表2。

　　4.2 無機陶瓷過濾器

　　本工程設(shè)有2臺無機陶瓷過濾器，單臺出力20m3/h，設(shè)備直徑2000mm，高度2755mm。過濾器為鋼制焊接的立式柱形容器，本體材質(zhì)為碳鋼(Q235-B)，設(shè)備內(nèi)設(shè)有用于支撐濾元(無機陶瓷過濾管)的多孔板，多孔板材質(zhì)為碳鋼(Q235-B)。濾元與過濾器筒體平行布置，耐酸、堿及高溫，規(guī)格為?i60mm×500mm×15mm，單臺過濾器的濾元數(shù)量為320支。無機陶瓷過濾器技術(shù)參數(shù)見表3。

　　5、技術(shù)要點分析

　　5.1 高效微孔膜陶瓷過濾工藝

　　高效微孔陶瓷是國內(nèi)近年來出現(xiàn)的一種新型過濾介質(zhì)，它的A面為過濾工作面，B面為過流支撐面，A面由微硅粉，Al2O3加成孔劑、潤滑劑、活性劑配制，B面由氧化硅為主要骨料，加成孔劑、黏結(jié)劑配制，分兩層結(jié)合制作，經(jīng)高溫燒制成A面為10～15μm微膜狀孔徑結(jié)構(gòu)，B面為50～100μm微孔狀結(jié)構(gòu)。該種非對稱性網(wǎng)絡狀結(jié)構(gòu)的微孔膜狀過濾介質(zhì)由許多大小不同、分布均勻、相互連通、橋拱狀開口氣孔組成。當廢水通過這些開口氣孔時，懸浮物質(zhì)、膠體狀物質(zhì)被自然截留吸附在介質(zhì)的外表面，達到機械篩分過濾目的。該種結(jié)構(gòu)的過濾器A面為截污工作面，工作時可截留10～20μm的微小顆粒物且不易滲透到過濾器內(nèi)部形成堵塞。B面為支撐過流層，工作時通量大、阻力小、不易堵塞、反沖洗效果好。

　　該工藝的主要特性有：

　　(1)化學性能穩(wěn)定，耐腐蝕，抗熱震性良好，機械強度高，使用壽命長;

　　(2)過濾效果好，無二次污染，出水水質(zhì)SS能長期穩(wěn)定在30～50mg/L以下;

　　(3)不易堵塞，運行周期長，反洗效果好，每2～3年反沖1次;

　　(4)采用該工藝設(shè)備不需要加任何藥劑，運行維護費用低。

　　某國家權(quán)威測試機構(gòu)對該高效微孔膜陶瓷的檢驗結(jié)果見表4。

　　5.2 無機陶瓷過濾器

　　該無機陶瓷過濾器為圓柱體容器，罐內(nèi)分為3個室，上層為緩沖室，中層由上而下為花板和陶瓷過濾管，按一定的位置密封安裝，組成過濾室，下層為沉渣室設(shè)有排污口。煤水提升泵提升的廢水經(jīng)微孔陶瓷過濾管滲透到過濾室由出水口排出，同時將雜質(zhì)截留下來并沉積在沉渣室，積聚一定量時由排污口排出。隨著設(shè)備過濾時間的延長，部分機械雜質(zhì)會附著在陶瓷過濾管表面，導致壓差增大流量降低。當壓力差≥0.02MPa時，啟動反沖洗裝置，反沖洗水泵將凈水經(jīng)反沖洗通道進入陶瓷過濾器，由于壓力作用，凈水由微孔陶瓷過濾管滲透到內(nèi)壁，附著在陶瓷過濾管表面上的機械雜質(zhì)隨著反洗水脫落到沉渣室，由排污通道排出。

　　該無機陶瓷過濾器的主要特點有：

　　(1)過濾時由于陶瓷過濾元件孔徑比較小(一般在5～10μm)，過濾精度較高，大量大于10μm的懸浮物顆粒被攔截，而比較重的懸浮物顆粒通過管件直通道，利用其自身重量自然沉降，從而使出水質(zhì)量濃度(SS)小于10mg/L;

　　(2)陶瓷過濾元件強度好，不易碎，一般不需更換(5年以上)，其操作簡單，基本無運行費用;

　　(3)過濾器每2～3天反沖洗1次，每次反沖洗僅需5min，可實現(xiàn)自動控制，操作簡單。

　　6、運行效果

　　該含煤廢水處理工程運行實踐表明：采用高效微孔膜陶瓷過濾技術(shù)出水水質(zhì)良好，SS去除率穩(wěn)定在95%以上，完全滿足電廠含煤廢水回用要求。該處理系統(tǒng)的運行效果見表5。

　　7、結(jié)束語

　　該含煤廢水處理工程采用高效微孔陶瓷過濾填料+無機陶瓷凈化處理工藝，具有技術(shù)可靠、運行穩(wěn)定、操作簡便、占地面積小等特點，具有較好的工程應用價值，可供相關(guān)行業(yè)的廢水處理參考。(來源：華電電力科學研究院有限公司)