鍋爐酸洗廢水一體化技術(shù)

鍋爐是電廠在生成電能過程中的重要單元，在電廠生產(chǎn)電能的過程中，鍋爐內(nèi)表面會不斷積累鹽分和結(jié)垢，進而影響鍋爐傳熱性能，嚴重時將發(fā)生危險事故，因此，必須定期對鍋爐進行酸洗，以保證鍋爐的正常運行。鍋爐酸洗主要是將鍋爐內(nèi)壁的雜質(zhì)進行清洗，而目前清洗劑主要為有機酸，這就造成了鍋爐酸洗廢水通常顯酸性，COD(化學耗氧量)指標高，離子含量高，懸浮物指標高和色度高等特點，從而使得鍋爐酸洗廢水較難處理，且處理成本較高。通常一個300MW的機組每次產(chǎn)生的鍋爐酸洗廢水約上千立方米，且為短時間內(nèi)集中生產(chǎn)，這就給電廠造成了鍋爐酸洗廢水處理的壓力。

本文針對山東某電廠的鍋爐酸洗廢水進行處理，設(shè)計了鍋爐酸洗廢水一體化處理工藝，該工藝針對鍋爐酸洗廢水的性質(zhì)，由氧化、酸堿調(diào)節(jié)/絮凝、過濾組成，可以在滿足鍋爐酸洗廢水降低各項指標，達標排放的同時，實現(xiàn)鍋爐酸洗廢水的快速廉價處理。該工藝對鍋爐酸洗廢水進行處理極為有效，且有助于對鍋爐酸洗廢水實現(xiàn)集約化處理。

1、實驗材料和儀器

氫氧化鈉(分析純，天津光復試劑公司)，聚合硫酸鐵(分析純，天津光復試劑公司，配置成質(zhì)量分數(shù)5%水溶液)，聚丙烯酰胺(分析純，天津光復試劑公司，配置成質(zhì)量分數(shù)1%水溶液)，過氧化氫(分析純，天津光復試劑公司)。電導率儀，pH計，COD測定裝置，濾膜(孔徑0．45μm)。

2、鍋爐酸洗廢水處理工藝

該電廠鍋爐酸洗廢水的外觀為廢水表面懸浮一層白色油花，水體為深黑色，不透明，經(jīng)過長時間放置，無沉淀現(xiàn)象發(fā)生，pH值為4．6，COD為650mg/L，懸浮物質(zhì)量濃度高于5500mg/L，電導率為9400μS/cm，水溫為14．9℃，過濾較為困難。根據(jù)該酸洗廢水性質(zhì)及電廠現(xiàn)有設(shè)備、藥品，現(xiàn)設(shè)計一套基于芬頓原理的處理系統(tǒng)，其處理工藝由氧化單元、酸堿調(diào)節(jié)/絮凝單元、過濾單元組成，每個單元的體積為0．5m3，如圖1所示。

2．1 氧化單元

將廢水引入后，進行持續(xù)性攪拌，攪拌速度維持在150r/min以上，保持攪拌30min，在該過程中持續(xù)性加入體積分數(shù)20%的雙氧水，而后繼續(xù)攪拌10min，將廢水引入下一單元。

2．2 酸堿調(diào)節(jié)/絮凝單元

從氧化單元導出的廢水引入酸堿調(diào)節(jié)單元，在酸堿調(diào)節(jié)單元中保持對廢水的攪拌，攪拌速度維持在150r/min以上，用氫氧化鈉對廢水進行pH值的調(diào)節(jié)，將廢水pH值調(diào)節(jié)至9．0―9．3，再先后加入聚合硫酸鐵和聚丙烯酰胺，繼續(xù)攪拌，再對廢水進行自然沉降。

2．3 過濾單元

從酸堿調(diào)節(jié)/絮凝單元導出廢水的上層清液，導入過濾單元，過濾單元為內(nèi)填裝陶瓷顆粒的過濾器，陶瓷顆粒粒徑分布在0．2―0．4cm，從過濾器導出的水樣即為處理后的廢水。

3、結(jié)果與討論

3．1 氧化單元加藥優(yōu)化

由于廢水內(nèi)含有的亞鐵離子，且水質(zhì)pH值較低，雙氧水的加入可使得氧化單元有芬頓工藝處理效果，而氧化單元處理效果與過氧化氫加入量十分密切，過氧化氫加入量與最終出水的COD值如圖2所示，隨著過氧化氫加入量的增加，廢水出口處出水COD不斷下降，當過氧化氫加入體積為廢水體積的5∶1000時，最終出水COD降低至98mg/L，而繼續(xù)增加雙氧水的加入量，COD變化不再明顯，因此，雙氧水與廢水的體積比設(shè)置為5∶1000。

3．2 酸堿調(diào)節(jié)/絮凝加藥優(yōu)化

由于鍋爐酸洗廢水帶出的陽離子，以鐵離子為主，氫氧化鈉可以使鐵離子形成沉淀，從溶液中分離，因此，氫氧化鈉的加入量與最終出水的水質(zhì)指標密切相關(guān)，氫氧化鈉加入量對最終出水水質(zhì)的影響如圖3所示。隨著氫氧化鈉加入量的提高，出水懸浮物指標也隨之下降，這是由于隨著pH值的提高，溶液中陽離子形成沉淀越來越緊實，沉淀量也逐漸增加。但是由于廢水排放的要求，廢水pH值在6―9，因此，從成本角度和環(huán)保角度考慮，pH值應調(diào)節(jié)至9左右為宜。

絮凝劑和助凝劑的比例是影響沉淀分離過程的重要因素，由圖4所示，隨著助凝劑的增加，在處理過程中形成的沉淀致密程度逐漸增加，方便沉淀與水體分離。而助凝劑加入量過大時，沉淀體會過大，影響污泥從反應單元中分離，也會增加成本，因此，設(shè)置絮凝劑和助凝劑的體積比為1∶1，質(zhì)量比約為5∶1。

3．3 過濾單元工藝

由于酸洗廢水中各類陽離子質(zhì)量分數(shù)較高，因此經(jīng)過氧化單元和酸堿調(diào)節(jié)/絮凝單元后的廢水，懸浮物質(zhì)量分數(shù)依然較高，廢水會存在過濾阻力較大的問題。因此，本工藝選擇粒徑分布合適，且具有一定抗污染性能的陶瓷濾料過濾層，對酸洗廢水進行過濾處理，去除水中的懸浮物。最終出水的水質(zhì)可以達到COD為98mg/L，懸浮物為65mg/L，pH值為8．4，電導率降低至1440μS/cm，極大地降低了污染物的質(zhì)量濃度，如表1所示。為實現(xiàn)酸洗廢水無害化處理奠定了基礎(chǔ)。

同時該鍋爐酸洗廢水處理工藝克服了傳統(tǒng)鍋爐酸洗廢水處理成本較高的問題，如按照市面上大批量采購藥劑的價格進行計算，如表2所示，每m3水處理成本不超過6元，按照每年產(chǎn)生1000m3酸洗廢水而言，每年鍋爐酸洗廢水總體費用可以控制在6000元以內(nèi)。

4、結(jié)論

本文針對山東某電廠鍋爐酸洗廢水設(shè)計建立有針對性的處理工藝，經(jīng)過氧化單元，酸堿調(diào)節(jié)/絮凝單元，過濾單元的處理，在雙氧水加入量為5∶1000，pH調(diào)節(jié)至9．0，絮凝劑和助凝劑體積比為1∶1的條件下，使得酸洗廢水可以達到排放要求，該工藝利用廢水中的亞鐵離子和低pH值，實現(xiàn)芬頓反應，同時由于聚鐵的加入，調(diào)節(jié)了水體的pH值，充分實現(xiàn)在最低藥劑加入量的條件下，使得酸洗廢水達到無害化處理。（來源：山東華能嘉祥發(fā)電有限公司）