電子絮凝技術(shù)在火力電廠以及工業(yè)廢水中地應(yīng)用及未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)
含煤廢水處理系統(tǒng)是煤炭輸送系統(tǒng)中重要的組成部分。電廠每天均會(huì)產(chǎn)生大量來(lái)自皮帶棧橋、轉(zhuǎn)運(yùn)站、汽運(yùn)煤道路等沖洗水及煤場(chǎng)區(qū)域因降雨而匯集而成為含煤廢水。含煤廢水具有懸浮物量大、色度高等特點(diǎn)，若外排將嚴(yán)重污染周邊環(huán)境，同時(shí)會(huì)造成水和煤炭資源的浪費(fèi)。
根據(jù)《火力發(fā)電廠廢水治理設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》(DL/T 5046-2006)規(guī)定：含煤廢水應(yīng)設(shè)置獨(dú)立的收集系統(tǒng)并進(jìn)行處理，其他生產(chǎn)性廢（污）水不應(yīng)進(jìn)入；處理后的達(dá)標(biāo)廢水應(yīng)首先考慮重復(fù)利用，可用于輸煤系統(tǒng)沖洗、干灰場(chǎng)噴灑或灰渣加濕等用水；當(dāng)處理后廢水用作其他用途時(shí)，其水質(zhì)應(yīng)符合CJ/T 48以及與其用途相適應(yīng)的用水水質(zhì)的規(guī)定。
含煤廢水處理現(xiàn)狀及分析
含煤廢水來(lái)源于輸煤系統(tǒng)和汽運(yùn)煤道路沖洗水、噴淋水及煤場(chǎng)區(qū)域雨水等。含煤廢水具有懸浮物濃度高（可達(dá)到5000mg/l)、濁度大、色度深等特點(diǎn)，不適合混入工業(yè)廢水系統(tǒng)進(jìn)行綜合處理。
含煤廢水主要成分為煤（泥、渣）和水，基本無(wú)其它有害成分。經(jīng)過處理后，可實(shí)現(xiàn)綜合利用，即煤泥收集燃燒、清水進(jìn)入輸煤回用水系統(tǒng)再利用，節(jié)約成本和資源。
根據(jù)對(duì)國(guó)內(nèi)含煤廢水處理系統(tǒng)現(xiàn)狀調(diào)查情況，大部分系統(tǒng)處理結(jié)果非常不理想，水處理系統(tǒng)出水懸浮物濃度高、色度深。由于早期普遍對(duì)含煤廢水處理重視程度不夠，相當(dāng)一部分含煤廢水處理系統(tǒng)因效果差而停運(yùn)。
早期對(duì)含煤廢水的處理方式主要有兩種：簡(jiǎn)單沉淀和較為復(fù)雜的化學(xué)加藥工藝。其中采用化學(xué)加藥絮凝處理工藝較為普遍，要達(dá)到較好的絮凝沉淀效果必須準(zhǔn)確的計(jì)算加藥暈。加藥措過少過多都會(huì)降低絮凝效果，這在現(xiàn)實(shí)管理中難度較大，并對(duì)水質(zhì)造成二次污染，而且每年消耗掉大量化學(xué)藥品（如聚合氯化鋁等），同時(shí)增加運(yùn)行維護(hù)成本。
近年來(lái)含煤廢水處理技術(shù)發(fā)展百花齊放，有陶瓷濾磚處理、膜處理、電子絮凝處理等眾多工藝。通過實(shí)踐證明電子絮凝水處理技術(shù)更為可靠運(yùn)行，可以實(shí)現(xiàn)含煤廢水的循環(huán)回用。
電子絮凝含煤水廢水處理技術(shù)，是一種通過在水中通入電流，從而打破水中的懸浮物／乳化物或溶解狀污染物的穩(wěn)定狀態(tài)的污水處理技術(shù)。電子絮凝與傳統(tǒng)的化學(xué)絮凝法相比，無(wú)需投加藥品，運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用低，處理效果穩(wěn)定、不會(huì)造成水質(zhì)和沉淀物的二次污染，是項(xiàng)高效、環(huán)保的水處理技術(shù)。
含煤廢水處理系統(tǒng)及布置方案
含煤廢水首先收集到預(yù)沉淀池進(jìn)行初級(jí)自然沉淀截留大顆粒煤渣，經(jīng)預(yù)沉淀池初沉后的含煤廢水溢流至沉淀池緩沖區(qū)暫存，由煤水提升泵提升至電子絮凝器絮凝，再進(jìn)入離心反應(yīng)池分離。廢水在反應(yīng)池中利用其特殊結(jié)構(gòu)沉降，污物通過排污閥排出，清水經(jīng)過溢流到中間清水池，再經(jīng)過中間提升泵把水送入過濾器進(jìn)行過濾后排入輸煤系統(tǒng)回用。該系統(tǒng)從含煤廢水池開始到清水池，整個(gè)過程由PLC程序通過現(xiàn)場(chǎng)液位控制器等電氣元件進(jìn)行自動(dòng)控制。如下圖1所示。
圖1某電廠布置圖
電子絮凝工作機(jī)理
該工藝是以電荷為絮凝輔助介質(zhì)對(duì)廢水進(jìn)行絮凝的處理技術(shù)，此技術(shù)主要包括：電子絮凝系統(tǒng)、離心澄清沉淀系統(tǒng)、過濾系統(tǒng)及控制系統(tǒng)等。
廢水（原水）首先經(jīng)電子絮凝系統(tǒng)，在PLC程序控制器控制下，將電子絮凝系統(tǒng)內(nèi)通入電流，從而打破流經(jīng)電子絮凝系統(tǒng)的廢水中懸浮物、浮化或溶解狀污染物穩(wěn)定狀態(tài)的過程，水中的電流產(chǎn)生的電能將驅(qū)動(dòng)物質(zhì)之間的化學(xué)反應(yīng)。
當(dāng)化學(xué)反應(yīng)被驅(qū)動(dòng)或被強(qiáng)制啟動(dòng)后，各種成分及化合物在電流的作用下將趨向?qū)ふ易罘€(wěn)定的狀態(tài)。通常，這種趨向穩(wěn)定狀態(tài)的結(jié)果會(huì)形成一個(gè)固體狀物質(zhì)，這種固體狀物質(zhì)將以非膠體或非溶解狀態(tài)存在，經(jīng)絮凝后的廢水通過離心澄清反應(yīng)器將污物進(jìn)行分離。根據(jù)回用水用戶的水質(zhì)需求，可采用附加配套系統(tǒng)對(duì)分離后的凈水進(jìn)行深度處理。如下圖2所示。
圖2電子絮凝裝置工藝布置效果圖
電子絮凝電極材料的選擇與水中所需處理的污染物種類有關(guān)，常用的電極材料是鋁或者鐵。通電后電極上的金屬將被氧化形成金屬離子，與己打破穩(wěn)定狀態(tài)的各種污染物吸引結(jié)合，進(jìn)一步促使懸浮物形成易被分離沉淀的絮體。具體電子化學(xué)過程如下：
極板通電后會(huì)產(chǎn)生電荷，電荷吸引周圍的小顆粒，打破物質(zhì)原先的穩(wěn)定狀態(tài)，并通過改變顆粒的極性使小顆?；ハ嗾澈闲纬尚碌拇箢w粒從而易于沉淀。
電流將H2O電解為氫離子和氫氧根離子，這些氫離子與溶解狀態(tài)乳化油、油泥、染料等分子中的氫氧根離子結(jié)合，形成水分子，同時(shí)將油、油泥、染料等置換出來(lái)形成非溶解狀態(tài)物質(zhì)并沉淀。
極板在通電后同時(shí)會(huì)產(chǎn)生金屬離子。這些金屬離子與污水中的氯化碳?xì)浠衔镏械穆入x子結(jié)合形成易于沉淀的絡(luò)合物。去除的污染物包括有殺蟲劑、除草劑、氯化PCB等。極板周圍產(chǎn)生的氯離子還具有漂白作用。
水中存在的大量電子流消除了水合物的極性，使膠體狀物質(zhì)游離并沉淀，同時(shí)電荷量的提高會(huì)形成滲透壓因而殺死細(xì)菌、胞囊病毒等。
電解過程中的氧化作用分直接氧化和間接氧化。直接氧化，即污染物直接在陽(yáng)極失去電子而發(fā)生氧化。間接氧一化，利用溶液中的電極電勢(shì)較低的陰離子，例如OH、Cl-在陽(yáng)極失去電子生成新的較強(qiáng)的氧化劑的活性物質(zhì)O2、Cl2等，利用這些活性物質(zhì)使污染物失去電子，起氧化分解作用。
水處理未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)
飲用水處理廠、生活污水處理廠、工業(yè)廢水處理廠這三大工廠對(duì)保障我們生態(tài)環(huán)境和人類的安全健康都有著重要貢獻(xiàn)。飲用水技術(shù)的發(fā)展到今天已有100年的里程，解決污水處理所面臨的問題時(shí)也不斷的催生新的技術(shù)，那么這三大工廠未來(lái)的發(fā)展又會(huì)遇到什么機(jī)遇，其發(fā)展方向和技術(shù)愿景又將會(huì)是什么樣子的?
回顧過去，飲用水技術(shù)的發(fā)展到今天已有100年的里程，特別是傳統(tǒng)的混凝沉淀過濾消毒技術(shù)，對(duì)保證人類的安全甚至健康都有著重要貢獻(xiàn)。2014年，活性污泥法誕生剛好100周年，它為保障城市生態(tài)環(huán)境的安全、保障人類生態(tài)環(huán)境的安全作出了重要的貢獻(xiàn)。在這個(gè)過程中,有很多里程碑的事件，其中一個(gè)就是工業(yè)廢水問題的出現(xiàn)。在上世紀(jì)70年代初，很多文獻(xiàn)從原來(lái)記載飲用水的處理一下子就變成了工業(yè)廢水的報(bào)道，這個(gè)熱點(diǎn)一直持續(xù)到今天。
在2013年做中國(guó)環(huán)境技術(shù)評(píng)估和環(huán)境技術(shù)預(yù)測(cè)的時(shí)候有人指出，工業(yè)廢水仍然是一個(gè)重要問題，因?yàn)槲覀冋诮?jīng)歷一個(gè)沒有完成的，而且還會(huì)使環(huán)境變差的工業(yè)化時(shí)代。正是這樣一種需求，在1914年的時(shí)候,誕生了活性污泥法。1902年，誕生了氯氣消毒法，這一發(fā)現(xiàn)改變了人類在飲用水安全方面的窘境。1894年的時(shí)候，發(fā)明了芬頓法，至今它仍然是一個(gè)研究熱點(diǎn)。這樣一些里程碑的事件過去了，那我們面臨的未來(lái)是什么?
如果我們用一個(gè)技術(shù)變革的事件來(lái)看未來(lái)我們的水處理廠，那么應(yīng)該是一種什么樣的產(chǎn)業(yè)?我們應(yīng)該采用什么樣的技術(shù)?又該使用何種工業(yè)模式?有一點(diǎn)毫無(wú)疑問，那就是技術(shù)創(chuàng)造是在工程運(yùn)用的需求當(dāng)中才能得到真正的解讀。
中國(guó)工程院院士曲久輝認(rèn)為，未來(lái)或者說下一代水處理技術(shù)應(yīng)該是具有自身的清潔性，在處理過程中應(yīng)該具有能耗和藥耗最大程度減少的可行性，同時(shí)還必須具有保障水質(zhì)生態(tài)與人體健康安全的可靠性。如果從這樣一種觀點(diǎn)出發(fā),放到下一代水處理廠，那么飲用水處理廠應(yīng)該是保障水質(zhì)健康安全的健康工廠，生活污水處理廠應(yīng)該是能量與物質(zhì)回收的高質(zhì)工廠，工業(yè)廢水處理廠應(yīng)該是外化與資源化的循環(huán)工廠。這三個(gè)工廠在未來(lái)的水處理廠當(dāng)中應(yīng)該從不同的角度不同的時(shí)間展現(xiàn)在我們面前，并且為保障我們生態(tài)環(huán)境和人體健康發(fā)揮越來(lái)越重要的作用。
結(jié)語(yǔ)：
在此時(shí)代背景下，更先進(jìn)更智能化更環(huán)保的電子絮凝水處理技術(shù)就應(yīng)允而生并開始被大量運(yùn)用在火力電廠含煤廢水脫硫廢水以及工業(yè)廢水解決方案中，電子絮凝技術(shù)在未來(lái)的行業(yè)發(fā)展中將會(huì)被越來(lái)越廣泛地運(yùn)用，因?yàn)樗槕?yīng)了時(shí)代發(fā)展的潮流，滿足了人們對(duì)美好生態(tài)環(huán)境向往的要求，智能，環(huán)保，節(jié)能。
飛創(chuàng)科技有限公司創(chuàng)建于2005年08月12日，長(zhǎng)期致力于高科技節(jié)能環(huán)保事業(yè)，已獲得國(guó)家高新技術(shù)企業(yè)認(rèn)定，具備環(huán)保工程總承包資質(zhì)，主要針對(duì)工業(yè)、農(nóng)業(yè)和市政領(lǐng)域給予專業(yè)的水處理解決方案。公司通過了IS09001質(zhì)量管理體系認(rèn)證，ISO14000環(huán)境管理體系認(rèn)證和ISO18000職業(yè)健康安全管理體系認(rèn)證，在現(xiàn)場(chǎng)管理過程中，堅(jiān)持“6S”現(xiàn)場(chǎng)管理，確保產(chǎn)品質(zhì)量和服務(wù)質(zhì)量達(dá)到國(guó)內(nèi)一流水平。
飛創(chuàng)科技秉承“順應(yīng)自然”之宗旨，堅(jiān)持科技創(chuàng)新，專注于減少化學(xué)藥劑和沒有二次污染的電化學(xué)水處理技術(shù)與全自動(dòng)精確過濾技術(shù)，在工業(yè)循環(huán)水處理、工業(yè)污水處理、農(nóng)業(yè)節(jié)水過濾、市政污水處理等領(lǐng)域獲得了廣泛的應(yīng)用。
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