昆山一体化废水污水处理设备工程方案

昆山一体化废水污水处理设备工程方案

在燃煤电厂发展中，脱硫废水工艺能够达成保护环境、节能减排，以防水体与地下水遭到污染，在污水治理具有深远的意义。该技术也可再利用工业废水，降低工业用水总量，提高污水回用比例，节省水资源，缓解当前水资源匮乏问题；亦或是物质固化难降解物质，有效解决工业污水处理难题，回收再利用污染物。如果工业废水都实现就会有效降低水资源需求量、缓解负荷压力，改善生存环境，具有非常重要的意义。

1、脱硫废水相关知识论述

1.1 来源及成分

燃煤电厂烟气脱硫方法主要包括湿法、半干法及干法，其中石灰石—石膏湿法工艺，脱硫效率比较高且负荷响应快、运行可靠性强，适用范围广、吸收剂使用效率高、成本低且产物石膏适用技术发展比较成熟，已成为现阶段应用较为广泛、成熟度较高的一种烟气脱硫工艺技术，在FGD已装机组容量中，占比超过85%。湿法处理工艺中，随着系统的运行，煤、石灰石及工艺水中氯离子成分不断富集，其浓度太高就会影响系统运行。为了确保脱硫系统运行正常，适当地排放脱硫废水显得尤为重要，控制系统氯离子含量为20000mg/l。这种处理工艺其杂质主要为悬浮物、过饱和亚酸盐、硫酸盐及重金属离子等，其中多种物资都属于国家环保标准中规定的一类严格控制污染物。因燃煤成分、燃烧工况及石灰石等存在一定的差异，脱硫废水中不含有典型水质，且水质与水量稳定性比较差。

1.2 处理工艺

其处理工艺主要是利用化学与机械方法，将重金属与其它可沉淀物分离开来。一般常规处理包含中和、絮凝、沉淀及过滤等环节，其主要流程是：脱硫设备形成的弱酸脱硫废水通过脱水系统传输到中和箱，中和箱废水中掺入石灰乳，将其PH值调升到9.5±0.3，以便大部分重金属得到沉淀。沉降箱中，掺入有机硫，促使无法以氢氧化物形式进行沉淀的重金属物质得到沉淀；絮凝箱中，掺入FeClSO4絮凝剂，颗粒变大便于沉淀；废水流出絮凝箱后，加入PAM助凝剂，形成便于沉降的大絮凝颗粒物；澄清或浓缩池中，从废水中分离出悬浮物，池底部进行沉积，部分利用污泥输送泵传送到压滤机，制成外运泥饼；其它的污泥用于接触污泥，通过污泥循环泵被返送到中和箱，用于沉淀晶核，增强沉淀效果；储水箱安装PH测量装置，如果在PH值范围内，直接输送到排水口；如果测量值超过规定范围，就要加入盐酸进行调节直到达到PH设定标准即可；反之，如果PH值不超过下限，就要将废水返送到中和箱再处理。

1.3 处理现状

燃煤电厂脱硫废水处理中，对设备运行维护有很高的要求，设备管道极易被堵塞，使得脱硫废水处理系统运行效率难以提高。废水经过处理后，氯离子、盐及重金属等含量比较高，不能直接排放到自然水体环境，回收再利用于电厂煤场、灰场喷洒及冲灰等，但因场地距离与喷洒用量等因素限制，实际回收使用效率并不高。

2、燃煤厂脱硫废水处理工艺

2.1 盐浓缩处理工艺

盐浓缩处理工艺属于一张深度处理工艺，是从常规系统处理的脱硫废水中将蒸馏水与高浓度浓缩盐分离出来。首先，预加热脱硫废水，利用除气器除掉空气，进行再次加热，并在盐溶液浓缩器中放入给料，为钛合金管内壁分配浆液。浆液膜顺管道向下流动，水分就会被蒸发掉，利用除雾器将产生的蒸汽输送到蒸汽压缩机，并将其饱和温度提升到与再循环盐溶液沸点保持一致。通过压缩后，蒸汽冷凝变为蒸馏水回用。另外，一部分回收盐通过旋流器处理，而另一部分则被转送到成品罐运往市场。

2.2 蒸发处理工艺

在系统中，蒸发处理技术应用比较广泛。现阶段，在更多的废水项目中，机械压缩蒸发技术成为处理工艺。该技术操作耗热量大，高温位蒸汽转为低温位，因此低温位二次蒸汽的使用，一定程度上，直接影响到蒸发操作工艺的经济性。对于蒸发能量使用效率的提高，多效、机械蒸汽压缩、热力蒸汽压缩等蒸发是主要途径。通过利用二次蒸汽形成的大量潜热，节能效果明显。随着效数的增多，多效蒸发节能率明显变大，待五效后再增加效数，节能效果就会减弱。蒸汽动力压缩式热泵蒸发系统，其正常范围属于二效与三效蒸发间，因传热温差不同，该系统节能率也是有所差异的，但都比较高，与十几效多效蒸发相似。通过对该蒸发系统进行优化设计，一次能源使用效率依旧在八效蒸发之上。

2.3 烟道喷雾处理技术

烟道喷雾处理工艺是指用喷雾蒸发处理工艺处理烟道内废水，通过一定喷射方法，将雾化脱硫废水喷入到电除尘器烟道内，通过高温烟气热量蒸发气化废水，促使废水悬浮物及可溶性物质转换为细小固体颗粒，通过烟气夹带，进入电除尘器被电极捕捉收集后，实现污染物清除、污水目标。该处理工艺优势主要在于：设备操作简单，不用掺入化学试剂；运行方便，以灰分形式将废水污染物排除，不存在污泥处置问题，烟气湿度比较高，烟气灰尘颗粒比下降，除尘效率比较高。

2.4 膜过滤处理工艺

脱硫废理工艺中，对盐的分离度有很高的要求，一般选用多重反渗透过滤处理工艺。该工艺首先通过预处理，其以膜过滤为主，结合杀菌与沉淀工艺，旨在去除废水中的悬浮物与微生物，水质经过处理后，符合反渗透进水标准。该工艺一般采用梁段反渗透系统，因二段系统进水是一段系统浓水，需要利用专门化学药剂予以处理，确保二段系统进水水质。进入二段系统前，根据水质实际情况，适当的加阻垢与调节剂，确保系统运行更加稳定。产品水流入回水池后，利用系统少量浓水进行冲渣，实现废水目标。

近年来，国内外学者针对不同镀种的电镀废水采用了不同的处理方法，如物理法、化学法、膜处理法、吸附交换法、物理化学法及生物法等，但传统的方法存在成本高、处理时间长、占地面积大、投资大、处理效率低、出水难以达标排放、二次污染及后续处理工作复杂等问题。电絮凝技术作为一种新型的处理方式，集氧化还原、絮凝和气浮为一体，具有设备构造简单、占地面积小、基建投资少、操作管理方便、无二次污染以及能够同时去除多种污染物等特点，可以弥补传统处理方法的不足，具有很好的发展前景及应用价值。

1、实验部分

1.1 废水性质

废水取自深圳某电镀厂电镀车间，废水中Cr6+浓度为20.52mg/L，Cu2+浓度为10.38mg/L，Ni2+浓度为15.73mg/L，Zn2+浓度为19.47mg/L，废水pH值为2.19。

1.2 实验流程及方法

电絮凝反应在容量为5L烧杯中进行，阳极和阴极为同类金属电极，两块平行极板固定在烧杯中，电极纯度为99％，电极连接多功能脉冲电源，向烧杯中倒入调节pH值后的电镀废水3.5L，开通磁力搅拌器，设置电流密度。用计时器控制时间，测定浓度，计算其去除率。

2、结果与讨论

2.1 电极间距的影响

设置不同电极间距，调节pH至6.0，调整电流密度为5A/dm2，通电时间为30min。

在电极间距（cm）为1、2.5、5、7.5、10时，Cr6+去除率（%）分别为95.67、96.29，92.17、86.39、81.45；Cu2+去除率（%）分别为95.21、96.54、91.43、87.06、83.38；Ni2+去除率（%）分别为85.39、90.35、83.41、74.18、70.25；Zn2+去除率（%）分别为94.48、95.72、92.16、86.87、80.74。

极板间的距离高于5cm时，可能因电极间距太大，阴极产生的初生态和阳极产生的絮凝剂，不能充分的与废水中的金属离子充分接触。随电极间距变宽，去除率相应逐渐降低。

昆山一体化废水污水处理设备工程方案

2.2 初始pH值的影响

调节不同初始pH值，电流密度为5.0A／dm2，电极间距为2.5cm，通电时间为30min。

在初始pH值为4、5、6、7、8、9、10，Cr6+去除率（%）分别为85.81、94.32、96.46、97.23、96.12、89.42、86.26；Cu2+去除率（%）分别为90.39、92.97、96.81、98.33、97.28、95.13、94.47；Ni2+去除率（%）分别为72.18、83.35、89.94、91.43、90.54、85.39、85.07；Zn2+去除率（%）分别为85.31、92.16、96.87、97.14、96.99、93.18、92.44。

在弱酸性情况下，电凝反应环境更有利于废水中铁离子的水解，形成絮凝体；随pH值升高，絮凝体形成速度相对有所提高，对水中重金属离子有更好的网捕作用；同时，废水中OH－的浓度也相应提高。在pH值大于6且未超过8时，金属离子开始形成氢氧化物沉淀析出，且沉淀析出量随着pH升高而增加。当pH值大于8时，不利于的形成，影响重金属还原，难于形成氢氧化物沉淀析出。综上所述，当pH值在6-7时，重金属去除效果

2.3 电流密度的影响

设置不同电流密度，电极间距为2.5cm，初始pH值调节为6，处理时间为30min。

在电流密度（A/dm2）为1、2、3、4、5、6时，Cr6+去除率（%）分别为51.34、66.85、74.31、90.32、95.58、86.21；Cu2+去除率（%）分别为54.93、67.23、77.89、93.29、97.74、87.45；Ni2+去除率（%）分别为47.11、58.38、69.35、88.28、93.23、80.36；Zn2+去除率（%）分别为：50.19、67.24、76.20、93.17、96.49、84.57。

当电流密度在1~4A/m2时，在铁电极上发生氧化反应产生大量铁离子，废水中铁离子浓度也随着电流密度增大而升高，铁离子在水中经过水解产生大量的水解沉淀物，产生的絮凝剂增多，气泡的产生速率同时有所加快，絮凝效果越来越好，所以重金属离子的去除率也随着电流密度的增大而逐渐升高。

2.4 电凝时间的影响

设置极板间的距离为2.5cm、电流强度为5A/dm2、初始pH=6，设置电凝时间为40min，在设备出水口每隔5min取样一次。

在电凝时间（min）为5、10、15、20、25、30、35、40时，Cr6+去除率（%）分别为74.27、84.39、89.55、93.76、95.52、96.78、96.23、96.52；Cu2+去除率（%）分别为75.51、84.67、89.18、94.34、97.15、97.63、97.39、97.28；Ni2+去除率（%）分别为70.33、80.64、86.28、90.31、92.54、92.12、92.08、92.06；Zn2+去除率（%）分别为74.99、81.17、87.59、93.07、95.89、96.24、95.98、96.04。

最佳电凝时间为25~30min。在电絮凝处理前15min时，随电凝时间的增加，水解形成的絮凝剂数量越来越多，金属离子去除率都快速增长。当电凝时间达到20min时，去除率趋于缓慢；此时，去除率分别为93.76、94.34、90.31和93.07，但是在超过30min时，去除率反而略微降低，同时趋于平稳。