CN103819036A

CN103819036A - 一种电厂脱硫废水处理方法

Info

Publication number: CN103819036A
Application number: CN201410067893.1A
Authority: CN
Inventors: 孔健; 马明军
Original assignee: Sheng Environmental Technology (xiamen) Co Ltd
Current assignee: Sheng Environmental Technology (xiamen) Co Ltd
Priority date: 2014-02-27
Filing date: 2014-02-27
Publication date: 2014-05-28
Anticipated expiration: 2034-02-27
Also published as: CN103819036B

Abstract

一种电厂脱硫废水处理方法，涉及废水处理。提供利用纳米电气石陶粒电絮凝微电解超声波滤池膜反应器的一种电厂脱硫废水处理方法。电厂脱硫废水进入原水调节池稳定水量和水质；将原水调节池的出水通过纳米电气石陶粒电絮凝微电解超声波滤池去除悬浮固体和杂质，并且将可分解化学物质分解；纳米电气石陶粒电絮凝微电解超声波滤池出水进入膜过滤反应器；纳米电气石陶粒电絮凝微电解超声波滤池反冲洗水回流至原水调节池；膜过滤反应器出水进入活性炭罐吸附残余杂质及色度，活性炭罐出水进行回用。不需要添加化学药剂，仅消耗电能，无二次污染，大幅度降低其处理成本，脱硫废水经处理后可达到生活杂用水回用标准，产水率高。

Description

一种电厂脱硫废水处理方法

技术领域

本发明涉及废水处理，尤其是涉及一种电厂脱硫废水处理方法。

背景技术

随着我国能源工业的迅速发展和大型燃煤电厂的兴建，燃料用量不断增加，SO₂的排放量越来越多，由此造成的大气污染也日趋严重，采取脱硫措施已迫在眉睫。SO₂的控制途径：燃烧前脱硫、燃烧中脱硫和燃烧后脱硫，即烟气脱硫(FGD)。目前烟气脱硫被认为是控制SO₂排放量最行之有效的途径。石灰石-石膏湿式烟气脱硫是世界上应用最多、技术最成熟的脱硫工艺。这种湿法烟气脱硫工艺所产生的脱硫废水，其pH为4～6，同时含有大量的悬浮物（石膏颗粒、SiO₂、Al和Fe的氢氧化物）、氟化物和微量的重金属，如As、Cd、Cr、Hg等。直接排放将对环境造成严重危害，因而必须对其加以治理才能排放（陈泽峰，冯铁玲.电厂脱硫废水处理[J].工业水处理，2006，26(3)：86-87）。

电絮凝的应用已有较长的历史，在源水和多种行业废水处理中有着广泛的应用。（谢光炎，等.废水净化的电化学方法进展[J].给水排水，1998，24(1)：64-68）电凝聚又称电絮凝，就是在外电压作用下，利用可溶性阳极产生大量阳离子，对胶体废水进行凝聚沉淀。通常选用铁或铝作为阳极材料。将金属电极（如铝）置于被处理的水中，然后通以直流电，此时金属阳极发生氧化反应。产生的铝离子在水中水解、聚合，生成一系列多核水解产物而起凝聚作用，其过程和机理与化学混凝法基本相同。同时，在电凝聚器中阴极上产生的新生态的氢，其还原能力很强，可与废水中的污染物起还原反应，或生成氢气。在阳极上也可能有氧气放出。氢气和氧气以微气泡的形式出现，在水处理过程中与悬浮颗粒接触可获得良好的粘附性能，从而提高水处理效率。此外，在电流的作用下，废水中的部分有机物可能分解为低分子有机物，还有可能直接被氧化为二氧化碳和水而不产生污泥。未被彻底氧化的有机物部分还可和悬浮固体颗粒被氢氧化铝吸附凝聚并在氢气和氧气带动下上浮分离。总之，电凝聚处理原水和废水是多种过程的协同作用，污染物在这些作用下易被除去。（甘莉，甘光奉.电凝聚水处理技术的新进展[J].工业水处理，2002，22(5)：2-22）

电气石是一种环状硅酸盐矿物，具有永久性自发极化效应（Kubo T.Interface activity ofwater given rise by tourmaline[J].Solid State Physics，24(12):108-113），表现在热电性和压电性上。通过电气石对水的电解作用和静电场对带电离子的吸附与中和作用处理有机污染物是矿产资源利用的新途径（姚鼎山.环保与健康新材料—托玛琳[M].2001，上海：中国纺织大学出版社）。电气石无二次污染，可反复使用，电气石颗粒的电极性影响水溶液的氧化还原电位（冀志江，金宗哲，梁金生，等.电气石对水体pH值的影响[J]，环境科学，2002，22(6):515-519），在电场作用下，水分子发生电解形成活性分子H₃O⁺，吸引水中的杂质、污垢，能够净化水质（吴瑞华等，吴瑞华，汤云晖.电气石的电场效应及其在环境领域中的应用[J].岩石矿物学杂志，2001，12(4):474-484）。电气石可以用于处理含Cu²⁺废水，还可以通过吸附作用对废水中的Cu²⁺、Pb²⁺、Zn²⁺进行净化处理。因为溶液中金属离子、酸均可通过吸附、浓集作用结晶在电气石表面，从而起到净化工业废水的作用。（梁岩，商平，孙恩呈，等.电气石粉对油田采出废水处理效果实验研究[J]，岩石矿物学杂志，2007，26(4):9-14）

在电化学反应器中，电极电位直接影响反应器的氧化-还原特性，进而影响废水处理的效果，而电极电位值又同时受到反应器结构、填料和极板材料、外加电压等因素的影响.因此，三维电极反应器也出现了多种型式，如：在传统二维电解槽电极间装填粒状或其他碎屑状工作电极材料；用一定体积的规整填料代替传统二维电解槽电极中的一个电极；在反应器特定位置加入隔膜而衍生出的改进型反应器以及复三维电极反应器等。（范彬，曲久辉，刘锁祥，等.复三维电极生物膜反应器脱除饮用水中的硝酸盐[J].环境科学学报，2001，21(1)：39-43）极板材料的使用也出现了发泡金属（李保山，牛玉舒，翟玉春.发泡金属电极的宏观反应速率[J].化工学报，2001，52(7)：593-599）、微孔膨胀金属和球形颗粒固定床等。填充式三维群电极体系充分利用溶液在电极表面反应的特点，增大了溶液与电极的接触面，其粒子间距小，使物质传质效果极大改善，具有较高的电流效率和单位时空产率，大大提高了反应器的体积效率，提高污水处理效果，其应用也日益广泛，如工业废水中铜离子的去除、各种染料废水的处理、电镀废水的处理以及饮用水中硝酸盐的脱除等。（谢建治，张书廷，赵新华.不同因素对三维电极体系电极点位的影响[J].天津大学学报，2005，38(7)：1-7）

与传统的生化、物化废水处理工艺方法相比，膜分离技术处理废水工艺具有显著的优越性：（1）在常温和低压下进行分离，因而能耗和设备的运行费用低。（2）设备体积小、结构简单，故投资费用低。（3）膜分离过程只是简单的加压输送液体，工艺流程简单，易于操作管理。（4）膜作为过滤介质是由高分子材料制成的均匀连续体，纯物理方法过滤，物质在分离过程中不发生质的变化，并且在使用过程中不会有任何杂质脱落，保证透过液的纯净。（5）可实现零排放回用（高年发，宝菊花.超过滤在葡萄酒酿造中的应用进展[J]，中国酿造，2007，7(172):80-95）。

发明内容

本发明的目的旨在提供利用纳米电气石陶粒电絮凝微电解超声波滤池膜反应器的一种电厂脱硫废水处理方法。

本发明使用以下设备：

原水调节池、纳米电气石陶粒电絮凝微电解超声波滤池、膜过滤反应器、活性炭吸附罐。

所述原水调节池的池体最好为PE防腐材料，在池体的进水口预设pH调节剂投加装置，用于调节水质水量和pH值。

本发明包括以下步骤：

1）电厂脱硫废水进入原水调节池稳定水量和水质；

2）将原水调节池的出水通过纳米电气石陶粒电絮凝微电解超声波滤池去除悬浮固体和杂质，并且将可分解化学物质分解；

3）纳米电气石陶粒电絮凝微电解超声波滤池出水进入膜过滤反应器；纳米电气石陶粒电絮凝微电解超声波滤池反冲洗水回流至原水调节池；

4）膜过滤反应器出水进入活性炭罐吸附残余杂质及色度，活性炭罐出水进行回用。

被处理的电厂脱硫废水水质状况：pH值为6.5～8.0，COD_Cr为50～80mg/L，BOD₅为2～10mg/L，SS为10～25mg/L，氟化物为1～10mg/L，总氰化物0.01～0.1mg/L，总砷0.01～0.05mg/L，总汞0.05～0.5mg/L。

与传统采用添加化学药剂工艺的处理方法比较，本发明具有以下显著优点和技术效果：

1、不需要添加化学药剂，仅消耗电能，无二次污染，大幅度降低其处理成本。

2、无需反渗透膜除盐，大幅度降低投资成本和膜更换费用，具有显著经济效益。

3、脱硫废水经处理后可达到生活杂用水回用的标准，产水率高，实现脱硫废水的电厂内现场回用，节约大量水源。

4、处理污水时间短，效率高，处理设备投入少，占地面积小。

5、可实现脱硫废水资源化利用，不向环境中排放污染物质，保护生态环境，为脱硫废水资源化解决了关键性问题。

附图说明

图1为纳米电气石陶粒电絮凝微电解超声波滤池结构示意图。

具体实施方式

以下实施例将结合附图对本发明作进一步说明。

本发明实施例使用的主要设备是：

原水调节池、纳米电气石陶粒电絮凝微电解超声波滤池、膜过滤反应器、活性炭吸附罐。上述处理设备可根据相关要求选购，其中：

原水调节池的池体最好为PE防腐材料，在池体的进水口预设pH调节剂投加装置，用于调节水质水量和pH值。

如图1所示，纳米电气石陶粒电絮凝微电解超声波滤池上部设有一对电絮凝电极①，电絮凝电极采用铝板，电源为直流稳压电源⑧，脉冲工作模式，工作电压为5V，工作电流为0.8A。纳米电气石陶粒电絮凝微电解超声波滤池中部设有纳米电气石陶粒滤层③，采用气水反冲洗工作模式，纳米电气石陶粒粒径范围6～10mm；碳棒作为正负电极②插入纳米电气石陶粒滤层③中，正负电极间距不小于100mm，插入深度不小于80mm，5V直流电源⑥供电；纳米电气石陶粒电絮凝微电解超声波滤池中部纳米电气石陶粒滤层承托层下方设有超声波发生器④，功率900W，频率40kHZ，连续运行方式工作；纳米电气石陶粒滤层③的承托层⑨下方设有盘式曝气器⑤，风机⑦的出气口与盘式曝气器⑤的进气口连接。

膜过滤反应器最好选用平板式PVDF膜片，（膜孔径0.1μm，截留分子量为6000～50000道尔顿，出水量0.7t/d，型号为SINAP150专用平板膜片，生产厂商为上海斯纳普膜分离科技有限公司）。

活性炭罐中采用椰壳活性炭颗粒作为吸附剂。（活性炭罐型号为YESEI-35型，生产厂家为厦门溢盛环保科技有限公司）

本发明包括以下步骤：

1）电厂脱硫废水进入原水调节池稳定水量和水质；

实施例1

利用纳米电气石陶粒电絮凝微电解超声波滤池膜反应器进行电厂脱硫废水处理及回用，水质如下：pH值为6.5，COD_Cr为50mg/L，BOD₅为3.0mg/L，SS为12.5mg/L，氟化物为1.8mg/L，总氰化物0.03mg/L，总砷0.02mg/L，总汞0.05mg/L。实验结果：运行24h后SS的平均去除率为98.5%，CODcr平均去除率97.6%，设备运行稳定。

实施例2

利用纳米电气石陶粒电絮凝微电解超声波滤池膜反应器进行电厂脱硫废水处理及回用，水质如下：pH值为7.2，COD_Cr为62mg/L，BOD₅为3.8mg/L，SS为14.6mg/L，氟化物为2.2mg/L，总氰化物0.06mg/L，总砷0.03mg/L，总汞0.09mg/L。实验结果：运行24h后SS的平均去除率为98.8%，CODcr平均去除率98.3%，设备运行稳定。

实施例3

利用纳米电气石陶粒电絮凝微电解超声波滤池膜反应器进行电厂脱硫废水处理及回用，水质如下：pH值为8.0，COD_Cr为64.6mg/L，BOD₅为4.4mg/L，SS为16.2mg/L，氟化物为2.8mg/L，总氰化物0.12mg/L，总砷0.07mg/L，总汞0.11mg/L。实验结果：运行24h后SS的平均去除率为99.3%，CODcr平均去除率98.9%，设备运行稳定。

Claims

1.一种电厂脱硫废水处理方法，其特征在于包括以下步骤：

1）电厂脱硫废水进入原水调节池稳定水量和水质；

4）膜过滤反应器出水进入活性炭罐吸附残余杂质及色度，活性炭罐出水进行回用；

所述电厂脱硫废水水质状况：pH值为6.5～8.0，COD_Cr为50～80mg/L，BOD₅为2～10mg/L，SS为10～25mg/L，氟化物为1～10mg/L，总氰化物0.01～0.1mg/L，总砷0.01～0.05mg/L，总汞0.05～0.5mg/L。