電子絮凝技術(shù)在火力電廠以及工業(yè)廢水中地應(yīng)用及未來的發(fā)展趨勢
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)生大量來自皮帶棧橋、轉(zhuǎn)運(yùn)站、汽運(yùn)煤道路等沖洗水及煤場區(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
含煤廢水來源于輸煤系統(tǒng)和汽運(yùn)煤道路沖洗水、噴淋水及煤場區(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)對國內(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)。
早期對含煤廢水的處理方式主要有兩種：簡單沉淀和較為復(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粒互相粘合形成新的大顆粒從而易于沉淀。
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較低的陰離子，例如OH、Cl-在陽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。
水處理未來發(fā)展趨勢
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年做中國環(huán)境技術(shù)評估和環(huán)境技術(shù)預(yù)測的時(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，那我們面臨的未來是什么?
如果我們用一個(gè)技術(shù)變革的事件來看未來我們的水處理廠，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。
中國工程院院士曲久輝認(rèn)為，未來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)揮越來越重要的作用。
結(jié)語：
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)在未來的行業(yè)發(fā)展中將會(huì)被越來越廣泛地運(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，長期致力于高科技節(jié)能環(huán)保事業(yè)，已獲得國家高新技術(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)場管理過程中，堅(jiān)持“6S”現(xiàn)場管理，確保產(chǎn)品質(zhì)量和服務(wù)質(zhì)量達(dá)到國內(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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