電子絮凝技術(shù)在火力電廠(chǎng)以及工業(yè)廢水中地應用及未來(lái)的發(fā)展趨勢
含煤廢水處理系統是煤炭輸送系統中重要的組成部分。電廠(chǎng)每天均會(huì )產(chǎn)生大量來(lái)自皮帶棧橋、轉運站、汽運煤道路等沖洗水及煤場(chǎng)區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)，若外排將嚴重污染周邊環(huán)境，同時(shí)會(huì )造成水和煤炭資源的浪費。
根據《火力發(fā)電廠(chǎng)廢水治理設計技術(shù)規程》(DL/T 5046-2006)規定：含煤廢水應設置獨立的收集系統并進(jìn)行處理，其他生產(chǎn)性廢（污）水不應進(jìn)入；處理后的達標廢水應首先考慮重復利用，可用于輸煤系統沖洗、干灰場(chǎng)噴灑或灰渣加濕等用水；當處理后廢水用作其他用途時(shí)，其水質(zhì)應符合CJ/T 48以及與其用途相適應的用水水質(zhì)的規定。
含煤廢水處理現狀及分析
含煤廢水來(lái)源于輸煤系統和汽運煤道路沖洗水、噴淋水及煤場(chǎng)區域雨水等。含煤廢水具有懸浮物濃度高（可達到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(guò)處理后，可實(shí)現綜合利用，即煤泥收集燃燒、清水進(jìn)入輸煤回用水系統再利用，節約成本和資源。
根據對國內含煤廢水處理系統現狀調查情況，大部分系統處理結果非常不理想，水處理系統出水懸浮物濃度高、色度深。由于早期普遍對含煤廢水處理重視程度不夠，相當一部分含煤廢水處理系統因效果差而停運。
早期對含煤廢水的處理方式主要有兩種：簡(jiǎn)單沉淀和較為復雜的化學(xué)加藥工藝。其中采用化學(xué)加藥絮凝處理工藝較為普遍，要達到較好的絮凝沉淀效果必須準確的計算加藥暈。加藥措過(guò)少過(guò)多都會(huì )降低絮凝效果，這在現實(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)增加運行維護成本。
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(guò)實(shí)踐證明電子絮凝水處理技術(shù)更為可靠運行，可以實(shí)現含煤廢水的循環(huán)回用。
電子絮凝含煤水廢水處理技術(shù)，是一種通過(guò)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定狀態(tài)的污水處理技術(shù)。電子絮凝與傳統的化學(xué)絮凝法相比，無(wú)需投加藥品，運行維護費用低，處理效果穩定、不會(huì )造成水質(zhì)和沉淀物的二次污染，是項高效、環(huán)保的水處理技術(shù)。
含煤廢水處理系統及布置方案
含煤廢水首先收集到預沉淀池進(jìn)行初級自然沉淀截留大顆粒煤渣，經(jīng)預沉淀池初沉后的含煤廢水溢流至沉淀池緩沖區暫存，由煤水提升泵提升至電子絮凝器絮凝，再進(jìn)入離心反應池分離。廢水在反應池中利用其特殊結構沉降，污物通過(guò)排污閥排出，清水經(jīng)過(guò)溢流到中間清水池，再經(jīng)過(guò)中間提升泵把水送入過(guò)濾器進(jìn)行過(guò)濾后排入輸煤系統回用。該系統從含煤廢水池開(kāi)始到清水池，整個(gè)過(guò)程由PLC程序通過(guò)現場(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(chǎng)布置圖
電子絮凝工作機理
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、離心澄清沉淀系統、過(guò)濾系統及控制系統等。
廢水（原水）首先經(jīng)電子絮凝系統，在PLC程序控制器控制下，將電子絮凝系統內通入電流，從而打破流經(jīng)電子絮凝系統的廢水中懸浮物、浮化或溶解狀污染物穩定狀態(tài)的過(guò)程，水中的電流產(chǎn)生的電能將驅動(dòng)物質(zhì)之間的化學(xué)反應。
當化學(xué)反應被驅動(dòng)或被強制啟動(dòng)后，各種成分及化合物在電流的作用下將趨向尋找最穩定的狀態(tài)。通常，這種趨向穩定狀態(tài)的結果會(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(guò)離心澄清反應器將污物進(jìn)行分離。根據回用水用戶(hù)的水質(zhì)需求，可采用附加配套系統對分離后的凈水進(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(lèi)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，與己打破穩定狀態(tài)的各種污染物吸引結合，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(guò)程如下：
極板通電后會(huì )產(chǎn)生電荷，電荷吸引周?chē)男☆w粒，打破物質(zhì)原先的穩定狀態(tài)，并通過(guò)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氫化合物中的氯離子結合形成易于沉淀的絡(luò )合物。去除的污染物包括有殺蟲(chóng)劑、除草劑、氯化PCB等。極板周?chē)a(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菌、胞囊病毒等。
電解過(guò)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較低的陰離子，例如OH、Cl-在陽(yáng)極失去電子生成新的較強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
飲用水處理廠(chǎng)、生活污水處理廠(chǎng)、工業(yè)廢水處理廠(chǎng)這三大工廠(chǎng)對保障我們生態(tài)環(huán)境和人類(lèi)的安全健康都有著(zhù)重要貢獻。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(wèn)題時(shí)也不斷的催生新的技術(shù)，那么這三大工廠(chǎng)未來(lái)的發(fā)展又會(huì )遇到什么機遇，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(guò)去，飲用水技術(shù)的發(fā)展到今天已有100年的里程，特別是傳統的混凝沉淀過(guò)濾消毒技術(shù)，對保證人類(lèi)的安全甚至健康都有著(zhù)重要貢獻。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(lèi)生態(tài)環(huán)境的安全作出了重要的貢獻。在這個(gè)過(guò)程中,有很多里程碑的事件，其中一個(gè)就是工業(yè)廢水問(wèn)題的出現。在上世紀70年代初，很多文獻從原來(lái)記載飲用水的處理一下子就變成了工業(yè)廢水的報道，這個(gè)熱點(diǎn)一直持續到今天。
在2013年做中國環(huán)境技術(shù)評估和環(huán)境技術(shù)預測的時(shí)候有人指出，工業(yè)廢水仍然是一個(gè)重要問(wèn)題，因為我們正在經(jīng)歷一個(gè)沒(méi)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)現改變了人類(lèi)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(guò)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(chǎng)，那么應該是一種什么樣的產(chǎn)業(yè)?我們應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(wèn)，那就是技術(shù)創(chuàng )造是在工程運用的需求當中才能得到真正的解讀。
中國工程院院士曲久輝認為，未來(lái)或者說(shuō)下一代水處理技術(shù)應該是具有自身的清潔性，在處理過(guò)程中應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(guān)點(diǎn)出發(fā),放到下一代水處理廠(chǎng)，那么飲用水處理廠(chǎng)應該是保障水質(zhì)健康安全的健康工廠(chǎng)，生活污水處理廠(chǎng)應該是能量與物質(zhì)回收的高質(zhì)工廠(chǎng)，工業(yè)廢水處理廠(chǎng)應該是外化與資源化的循環(huán)工廠(chǎng)。這三個(gè)工廠(chǎng)在未來(lái)的水處理廠(chǎng)當中應該從不同的角度不同的時(shí)間展現在我們面前，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)就應允而生并開(kāi)始被大量運用在火力電廠(chǎng)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)越廣泛地運用，因為它順應了時(shí)代發(fā)展的潮流，滿(mǎn)足了人們對美好生態(tài)環(huán)境向往的要求，智能，環(huán)保，節能。
飛創(chuàng )科技有限公司創(chuàng )建于2005年08月12日，長(cháng)期致力于高科技節能環(huán)保事業(yè)，已獲得國家高新技術(shù)企業(yè)認定，具備環(huán)保工程總承包資質(zhì)，主要針對工業(yè)、農業(yè)和市政領(lǐng)域給予專(zhuān)業(yè)的水處理解決方案。公司通過(guò)了IS09001質(zhì)量管理體系認證，ISO14000環(huán)境管理體系認證和ISO18000職業(yè)健康安全管理體系認證，在現場(chǎng)管理過(guò)程中，堅持“6S”現場(chǎng)管理，確保產(chǎn)品質(zhì)量和服務(wù)質(zhì)量達到國內一流水平。
飛創(chuàng )科技秉承“順應自然”之宗旨，堅持科技創(chuàng )新，專(zhuān)注于減少化學(xué)藥劑和沒(méi)有二次污染的電化學(xué)水處理技術(shù)與全自動(dòng)精確過(guò)濾技術(shù)，在工業(yè)循環(huán)水處理、工業(yè)污水處理、農業(yè)節水過(guò)濾、市政污水處理等領(lǐng)域獲得了廣泛的應用。
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