李颖

（大唐环境产业集团股份有限公司蓟县项目部，天津 301907）

0 引言

燃煤电厂是我国电力供应的主要形式，其发电量占到我国各类发电方式的75%以上。石灰石－石膏湿法烟气脱硫是目前应用最多、技术较为成熟的脱硫工艺。其主要优点包括脱硫效率高、吸收剂利用率高、工作的可靠性高（目前最成熟的烟气脱硫工艺）、脱硫剂—石灰石来源丰富且廉价。但是石灰石—石膏法的缺点也是比较明显的：为了维持脱硫装置浆液循环系统的物料平衡，必须从系统中排放一定量的废水，废水主要来自石膏脱水和清洗系统。废水中含有的污染物主要包括SS、F-、过饱和的亚硫酸盐、硫酸盐以及重金属，其中很多是国家环保标准中要求严格控制的第一类污染物和第二类污染物[1]。电絮凝是一种物理化学反应，借助外加高电压，使阳极金属电极产生金属阳离子，利用阳离子的凝聚性来凝聚水中的污染物质，能够有效去除水中的SS、胶体、可溶性有机物等，具有去除效率高，对环境影响小，药物投加量少，操作简单等优势[2]。本研究使用电絮凝技术处理电厂脱硫废水，在电厂进行中试，探究电絮凝技术在静态、动态情况下对电厂脱硫废水的处理效果的影响。

1 试验设备

以XX电厂脱硫废水作为处理对象进行现场中试试验。作为燃煤电厂脱硫废水成套处理工艺环节之一的高效澄清池，主要由电絮凝装置和斜板沉淀装置组成，目的是为后续吸附处理环节减轻负担。脱硫废水从进水箱用泵打入整个电絮凝装置，首先通过布流板，布流板的作用是为了均匀布水，使需处理废水均一稳定的进入处理系统，防止出现进水水质波动大，影响处理效果。然后是电极板，使用三个稳压直流电源供电，废水经电絮凝处理后，进入斜板沉淀池，以增强处理效果。采用三角堰出水，出水进入集水槽，集水槽下面安装截止阀，控制出水量，最后流入清水池[3]。经电絮凝前置处理后，废水流入吸附装置，经吸附柱六级吸附后，达标排放。

图1 现场中试试验装置图

2 中试试验设计

电絮凝在高效澄清池里进行，在不同的控制条件下进行电絮凝反应，在试验开始前，使用砂纸对电极板进行打磨，去除表面的一层氧化铝薄膜。整个试验分为静态试验和动态试验。

静态试验：脱硫废水从进水箱流入高效澄清池，当水位达到距池顶0.1米时，停止进水。将电极板顺水流放置，控制极板深度为55cm，极板间距在12cm，电流为20A，通电连续工作1小时，在通电第0min、10min、30min、60min时取样。

动态试验：脱硫废水从进水箱流入高效澄清池，进而从高效澄清池流入清水池，连续进水，进水速度为0.3立方米每小时，并保持高效澄清池的水位在距池顶0.1米不变。将电极板顺水流放置，控制极板深度为55cm，极板间距在12cm，电流为20A，通电连续工作1小时，在通电第0h、1h、2h、3h时取样。

取样方案：在电极板中间取一点作为A点，在电极板与斜板之间取一点为B点，在接近出水口位置取一点为C点，以上三点即为本次试验的取样点。

悬浮物参照《GB11901-89水质悬浮物的测定重量法》中的方法测定。浊度使用台式浊度仪测定（哈希公司，2100AN台式浊度仪）。氟离子参照《GB7484-87水质氟化物的测定离子选择电极法》中的方法测定。

3 试验结果

3.1 静态试验结果

静态试验水流处于静止状态，不再流进流出，按照预先设置的点位，分别在电解不同时间后取样测定。

静态环境下水体中SS的去除效果如图2所示，随着电解时间的增加，水体中的SS也在逐渐下降，电絮凝处理1h后C点SS达154mg/L，去除率达21.53%。水体中浊度的去除效果如图3所示，随着电解时间的增加，水体中的浊度在逐渐下降，最低达到53.7NTU，去除率达68.6%。可以非常明显的看到，三个取样点处电解后半段浊度的去除速率比前半段要低，这是因为水体经过一段时间的处理，浊度已经下降了50%以上，而电极板的面积是固定的，同比接触水体中的污染物变少，且电极板进过一段时间电解发生了钝化现象，所以去除速率变低。水体中F-的去除效果如图4所示，随着电解时间的增加，水体中的F-也在逐渐下降，电絮凝处理1h后C点F-达36.8mg/L，去除率达53.88%[4]。

图2 静态环境下SS的去除率

图3 静态环境下浊度的去除率

图4 静态环境下F-的去除率

表1 静态试验污染物测定结果

3.2 动态试验结果

动态试验模拟真实废水处理场景，废水处于流动状态，按照预先设置的点位，分别在电解不同时间后取样测定。

动态环境下水体中SS的去除效果如图5所示，水体中SS最低达58.6mg/L，去除率达91.93%。

图5 动态环境下SS的去除率

动态环境下对水体中浊度的去除率如图6所示，可以明显的看到取样点越靠近出水口，其浊度越低。水体中浊度最低达34.8NTU，去除率达83.43%。由于A点靠近进水口，整个装置处于流动状态，进水箱里的水不断流入电絮凝装置，理论上来说电解时间的变化，其污染物浓度变化不大，接近进水箱的水质，但是这里浊度有一个很明显的下降，这是因为随着电解时间的增加，水体中因电解产生的氢氧化物凝聚水中悬浮物会随着时间的增加，而使更多的悬浮物絮凝沉淀[5]。

图6 动态环境下浊度的去除率

动态环境下对水体中F-的去除率如图7所示，可以明显的看到取样点越靠近出水口，其F-浓度越低。水体中F-浓度最低达34.12mg/L，去除率达26.74%。随着电解时间的增加，各点的去除率也在不断增加，当电解达到3h后，由于电极板钝化，电解效果下降，所以在各点的去除率有所下降。

图7 动态环境下F-的去除率

表2 动态试验污染物测定结果

4 结果与分析

电絮凝工艺对脱硫废水中SS、浊度和F-有较好的去除效果。在静态试验中，脱硫废水经处理1h后C点SS、浊度、F-的去除率达21.53%、68.6%、53.88%，在动态试验（模拟真实废水处理过程）中，脱硫废水经处理3h后，出水SS、浊度、F-的去除率达91.93%、83.43%、26.74%。与动态试验结果相比，静态环境下对脱硫废水的处理效果并不理想，这里有2个原因。一方面，整个中试与电厂的生产实际相结合，试验用水取自电厂的废水预处理缓冲箱，在实际生产过程中，水质有较大的波动。另一方面相较于动态试验来说，静态试验仅处理1h，而动态试验处理3h。

中试结果显示，电絮凝技术适用于高SS、高浊度、高F-的电厂脱硫废水处理工艺中。