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火电厂净水站排泥水回用及污泥处置研究

作者:未知

  摘 要:改革开放以来,我国工业发展蒸蒸日上。在带来较高经济效益的同时,也耗用了大量的水资源,尤其以火力发电厂为代表,火电厂净水站在使用大量水资源的同时,还会排放大量的废水和污泥。这些废弃物中的有害物质会给生态环境及人类社会带来严重的危害。因此,研究其排泥水及污泥处置途径非常必要,笔者分析了如今净水站废弃物的处理情况。并从处理流程和处理工艺两方面进行了研究。
  关键词:火电厂净水站;排泥水回用;污泥处置
  中图分类号:X703 文献标识码:A 文章编号:1671-2064(2019)11-0175-02
  0 前言
  火电厂属于耗水量和废水排放量比较大的行业,较多的用水量和较多的排废量不仅会降低其经济效益,还会造成资源浪费和环境污染,因此有必要对其处理工艺进行研究。
  1 火電厂净水站排泥水及污泥处理现状
  火电厂是为我国提供电力的主力军,但是同时也在耗水量行业中排名靠前的行业,大量的用水量直接关系到其生产的经济效益。因此,经过火电厂多年的生产实践,他们也研究了很多不同方法,以达到减少发电过程中水的投入和消耗的目的。例如有的发电厂使用灰水闭路循环系统。通过闭路系统,将排到储灰场的灰水再引回发电厂,继续使用。从而在减少对环境污染的同时,达到循环使用的效果。有的发电厂采用适当提高循环水浓缩倍数的方法。这是一个重要的衡量水质控制好坏的综合指标。循环冷却水系统在运行过程中,会存在水分蒸发、风吹损失等现象。因此,循环水会不断进行浓缩。其浓缩倍率是以补充水作为基准进行比较的。如果浓缩倍数比较低,则无论是消耗水的量,还是排除污水的量,都会比较多。在这种情况下,非常不利于充分发挥水处理药剂的功效。也就是说,处理污水的费用会更高。相反的,如果浓缩倍数比较高,则可以达到减少水的用量的作用。同时也能够减少处理污水的费用。然而浓缩倍数也不应当太高。因为这一指标值太大,表明水会有更大结垢的可能性。在这种情况下,火电厂会更加难以控制结垢和腐蚀的情况。因为结垢现象的加重,需要将水处理药剂的使用时间相应延长。但是这些化学药剂在水中经过一段时间会发生化学变化(如发生水解)。这就导致了这些化学药剂的失效。因此火电厂需要选择一个合理的指标值。
  此外还有的火电厂采用干除灰技术等进行处理,对于火电厂的净水站来说,减少水的使用和消耗的主要途径是污泥水的处理和循环使用。火电厂对于水的使用量是巨大的。而且在通常情况下,火电厂会建设在离城市比较远的地方。现阶段有超过百分之六十的火电厂是通过厂内建设净水站的方式来取水的。他们投入到净水站中的水大多数来源于周围的水库或者河流。这些水资源通常需要经过一系列的处理,去掉其中的某些杂质后,才能投入到火电厂的生产过程中。例如絮凝、沉淀、过滤等处理。在进行这些处理时,净水站也会相应地产生大量的废水和废物。其中,排污水的量能够占到总水量的百分之四至百分之七。因为总水量是非常大的,由此可见,火电厂产生的排污水的量也比较大。在净水站排出的污水中,存在大量对环境有害的物质。例如重金属化合物、Al2SO4、KCl、AlCl3等发生反应产生的氢氧化物等。一方面,这些物质会对环境产生危害,对人类也有很大的负面影响。因此这些排污水的排放会造成较差的环境和社会效益。另一方面,大量的排污水直接排放,也是对水资源的严重浪费。火电厂不但不能够有效地利用这些废水,而且需要再制备大量的新的工业用水。因此,也会造成较差的经济效益。纵观我国火电厂的发展历程,能够发现绝大多数火电厂缺少水处理的实践。很多火电厂对于这一方面的工作不够重视,很少对这一方面的技术进行针对性的研究。而随着技术的发展和绿色发展意识的树立,火电厂也在不断探索相关处理方法。这为火电厂进行排污水处理提供了借鉴。但是由于净水站和水厂在处理中还是存在很多的差异。这使得净水站处理污水的方式不能完全照搬水厂的方式。
  2 火电厂净水站排泥水及污泥处理工艺
  2.1 处理流程
  通常情况下,净水站的排泥水以及污泥的处理流程,可以划分为5个主要阶段。首先是排泥水的调节。这一阶段的主要工作任务是对排污水的量以及质进行调节。排泥水通常集中放置在浓缩池中。而向浓缩池排放污水的源头通常是两处。一个是沉淀池,另一个是滤池。这两处都会排放污水,而且他们进行排污的时间并不是连续的。因此浓缩池中的负荷时不确定的。也就是说当这两处不同时进行排污时,浓缩池中的排污水的量相对较少。此时浓缩池承受的负荷相对较小。在这种情况下,浓缩池能够保持高效的工作效率。而当沉淀池和滤池同时进行排污时,浓缩池中的排污水的量相对会比较多。从未给浓缩池带来较大的负荷负担。在这种情况下,浓缩池可能因负荷过大,而无法高效率地进行工作。甚至出现停止运行的状况。与此同时,由于从滤池中排除的污水的水质状况不稳定。
  一般情况下,滤池排出的污水中的污泥的含量(0.02%-0.05%)会显著低于沉淀池排出的污水中的污泥的含量(0.1% -2%)。通过对沉淀池和滤池排出的污水先进行处理(调节),达到控制排污水的量和质的目的。其次是污泥的浓缩。这一阶段的主要工作任务是对排泥水中的污泥进行浓缩。经过调节,排污水会集中放置在浓缩池中。此时排污水中水的量以及大大减少了,主要存在的物质是污泥。这一阶段的处理目的是使污泥中的水量再次减少,从而使其容积进一步变小。这一阶段的处理方法有多种。例如重力浓缩方法。这种方法的工作原理时相对密度差。在污泥结构中,有水分子和污泥颗粒。他们之间会存在较大的密度差,从而实现污泥颗粒的下沉。采用这种方式,污泥中的含水量能够下降约百分之二。
  除这一方法外,还有气浮浓缩、隔膜浓缩等[1]。然后是污泥的预处理。污泥预处理是其脱水前的处理。这一步工作根据实际情况可以选择是否进行。如果经过前两步操作后,污泥中的含水量仍然处于某一阈值之上,则需要进行预处理。如果经过前两步操作后,污泥中的含水量以及符合后续操作(脱水)要求,就不需要再进行预处理了。脱水对于被处理物质是有一定要求的。如果被处理物质没有达到处理要求,在进行处理时容易出现效果差、损伤设备(过滤设备堵塞、机械磨损)等问题。   因此进行预处理本质上是为了保证脱水的正常进行。预处理的方法可以根据其性质分为两种:物理和化学方法。物理方法也就是非药剂预处理。这种方法通常采用冰冻或者加热的方式。冰冻处理之后,既可以采用真空过滤,也可以采用离心过滤[2]。这种方式对于脱水性能的改变比较大,处理后的分离液是透明的。这种分离液可以再进行利用或者排放到水体中。热处理之后,既可以采用真空过滤,也可以采用离心过滤。这种方式对于脱水性能的改变没有冰冻处理大,处理后的分离液是浑浊的。这种分离液需要再次进行浓缩脱水处理。化学方法也就是药剂预处理。这种方法可以细分为多种类型。如果采用酸处理,通常使用的是H2SO4,脱水后只能采用离心脱水方式。
  这种方法对于脱水性能的改变比较小,处理后的分离液基本是透明的,但PH值很低。这种分离液需要加入混凝剂(Al2SO4)进行处理。并且得到的污泥的PH值也会很低。如果采用碱处理,通常使用的是NaOH,脱水后只能采用离心脱水方式。这种方法对于脱水性能的改变也比较小,处理后的分离液基本是透明的,但PH值很高。這种分离液需要调整其酸碱度,才能排入水体中。并且得到的污泥的PH值也会很高。如果采用石灰处理,通常使用的是生石灰或者消石灰,脱水后既可以采用真空过滤,也可以采用离心过滤。这种方法对于脱水性能的改变比较大,处理后的分离液是透明的,但PH值较高。这种分离液也需要调整其酸碱度,才能排入水体中。并且得到的污泥的PH值也会很低。如果采用高分子絮凝剂处理,既可以采用真空脱水,也可以采用造粒脱水。这种方法对于脱水性能的改变比较大,处理后的分离液是透明的,但会有高分子絮凝剂的残留物。这种分离液需要再次排到浓缩池中。并且得到的污泥中也有絮凝剂残留。完成以上步骤之后,接着进行污泥脱水。通常有两种方法:自然干化和机械脱水。最后是污泥的最终处理。这是体现经济效益的重要阶段。火电厂通常会将其做建材、覆土、化肥处理,或者从中回收无机盐。
  2.2 处理工艺
  恰当先进的处理工艺,能够给火电厂带来更大的经济效益。工艺的效益可以从两方面体现出来。一方面是处理成本,另一方面是运行盈利。为降低处理成本,火电厂需要在各个处理流程选择恰当的方法,并进行组合。结合当前国内外处理现状,可以得出以下处理工艺具有较好的经济效益。在设置调节池时,采用分开设置的方式更好。在进行污泥预处理时,采用高分子絮凝剂处理,比其他方式具有更好的效果。在实际操作时,应当在浓缩池投入0.1%-0.2%污泥干重的高分子絮凝剂。使用前要先将其在水中溶解,并且保持溶解浓度介于0.1%至5%之间。并且由排水池和浓缩池中排出的分离液应当再次回用。在进行污泥脱水时,采用离心脱水的方式要优于采用压滤脱水方式。通过实施以上工艺,火电厂不仅能够减少排污费用,还能够节约用水费用。并且通过合理的最终处理污泥的方式,获得更多的盈利。
  3 结语
  火电厂应当积极借鉴现有先进工艺。虽然处理流程基本是固定的,但是每一步中都可以采用不同的方法进行组合。通过实践,可以找出处理的最优方案。
  参考文献
  [1] 李后森,高歌.气浮技术在电厂净水站排泥水中的应用[J].中国资源综合利用,2018,36(08):55-57.
  [2] 徐正,刘金凤,孙玢,等.火电厂净水站离心分离水回用研究[J].城镇供水,2018(03):65-67+76.
论文来源:《中国科技纵横》 2019年11期
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