申請日2014.02.27

　　公開(公告)日2014.05.28

　　IPC分類號C02F9/08

　　摘要

　　一種電廠脫硫廢水處理方法，涉及廢水處理。提供利用納米電氣石陶粒電絮凝微電解超聲波濾池膜反應(yīng)器的一種電廠脫硫廢水處理方法。電廠脫硫廢水進入原水調(diào)節(jié)池穩(wěn)定水量和水質(zhì);將原水調(diào)節(jié)池的出水通過納米電氣石陶粒電絮凝微電解超聲波濾池去除懸浮固體和雜質(zhì)，并且將可分解化學物質(zhì)分解;納米電氣石陶粒電絮凝微電解超聲波濾池出水進入膜過濾反應(yīng)器;納米電氣石陶粒電絮凝微電解超聲波濾池反沖洗水回流至原水調(diào)節(jié)池;膜過濾反應(yīng)器出水進入活性炭罐吸附殘余雜質(zhì)及色度，活性炭罐出水進行回用。不需要添加化學藥劑，僅消耗電能，無二次污染，大幅度降低其處理成本，脫硫廢水經(jīng)處理后可達到生活雜用水回用標準，產(chǎn)水率高。

　　權(quán)利要求書

　　1.一種電廠脫硫廢水處理方法，其特征在于包括以下步驟：

　　1)電廠脫硫廢水進入原水調(diào)節(jié)池穩(wěn)定水量和水質(zhì);

　　2)將原水調(diào)節(jié)池的出水通過納米電氣石陶粒電絮凝微電解超聲波濾池去除懸浮固體和雜 質(zhì)，并且將可分解化學物質(zhì)分解;

　　3)納米電氣石陶粒電絮凝微電解超聲波濾池出水進入膜過濾反應(yīng)器;納米電氣石陶粒電 絮凝微電解超聲波濾池反沖洗水回流至原水調(diào)節(jié)池;

　　4)膜過濾反應(yīng)器出水進入活性炭罐吸附殘余雜質(zhì)及色度，活性炭罐出水進行回用;

　　所述電廠脫硫廢水水質(zhì)狀況：pH值為6.5～8.0，CODCr為50～80mg/L，BOD5為2～ 10mg/L，SS為10～25mg/L，氟化物為1～10mg/L，總氰化物0.01～0.1mg/L，總砷0.01～ 0.05mg/L，總汞0.05～0.5mg/L。

　　說明書

　　一種電廠脫硫廢水處理方法

　　技術(shù)領(lǐng)域

　　本發(fā)明涉及廢水處理，尤其是涉及一種電廠脫硫廢水處理方法。

　　背景技術(shù)

　　隨著我國能源工業(yè)的迅速發(fā)展和大型燃煤電廠的興建，燃料用量不斷增加，SO2的排放量 越來越多，由此造成的大氣污染也日趨嚴重，采取脫硫措施已迫在眉睫。SO2的控制途徑：燃 燒前脫硫、燃燒中脫硫和燃燒后脫硫，即煙氣脫硫(FGD)。目前煙氣脫硫被認為是控制SO2排放量最行之有效的途徑。石灰石-石膏濕式煙氣脫硫是世界上應(yīng)用最多、技術(shù)最成熟的脫硫 工藝。這種濕法煙氣脫硫工藝所產(chǎn)生的脫硫廢水，其pH為4～6，同時含有大量的懸浮物(石 膏顆粒、SiO2、Al和Fe的氫氧化物)、氟化物和微量的重金屬，如As、Cd、Cr、Hg等。直接 排放將對環(huán)境造成嚴重危害，因而必須對其加以治理才能排放(陳澤峰，馮鐵玲.電廠脫硫廢 水處理[J].工業(yè)水處理，2006，26(3)：86-87)。

　　電絮凝的應(yīng)用已有較長的歷史，在源水和多種行業(yè)廢水處理中有著廣泛的應(yīng)用。(謝光 炎，等.廢水凈化的電化學方法進展[J].給水排水，1998，24(1)：64-68)電凝聚又稱電絮凝， 就是在外電壓作用下，利用可溶性陽極產(chǎn)生大量陽離子，對膠體廢水進行凝聚沉淀。通常選 用鐵或鋁作為陽極材料。將金屬電極(如鋁)置于被處理的水中，然后通以直流電，此時金 屬陽極發(fā)生氧化反應(yīng)。產(chǎn)生的鋁離子在水中水解、聚合，生成一系列多核水解產(chǎn)物而起凝聚 作用，其過程和機理與化學混凝法基本相同。同時，在電凝聚器中陰極上產(chǎn)生的新生態(tài)的氫， 其還原能力很強，可與廢水中的污染物起還原反應(yīng)，或生成氫氣。在陽極上也可能有氧氣放 出。氫氣和氧氣以微氣泡的形式出現(xiàn)，在水處理過程中與懸浮顆粒接觸可獲得良好的粘附性 能，從而提高水處理效率。此外，在電流的作用下，廢水中的部分有機物可能分解為低分子 有機物，還有可能直接被氧化為二氧化碳和水而不產(chǎn)生污泥。未被徹底氧化的有機物部分還 可和懸浮固體顆粒被氫氧化鋁吸附凝聚并在氫氣和氧氣帶動下上浮分離�？傊�，電凝聚處理 原水和廢水是多種過程的協(xié)同作用，污染物在這些作用下易被除去。(甘莉，甘光奉.電凝 聚水處理技術(shù)的新進展[J].工業(yè)水處理，2002，22(5)：2-22)

　　電氣石是一種環(huán)狀硅酸鹽礦物，具有永久性自發(fā)極化效應(yīng)(Kubo T.Interface activity of water given rise by tourmaline[J].Solid State Physics，24(12):108-113)，表現(xiàn)在熱電性和壓電性 上。通過電氣石對水的電解作用和靜電場對帶電離子的吸附與中和作用處理有機污染物是礦 產(chǎn)資源利用的新途徑(姚鼎山.環(huán)保與健康新材料—托瑪琳[M].2001，上海：中國紡織大學出 版社)。電氣石無二次污染，可反復(fù)使用，電氣石顆粒的電極性影響水溶液的氧化還原電位 (冀志江，金宗哲，梁金生，等.電氣石對水體pH值的影響[J]，環(huán)境科學，2002，22(6):515-519)， 在電場作用下，水分子發(fā)生電解形成活性分子H3O+，吸引水中的雜質(zhì)、污垢，能夠凈化水質(zhì) (吳瑞華等，吳瑞華，湯云暉.電氣石的電場效應(yīng)及其在環(huán)境領(lǐng)域中的應(yīng)用[J].巖石礦物學雜志， 2001，12(4):474-484)。電氣石可以用于處理含Cu2+廢水，還可以通過吸附作用對廢水中的 Cu2+、Pb2+、Zn2+進行凈化處理。因為溶液中金屬離子、酸均可通過吸附、濃集作用結(jié)晶在 電氣石表面，從而起到凈化工業(yè)廢水的作用。(梁巖，商平，孫恩呈，等.電氣石粉對油田采 出廢水處理效果實驗研究[J]，巖石礦物學雜志，2007，26(4):9-14)

　　在電化學反應(yīng)器中，電極電位直接影響反應(yīng)器的氧化-還原特性，進而影響廢水處理的效 果，而電極電位值又同時受到反應(yīng)器結(jié)構(gòu)、填料和極板材料、外加電壓等因素的影響.因此， 三維電極反應(yīng)器也出現(xiàn)了多種型式，如：在傳統(tǒng)二維電解槽電極間裝填粒狀或其他碎屑狀工 作電極材料;用一定體積的規(guī)整填料代替?zhèn)鹘y(tǒng)二維電解槽電極中的一個電極;在反應(yīng)器特定 位置加入隔膜而衍生出的改進型反應(yīng)器以及復(fù)三維電極反應(yīng)器等。(范彬，曲久輝，劉鎖祥， 等.復(fù)三維電極生物膜反應(yīng)器脫除飲用水中的硝酸鹽[J].環(huán)境科學學報，2001，21(1)：39-43) 極板材料的使用也出現(xiàn)了發(fā)泡金屬(李保山，牛玉舒，翟玉春.發(fā)泡金屬電極的宏觀反應(yīng)速 率[J].化工學報，2001，52(7)：593-599)、微孔膨脹金屬和球形顆粒固定床等。填充式三維 群電極體系充分利用溶液在電極表面反應(yīng)的特點，增大了溶液與電極的接觸面，其粒子間距 小，使物質(zhì)傳質(zhì)效果極大改善，具有較高的電流效率和單位時空產(chǎn)率，大大提高了反應(yīng)器的 體積效率，提高污水處理效果，其應(yīng)用也日益廣泛，如工業(yè)廢水中銅離子的去除、各種染料 廢水的處理、電鍍廢水的處理以及飲用水中硝酸鹽的脫除等。(謝建治，張書廷，趙新華.不 同因素對三維電極體系電極點位的影響[J].天津大學學報，2005，38(7)：1-7)

　　與傳統(tǒng)的生化、物化廢水處理工藝方法相比，膜分離技術(shù)處理廢水工藝具有顯著的優(yōu)越 性：(1)在常溫和低壓下進行分離，因而能耗和設(shè)備的運行費用低。(2)設(shè)備體積小、結(jié)構(gòu) 簡單，故投資費用低。(3)膜分離過程只是簡單的加壓輸送液體，工藝流程簡單，易于操作 管理。(4)膜作為過濾介質(zhì)是由高分子材料制成的均勻連續(xù)體，純物理方法過濾，物質(zhì)在分 離過程中不發(fā)生質(zhì)的變化，并且在使用過程中不會有任何雜質(zhì)脫落，保證透過液的純凈。(5) 可實現(xiàn)零排放回用(高年發(fā)，寶菊花.超過濾在葡萄酒釀造中的應(yīng)用進展[J]，中國釀造，2007， 7(172):80-95)。

　　發(fā)明內(nèi)容

　　本發(fā)明的目的旨在提供利用納米電氣石陶粒電絮凝微電解超聲波濾池膜反應(yīng)器的一種電 廠脫硫廢水處理方法。

　　本發(fā)明使用以下設(shè)備：

　　原水調(diào)節(jié)池、納米電氣石陶粒電絮凝微電解超聲波濾池、膜過濾反應(yīng)器、活性炭吸附罐。

　　所述原水調(diào)節(jié)池的池體最好為PE防腐材料，在池體的進水口預(yù)設(shè)pH調(diào)節(jié)劑投加裝置， 用于調(diào)節(jié)水質(zhì)水量和pH值。

　　本發(fā)明包括以下步驟：

　　1)電廠脫硫廢水進入原水調(diào)節(jié)池穩(wěn)定水量和水質(zhì);

　　2)將原水調(diào)節(jié)池的出水通過納米電氣石陶粒電絮凝微電解超聲波濾池去除懸浮固體和雜 質(zhì)，并且將可分解化學物質(zhì)分解;

　　3)納米電氣石陶粒電絮凝微電解超聲波濾池出水進入膜過濾反應(yīng)器;納米電氣石陶粒電 絮凝微電解超聲波濾池反沖洗水回流至原水調(diào)節(jié)池;

　　4)膜過濾反應(yīng)器出水進入活性炭罐吸附殘余雜質(zhì)及色度，活性炭罐出水進行回用。

　　被處理的電廠脫硫廢水水質(zhì)狀況：pH值為6.5～8.0，CODCr為50～80mg/L，BOD5為2～ 10mg/L，SS為10～25mg/L，氟化物為1～10mg/L，總氰化物0.01～0.1mg/L，總砷0.01～ 0.05mg/L，總汞0.05～0.5mg/L。

　　與傳統(tǒng)采用添加化學藥劑工藝的處理方法比較，本發(fā)明具有以下顯著優(yōu)點和技術(shù)效果：

　　1、不需要添加化學藥劑，僅消耗電能，無二次污染，大幅度降低其處理成本。

　　2、無需反滲透膜除鹽，大幅度降低投資成本和膜更換費用，具有顯著經(jīng)濟效益。

　　3、脫硫廢水經(jīng)處理后可達到生活雜用水回用的標準，產(chǎn)水率高，實現(xiàn)脫硫廢水的電廠內(nèi) 現(xiàn)場回用，節(jié)約大量水源。

　　4、處理污水時間短，效率高，處理設(shè)備投入少，占地面積小。

　　5、可實現(xiàn)脫硫廢水資源化利用，不向環(huán)境中排放污染物質(zhì)，保護生態(tài)環(huán)境，為脫硫廢水 資源化解決了關(guān)鍵性問題。