申請(qǐng)日2014.02.27
公開(公告)日2015.03.04
IPC分類號(hào)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(jìn)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(xué)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(jìn)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(jìn)入活性炭罐吸附殘余雜質(zhì)及色度，活性炭罐出水進(jìn)行回用。不需要添加化學(xué)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(dá)到生活雜用水回用標(biāo)準(zhǔn)，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(jìn)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(xué)物質(zhì)分解;
所述納米電氣石陶粒電絮凝微電解超聲波濾池上部設(shè)有一對(duì)電絮凝電極，電絮凝電極采 用鋁板，電源為直流穩(wěn)壓電源，脈沖工作模式，工作電壓為5V，工作電流為0.8A;納米電 氣石陶粒電絮凝微電解超聲波濾池中部設(shè)有納米電氣石陶粒濾層，采用氣水反沖洗工作模式， 納米電氣石陶粒粒徑范圍6～10mm;碳棒作為正負(fù)電極插入納米電氣石陶粒濾層中，正負(fù)電 極間距不小于100mm，插入深度不小于80mm，5V直流電源供電;納米電氣石陶粒電絮凝微 電解超聲波濾池中部納米電氣石陶粒濾層承托層下方設(shè)有超聲波發(fā)生器，功率900W，頻率 40kHz，連續(xù)運(yùn)行方式工作;納米電氣石陶粒濾層的承托層下方設(shè)有盤式曝氣器，風(fēng)機(jī)的出 氣口與盤式曝氣器的進(jìn)氣口連接;
3)納米電氣石陶粒電絮凝微電解超聲波濾池出水進(jìn)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(jìn)入活性炭罐吸附殘余雜質(zhì)及色度，活性炭罐出水進(jìn)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(yán)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(rèn)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(shí)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(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重危害，因而必須對(duì)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(xué)方法進(jìn)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(duì)膠體廢水進(jìn)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(shí)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(jī)理與化學(xué)混凝法基本相同。同時(shí)，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(qiáng)，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(jī)物可能分解為低分子 有機(jī)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(jī)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(dòng)下上浮分離�？傊娔厶幚� 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(jìn)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(duì)水的電解作用和靜電場對(duì)帶電離子的吸附與中和作用處理有機(jī)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(xué)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(duì)水體pH值的影響[J]，環(huán)境科學(xué)，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(xué)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(duì)廢水中的 Cu2+、Pb2+、Zn2+進(jìn)行凈化處理。因?yàn)槿芤褐薪饘匐x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(duì)油田采 出廢水處理效果實(shí)驗(yàn)研究[J]，巖石礦物學(xué)雜志，2007，26(4):9-14)
在電化學(xué)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(jìn)而影響廢水處理的效 果，而電極電位值又同時(shí)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(gè)電極;在反應(yīng)器特定 位置加入隔膜而衍生出的改進(jìn)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(xué)學(xué)報(bào)，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(xué)報(bào)，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(diǎn)，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(shí)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(duì)三維電極體系電極點(diǎn)位的影響[J].天津大學(xué)學(xué)報(bào)，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(jìn)行分離，因而能耗和設(shè)備的運(yùn)行費(fèi)用低。(2)設(shè)備體積小、結(jié)構(gòu) 簡單，故投資費(fèi)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(huì)有任何雜質(zhì)脫落，保證透過液的純凈。(5) 可實(shí)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(jìn)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(jìn)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(jìn)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(xué)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(jìn)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(jìn)入活性炭罐吸附殘余雜質(zhì)及色度，活性炭罐出水進(jìn)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(xué)藥劑工藝的處理方法比較，本發(fā)明具有以下顯著優(yōu)點(diǎn)和技術(shù)效果：
1、不需要添加化學(xué)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(fèi)用，具有顯著經(jīng)濟(jì)效益。
3、脫硫廢水經(jīng)處理后可達(dá)到生活雜用水回用的標(biāo)準(zhǔn)，產(chǎn)水率高，實(shí)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(shí)間短，效率高，處理設(shè)備投入少，占地面積小。
5、可實(shí)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(hù)生態(tài)環(huán)境，為脫硫廢水 資源化解決了關(guān)鍵性問題。
