火电厂脱硫废水预处理工艺优化及管式微滤膜实验研究

火电厂膜硫废71(予m处理工艺优化及管式微滤膜实验研夯刘亚鹏·，王金磊2，陈景43，毛进，，王璨1(1．西安热工研究院有限公司，陕西西安710032；2．西安科技大学材料科学与S-程学院，陕西西安710054；3．华能国际电力股份有限公司，北京100031)摘要：针对脱硫废水的水质特点，在系统考察4种脱硫废水预处理工艺(CaSO。晶种法、聆一66药剂法、Ca(OH)：+NazCO，联合工艺、NaOH+Na2CO，联合工艺)的基础上，探索了预处理后脱硫废水在管式膜错流微滤过程中悬浮物颗粒粒径的变化规律及其对产水水质的影响。研究结果表明：NaOH+Na2CO，联合工艺为最佳的脱硫废水预处理工艺，该工艺对脱硫废水中的Ca2+、M矿及全硅具有优异的去除效果；在所设计的试验条件下．悬浮物颗粒的平均粒径从14．5Ixm降至5．1p,m．微滤产水通量及出水水质均较为稳定，微滤产水经进一步脱盐后可以回用。研究成果为电厂脱硫废水深度处理奠定了基础。关键词：电厂；脱硫废水；预处理；粒径分布；错流微滤；软化中图分类号：X77；TM621．8文献标志码：ADOI：10．11930／j．issn．1004—9649．2016．02．153．060引言石灰石一石膏湿法烟气脱硫(FGD)技术在中国燃煤电厂广泛采用。烟气脱硫过程中，为了维持脱硫装置浆液循环系统物质的平衡．通常需要从系统中排放一定量的废水。该部分废水主要由大量过饱和的亚硫酸盐、硫酸盐、悬浮物以及微量重金属组成．必须经过适当的处理才能排放或回收利用【11．传统脱硫废水处理方法主要是化学沉淀一混凝澄清工艺12】．虽然该工艺可以有效降低水中的悬浮物及重金属含量．但是处理效果不稳定，容易受到水质波动、温度等因素的影响。而微滤技术由于在固液分离中的高效和良好稳定性．近年来受到了越来越多的关注13-5]。文献f61开展了化学沉淀一中空纤维微滤膜工艺处理脱硫废水的研究．结果表明该工艺处理效果良好并且具有很强的抗冲击负荷能力。随着中国环境问题的151益凸显和国家环境排放标准的日趋严格．火力发电厂脱硫废水的深度处理及回用将越来越受到重视。管式微滤膜采用内压错流式过滤．膜管内料液流速可达每秒数米．可用于高固体含量废水的处理，并且无需投加高分子絮凝剂，设备占地面积小、自动化程度高．因而在脱硫废水深度处理领域具有一定的技术优势。由于脱硫废水水质复杂，在使用微滤技术时选用适当的预处理技术显得尤为重要。关于微滤预处理的研究很多，文献『71针对地表水特点，利用铝电絮凝技术作为预处理工艺．大幅提高了微滤处理时的膜通量：文献[81详细研究了絮凝吸附等预处理技术对错流微滤临界通量的影响；文献『91对颗粒活性炭(GAC)吸附及聚合氯化铝(PAC)混凝2种预处理方式对微滤处理城市污水的作用进行了对比．发现适当的预处理工艺不仅有效降低了膜污染程度．同时对水中污染物的去除也有很大影响。然而．专门针对脱硫废水管式微滤前预处理工艺的研究较少．并且预处理后脱硫废水在微滤膜运行过程中的悬浮物粒径变化规律及其对管式微滤膜工艺的影响尚不明确。本研究针对脱硫废水的水质特点．较为系统地考察、对比了脱硫废水4种预处理工艺．在此基础上利用(NaOH+Na2C0、)联合工艺预处理后的脱硫废水开展了全循环微滤试验研究．探究了预处理后脱硫废水在管式膜错流微滤运行过程中悬浮物颗粒粒径及其分布的变化规律．以及粒径变化对出水水质的影响。收稿日期：2015．03-23基金项目：华能国际电力股份有限公司科学技术项目(HNKJl4-G27)作者简介：刘亚鹏(1986一)，男，河北石家庄人，硕士，从事电站水处理技术研究。E—mail：liuyapeng@tpri．tom．ca万方数据中国电力第49卷1试验材料与方法1．1试验用水试验用水为华能铜川电厂脱硫系统排放的脱硫废水．其主要水质指标分析结果如表1所示。表1铜川电厂脱硫废水主要水质指标分析结果Table1ThemainwaterqualityjndexesofFGDwastewaterfromTongchuanPowerPlant项目数值DH值电导率，(斗S·cm。)总溶解固形物／(g·L。1)Cal+／mmol·L‘。)M927(mmol·L。)Cl-／(mg·L一‘)S04>／(mg·L-‘)全硅／(mg·L-1)总有机碳(TOC)／(mg·L-11由表1结果可见．铜川电厂脱硫废水呈弱酸性．含盐量很高．并含有较多的钙镁离子、硫酸根离子、氯离子和硅等，因而必须经过适当的处理才能实现达标排放或者作为生产用水回用。1．2主要试剂和仪器试剂：盐酸、氨水、氢氧化钙、氢氧化钠、无水碳酸钠、草酸、二氧化硅、氢氟酸、钼酸铵、三氯化铝、二水合硫酸钙等，均为分析纯；FS一66药剂由某环保物资有限责任公司提供。仪器：SG23型便携式pH／电