火力發(fā)電廠鍋爐酸洗廢水的處理研究

火力發(fā)電廠化學(xué)清洗廢液是新建鍋爐清洗和運行鍋爐周期清洗時排放的酸洗廢液，具有排放時間短、排放量大和廢液中污染物濃度高的特點。檸檬酸（C6H7O8）是一種低分子有機酸，用它作為化學(xué)清洗劑清洗鍋爐，清洗廢水中CODCr可達30000mg/L左右。近年來對于檸檬酸酸洗廢水的處理已經(jīng)產(chǎn)生了許多較為成熟的化學(xué)處理法和生物處理方法，其中化學(xué)法包括鍋爐焚燒法、粉煤灰吸附法、中和沉淀處理法、次氯酸鈉氧化法和曝氣氧化法等，生物法包括固定床連續(xù)流反應(yīng)器厭氧生物處理法、活性污泥法、厭氧消化法等。

垃圾填埋場封場數(shù)年后，垃圾中易降解物質(zhì)完全或接近完全降解，垃圾填埋場表面沉降量非常小，垃圾自然產(chǎn)生滲濾液和氣體產(chǎn)生量很少或不產(chǎn)生，垃圾填埋場達到穩(wěn)定化狀態(tài)即無害化狀態(tài)，此時的垃圾稱為礦化垃圾[7]。礦化垃圾容重較小,孔隙率大,有機質(zhì)含量高,陽離子交換容量CEC與吸附和交換能力強,含有種類繁多、生存和降解能力很強的微生物,是一種性能非常優(yōu)越的生物介質(zhì),可用來處理廢水。

本試驗采用化學(xué)法與生物法聯(lián)合對檸檬酸酸洗廢水進行處理。投加生石灰進行前處理，應(yīng)用礦化垃圾反應(yīng)床進行后處理。

1試驗部分

1.1試驗裝置

前處理試驗裝置為電磁攪拌器、曝氣器。后處理試驗裝置由進水裝置、布水器、反應(yīng)床體、多孔隔板、廢水桶、蠕動泵幾部分組成。

礦化垃圾反應(yīng)床直徑25cm，分為三級，有效高度210cm。礦化垃圾挖出后經(jīng)篩分，剔除其中顆粒較大的石子、碎玻璃、未完全降解的橡膠塑料以及木棒紙類等雜物后，作為反應(yīng)床的生物填料，填料粒徑不超過5mm，重量約100kg。填料底部孔板上裝填粒徑大約20mm的碎砂石，起到撐托填料及隔離填料、澄清出水及充氧的作用。裝置在級間設(shè)有專用取樣口，并配有專用取樣器。

1.2試驗用水

本試驗所用檸檬酸酸洗廢水為金山石化自備電廠鍋爐清洗廢水，CODCr平均為30000mg/L，氨氮平均為180mg/L，BOD5平均為14500mg/L。

1.3試驗方法

前處理階段：

將500mL檸檬酸廢水置于1L大燒杯中。添加濃度為160g/L的生石灰溶液進行反應(yīng)（此濃度下生石灰溶解較為完全），利用電磁攪拌器充分?jǐn)嚢�，同時曝氣，測定反應(yīng)后廢水CODCr值。

后處理階段：

(1)填料中生物馴化過程的進水采用經(jīng)生石灰前處理后的檸檬酸酸洗廢水同生活污水（采自河間路污水處理廠初沉池出水，該污水的各項指標(biāo)見表1）的混合廢水，檸檬酸酸洗廢水所占比例逐漸加大，馴化期間以CODCr作為馴化效果的指標(biāo)，馴化階段共持續(xù)16d。馴化期進水流量取1L/h，進水濕干比取1:3，即進水1h后落干3h每個周期為4h。

表1河間污水處理廠初沉池出水水質(zhì)

(2)反應(yīng)床進入穩(wěn)態(tài)運行時，測定室內(nèi)溫度、反應(yīng)床級數(shù)對廢水CODCr去除率的影響。

我國目前的工業(yè)廢液排放標(biāo)準(zhǔn)以CODCr指標(biāo)作為排放標(biāo)準(zhǔn)。因此，本次試驗研究以CODCr作為確定最佳處理條件的標(biāo)準(zhǔn)。

2試驗結(jié)果與討論

2.1生石灰投加量對CODCr去除率影響。

取六份500mL檸檬酸廢水置于1L大燒杯中，分別加入生石灰溶液，曝氣、攪拌2h結(jié)束后投加量為80mL、100mL、120mL的三個燒杯在1～2min內(nèi)即可有明顯分層，隨時間的增長底部沉淀物逐漸濃縮；而投加量較大的幾個燒杯分層較慢，投加量為180mL的燒杯內(nèi)在靜置12h后仍無明顯分層。

隨著生石灰投加量的增大CODCr去除率逐漸增大，但生石灰投加量增大至120mL后，CODCr去除率增大趨于平緩，不再有明顯提高。檸檬酸廢水中CODCr很高的原因是含有大量的檸檬酸，生石灰溶于廢水中產(chǎn)生的Ca2+與廢水中游離檸檬酸根離子有特殊親和力，會產(chǎn)生檸檬酸鈣。

生石灰投加量小時，Ca2+不足于結(jié)合所有的檸檬酸根離子，隨著生石灰投加量的增加，檸檬酸根離子逐漸減少至幾乎全部被去除，溶液中過剩的Ca2+對檸檬酸根離子去除影響不明顯，從而CODCr去除率呈現(xiàn)隨著生石灰投加量的增大先增大后平緩趨勢。

2.2攪拌時間對CODCr去除率的影響。

取500mL檸檬酸酸洗廢水4份，分別投加120mL生石灰溶液后，廢水攪拌時間與CODCr去除率的關(guān)系：攪拌0.5h后隨著時間的增長，廢水CODCr去除率沒有明顯的提高，甚至還會有所下降，這是因為由于網(wǎng)捕和卷掃的作用，廢水中形成了較多的絮體，絮體對于廢水中的有機物有吸附作用，如果攪拌時間太長，則會打碎較大的絮體而降低了吸附效用，CODCr去除率降低。可以認(rèn)為0.5h是燒杯試驗的最佳攪拌時間。

2.3溫度對對廢水CODCr的去除效果

室內(nèi)平均溫度為13℃時，經(jīng)過八天低溫條件下的運行，出水顏色明顯加深為淺黃色。

溫度降低后，礦化垃圾反應(yīng)床出水CODCr迅速降低，在4～5d后又進入穩(wěn)態(tài)運行狀態(tài)，此時出水CODCr不再有大的變化。這是由于溫度的降低導(dǎo)致礦化垃圾反應(yīng)床內(nèi)微生物活性大大降低，對于有機質(zhì)的需求量減少，從而使CODCr去除率明顯降低。但微生物逐漸適應(yīng)較低的溫度后，仍可以達到穩(wěn)態(tài)運行狀態(tài)。在13℃溫度條件下運行時礦化垃圾反應(yīng)床對CODCr的去除率平均比30℃條件下低14%，說明溫度對于礦化垃圾反應(yīng)床的處理效果影響較大。

2.4反應(yīng)床級數(shù)對廢水CODCr的去除效果

在30℃和13℃時、穩(wěn)態(tài)運行條件下各級出水CODCr情況如表2所示。

表2在30℃和13℃時各級出水CODCr(mg/L)表

在30℃條件下，反應(yīng)床達到穩(wěn)態(tài)運行狀態(tài)后，二級出水CODCr為154mg/L，難以達到排放要求，所以認(rèn)為本反應(yīng)床在處理檸檬酸酸洗廢水時，長度不可再減小，否則難以達到廢水處理要求。在13℃條件下，一級反應(yīng)床對廢水CODCr的去除效果較差，這是由于溫度較低而導(dǎo)致微生物活性較低，當(dāng)CODCr負荷太大時，不利于微生物對CODCr的去除，因此實際工程中在溫度較低的情況下應(yīng)適當(dāng)降低CODCr負荷。

2.5生石灰-礦化垃圾反應(yīng)床聯(lián)合工藝對檸檬酸酸洗廢水的處理效果

在每500mL酸洗廢水投加120mL濃度為160g/L的生石灰溶液、攪拌0.5h、室內(nèi)溫度為30℃、反應(yīng)床級數(shù)為3級的條件下，聯(lián)合工藝對酸洗廢水的處理效果見表3。

表3生石灰-礦化垃圾反應(yīng)床對酸洗廢水的處理效果

3結(jié)論

(1)前處理過程用500mL檸檬酸廢水進行燒杯試驗,生石灰采用濕式投加法，溶液濃度為160g/L，投加量為120mL，攪拌0.5h可以達到最佳CODCr去除率。

(2)溫度對礦化垃圾反應(yīng)床處理效果影響明顯，平均氣溫從30℃降至13℃后，礦化垃圾反應(yīng)床對CODCr的去除率平均降低14%。

(3)通過分級試驗，各級對廢水的處理效果無明顯差別，且反應(yīng)器高度不可再變小，否則難以達到處理效果，本實驗反應(yīng)床級數(shù)為3級。

(4)在最佳試驗條件下，采用生石灰-礦化垃圾反應(yīng)床聯(lián)合工藝對檸檬酸酸洗廢水進行處理，CODCr、BOD5、NH3-N分別從30000mg/L、14500mg/L、180mg/L降至40mg/L、20mg/L、35mg/L，總?cè)コ�率可達到99.9%、99.9%、80.6%。

(5)礦化垃圾反應(yīng)床裝置采用的填料為礦化垃圾，體現(xiàn)了“以廢治廢”的思想。因此對該處理工藝進行進一步研究后，可推廣應(yīng)用于火力發(fā)電廠酸洗廢水的處理。來源：谷騰水網(wǎng)