當前，火力發電廠生產運行過程中產生大量的含煤廢水，其主要來源于煤場噴淋防塵產生的滲漏水、輸煤棧橋沖洗產生的沖洗廢水、煤場雨水及輸煤系統除塵排水。

含煤廢水中顆粒物的體積質量一般為2.3g/cm3，經過預沉池的預沉淀后，大顆粒的煤粉顆粒物均能沉淀下來，剩余的煤粉顆粒懸浮物其顆粒的直徑都在0.1mm以下，根據燃料品種、來源不同、含煤廢水的水量變化以及預沉池的沉淀效果不同，一般電廠含煤廢水初沉后的懸浮物質量濃度在2000～5000mg/L。

含煤廢水的主要特點是濁度、色度都比較高；導致濁度和色度大幅度升高的主要原因是廢水中的高濃度的懸浮物，在含煤廢水的處理系統中，處理工藝選擇的關鍵是針對其主要污染因子懸浮物和色度的去除，設計的處理工藝將保證對懸浮物具有穩定的、很高的去除效率，保證出水懸浮物質量濃度為10～20mg/L，滿足達標排放及回用的要求。

目前電廠采用的處理工藝主要有加藥混凝+膜處理工藝、高效微孔陶瓷過濾工藝、混凝+斜板沉淀+過濾和電子絮凝+離心沉淀+過濾工藝。

1、工程簡介

目前該電廠含煤廢水主要來自輸煤系統除塵、沖洗水、煤場含煤雨水等。含煤廢水處理系統采用加藥絮凝和膜式過濾技術對含煤廢水進行處理，處理后進行回用。其主要流程見圖1。

含煤廢水收集至沉煤池，經預處理沉淀后，自連通口流至曝氣池，在池內進行氧化（曝氣/攪拌），同時加藥（凝聚劑、次氯酸鈉及加堿）調節pH值，然后經含煤廢水提升泵送至膜式過濾器過濾。處理后的清水自膜式過濾器上部自流至清水池。

目前，根據實際運行狀況，現有含煤廢水處理系統存在2個主要問題：

1）煤水處理過程中絮凝攪拌采用曝氣攪拌，曝氣攪拌導致絮體破碎，膜式過濾器無法攔截，影響出水水質。

2）膜式過濾器采用的是若干膨化聚四氟乙烯材料濾芯，水質較差時易堵塞，影響處理效果，且濾芯消耗量大，更換頻率高，運行、維護費用高。

目前僅通過該系統處理后的水質達不到回用要求，同時多余大量含煤廢水通過溢水管外排至贛江支流，因水質無法滿足外排的環保要求，造成排口水體污染。隨著國家、省、市環保節能減排要求越來越嚴，監管力度不斷加大，2015年1月1日起新環保法的實施，為了真正實現廢水排放滿足國家相關標準。因此電廠決定對含煤廢水系統進行改造。

2、不同工藝對比分析

目前電廠采用的是加藥混凝+膜處理工藝系統，根據電廠運行情況，該套處理設備運行很不穩定，處理效果也不好，且設備故障率高；高效微孔陶瓷過濾工藝對懸浮物的去除率較高，但對色度去除效果較差；所以在處理電廠含煤廢水的工藝選擇上，混凝+斜板沉淀+過濾和電子絮凝+離心沉淀+過濾2種工藝使用較為廣泛，下文對這兩種處理工藝進行較為詳細介紹，同時對高效微孔陶瓷過濾工藝作簡要介紹，并對這3種不同含煤廢水處理工藝進行技術經濟比較。

2.1 混凝+斜板沉淀+過濾工藝

混凝+斜板沉淀+過濾工藝流程圖見圖2。廠區及煤場煤塵水通過煤水管道進入含煤廢水調節池，含煤廢水通過煤水提升水泵提升進入一體化煤水分離裝置，含煤廢水在該設備內混凝、沉淀及過濾，進行煤、水分離。

該工藝主要存在問題有：

1）加藥反應沉淀工藝需添加藥劑，如果系統長時間停滯，配制的藥劑易失效，絮凝效果變差，過濾濾料容易板結，系統再次恢復運行過濾效果變差。

2）加藥絮凝要達到較好的絮凝效果必須要準確的計算加藥量，加藥量過少或過多都會降低絮凝效果。且火力發電廠輸煤系統沖洗水不是連續的，含煤廢水中的水質指標（TSS、pH值、水量、水溫等）是不斷變化的。根據水質的變化要重新計算加藥量，這在現場管理中難以實現，現場調試時確定的最優參數會隨著運行時間和處理水量發生變化，運行工人的水平還達不到調試人員的要求。

3）系統自動化程度低，需要進行人工維護清理，使用起來相對比較麻煩。

4）每年需投入一定的藥劑費用，長期使用下來，也是一筆不小的開支。

5）化學品的絮凝工藝需要額外加入其他化學物品，化學絮凝添加劑使水中的離子增加，改變了原有水中的物質含量，會引起二次污染。

2.2 電子絮凝+離心沉淀+過濾工藝

電子絮凝工藝近幾年已經逐步推廣并成為主流技術。隨著環保要求的不斷加大，各電廠對含煤廢水的處理越來越重視，不少電廠對含煤廢水處理系統進行了相應技術升級或改造。

電子絮凝含煤廢水處理系統主要包括：電子絮凝器、離心澄清反應器、多介質過濾器、PLC控制系統等。主要工藝流程見圖3。

電子絮凝器：電子絮凝反應原理是以特殊電極板通電后產生電場，細小帶電顆粒、膠體、大分子的蛋白質，病毒粒子，細胞等在電場的作用下進行定向運動，碰撞，壓縮雙電子層脫穩，導致雙電層壓縮脫穩、絮凝，形成的絮體可以吸附細小的膠體等物質形成大顆粒加速沉淀。

離心澄清反應器：為了避免當被絮凝的顆粒在脫離電子絮凝環境后有可能在水中重新被充電。必須使顆粒在絮凝過程結束后快速沉降下來，配置快速沉降裝置，離心澄清反應器。離心澄清器沉淀底部污泥排入沉煤池定期回收。

多介質過濾器：通過配備一組套高效過濾器，根據用戶實際的來水水質情況，來配置單個過濾器內各種介質，以到達或高于實際的出水水質要求。同時，該系統具有本源自動反沖洗功能，利用較小的流量就能夠進行反沖洗。

該工藝主要優缺點：

1）與引進推廣初期相比，隨著市場占有率的逐年提升以及核心部件的國產化，該技術投資成本下降明顯，運行成本也低。

2）系統運行穩定可靠，適用懸浮物范圍廣（可在100～10000mg/L范圍變化）。

3）過濾裝置本源反洗，無需設置反沖洗泵，系統能耗低。

4）設備裝置化，占地面積小。

5）自動化控制，維護方便。

6）對環境友好，無需添加藥劑，無化學污泥二次污染，煤泥直接回收，而傳統化學絮凝工藝化學污泥必須按危廢進行處置，污泥處置費用較高。

2.3 高效微孔陶瓷過濾工藝

高效微孔陶瓷過濾是在初次沉淀池的基礎上增加微孔陶瓷過濾段。主要工藝流程見圖4。

含煤廢水收集至沉煤池，先進入沉淀池，經預處理沉淀后，通過溢流口溢流至微孔陶瓷濾池，微孔陶瓷濾池分為2格，分別為集煤坑、過濾區，含煤廢水進入濾池后先通過集煤坑，大顆粒煤粒沉降在集煤坑內，細小顆粒通過陶瓷過濾沉淀，微孔陶瓷過濾板一順一丁錯位砌成，過濾器砌好后，沿集水溝向集煤坑用水泥倒成坡，向集煤坑傾斜，沉淀下來的煤渣滑入集煤坑內，在集煤坑內設泥漿泵1臺，將坑內污泥打入沉淀池中；濾池運行后，清水經過濾器各向表面滲入過濾器內部空腔內，沿集水溝匯入清水池。

2.4 3種處理工藝的技術經濟比較

混凝+斜板沉淀+過濾、電子絮凝+離心沉淀+過濾以及高效微孔陶瓷過濾這3種不同含煤廢水處理工藝的經濟技術比較見表1。

通過上述技術和經濟對比，電子絮凝工藝投資成本低，運行穩定、能耗低、運行維護成本低，具有較高的環境效益與經濟效益，且電子絮凝工藝不需要加藥，不會產生二次污染。高效微孔陶瓷過濾工藝年總費用雖然比電子絮凝工藝略高，但對原有煤水調節池改動大，施工難度偏大，而且根據安裝該工藝的電廠運行情況，該工藝運行不穩定，對色度去除效果較差，滿足不了回用及外排的環保要求，且該工藝自動化程度低，清洗、文明生產極差�；炷�+斜板沉淀+過濾工藝年總費用比電子絮凝工藝高很多，而且后期運行需每年投入一定的藥劑，會引起二次污染，且藥劑易失效，絮凝效果差，過濾濾料容易板結，重復加藥導致運行費用較高，運行過程中系統自動化程度低，需增加大量人工運行維護成本。

3、結論

隨著國家、省、市環保節能減排要求越來越嚴，監管力度不斷加大，以及人民對環保意識的增強。電廠對煤水處理的要求越來越嚴，因此選擇最優的處理工藝尤為重要。

目前該電廠采用的加藥絮凝和膜式過濾技術對含煤廢水進行處理已無法滿足外排環保及回用要求。通過對上述不同處理工藝的對比分析研究，推薦該電廠煤水處理采用電子絮凝工藝。電子絮凝工藝具有投資成本低，運行穩定、能耗低、運行維護成本低，且處理后的水質能夠滿足國家污水排放標準及廢水回用標準，具有較高的環境效益與經濟效益。（來源：江西省電力設計院，南鋼學校，國家電投集團江西電力有限公司分宜電廠）