林栋柱 LIN Dong-zhu
（大唐辽源发电厂，辽源 136200）
（Datang Liaoyuan Power Plants，Liaoyuan 136200，China）
摘要： 随着国内火电厂大机组的不断新建，输煤栈桥的冲洗水量也随之增大，总体排水水质浓度增高。采用传统的含煤废水沉淀池处理装置，沉淀效果差，排放严重超标。采用GGJ高效污水净化器技术将直流混凝、临界絮凝、离心分离、动态过滤、污泥浓缩工艺技术有机组合集成为一体，在同一罐体内快速完成对高浓度含煤废水的多级净化，使水质达到排放或回收利用要求，对火电厂实现节能减排、提高经济效益有着重要意义。
Abstract： With the constant construction of the large capacity generator unit in domestic thermal power plant， the volume of flushing water of coal transporting trestle also increases， and the water concentration of total drainage increases. The precipitation effect of traditional processing device of coal contained wastewater sedimentation tank is poor and the discharge badly exceeds bid. GGJ high efficiency wastewater purifier technology interlaces the technologies of dc coagulation， critical flocculation， centrifugal separation， dynamic filtering， sludge enrichment as a whole. It quickly completes the multi-stage purification of coal contained wastewater to make the water quality meets the requirements of discharge or recycling. That has important significance to achieve the energy conservation and emissions reduction and improve the economic benefit of thermal power plant.
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关键词 ： GGJ高效污水净化器；高浓度含煤废水；含煤废水处理；回收利用；投药装置改造
Key words： GGJ high efficiency wastewater purifier；high concentration coal contained wastewater；treatment of coal contained wastewater；recycle；dosing equipment reforming
中图分类号：X773 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2015）19-0093-03
作者简介：林栋柱（1966-），男，朝鲜族，吉林安图人，大唐辽源发电厂燃运分场主任兼党支部书记，助理工程师，研究方向为火力发电厂输煤系统优化运行与维护。
0 引言
大唐辽源热电厂2×330MW级供热机组扩建工程所用燃煤主要为霍林河地区的褐煤及混煤，在燃料分场配备一套含煤废水处理系统，主要处理来自输煤栈桥、煤仓层等部位的冲洗排水。该系统由煤水沉淀池、废水提升泵、加药装置、GGJ高效污水净化器、反冲洗水泵、清水泵等设备，以及电气控制柜及程控系统组成。系统设计处理能力为2×30m3/h。
在2010年含煤废水处理系统经过安装和调试正式投入运行后，按照设备说明书以及工艺流程运行的过程中，多次出现了废水经GGJ高效污水净化器处理的清水达不到标准的现象，说明煤种的变化、废水的温度、废水的pH值、絮凝剂和助凝剂品种和用量以及投药方式对处理效果产生了影响，而GGJ高效污水净化器设备说明书和工艺流程中对以上方面会产生的问题未见研究。本文通过多次对现场实际数据的变化和测量，提出了投药装置的改造方案以及更改絮凝剂品种的方式，为电厂含煤废水处理提供了依据。
1 GGJ高效污水净化器的工作原理
GGJ高效污水净化器是物理反应与化学反应综合作用的一体化钢制组合设备，是集直流混凝、临界絮凝、离心分离、动态过滤及污泥浓缩沉淀技术于一体的综合处理技术，能够在短时间内（25～30min）在同一罐体中完成废水的快速多级净化。该设备SS去除率高达99.9%，COD去除率基本在40%～70%之间。净化器上中部为圆柱体，下部为锥体，废水进入净化器后，从最底层为污泥浓缩区依次经过混凝区、离心分离区、动态过滤区、清水区的处理，最终成为合格的净化水。
直流混凝和临界絮凝技术取代了混凝反应池，在泵前及泵后投加絮凝和助凝药剂，利用泵、管道、水流完成药剂的水解、混合、压缩双电层，吸附中和作用后高速沿切线方向进入罐体快速完成吸附架桥，絮凝形成矾花。
离心分离是利用废水沿切线方向进入罐体产生高速旋流、产生离心力，在离心力的作用下废水中形成的悬浮颗粒及矾花被甩向器壁，并随下旋流及自身重力作用沿罐内壁下滑进入锥形污泥浓缩区，废水螺旋下滑到一定程度后逐步向中心靠拢，形成向上旋流。这股旋流已接近清水的水质特点，其流向通常设置在上层动态过滤区。在离心分离区一般粒径大于20μm的悬浮颗粒（矾花）被固液分离至污泥浓缩区。废水经离心分离进入动态过滤区再次完成吸附作用；过滤区采用表面吸附的悬浮滤料，表面积大、吸附能力强，可截留5μm以上的粒径的悬浮物。在动态状态下过滤，因此滤料不易堵塞，吸附的颗粒物易脱落又下沉至离心分离区，因此滤料反洗频率通常是15~30天/次，反冲洗后经过多级固液分离及净化才将废水排出。
离心分离和过滤脱落的悬浮颗粒受离心力和重力牵引进入污泥浓缩区，在锥形泥斗区中上部经聚合力的作用下，污泥颗粒群体被整合成一整体，各自保持相对不变位置同时下沉。泥斗区中下部SS分布较集中，颗粒间将缝隙中液体挤出界面，固体颗粒被浓缩压密后从锥体底部排出，一般污泥含水率都超不过90%，与传统工法相比，其排污量远未达到传统工艺排污量的1/6。
2 工艺流程、主要构筑物及设备
2.1 含煤废水处理系统流程 输煤系统冲洗排污水首先在处理站内的煤水沉淀池内进行初步沉淀，沉淀池出水（pH=7.0～8.5，SS含量≤5000mg/L）。经煤水净化设备进一步处理后，净化出水（pH=7.0～8.5，SS含量≤20mg/L）排至清水池，作为输煤系统的冲洗水往复使用。沉淀池内煤泥采用抓斗清理，外运至煤场。
2.2 典型工艺流程
典型工艺流程如图1所示。
2.3 工艺流程说明
含煤废水通过各转运站污水泵收集进入预沉淀调节池，调节池池顶设有污水提升泵，通过泵出口母管上的管道混合器含煤废水与混凝剂及助凝剂充分混合，进入高效净化器进行处理。
高效净水器内通过水力作用及化学、物理絮凝作用，原水及药剂进行混凝反应产生凝聚体，部分凝聚体实现离心分离。凝聚体再经过重力分离、滤层过滤、污泥浓缩等作用，净化后的清水从高效净水器顶端排出，浓缩后的污泥从底部定时排出。
废水经过高效净化器处理后清水进入与废水调节池相邻的清水池，达到回用水标准的清水用清水泵送至输煤冲洗水系统往复使用。
高效净水器经过一段时间运行，需开启反冲洗水泵进行反洗操作。反冲洗水源取自清水池，清水回用泵可兼作反冲洗水泵，亦可安装单独的反冲洗泵。反冲洗排水排入煤泥沉淀池最前端。池底的沉煤泥定期由运煤专业抓斗起重机清卸后运至煤场回收。
设备反冲洗结束后，即可再投入正常的处理流程。
3 工艺流程的优化改造
在2011年4月含煤废水系统正式投入运行后，按照系统工艺要求采用了聚合氯化铝5%溶液作为混凝剂对含煤废水进行混凝，助凝剂采用0.2%聚丙烯酰胺溶液作为进一步絮凝，来提高治水效果。
3.1 含煤废水处理站典型系统图
图2为含煤废水处理站典型系统图（改造前）。
在实际运行中，发现治水效果没有达到理想状态，虽然污水中的悬浮物质基本沉淀滤出，但出水水质中还含有大量的颗粒粒径在1~100nm的胶体物质没有絮凝形成矾花，造成水质浑浊，SS含量≥1700mg/L。
为了找出治水效果差的根本原因，逐项对水体温度、水体PH值、絮凝剂的性质和结构、絮凝剂投加量、水力条件进行逐项排查，并对原水进行了小试。结果发现，在原水中首先投入聚丙烯酰胺经搅拌1分钟再投入聚合氯化铝的效果比原设计先投聚合氯化铝后投入聚丙烯酰胺的效果明显好转，而且在两种药剂的投入时间上必须有一定的时间差，来保证聚丙烯酰胺与原水的充分混合。因此，2011年6月在原系统的基础上，对加药混合器进行了改造。
3.2 含煤废水处理站典型系统图
图3为含煤废水处理站典型系统图改造后。
经加药装置改造优化后，净化器治水效果有了明显改善，净化出水的SS含量≤200mg/L。但是距离GGJ高效污水净化器的设计效果还有很大差距。经过再次对比、分析、试验，综合药品性能和水力流速、流量条件，得出结论，聚合氯化铝虽然在对原水处理时具有一定的混凝作用，但在水力条件改变时，絮凝和沉降速度过慢，满足不了系统能力，导致净化效果差。因此从2011年8月份开始混凝剂改为聚合硫酸铁，与铝盐相比，聚合硫酸铁絮凝速度更快，形成的矾花大，沉降速度也更快。另外，它还具有脱色、除重金属离子、降低水中COD、BOD浓度的作用。
4 运行和试验过程中的结果对比
运行和试验过程中的结果对比如表1所示。
综合上述加药系统优化改造和混凝剂的改变，目前含煤废水处理站的含煤废水的净化、回收、利用水质完全满足了输煤栈桥现场冲地水的标准要求，每年可节约原水14万吨，达到了节能减排和提高经济效益的目的。
5 总结
GGJ高效污水净化器用于火电厂含煤废水处理回用效果好，设备运行安全、稳定、可靠、操作简便、滤料使用时间长、反冲洗周期达0.5～1个月一次，运行成本较低，具有显著的节水、节能及环境、社会、经济效益，和传统的处理工艺相比具有较大的技术优势。设备安装使用后，应根据现场条件和含煤废水水质特性，需要相应改变混凝剂的投药方式以及混凝剂的品种，来不断提高净化效果，满足生产现场需要，达到环保和提高效益的要求。
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参考文献：
[1]GGJ高效污水净化器使用说明书.
[2]高浊度水絮凝投药控制[M].大连理工大学出版社，1997.
[3]张丽娟.浅谈水处理的混凝方法与混凝剂[D].
[4]汪宝飞.电厂灰渣水处理新技术[M].