专利名称：煤灰废水处理方法
技术领域：
本发明涉及以煤为燃料的发电厂污水处理，更具体地指一种煤灰废水处理方法。
背景技术：
众所周知，水资源短缺和外排废水的污染现已成为世界性问题，且已引起全人类的重视。尽管我国在水污染防治方面做了许多工作，有关水的法律、法规相继颁布执行，但我国水污染问题仍比较严重。据初步统计，全国约有70％的废水未经处理而直接排放至江、河、湖、海，使一些水资源受到严重污染，以致丧失了应有的使用价值，导致可利用的水资源减少。
在发达国家的发电厂水务管理过程中，对电厂的水系统都按水的循序使用、循环使用和处理后再利用的原则考虑，以减少总工业用水量和外排废水量，有的甚至达到废水“零排放”。
矿石燃料发电厂是用水大户，从经济运行和保护环境出发，节约用水和减少外排废水都显得十分必要和重要。
以燃煤电厂为例，仅就对输煤栈桥系统建筑物的清扫冲洗用水(下称冲煤废水)是悬浮物含量高达30000mg/L及以上的煤灰废水，为防止此含有大量煤尘粒的冲煤废水污染环境和便于回收细煤屑。目前电厂对冲煤废水处理工艺均使用设置煤泥沉淀池。采用传统的二级沉淀处理工艺，使经处理后的“清液”通过自溢排放至下水道。
但由于冲煤废水中含有大量非常细小的悬浮颗粒(煤屑)，虽经24小时～48小时沉降分离而排水的悬浮物含量一般仍在3000～4000mg/L，有时甚至更高，极大的超出了国家和上海市规定的排放标准。若采用常规的絮凝—澄清或絮凝—澄清—过滤等工艺却因占地面积大，技术上可行性差及存在二次污染和无法回收细煤屑而被否定。
这就是我国无废水集中处理系统的燃煤电厂煤泥沉淀池排水普遍存在而又迫切需要解决的课题。
发明内容
针对上述无废水集中处理系统的燃煤电厂对煤灰废水处理方法存在的问题，本发明提出一种全新的煤灰废水处理方法。
为了解决上述问题，本发明的煤灰废水处理方法包括以下步骤；a，将冲煤废水汇集于煤泥池中进行初步沉淀；b，将经初步沉淀后的废水送入中和曝气池中；c，于中和曝气池中先投入浓度为5-15％的废硫酸对中和曝气池中的废水进行酸化处理；d，再用碱性电石渣液投入中和曝气池中进行中和曝气处理；e，向曝气池中投入浓度为10％的次氯酸钠进行杀菌处理；f，再次过滤后排放。
所述的步骤c中，使曝气池中经酸化处理后的废水的PH值控制在2.5±0.5；所述的步骤d中，在对曝气池中的废水进行中和曝气处理中；使其中和后的废水的PH值为7-9。所述的步骤e中，在对曝气池中的废水进行杀菌处理时，按次氯酸钠与曝气池中的废水之比为1比1000的比例投入。
在进行酸化处理时，对曝气池中的废水进行搅拌，使其反应时间控制在10-15分钟；在进行中和处理时，对曝气池中的废水继续搅拌，使其反应时间控制在5-15分钟；在进行杀菌处理时，对曝气池中的废水再继续搅拌，使其反应时间控制在约半小时。
所述的步骤f中，在过滤时，将废水提升到膜式过滤器中采用膜式过滤的方式进行过滤。
所述的膜式过滤的过程依次为过滤器进液、废水过滤、过滤器进行反冲洗、滤饼沉降、过滤器运行循环、排渣。
经过本发明上述的废水处理方法后，将冲煤废水中的悬浮物去除率达99.7％，有机物去除率达99.5％；所排出的废水中，悬浮物平均值仅为25mg/L，有机物平均值仅为79.5mg/L，PH值平均为7.7左右，其指标均达到或低于国家和上海市的现行排放标准。该处理方法不但解决了燃煤发电厂煤泥废水的达标排放问题，还能实现排水再利用的目的，节省了电厂工业水的用量；在整个废水处理过程中因地制宜达到了“以废治废”的综合治理目的
图1为依据本发明方法所采用处理系统示意图。
具体实施例方式
本发明的煤灰废水处理方法包括以下步骤；a，将冲煤废水汇集于煤泥池中进行初步沉淀；b，将经初步沉淀后的废水送入中和曝气池中；c，于中和曝气池中先投入浓度为5-15％的废硫酸对中和曝气池中的废水进行酸化处理d，再用碱性电石渣液投入中和曝气池中进行中和曝气处理；e，向曝气池中投入浓度为10％的次氯酸钠进行杀菌处理；f，再次过滤后排放。
所述的步骤c中，使曝气池中经酸化处理后的废水的PH值控制在2.5±0.5；所述的步骤d中，在对曝气池中的废水进行中和曝气处理中；使其中和后的废水的PH值为7-9。
所述的步骤e中，在对曝气池中的废水进行杀菌处理时，按次氯酸钠与曝气池中的废水之比为1比1000的比例投入。
在进行酸化处理时，对曝气池中的废水进行搅拌，使其反应时间控制在10-15分钟；在进行中和处理时，对曝气池中的废水继续搅拌，使其反应时间控制在5-15分钟；在进行杀菌处理时，对曝气池中的废水再继续搅拌，使其反应时间控制在约半小时。
所述的步骤f中，在过滤时，将废水提升到膜式过滤器中采用膜式过滤的方式进行过滤。
所述的膜式过滤的过程依次为过滤器进液、废水过滤、过滤器进行反冲洗、滤饼沉降、过滤器运行循环、排渣。
实施例请结合图1所示，输煤系统将冲煤废水(冲洗水)经排水明沟汇集于专设的煤泥池中，先经预沉池3截留较大颗粒的煤屑，以防止卡煞提升水泵。经初步沉淀后，大量含有细小颗粒的冲煤废水进入中和曝气池4中，当达到一定高水位时，专设的磁翻柱液位计发出报警信号，人工配药、投药、压缩空气进行搅拌。于中和曝气池4中先投入10％浓度的废硫酸，(本发明的实验中采用上钢五厂酸洗钢板排出的废酸)，因废酸中含有大量铁离子，以达到“絮凝”效果，一般加药终点以控制池水PH值达2.5(在中和曝气池设有带超声波清洗装置的沉入式PH发送器和PH表)搅拌反应10分钟。然后由电石渣池1投入碱性电石渣液到中和曝气池4中，以中和酸性池水，一般控制池水PH为8.5，继续搅拌10分钟，整个过程的曝气量控制范围为8～10L/s·m2。最后按1/1000的比例投入10％的NaClO(相当于池水游离氯约为0.8～1.3mg/L)，再经约半小时的搅拌，人工开启提升水泵5将经“絮凝、中和、有机物分解杀菌”处理后的冲煤废水送入膜式过滤器进行过滤处理。当中和曝气池4达到低液位时，液位计发出信号报警。低于低液位时，液位计发出信号，自动停运提升水泵，同时过滤器亦自动停运。图1中标号2为罗茨风机，其作用是向中和曝气池4和电石渣池1提供气源。
膜式过滤时，提升水泵5将冲煤废水送入膜式过滤器，废水中大量固体颗粒被阻隔在滤袋的膜表面形成滤饼，当滤饼达到一定厚度阻力增大而影响过滤速度时，过滤器自动进入反冲洗状态。此时，滤饼迅速脱离膜表面沉降到过滤器锥形底部。当锥形底中的沉渣积累到一定量时，锥形底部排渣阀门自动开启，将沉渣(滤饼)排至渣斗6，送至贮煤场。
在过滤时，由于微过滤膜的颗粒容纳量小，过滤器的运行周期不可能很长，一般在初期调试阶段设定值为200s，正常运行阶段其设定值在300s～500s之间。
当滤元上滤饼达到一定厚度，压差△P达到一定值时，自动进入反冲洗。反冲洗结束取决于2个数值，一是过滤器上室清水区液位；第二是设定的最大反冲洗历时。
当过滤器运行周期达到4个周期时，则底部排渣阀自动开启，向外排渣。过滤器进入下一个循环即达到4个运行周期再次向外排渣。
过滤器的整个过滤、反冲、排渣过程全部采用计算机自动控制。过滤器设有专用的控制器，其上有计时显示、错误信息显示、设定值调整键以及有关操作键供人工操作。
表1和表2列出了上述实施例中，煤灰废水处理在实际运行中的2次典型的测试结果表1
注1.实测值栏中的数值均为平均值；2.测试单位上海杨树浦区环境监测站；3.周期过滤时间为500Sec。
表2膜式过滤器出水水质进水水质为CODcr(2h)＝6869.0mg/L；SS＝3500NTU
注1.COD测试方式参照《中华人民共和国电力工业水、汽试验方法规程》。
2.周期过滤时间为300s、取样品①#30s、②#90s、③#150s、④#210s、⑤270#s。
3.测试单位上海电力股份有限公司杨树浦发电厂运行部。
上述实验表明利用本发明方法所取得了悬浮物去除率达99.7％，有机物去除率达99.5％的结果。废水处理系统出水悬浮物平均值为25mg/L，有机物平均值(以CODcr表示)为79.5mg/L，PH值平均为7.7左右。以上三项指标均达到或低于国家和上海市的现行排放标准。
膜式过滤中，其过滤器由于采用多孔亲水性聚四氟乙烯(PTFE)滤膜，具有化学性质稳定、摩擦系数低、耐温、耐老化。滤膜孔径范围一般在0.1～10μm根据废水悬浮物颗粒大小、分配率和性质决定。利用微滤膜进行表面过滤，使液体中的悬浮颗粒全部收集在滤膜的表面，是目前较有效的固液分离设备。
煤灰废水处理方法的使用不但解决了燃煤发电厂煤泥废水的达标排放问题，还能实现排水再利用的目的，节省了电厂工业水的用量。在整个废水处理过程中因地制宜，消耗的药品以其他工业废料(废硫酸和电石渣)为主，达到了“以废治废”的综合治理目的，过滤器排出的废渣(含有大量细煤粒)可回炉燃烧，整个处理工艺流程无二次污染。可在燃煤电厂推广应用，具有一定的经济和环保效益。
膜式过滤器中，采用低压、高流通量过滤达到一次净化，且具有操作温度范围广、耗电低、噪声小、占地省、易清污、便于自动控制等优点。
经过近四个月的调试和实际运行资料证明，本发明的煤灰废水处理方法以及依方法所建的处理系统在处理上海市杨树浦发电厂输煤系统中的冲煤废水方面的应用是成功的，有理由相信，煤灰废水处理方法在处理发电厂煤场雨水排水系统的含煤废水方面也会取得预期的效果。
综上所述，本发明的煤灰废水处理方法是目前废水处理领域中的首次采用，不但解决了煤灰废水的达标排放，实现了排水再利用的目的，同时在整个处理方法中又做到了“以废制废”的综合治理。在整个处理工艺流程中无二次污染，这也是其它废水处理方法所不能比拟的。
权利要求
1.一种煤灰废水处理方法，其特征在于该处理方法包括以下步骤；a，将冲煤废水汇集于煤泥池中进行初步沉淀；b，将经初步沉淀后的废水送入中和曝气池中；c，于中和曝气池中先投入浓度为5-15％的废硫酸对中和曝气池中的废水进行酸化处理；d，再用碱性电石渣液投入中和曝气池中进行中和曝气处理；e，向曝气池中投入浓度为10％的次氯酸钠进行杀菌处理；f，再次过滤后排放。
2.如权利要求1所述的煤灰废水处理方法，其特征在于所述的步骤c中，使曝气池中经酸化处理后的废水的PH值控制在2.5±0.5；所述的步骤d中，在对曝气池中的废水进行中和曝气处理中；使其中和后的废水的PH值为7-9；所述的步骤e中，在对曝气池中的废水进行杀菌处理时，按次氯酸钠与曝气池中的废水之比为1比1000的比例投入。
3.如权利要求2所述的煤灰废水处理方法，其特征在于在进行酸化处理时，对曝气池中的废水进行搅拌，使其反应时间控制在10-15分钟；在进行中和处理时，对曝气池中的废水继续搅拌，使其反应时间控制在5-15分钟；在进行杀菌处理时，对曝气池中的废水再继续搅拌，使其反应时间控制在约半小时。
4.如权利要求1所述的煤灰废水处理方法，其特征在于所述的步骤f中，在过滤时，将废水提升到膜式过滤器中采用膜式过滤的方式进行过滤。
5.如权利要求4所述的煤灰废水处理方法，其特征在于所述的膜式过滤的过程依次为过滤器进液、废水过滤、过滤器进行反冲洗、滤饼沉降、过滤器运行循环、排渣。
全文摘要
本发明公开了一种煤灰废水处理方法,该方法将冲煤废水汇集于煤泥池中进行初步沉淀;将经初步沉淀后的废水送入中和曝气池中;于中和曝气池中先投入浓度为5－15%的废硫酸对中和曝气池中的废水进行酸化处理;再用碱性电石渣液投入中和曝气池中进行中和曝气处理;向曝气池中投入浓度为10%的次氯酸钠进行杀菌处理;再次过滤后排放。该处理方法不但解决了燃煤发电厂煤泥废水的达标排放问题,还能实现排水再利用的目的,节省了电厂工业水的用量;在整个废水处理过程中因地制宜达到了“以废治废”的综合治理目的。
文档编号C02F9/00GK1334251SQ01126600
公开日2002年2月6日 申请日期2001年8月31日 优先权日2001年8月31日
发明者石小牛 申请人:上海乐富门水处理工程有限公司