丁海亭

摘? 要：利用章丘公司二期循環(huán)水前池附近的可用空間，通過(guò)采用硅鋁鹽除氟處理工藝，消除對(duì)中水補(bǔ)水的限制，控制循環(huán)水氟化物含量在1.5mg/L以?xún)?nèi)，滿(mǎn)足濟(jì)南市章丘區(qū)《章丘區(qū)政府、環(huán)保局關(guān)于氟化物的文件》規(guī)定的外排水氟化物含量≤1.5mg/L的高標(biāo)準(zhǔn)要求。

關(guān)鍵詞：硅鋁鹽;除氟工藝;火電廠(chǎng);廢水;吸附;再生

前言：為實(shí)現(xiàn)廢水達(dá)標(biāo)排放，章丘公司經(jīng)過(guò)充分的前期調(diào)研，通過(guò)優(yōu)化系統(tǒng)運(yùn)行方式，對(duì)影響外排水氟化物超標(biāo)的循環(huán)水系統(tǒng)進(jìn)行技術(shù)改造，借鑒化學(xué)“吸附+再生”經(jīng)驗(yàn)，踐行“環(huán)保+節(jié)約”理念，創(chuàng)新性使用除氟處理吸附工作法，實(shí)施循環(huán)水系統(tǒng)除氟工藝，運(yùn)用硅鋁鹽濾料進(jìn)行再生吸附，來(lái)降低外排工業(yè)廢水氟化物含量完全達(dá)到小于1.5mg/L的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)，在目前水資源缺乏情況下，保證可以使用大量的廉價(jià)中水對(duì)循環(huán)水進(jìn)行補(bǔ)充，有效降低生產(chǎn)成本的同時(shí)，確保了機(jī)組循環(huán)冷卻系統(tǒng)的水源充足，為機(jī)組安全運(yùn)行提供了有力保障。

1 概況

章丘公司工業(yè)外排水排至章丘區(qū)第三污水廠(chǎng)，并最終匯入小清河。2017年10月30日，濟(jì)南市章丘區(qū)對(duì)章丘公司工業(yè)外排水的氟化物含量做出小于1.5mg/L的高標(biāo)準(zhǔn)要求。排放標(biāo)準(zhǔn)提升后，章丘公司通過(guò)降低氟化物含量高的中水的補(bǔ)水量，控制循環(huán)水氟化物含量小于1.5mg/L，以此保證工業(yè)外排水氟化物含量不超標(biāo)，但同時(shí)存在著外排水氟化物含量接近控制標(biāo)準(zhǔn)，可能超標(biāo)的隱患;地表水補(bǔ)水量大幅增加，造成公司生產(chǎn)成本大幅上升等問(wèn)題。

2 工藝原理

2.1 化學(xué)反應(yīng)

除氟濾料主要成分為硅鋁鹽，其Al3+與廢水中的F-、Ca2+發(fā)生化學(xué)反應(yīng)形成一種由元素F、Al、Ca組成的化合物。

2.2 吸附

硅鋁鹽濾料依據(jù)不同環(huán)境離子強(qiáng)度的大小，對(duì)分子和離子進(jìn)行選擇性吸附和交換，通過(guò)調(diào)整不同的活化方法，可有效去除水中氟、砷、鐵等多種高價(jià)陽(yáng)離子。

2.3再生

利用硅鋁鹽濾料進(jìn)行吸附后，通過(guò)對(duì)除氟過(guò)濾器進(jìn)行再生，使章丘公司外排工業(yè)廢水氟化物含量完全達(dá)到小于1.5mg/L的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)，以消除超標(biāo)排放隱患。

2.4處理對(duì)象的選擇

通過(guò)對(duì)目前的除氟工藝進(jìn)行考察分析，發(fā)現(xiàn)工業(yè)廢水水質(zhì)不穩(wěn)定并且比較復(fù)雜，需要進(jìn)行復(fù)雜的前期處理;#3、#4機(jī)涼水塔排污管道接自涼水塔底部，施工困難，且#3、#4機(jī)涼水塔補(bǔ)水流量和壓力不穩(wěn)定，無(wú)法保證除氟設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行。中水補(bǔ)水管道附近可用空間較小，無(wú)法安裝大量設(shè)備。除氟處理用水直接從涼水塔抽取，能夠保持制水量穩(wěn)定持續(xù);取代涼水塔排污，可以調(diào)節(jié)循環(huán)水其他指標(biāo)，減少系統(tǒng)的補(bǔ)水量;附近存在可安裝設(shè)備的理想空間;對(duì)二期循環(huán)水系統(tǒng)#3、#4涼水塔水質(zhì)分析發(fā)現(xiàn)，循環(huán)水水質(zhì)較為穩(wěn)定，預(yù)處理工藝簡(jiǎn)單。因此，從循環(huán)水中抽取一部分水進(jìn)行除氟處理為最佳方案，取水點(diǎn)位置選擇如圖1所示。

3 工藝流程

根據(jù)二期循環(huán)水前池位置和#3、#4機(jī)組循環(huán)水回水管道位置，以及待建設(shè)備管道的長(zhǎng)度、附近的可用空間，同時(shí)考慮#3、#4機(jī)可能停機(jī)檢修的實(shí)際情況，選擇建立兩套除氟設(shè)備，一套水源取自#3機(jī)循環(huán)水回水管道，另一套水源取自#4機(jī)循環(huán)水前池。根據(jù)工業(yè)廢水池外排廢水的流量，以及廢水中氟化物的含量變化，將除氟濾料工作的最優(yōu)pH值在6.5～7.3，進(jìn)水要求水質(zhì)清澈，鐵離子含量低于300μg/L，并確定每套除氟設(shè)備的制水量在200m?/h。除氟系統(tǒng)的工藝流程圖見(jiàn)圖2。

4 應(yīng)用實(shí)踐效果

4.1 運(yùn)行調(diào)整

生產(chǎn)過(guò)程中，若其中一套除氟裝置因?yàn)闄C(jī)組停機(jī)，循環(huán)水泵停止無(wú)法投入運(yùn)行，而另一套除氟裝置需要再生的情況（再生一次需要8個(gè)小時(shí)），兩套除氟裝置應(yīng)在前置過(guò)濾器出水管處加裝聯(lián)絡(luò)管道，保證制水的連續(xù)性。例如，當(dāng)#3機(jī)除氟裝置無(wú)法投入運(yùn)行，#4除氟過(guò)濾器需要再生時(shí)，可以使用#4機(jī)除氟裝置的提升泵、#4機(jī)除氟前置過(guò)濾器、#3機(jī)除氟過(guò)濾器繼續(xù)制水。

4.2 運(yùn)行效果

除氟系統(tǒng)投運(yùn)后，章丘公司外排工業(yè)廢水氟化物含量完全達(dá)到小于1.5mg/L的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)，消除超標(biāo)排放隱患，章丘公司在環(huán)保工作上更進(jìn)一步，凸顯了公司作為大型央企在履行社會(huì)責(zé)任上的擔(dān)當(dāng)和努力。同時(shí)，恢復(fù)了中水的正常使用，每年可減少地表水使用量近300萬(wàn)噸，在電力行業(yè)樹(shù)立起了節(jié)約用水，合理用水的典范！

4.3 運(yùn)行成本

除氟系統(tǒng)運(yùn)行期間，每套除氟裝置周期制水量平均在6000噸左右。除去設(shè)備安裝及維護(hù)費(fèi)用，正常藥品消耗、電能消耗的費(fèi)用約1萬(wàn)余元。按照設(shè)備每天投運(yùn)24h，全年制水成本為157.33萬(wàn)元。二期涼水塔2017年全年補(bǔ)水量為385.3萬(wàn)噸，其中地表水補(bǔ)水量為47.74萬(wàn)噸。如果除氟系統(tǒng)未投運(yùn)，要保證工業(yè)廢水氟化物含量達(dá)標(biāo)，按照投入前地表水補(bǔ)水所占的比例91.2%，2018年全年地表水使用量大約為351萬(wàn)噸。除氟系統(tǒng)投入運(yùn)行后每年可節(jié)約費(fèi)用270.3萬(wàn)元。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上，硅鋁鹽除氟設(shè)備2018年8月投運(yùn)后，章丘公司外排工業(yè)廢水氟化物含量完全達(dá)到小于1.5mg/L的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)，確保了廢水含氟穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放，有效減輕了環(huán)保壓力，同時(shí)可以使用大量的廉價(jià)中水對(duì)循環(huán)水進(jìn)行補(bǔ)充，節(jié)省了生產(chǎn)成本，提高了公司效益，推動(dòng)了企業(yè)高效可持續(xù)發(fā)展需求，并在同行業(yè)中推廣應(yīng)用，環(huán)保效益顯著。

參考文獻(xiàn)：

[1]李金輝，侯筱凡.高濃度含氟廢水處理方法[J]中國(guó)化工貿(mào)易.2013（7）：455-456

[2]傅偉芳.含高氟廢水處理方法的研究[J]中國(guó)高新技術(shù)企業(yè).2008（8）：94-97

[3]張超杰，周琪.含氟水治理研究進(jìn)展[J]給水排水.2002.28（12）：26-29

[4]姚艷，楊道武，任卓.硫酸鋁和聚氯化鋁處理高濃度含氟廢水的對(duì)比研究[J]給水排水.2011，37（1）：150-152

[5]馬萬(wàn)征，吳宏波，王能.活性氧化鋁處理低濃度含氟廢水的研究[J]2013，42（1）：50-52