鍋爐是電廠在生成電能過程中的重要單元，在電廠生產電能的過程中，鍋爐內表面會不斷積累鹽分和結垢，進而影響鍋爐傳熱性能，嚴重時將發生危險事故，因此，必須定期對鍋爐進行酸洗，以保證鍋爐的正常運行。鍋爐酸洗主要是將鍋爐內壁的雜質進行清洗，而目前清洗劑主要為有機酸，這就造成了鍋爐酸洗廢水通常顯酸性，COD(化學耗氧量)指標高，離子含量高，懸浮物指標高和色度高等特點，從而使得鍋爐酸洗廢水較難處理，且處理成本較高。通常一個300MW的機組每次產生的鍋爐酸洗廢水約上千立方米，且為短時間內集中生產，這就給電廠造成了鍋爐酸洗廢水處理的壓力。
本文針對山東某電廠的鍋爐酸洗廢水進行處理，設計了鍋爐酸洗廢水一體化處理工藝，該工藝針對鍋爐酸洗廢水的性質，由氧化、酸堿調節/絮凝、過濾組成，可以在滿足鍋爐酸洗廢水降低各項指標，達標排放的同時，實現鍋爐酸洗廢水的快速廉價處理。該工藝對鍋爐酸洗廢水進行處理極為有效，且有助于對鍋爐酸洗廢水實現集約化處理。
1、實驗材料和儀器
氫氧化鈉(分析純，天津光復試劑公司)，聚合硫酸鐵(分析純，天津光復試劑公司，配置成質量分數5%水溶液)，聚丙烯酰胺(分析純，天津光復試劑公司，配置成質量分數1%水溶液)，過氧化氫(分析純，天津光復試劑公司)。電導率儀，pH計，COD測定裝置，濾膜(孔徑0．45μm)。
2、鍋爐酸洗廢水處理工藝
該電廠鍋爐酸洗廢水的外觀為廢水表面懸浮一層白色油花，水體為深黑色，不透明，經過長時間放置，無沉淀現象發生，pH值為4．6，COD為650mg/L，懸浮物質量濃度高于5500mg/L，電導率為9400μS/cm，水溫為14．9℃，過濾較為困難。根據該酸洗廢水性質及電廠現有設備、藥品，現設計一套基于芬頓原理的處理系統，其處理工藝由氧化單元、酸堿調節/絮凝單元、過濾單元組成，每個單元的體積為0．5m3，如圖1所示。
2．1 氧化單元
將廢水引入后，進行持續性攪拌，攪拌速度維持在150r/min以上，保持攪拌30min，在該過程中持續性加入體積分數20%的雙氧水，而后繼續攪拌10min，將廢水引入下一單元。
2．2 酸堿調節/絮凝單元
從氧化單元導出的廢水引入酸堿調節單元，在酸堿調節單元中保持對廢水的攪拌，攪拌速度維持在150r/min以上，用氫氧化鈉對廢水進行pH值的調節，將廢水pH值調節至9．0—9．3，再先后加入聚合硫酸鐵和聚丙烯酰胺，繼續攪拌，再對廢水進行自然沉降。
2．3 過濾單元
從酸堿調節/絮凝單元導出廢水的上層清液，導入過濾單元，過濾單元為內填裝陶瓷顆粒的過濾器，陶瓷顆粒粒徑分布在0．2—0．4cm，從過濾器導出的水樣即為處理后的廢水。
3、結果與討論
3．1 氧化單元加藥優化
由于廢水內含有的亞鐵離子，且水質pH值較低，雙氧水的加入可使得氧化單元有芬頓工藝處理效果，而氧化單元處理效果與過氧化氫加入量十分密切，過氧化氫加入量與最終出水的COD值如圖2所示，隨著過氧化氫加入量的增加，廢水出口處出水COD不斷下降，當過氧化氫加入體積為廢水體積的5∶1000時，最終出水COD降低至98mg/L，而繼續增加雙氧水的加入量，COD變化不再明顯，因此，雙氧水與廢水的體積比設置為5∶1000。
3．2 酸堿調節/絮凝加藥優化
由于鍋爐酸洗廢水帶出的陽離子，以鐵離子為主，氫氧化鈉可以使鐵離子形成沉淀，從溶液中分離，因此，氫氧化鈉的加入量與最終出水的水質指標密切相關，氫氧化鈉加入量對最終出水水質的影響如圖3所示。隨著氫氧化鈉加入量的提高，出水懸浮物指標也隨之下降，這是由于隨著pH值的提高，溶液中陽離子形成沉淀越來越緊實，沉淀量也逐漸增加。但是由于廢水排放的要求，廢水pH值在6—9，因此，從成本角度和環保角度考慮，pH值應調節至9左右為宜。
絮凝劑和助凝劑的比例是影響沉淀分離過程的重要因素，由圖4所示，隨著助凝劑的增加，在處理過程中形成的沉淀致密程度逐漸增加，方便沉淀與水體分離。而助凝劑加入量過大時，沉淀體會過大，影響污泥從反應單元中分離，也會增加成本，因此，設置絮凝劑和助凝劑的體積比為1∶1，質量比約為5∶1。
3．3 過濾單元工藝
由于酸洗廢水中各類陽離子質量分數較高，因此經過氧化單元和酸堿調節/絮凝單元后的廢水，懸浮物質量分數依然較高，廢水會存在過濾阻力較大的問題。因此，本工藝選擇粒徑分布合適，且具有一定抗污染性能的陶瓷濾料過濾層，對酸洗廢水進行過濾處理，去除水中的懸浮物。最終出水的水質可以達到COD為98mg/L，懸浮物為65mg/L，pH值為8．4，電導率降低至1440μS/cm，極大地降低了污染物的質量濃度，如表1所示。為實現酸洗廢水無害化處理奠定了基礎。
同時該鍋爐酸洗廢水處理工藝克服了傳統鍋爐酸洗廢水處理成本較高的問題，如按照市面上大批量采購藥劑的價格進行計算，如表2所示，每m3水處理成本不超過6元，按照每年產生1000m3酸洗廢水而言，每年鍋爐酸洗廢水總體費用可以控制在6000元以內。
4、結論
本文針對山東某電廠鍋爐酸洗廢水設計建立有針對性的處理工藝，經過氧化單元，酸堿調節/絮凝單元，過濾單元的處理，在雙氧水加入量為5∶1000，pH調節至9．0，絮凝劑和助凝劑體積比為1∶1的條件下，使得酸洗廢水可以達到排放要求，該工藝利用廢水中的亞鐵離子和低pH值，實現芬頓反應，同時由于聚鐵的加入，調節了水體的pH值，充分實現在最低藥劑加入量的條件下，使得酸洗廢水達到無害化處理。（來源：山東華能嘉祥發電有限公司）
