當(dāng)前我國對大中型鍋爐濕式除塵廢水的循環(huán)回用處理一般采用斜板式沉淀池加脫水裝置（如真空抽濾機(jī)等）的組合工藝路線，其灰水凈化率達(dá)97%左右。但 該工藝過程比較復(fù)雜，構(gòu)筑物占地面積大，基建投資高。據(jù)估計一臺20 t/h的工業(yè)鍋爐采用濕式除塵技術(shù)，年處理除塵廢水220—270 kt．所需處理 的構(gòu)筑物占地面積達(dá)4000—7000 m2。當(dāng)前國內(nèi)工業(yè)廢水處理站土建費用（含沉淀池等構(gòu)筑物）占整個基建費用55%～65%。土建費用高必然加大廢 水處理成本。因而大量采用濕式除塵裝置的中小型工業(yè)鍋爐(4 t/h—35 t/h)，由于缺少資金、技術(shù)和場地，所排出的大量除塵廢水(pH 3— 5，SS為200—2 500 mg/L)得不到合理的治理而大量排放。全國采用濕式水膜除塵裝置的中小型鍋爐約有數(shù)萬臺，每年排放廢水達(dá)數(shù)億噸之多，造 成水資源的大量浪費和環(huán)境的二次污染。
采用微孔陶瓷過濾工藝可以快速有效地對除塵廢水進(jìn)行固液分離，濾速快，水質(zhì)好，有效減少除塵廢水處理停留時間，減少沉淀池容積，降低廢水處理費用，為大量中小型鍋爐濕式除塵廢水的循環(huán)回用打下了良好基礎(chǔ)。
2燃煤鍋爐濕式除塵廢水的水質(zhì)特征和沉降性能
2.1濕式降塵廢水水質(zhì)特征
新鮮自來水在進(jìn)入鍋爐濕式除塵系統(tǒng)進(jìn)行煙氣除塵過程中，洗滌大量的飛灰和未燃盡的微小碳粒并吸收S02、C02、NO2氣體導(dǎo)致廢水呈酸性，（pH值下降）．茲將除塵廢水水質(zhì)情況及所含粉煤灰粒徑列于表l。
2.2濕式除塵廢水沉降性能
鍋爐煙氣濕式除塵廢水含有大量直徑5～140 微米粉煤灰，這些粉煤灰是一種無機(jī)多孔材料，比表面積較大，在除塵廢水中呈懸浮物狀態(tài)，在靜止?fàn)顩r下，沉降速度較慢。據(jù)測定濕式除塵廢水在平流沉淀池自然沉降，經(jīng)6小時僅有70%懸浮物沉降下來。
表1濕式除塵廢水水質(zhì)
pH值 | COD (mg/L) | S042- (mg/L) | 除塵廢水所含粉煤灰粒徑(微米) |
<10 | 10-20 | 20- 40 | 40~74 | 74~149 | >149 |
2～5 | 50—150 | 500--700 | | | | | | |
表2微孔陶瓷過濾材料的主要技術(shù)參數(shù)
容量 | 抗壓強(qiáng)度(g/cmz) | 抗折強(qiáng)度 (MPa) | 耐酸度 (%) | 耐堿度 (%) | 耐透水率 (kg/m2. h) | 氣孔率 (%) | 微孔半徑 (μm) |
1.6 | 15.2 | 5.3 | 99 | 82 | 15000 | 42 | 15~51 |
3微孔陶瓷的技術(shù)性能
微孔陶瓷是一種新型過濾材料。采用陶瓷原料、骨料，摻加一定的粘結(jié)劑、成孔劑、稀土抗蝕劑，經(jīng)高溫?zé)Y(jié)而成，具有耐高溫、耐腐蝕，氣孔率高，再生壽命長等特點。并易于加工成棒型、磚型等各種所需形狀，適用于多種工業(yè)廢水深度處理。
其主要技術(shù)參數(shù)見表2。
根據(jù)Ruth過濾方程計算并經(jīng)實測所得出微孔陶瓷對鍋爐濕式除塵廢水過濾速率見表3。在除塵廢水中粉煤灰堆積情況下的過濾性能見表4。
表3微孔陶瓷對溫式除塵廢水過濾速率
| 濕式除塵廢水含懸浮物濃度(mg/L) |
| 1 000 | 200 | 150 | 100 | 50 | 0 |
平均過濾速率 (t/m2．h) | 1.8 | 4.1 | 5.4 | 6.8 | 8.2 | 13 |
表4微孔陶瓷在除塵廢水中粉煤灰堆積下過濾速率
廢水ss濃度 | 微孔陶瓷表面堆積粉煤灰厚度(cm) |
(100 mg/L) | 15 | 10 | 8 | 5 | 2 | 0 |
平均過濾速率 (t/m2．h) | 0.75 | 2.1 | 3.8 | 5.3 | 6.2 | 7 |
從表3可以看出，微孔陶瓷對燃煤鍋爐濕式除塵廢水的過濾速率隨廢水中所含懸浮物濃度的增大而降低，但即使在除塵廢水中懸浮物濃度高達(dá) 1000 mg/L情況下，其過濾速率仍達(dá)1.8 t/m2·h。此外，表4中顯示在微孔陶瓷被除塵廢水中粉煤灰*堆埋情況下仍具有一定過濾能力。其原 因在于除塵廢水中的粉煤灰（飛灰和未燃盡微小碳粒）是一種無機(jī)多孔材料，其本身就是一種過濾介質(zhì)，即使堆積到一定程度，除塵廢水仍能在其微小孔隙中過濾。
3.2過濾水質(zhì)
微孔陶瓷的微孔半徑僅為15—51 微米，而濕式除塵廢水中粉煤灰粒徑僅有50%—70%大于其孔徑，但微孔陶瓷卻能有效截留廢水中90%— 98%的粉煤灰。這是由于在過濾初期，僅有微孔陶瓷材料是主要過濾介質(zhì)，但隨過濾時間的延長，堆埋在濾棒上粉煤灰層的增厚，濾棒和粉煤灰層一起共同組成的 過濾層能有效截留除塵廢水中大部分粉煤灰。
根據(jù)有關(guān)資料，燃煤鍋爐濕式除塵廢水的COD值主要是由除塵廢水洗滌下來的煙氣中的未燃盡的碳粒產(chǎn)生的。因此利用微孔陶瓷過濾除塵廢水，不論在過 濾速率、懸浮物濃度以及在COD值都能滿足除塵廢水循環(huán)水質(zhì)要求和達(dá)標(biāo)排放要求。表5為某廠鍋爐房采用微孔陶瓷過濾濕式除塵廢水水質(zhì)情況。
表5微孔陶瓷過濾除塵廢水水質(zhì)情況
序號 | 進(jìn)水SS濃度 (mg/L) | 出水ss濃度 (mg/L) | 去除率 (%) | 進(jìn)水COD濃度 (mg/L) | 出水COD濃度 (mg/L) | 去除率 (%) |
1 | 343 | 13 | 96.3 | 46 | 7.2 | 84.3 |
2 | 313 | 27 | 91.4 | 68 | 9.5 | 86.1 |
3 | 576 | 78 | 86.5 | 87 | 10.6 | 87.8 |
4 | 1327 | 51 | 96.2 | 97 | 8.7 | 91.1 |
5 | 2231 | 47 | 97.6 | 115 | 13 | 88.7 |
3.4微孔陶瓷的抗腐蝕能力
微孔陶瓷的抗腐蝕能力較強(qiáng)，其對酸的耐受程度達(dá)99%，對堿的耐受程度為82%，這一點很重要，因為濕式除塵廢水在與煙氣接觸過程中吸收了部分 SO2、NO2、CO2等酸性氣體，導(dǎo)致原水pH值由7下降到2～5，因而對金屬等材料有較強(qiáng)腐蝕作用，采用微孔陶瓷過濾酸性除塵廢水不存在被腐蝕情況， 可以提高過濾材料的更新周期，減少廢水處理費用。
4問題及討論
4.1微孔陶瓷由于其孔隙率達(dá)42%，其強(qiáng)度不高，特別是其抗折強(qiáng)度僅為5.3 MPa，較易破損，因此在施工及搬運過程中應(yīng)注意保護(hù)。在微濾水池投入運 行后應(yīng)注意留有備品，及時更換損壞的濾材。另一方面盡管微孔陶瓷在被除塵廢水中粉煤灰堆積情況下仍有一定過濾能力，但還是在一定程度上影響整套循環(huán)水運行 更新周期。因此在設(shè)計除塵廢水循環(huán)處理工程時，可在除塵廢水進(jìn)入微濾池前建一容積較小的斜板沉淀池，讓廢水中大部分大徑粒塵得到有效沉淀，減輕微孔陶瓷過 濾器的過濾負(fù)荷。此外也可以設(shè)計兩套微濾池，交互使用，定期清除堆積的粉煤灰。
4.2微孔陶瓷在使用一段時間后由于除塵廢水中直徑小于100 μm的微小懸浮物進(jìn)入其孔隙堵塞過濾通道，降低其過濾速率，可進(jìn)行再生處理。再生可使用自 來水反沖洗，也可用壓縮空氣反沖，但其空氣壓力應(yīng)不低于19. 613 3 MPa，一般為19.613 3～29. 499 95 MPa。
