微孔陶瓷在锅炉湿法除尘废水中的应用

当前我国对大中型锅炉湿式除尘废水的循环回用处理一般采用斜板式沉淀池加脱水装置（如真空抽滤机等）的组合工艺路线，其灰水净化率达97%左右。但 该工艺过程比较复杂，构筑物占地面积大，基建投资高。据估计一台20 t/h的工业锅炉采用湿式除尘技术，年处理除尘废水220—270 kt．所需处理 的构筑物占地面积达4000—7000 m2。当前国内工业废水处理站土建费用（含沉淀池等构筑物）占整个基建费用55%～65%。土建费用高必然加大废 水处理成本。因而大量采用湿式除尘装置的中小型工业锅炉(4 t/h—35 t/h)，由于缺少资金、技术和场地，所排出的大量除尘废水(pH 3— 5，SS为200—2 500 mg/L)得不到合理的治理而大量排放。全国采用湿式水膜除尘装置的中小型锅炉约有数万台，每年排放废水达数亿吨之多，造 成水资源的大量浪费和环境的二次污染。

采用微孔陶瓷过滤工艺可以快速有效地对除尘废水进行固液分离，滤速快，水质好，有效减少除尘废水处理停留时间，减少沉淀池容积，降低废水处理费用，为大量中小型锅炉湿式除尘废水的循环回用打下了良好基础。

2燃煤锅炉湿式除尘废水的水质特征和沉降性能

2.1湿式降尘废水水质特征

新鲜自来水在进入锅炉湿式除尘系统进行烟气除尘过程中，洗涤大量的飞灰和未燃尽的微小碳粒并吸收S02、C02、NO2气体导致废水呈酸性，（pH值下降）．兹将除尘废水水质情况及所含粉煤灰粒径列于表l。

2.2湿式除尘废水沉降性能

锅炉烟气湿式除尘废水含有大量直径5～140 微米粉煤灰，这些粉煤灰是一种无机多孔材料，比表面积较大，在除尘废水中呈悬浮物状态，在静止状况下，沉降速度较慢。据测定湿式除尘废水在平流沉淀池自然沉降，经6小时仅有70%悬浮物沉降下来。

表1湿式除尘废水水质  

  表2微孔陶瓷过滤材料的主要技术参数

3微孔陶瓷的技术性能

微孔陶瓷是一种新型过滤材料。采用陶瓷原料、骨料，掺加一定的粘结剂、成孔剂、稀土抗蚀剂，经高温烧结而成，具有耐高温、耐腐蚀，气孔率高，再生寿命长等特点。并易于加工成棒型、砖型等各种所需形状，适用于多种工业废水深度处理。

其主要技术参数见表2。

根据Ruth过滤方程计算并经实测所得出微孔陶瓷对锅炉湿式除尘废水过滤速率见表3。在除尘废水中粉煤灰堆积情况下的过滤性能见表4。

表3微孔陶瓷对温式除尘废水过滤速率

表4微孔陶瓷在除尘废水中粉煤灰堆积下过滤速率

从表3可以看出，微孔陶瓷对燃煤锅炉湿式除尘废水的过滤速率随废水中所含悬浮物浓度的增大而降低，但即使在除尘废水中悬浮物浓度高达 1000 mg/L情况下，其过滤速率仍达1.8 t/m2·h。此外，表4中显示在微孔陶瓷被除尘废水中粉煤灰完全堆埋情况下仍具有一定过滤能力。其原 因在于除尘废水中的粉煤灰（飞灰和未燃尽微小碳粒）是一种无机多孔材料，其本身就是一种过滤介质，即使堆积到一定程度，除尘废水仍能在其微小孔隙中过滤。

3.2过滤水质

微孔陶瓷的微孔半径仅为15—51 微米，而湿式除尘废水中粉煤灰粒径仅有50%—70%大于其孔径，但微孔陶瓷却能有效截留废水中90%— 98%的粉煤灰。这是由于在过滤初期，仅有微孔陶瓷材料是主要过滤介质，但随过滤时间的延长，堆埋在滤棒上粉煤灰层的增厚，滤棒和粉煤灰层一起共同组成的 过滤层能有效截留除尘废水中大部分粉煤灰。

根据有关资料，燃煤锅炉湿式除尘废水的COD值主要是由除尘废水洗涤下来的烟气中的未燃尽的碳粒产生的。因此利用微孔陶瓷过滤除尘废水，不论在过 滤速率、悬浮物浓度以及在COD值都能满足除尘废水循环水质要求和达标排放要求。表5为某厂锅炉房采用微孔陶瓷过滤湿式除尘废水水质情况。

  表5微孔陶瓷过滤除尘废水水质情况

3.4微孔陶瓷的抗腐蚀能力

微孔陶瓷的抗腐蚀能力较强，其对酸的耐受程度达99%，对碱的耐受程度为82%，这一点很重要，因为湿式除尘废水在与烟气接触过程中吸收了部分 SO2、NO2、CO2等酸性气体，导致原水pH值由7下降到2～5，因而对金属等材料有较强腐蚀作用，采用微孔陶瓷过滤酸性除尘废水不存在被腐蚀情况， 可以提高过滤材料的更新周期，减少废水处理费用。

4问题及讨论

4.1微孔陶瓷由于其孔隙率达42%，其强度不高，特别是其抗折强度仅为5.3 MPa，较易破损，因此在施工及搬运过程中应注意保护。在微滤水池投入运 行后应注意留有备品，及时更换损坏的滤材。另一方面尽管微孔陶瓷在被除尘废水中粉煤灰堆积情况下仍有一定过滤能力，但还是在一定程度上影响整套循环水运行 更新周期。因此在设计除尘废水循环处理工程时，可在除尘废水进入微滤池前建一容积较小的斜板沉淀池，让废水中大部分大径粒尘得到有效沉淀，减轻微孔陶瓷过 滤器的过滤负荷。此外也可以设计两套微滤池，交互使用，定期清除堆积的粉煤灰。

4.2微孔陶瓷在使用一段时间后由于除尘废水中直径小于100 μm的微小悬浮物进入其孔隙堵塞过滤通道，降低其过滤速率，可进行再生处理。再生可使用自 来水反冲洗，也可用压缩空气反冲，但其空气压力应不低于19. 613 3 MPa，一般为19.613 3～29. 499 95 MPa。