第35卷第9期工業(yè)水處理Vol 35 No 92015年9月Industrial Water treatmentSep.,2015經(jīng)驗(yàn)交流淺談中水回用對(duì)循環(huán)水的影響與對(duì)策周超(中石化武漢分公司,湖北武漢430000[摘要]介紹了中石化武漢分公司中水回用于循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的基本情況,深入研究了中水主要控制指標(biāo)波動(dòng)時(shí)對(duì)循環(huán)水水質(zhì)產(chǎn)生的各種危害和影響,并提出了相應(yīng)的控制優(yōu)化措施,有效提升了循環(huán)水系統(tǒng)中水回用量,降低了企業(yè)新鮮水耗[關(guān)鍵詞]中水回用;循環(huán)水;影響因素;控制對(duì)策[中圖分類號(hào)]X703[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]B[文章編號(hào)]1005-829X(2015)09-0103-04Preliminary study on the effects of reclaimed water reuseon circulating water and its countermeasures( Sinopec Wuhan branch, Wuhan 430000, China)Abstract The basic situation of reclaimed water reused for the circulating cooling water system in Sinopec WuhanBranch is introduced. Various harms and effects of the main controlling index fluctuation on circulating water qualityare studied penetratingly. Corresponding controlling measures to optimize the water quality is proposed, which haseffectively improved the amount of reclaimed water reuse in the circulating water system and reduced the fresh waterconsumption In enterprisesKey words: reclaimed water reuse; circulating water; influential factor; control countermeasure中水回用在中國(guó)已有近30年歷史,早在1973年各項(xiàng)指標(biāo)合格,才能減小對(duì)循環(huán)水系統(tǒng)的水質(zhì)影響東方紅煉油廠就已經(jīng)將二級(jí)處理過的部分污水回用但在實(shí)際使用過程中,由于污水處理過程中不可控于循環(huán)水系統(tǒng),此后又有多家企業(yè)逐漸釆用中水做因素較多,中水回用時(shí)水質(zhì)易頻繁波動(dòng),短期內(nèi)對(duì)循系統(tǒng)補(bǔ)水,但由于受污水系統(tǒng)處理效果影響,中水水環(huán)水系統(tǒng)影響較小,若持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng),則會(huì)引起循環(huán)質(zhì)不穩(wěn)定,影響了中水回用的實(shí)際應(yīng)用效果。筆者水控制指標(biāo)異常,給循環(huán)水的運(yùn)行管理造成困難。回所在廠于2009年在排水車間增加一套200th的污用控制指標(biāo)如表1所示水回用處理裝置,主要工藝流程如圖1所示。表1中水回用于循環(huán)冷卻水補(bǔ)水指標(biāo)達(dá)標(biāo)污水一氣生物濾海一多介質(zhì)過濾器一級(jí)加壓剩項(xiàng)目控制指標(biāo)項(xiàng)目空制揮發(fā)酚/(ng·L)循環(huán)水系統(tǒng)超濾裝置+保安濾池COD(mg1)≤60鈣硬(以CaCO計(jì))/mgL)50.0-3000(ngL)≤100總堿(以CaCO計(jì))/mgL)500-圖1中水回用工藝流程氯離子(mg·L懸浮物/(mgL4)≤300酸根離子/mgL)≤300.0受中水水源及處理量等因素影響,2012年以濁度/FTU≤10.0鐵/(mgL硫化物/mg·)≤0.1電導(dǎo)率/(S·m)≤0.1來,中水主要作為一循系統(tǒng)補(bǔ)水使用,回用量根據(jù)生石油烴mg1)≤20細(xì)菌總數(shù)L產(chǎn)需要,控制在50-90th,回用率30%-60%。11氫氮的影中水回用對(duì)循環(huán)水系統(tǒng)產(chǎn)生的影響中國(guó)煤化工筆者所在CHG做中水處理中水作為補(bǔ)充水回用循環(huán)水系統(tǒng)時(shí),需要控制水源,但當(dāng)污水x生,是判丌即不小擊時(shí),氨氮處經(jīng)驗(yàn)交流工業(yè)水處理2015-09,35(9)理效果將會(huì)受到影響,最終體現(xiàn)在中水處理環(huán)節(jié)濃度的余氯濃度就必須加大殺菌劑的投加量,這樣時(shí),就會(huì)引起中水氨氮超標(biāo)。氨氮超標(biāo)時(shí),將會(huì)對(duì)循不僅增加了生產(chǎn)成本,而且水體中氯根過高,也會(huì)加環(huán)水水質(zhì)及加藥控制等多方面產(chǎn)生影響劇設(shè)備腐蝕速率(1)引起循環(huán)水pH偏低。氨氮會(huì)在細(xì)菌的作用2501◆中水氨氮050下發(fā)生硝化反應(yīng),產(chǎn)生H,造成循環(huán)水pH異常波◆循環(huán)水余氯動(dòng)。統(tǒng)計(jì)2013年9月份回用中水氨氮含量與循環(huán)水pH數(shù)據(jù)如圖2所示。150030興感減長(zhǎng)0.10→中水氨氮循環(huán)水pH80三9用舊9月8日9月69月24日?qǐng)D3中水氨氨與循環(huán)水余氯質(zhì)量濃度變化1.2堿硬度的影響9月日9月89月16日9月24日鈣硬度和甲基橙堿度之和稱為循環(huán)水容忍度,日期是循環(huán)水結(jié)垢風(fēng)險(xiǎn)高低的一項(xiàng)重要判斷指標(biāo),一般圖2中水氨氮質(zhì)量濃度與循環(huán)水pH變化趨勢(shì)按照《工業(yè)循環(huán)水運(yùn)行管理規(guī)定》要求,建議最適應(yīng)由圖2可見,循環(huán)水pH隨著中水氨氮質(zhì)量濃度的控制范圍應(yīng)小于1100mg/L。在實(shí)際生產(chǎn)過程中的升高而降低,當(dāng)氨氮質(zhì)量濃度達(dá)到最高值21.70根據(jù)一循運(yùn)行多年的經(jīng)驗(yàn),最適應(yīng)的控制范圍應(yīng)小mg時(shí),pH達(dá)到最低780,當(dāng)氨氮值從9月18日于900mg/,若超過這個(gè)控制界限,將會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)結(jié)開始緩慢降低后,循環(huán)水pH逐漸上升。從整體趨勢(shì)垢風(fēng)險(xiǎn)加劇,同時(shí)也會(huì)引起循環(huán)水pH等指標(biāo)異常。來看,9月份中水氨氮平均質(zhì)量濃度為3.79mgL,而中水回用后,引起了循環(huán)水堿度和硬度變化,產(chǎn)生了循環(huán)水pH均值為8.15,接近于控制下限8.0運(yùn)行些問題。說明9月份pH受中水氨氮含量偏高影響較大,整(1)增加結(jié)垢風(fēng)險(xiǎn)。中水水質(zhì)指標(biāo)正常時(shí),容忍體運(yùn)行偏低,若不及時(shí)調(diào)整,會(huì)大大增加系統(tǒng)腐蝕度基本維持在800mg/L左右運(yùn)行,而中水自身堿度風(fēng)險(xiǎn)。偏高時(shí),則會(huì)引起循環(huán)水容忍度上升。2013年4月(2)增加循環(huán)水異養(yǎng)菌控制難度。氮、磷本身即中水堿度超標(biāo)時(shí),循環(huán)水總堿度全月運(yùn)行在500為菌藻類生長(zhǎng)的必需營(yíng)養(yǎng)元素,氨氮含量較高時(shí),mg/L以上,容忍度也超過900mg,且連續(xù)超標(biāo)嚴(yán)重可以為細(xì)菌提供充足的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),若在其適應(yīng)的溫(2)引起pH偏高。循環(huán)水pH主要受中水OH度環(huán)境下,會(huì)大量繁殖,容易增加系統(tǒng)管道內(nèi)生物HCO3和CO2含量的影響,在同一個(gè)水系統(tǒng)中堿度黏泥量,這些生物黏泥附著在設(shè)備表面,不僅影響的大小也間接反映pH的高低,即堿度高時(shí),pH相換熱效果,還會(huì)促進(jìn)垢下腐蝕現(xiàn)象的發(fā)生對(duì)較大;堿度低時(shí),pH相對(duì)較小。正常情況下,水體(3)增加循環(huán)水殺菌劑耗量。循環(huán)水場(chǎng)目前使中的pH受 OH-HCO3和CO32三者制約,會(huì)達(dá)到用的殺菌劑主要為氧化性活性氯殺菌劑,而氨氮能定的平衡狀態(tài)與活性氯發(fā)生氧化還原反應(yīng),生成氯胺,從而使水2HCO>H0+CO+CO體中直接起到殺菌作用的游離氯濃度降低,中水氨當(dāng)pH過高時(shí),CO32濃度增高,因?yàn)镃aCO3的溶氮與循環(huán)水余氯質(zhì)量濃度變化趨勢(shì)如圖3所示度積較小,勢(shì)必會(huì)增加系統(tǒng)的結(jié)垢風(fēng)險(xiǎn)()。2013年4由圖3可見,整個(gè)9月份循環(huán)水余氯平均質(zhì)量月中水堿度不達(dá)標(biāo)時(shí),引起循環(huán)水pH偏高,全月濃度維持在0.3mg左右,而正常夏季生產(chǎn)余氯值pH均值達(dá)到9中國(guó)煤化工艮運(yùn)行需保持在0.2mg/左右才能較好地保證殺菌效果。13電導(dǎo)率的CNMHG另一方面,為了保證殺菌效果,維持循環(huán)水中一定電導(dǎo)率反映了水中各種可導(dǎo)電離子的多少,過工業(yè)水處理2015-09,35(9)周超:淺談中水回用對(duì)循環(huán)水的影響與對(duì)策高的電導(dǎo)率表明水體中各種鹽類含量較高,而含鹽根對(duì)循環(huán)水系統(tǒng)的直接影響不大,大約為氯離子的量高則會(huì)不可避免地增加系統(tǒng)腐蝕的潛在風(fēng)險(xiǎn)。1/10.且在日常生產(chǎn)中,中水帶入的硫酸根數(shù)量較循環(huán)在回用中水前電導(dǎo)率基本運(yùn)行在1800~少,故需要重點(diǎn)關(guān)注氯離子的濃度。2000μS/cm左右,但當(dāng)引入達(dá)標(biāo)中水后,由于其電在引入中水前,循環(huán)水中氯離子質(zhì)量濃度普遍導(dǎo)率一般是新鮮水作補(bǔ)水時(shí)的2~3倍,使得循環(huán)水維持在150~250mg/之間,但回用中水后,氯離子電導(dǎo)率迅速上升至2300~2500μS/cm運(yùn)行。當(dāng)中水質(zhì)量濃度則升至300~450mg/L之間運(yùn)行,當(dāng)中水氯電導(dǎo)率超過1200μS/cm的控制界限時(shí),將會(huì)進(jìn)一離子質(zhì)量濃度超過200mg時(shí),則會(huì)引起循環(huán)水氯步導(dǎo)致循環(huán)水電導(dǎo)率大幅攀升,中水電導(dǎo)率與循環(huán)離子濃度進(jìn)一步上升,2011年中水氯離子濃度偏高水電導(dǎo)率變化趨勢(shì)如圖4所示。時(shí),導(dǎo)致循環(huán)水氯離子質(zhì)量濃度最高達(dá)536mg,直接導(dǎo)致部分月份腐蝕速率超標(biāo)。3600(2)中水余氯波動(dòng)增加循環(huán)水強(qiáng)氯精投加難度。2200根據(jù)生產(chǎn)需要,循環(huán)水場(chǎng)每日根據(jù)化驗(yàn)結(jié)果投加強(qiáng)氯精殺菌劑。由于強(qiáng)氯精為塊狀固體,其在水體中的溶解度受水溫、流速等多因索影響,很難像投加氯氣28001900殺菌劑那樣定量控制投加。中水余氯值的波動(dòng),使得2600每日強(qiáng)氯精投加的難度增加,余氯值不易控制。2400中水電導(dǎo)率2200→循環(huán)水電導(dǎo)率160015COD的影響2000由于中水水源為達(dá)標(biāo)污水,故COD是一個(gè)非常4)4月84月l54月24月29日重要而又容易超標(biāo)的控制指標(biāo)。循環(huán)水場(chǎng)在回用COD超標(biāo)的中水后,給循環(huán)水水質(zhì)造成一定影響圖4中水電導(dǎo)率與循環(huán)水電導(dǎo)率變化趨勢(shì)(1)增加了殺菌劑耗量。由于循環(huán)水場(chǎng)使用的是由圖4可見,2013年4月循環(huán)水電導(dǎo)率隨中水氧化性殺菌劑,容易和這些有機(jī)物質(zhì)進(jìn)行反應(yīng),為了電導(dǎo)上升而上升,當(dāng)中水電導(dǎo)率達(dá)到2086S/cm保證殺菌劑的濃度,需要增加強(qiáng)氯精的投加量,無疑時(shí),循環(huán)水電導(dǎo)率達(dá)到最高值3810μSm。過高的增加了運(yùn)行成本。電導(dǎo)率致循環(huán)水場(chǎng)必須進(jìn)行適量排污換水,不僅浪(2)促進(jìn)了微生物的滋生。有機(jī)物能給微生物提費(fèi)了新鮮水,而且增加了藥劑費(fèi)用。排污后循環(huán)水濃供豐富的營(yíng)養(yǎng),當(dāng)環(huán)境溫度適宜時(shí),微生物大量繁縮倍數(shù)降低,也將進(jìn)一步增加后期水耗殖,增加了系統(tǒng)黏泥量,容易造成冷換器換熱效率下14余氯的影響降,同時(shí)引起生物腐蝕。中水在經(jīng)提升泵送往循環(huán)水場(chǎng)前,也需要進(jìn)行2014年4月由于中水COD含量偏高,導(dǎo)致循殺菌消毒,目前使用的殺菌劑為強(qiáng)氯精。由于化驗(yàn)分環(huán)水試管黏附速率超標(biāo)嚴(yán)重。析計(jì)劃僅對(duì)細(xì)菌含量做定期分析,余氯監(jiān)測(cè)需要班組人員自行采樣分析,這就造成中水余氯監(jiān)測(cè)的不2加強(qiáng)中水回用的日常管理措施規(guī)律性,同時(shí)個(gè)人操作手法的差異也會(huì)造成余氯值中水回用增加了循環(huán)水運(yùn)行管理的難度,但隨檢測(cè)的準(zhǔn)確性降低,投加強(qiáng)氯精后容易引起中水余著水資源的緊缺,節(jié)水減排是企業(yè)今后發(fā)展的趨勢(shì)氯值的波動(dòng)。通過觀察2011年中水與循環(huán)水余氯變可以通過加強(qiáng)日常現(xiàn)場(chǎng)的管理、不斷優(yōu)化工藝操作化趨勢(shì)發(fā)現(xiàn):2011年中水全年余氯控制整體偏高,等方式進(jìn)一步降低回用中水帶來的各種問題,將中均值達(dá)到8.0mg,波動(dòng)也較大,回用循環(huán)水場(chǎng)后,水對(duì)循環(huán)水系統(tǒng)的影響降至最低造成循環(huán)水余氯波動(dòng)。2.1加強(qiáng)中水裝置水源控制引起循環(huán)水氯根升高。對(duì)于不銹鋼鋼材質(zhì)換污水回用的關(guān)鍵是回用達(dá)標(biāo)中水,而筆者所在熱器,氯離子質(zhì)量是誘發(fā)換熱器點(diǎn)蝕的重要因素,若廠污水回用裝置在設(shè)計(jì)時(shí)忽略了含鹽量對(duì)循環(huán)水系金屬材料的殘余應(yīng)力未消除或有較高溫度時(shí),氯離統(tǒng)的影響,而中國(guó)煤化工對(duì)含鹽污水子質(zhì)量的存在就會(huì)造成應(yīng)力腐蝕開裂。循環(huán)水場(chǎng)的處理能力較CNMHG達(dá)標(biāo)污水作一般控制氯離子和硫酸根離子的濃度,但由于硫酸為中水裝置水你無法侏含鹽重邁例。為此,鋪設(shè)了105經(jīng)驗(yàn)交流工業(yè)水處理2015-09,35(9條應(yīng)急池至排水的DN200專用管線,將應(yīng)急池清洗,加強(qiáng)過程監(jiān)控,保證清洗效果收集的清凈廢水輸送至排水車間,用于稀釋中水水(3)針對(duì)循環(huán)水濃縮倍數(shù)上升過快的問題,可采源,一定程度上降低中水裝置的含鹽、氨氮和COD取連續(xù)少量換水的方式保持濃縮倍數(shù)的穩(wěn)定。含量。2.5分階段提升中水回用量水源改善后的中水裝置出水水質(zhì)有了明顯的好中水回用量的大小要與循環(huán)水系統(tǒng)的管理和水轉(zhuǎn),但由于目前各裝置都在推行節(jié)水減排,日常真正質(zhì)承受能力掛鉤,絕不是量越大越好,維持水中各離能夠被應(yīng)急池收集的清凈廢水越來越少,當(dāng)污水處子的平衡狀態(tài)才是最重要的。實(shí)際使用中,應(yīng)該采用理場(chǎng)被沖擊,生產(chǎn)異常時(shí),清凈廢水用量的減少容易分階段調(diào)整中水用量的方式,逐步調(diào)整回用比例,每造成中水水質(zhì)的不穩(wěn)定。因此確保中水裝置進(jìn)水水個(gè)階段都要重點(diǎn)關(guān)注循環(huán)水細(xì)菌、腐蝕率、加藥量源的穩(wěn)定是保證中水水質(zhì)達(dá)標(biāo)的關(guān)鍵,建議應(yīng)加強(qiáng)等指標(biāo)的變化情況,為以后提升用量做好經(jīng)驗(yàn)各裝置的清污分流管理,污水處理場(chǎng)應(yīng)加強(qiáng)水質(zhì)監(jiān)儲(chǔ)備控,水質(zhì)異常時(shí),及時(shí)增加清凈廢水的稀釋量,保證3結(jié)語出水合格。2.2加強(qiáng)中水水質(zhì)監(jiān)控(1)隨著水資源的緊缺,中水回用將是今后社會(huì)由于循環(huán)水場(chǎng)關(guān)于中水水質(zhì)的分析項(xiàng)目每周只發(fā)展的大趨勢(shì),同時(shí)也是企業(yè)節(jié)水減排的主要手段。有一次,但排水車間每天都有關(guān)于中水主要水質(zhì)指經(jīng)過近兩年生產(chǎn)實(shí)踐證明,回用合格的、品質(zhì)較好的標(biāo)的分析,日常操作中,班組人員除了要關(guān)注中水回達(dá)標(biāo)中水,不僅可以促進(jìn)循環(huán)水水質(zhì)達(dá)標(biāo),更極大地用量外,還應(yīng)每天關(guān)注中水氨氮、COD的情況,若相降低了新鮮水水耗,節(jié)能的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益關(guān)指標(biāo)超標(biāo)或者偏高,則應(yīng)聯(lián)系排水裝置調(diào)整,連續(xù)超明顯。標(biāo)時(shí)應(yīng)暫停中水使用,避免對(duì)循環(huán)水水質(zhì)造成沖擊,絕(2)一循現(xiàn)階段中水回用量維持在50%-60不能為了保證中水使用量而使用未達(dá)標(biāo)的中水。近兩年循環(huán)水水質(zhì)綜合合格率為961%,今后仍需2.3制定合理的藥劑投加方案采取各種手段,進(jìn)一步提高中水水質(zhì)的達(dá)標(biāo)率和中藥劑投加對(duì)穩(wěn)定循環(huán)水質(zhì)至關(guān)重要。使用中水水供應(yīng)的穩(wěn)定性,加強(qiáng)中水使用期間的運(yùn)行管理和水后首先要及時(shí)關(guān)注循環(huán)水水質(zhì)變化趨勢(shì),當(dāng)中水相質(zhì)監(jiān)測(cè),做好調(diào)整,爭(zhēng)取使中水回用率達(dá)到100%。關(guān)指標(biāo)偏高時(shí),應(yīng)該有預(yù)見性地調(diào)整緩蝕阻垢劑或(3)關(guān)注國(guó)內(nèi)中水深度處理的技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r,嘗殺菌劑的用量和頻次;其次要逐步制定常見水質(zhì)異試引入先進(jìn)的中水處理工藝和設(shè)備,不斷提升中水常時(shí)的藥劑投加控制方案,如pH偏低或偏高時(shí)的處理量和出水水質(zhì)穩(wěn)定性,為今后其他循環(huán)水場(chǎng)回投堿、投酸量控制,余氯偏低時(shí)強(qiáng)氯精的投加方式用中水打好基礎(chǔ)。等,盡可能地使藥劑投加操作在結(jié)合經(jīng)驗(yàn)的同時(shí),做參考文獻(xiàn)到精確、平穩(wěn):再次要根據(jù)循環(huán)水系統(tǒng)的運(yùn)行情況,I]張文星,李本高,煉油廠污水回用于循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的前景探定期評(píng)估現(xiàn)有水處理藥劑配方是否適合目前中水回討[J.環(huán)境工程,1998,16(6):11-1用量和回用水質(zhì),不斷提高緩蝕阻垢劑的性能,降低2]齊東子敞開式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的化學(xué)處理[M].北京:化學(xué)工系統(tǒng)腐蝕結(jié)垢的風(fēng)險(xiǎn)業(yè)出版社,2006:90-952.4加強(qiáng)循環(huán)水日常運(yùn)行管理[3]鮑其鼐,氯離子與冷卻水系統(tǒng)中不銹鋼的腐蝕[J.工業(yè)水處理(1)管好、用好旁濾設(shè)施,提高循環(huán)水的過濾水2007,27(9):6-9量,保證大于3.0%。摸索濾池的最佳反洗周期,根據(jù)水質(zhì)情況可適當(dāng)提高反洗頻次和反洗時(shí)間。[作者簡(jiǎn)介]周超(1986—),循環(huán)水處理助理工程師。E-mail(2)針對(duì)中水含鹽量高、易形成積垢、引起垢下yayachao1986@163 ce腐蝕的特點(diǎn),每季度定期對(duì)循環(huán)水場(chǎng)進(jìn)行黏泥剝離[收稿日期]2015-07-28(修改稿)中國(guó)煤化工CNMHG-106