淺談中水回用對循環(huán)水的影響與對策

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)驗交流淺談中水回用對循環(huán)水的影響與對策周超(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)冷卻水系統的基本情況,深入研究了中水主要控制指標波動(dòng)時(shí)對循環(huán)水水質(zhì)產(chǎn)生的各種危害和影響,并提出了相應的控制優(yōu)化措施,有效提升了循環(huán)水系統中水回用量,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;控制對策[中圖分類(lèi)號]X703[文獻標識碼]B[文章編號]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中水回用在中國已有近30年歷史,早在1973年各項指標合格,才能減小對循環(huán)水系統的水質(zhì)影響東方紅煉油廠(chǎng)就已經(jīng)將二級處理過(guò)的部分污水回用但在實(shí)際使用過(guò)程中,由于污水處理過(guò)程中不可控于循環(huán)水系統,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),短期內對循系統補水,但由于受污水系統處理效果影響,中水水環(huán)水系統影響較小,若持續時(shí)間較長(cháng),則會(huì )引起循環(huán)質(zhì)不穩定,影響了中水回用的實(shí)際應用效果。筆者水控制指標異常,給循環(huán)水的運行管理造成困難?；厮趶S(chǎng)于2009年在排水車(chē)間增加一套200th的污用控制指標如表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)冷卻水補水指標達標污水一氣生物濾海一多介質(zhì)過(guò)濾器一級加壓剩項目控制指標項目空制揮發(fā)酚/(ng·L)循環(huán)水系統超濾裝置+保安濾池COD(mg1)≤60鈣硬(以CaCO計)/mgL)50.0-3000(ngL)≤100總堿(以CaCO計)/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電導率/(S·m)≤0.1來(lái),中水主要作為一循系統補水使用,回用量根據生石油烴mg1)≤20細菌總數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循環(huán)水系統產(chǎn)生的影響中國煤化工筆者所在CHG做中水處理中水作為補充水回用循環(huán)水系統時(shí),需要控制水源,但當污水x生,是判丌即不小擊時(shí),氨氮處經(jīng)驗交流工業(yè)水處理2015-09,35(9)理效果將會(huì )受到影響,最終體現在中水處理環(huán)節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。氨氮超標時(shí),將會(huì )對循不僅增加了生產(chǎn)成本,而且水體中氯根過(guò)高,也會(huì )加環(huán)水水質(zhì)及加藥控制等多方面產(chǎn)生影響劇設備腐蝕速率(1)引起循環(huán)水pH偏低。氨氮會(huì )在細菌的作用2501◆中水氨氮050下發(fā)生硝化反應,產(chǎn)生H,造成循環(huán)水pH異常波◆循環(huán)水余氯動(dòng)。統計2013年9月份回用中水氨氮含量與循環(huán)水pH數據如圖2所示。150030興感減長(cháng)0.10→中水氨氮循環(huán)水pH80三9用舊9月8日9月69月24日圖3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(chēng)為循環(huán)水容忍度,日期是循環(huán)水結垢風(fēng)險高低的一項重要判斷指標,一般圖2中水氨氮質(zhì)量濃度與循環(huán)水pH變化趨勢按照《工業(yè)循環(huán)水運行管理規定》要求,建議最適應由圖2可見(jiàn),循環(huán)水pH隨著(zhù)中水氨氮質(zhì)量濃度的控制范圍應小于1100mg/L。在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中的升高而降低,當氨氮質(zhì)量濃度達到最高值21.70根據一循運行多年的經(jīng)驗,最適應的控制范圍應小mg時(shí),pH達到最低780,當氨氮值從9月18日于900mg/,若超過(guò)這個(gè)控制界限,將會(huì )導致系統結開(kāi)始緩慢降低后,循環(huán)水pH逐漸上升。從整體趨勢垢風(fēng)險加劇,同時(shí)也會(huì )引起循環(huán)水pH等指標異常。來(lái)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運行些問(wèn)題。說(shuō)明9月份pH受中水氨氮含量偏高影響較大,整(1)增加結垢風(fēng)險。中水水質(zhì)指標正常時(shí),容忍體運行偏低,若不及時(shí)調整,會(huì )大大增加系統腐蝕度基本維持在800mg/L左右運行,而中水自身堿度風(fēng)險。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)水異養菌控制難度。氮、磷本身即中水堿度超標時(shí),循環(huán)水總堿度全月運行在500為菌藻類(lèi)生長(cháng)的必需營(yíng)養元素,氨氮含量較高時(shí),mg/L以上,容忍度也超過(guò)900mg,且連續超標嚴重可以為細菌提供充足的營(yíng)養物質(zhì),若在其適應的溫(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,容易增加系統管道內生物HCO3和CO2含量的影響,在同一個(gè)水系統中堿度黏泥量,這些生物黏泥附著(zhù)在設備表面,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)垢下腐蝕現象的發(fā)生對較大;堿度低時(shí),pH相對較小。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,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pH過(guò)高時(shí),CO32濃度增高,因為CaCO3的溶氮與循環(huán)水余氯質(zhì)量濃度變化趨勢如圖3所示度積較小,勢必會(huì )增加系統的結垢風(fēng)險()。2013年4由圖3可見(jiàn),整個(gè)9月份循環(huán)水余氯平均質(zhì)量月中水堿度不達標時(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均值達到9中國煤化工艮運行需保持在0.2mg/左右才能較好地保證殺菌效果。13電導率的CNMHG另一方面,為了保證殺菌效果,維持循環(huán)水中一定電導率反映了水中各種可導電離子的多少,過(guò)工業(yè)水處理2015-09,35(9)周超:淺談中水回用對循環(huán)水的影響與對策高的電導率表明水體中各種鹽類(lèi)含量較高,而含鹽根對循環(huán)水系統的直接影響不大,大約為氯離子的量高則會(huì )不可避免地增加系統腐蝕的潛在風(fēng)險。1/10.且在日常生產(chǎn)中,中水帶入的硫酸根數量較循環(huán)在回用中水前電導率基本運行在1800~少,故需要重點(diǎn)關(guān)注氯離子的濃度。2000μS/cm左右,但當引入達標中水后,由于其電在引入中水前,循環(huán)水中氯離子質(zhì)量濃度普遍導率一般是新鮮水作補水時(shí)的2~3倍,使得循環(huán)水維持在150~250mg/之間,但回用中水后,氯離子電導率迅速上升至2300~2500μS/cm運行。當中水質(zhì)量濃度則升至300~450mg/L之間運行,當中水氯電導率超過(guò)1200μS/cm的控制界限時(shí),將會(huì )進(jìn)一離子質(zhì)量濃度超過(guò)200mg時(shí),則會(huì )引起循環(huán)水氯步導致循環(huán)水電導率大幅攀升,中水電導率與循環(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率變化趨勢如圖4所示。時(shí),導致循環(huán)水氯離子質(zhì)量濃度最高達536mg,直接導致部分月份腐蝕速率超標。3600(2)中水余氯波動(dòng)增加循環(huán)水強氯精投加難度。2200根據生產(chǎn)需要,循環(huán)水場(chǎng)每日根據化驗結果投加強氯精殺菌劑。由于強氯精為塊狀固體,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每日強氯精投加的難度增加,余氯值不易控制。2400中水電導率2200→循環(huán)水電導率160015COD的影響2000由于中水水源為達標污水,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的控制指標。循環(huán)水場(chǎng)在回用COD超標的中水后,給循環(huán)水水質(zhì)造成一定影響圖4中水電導率與循環(huán)水電導率變化趨勢(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(jiàn),2013年4月循環(huán)水電導率隨中水氧化性殺菌劑,容易和這些有機物質(zhì)進(jìn)行反應,為了電導上升而上升,當中水電導率達到2086S/cm保證殺菌劑的濃度,需要增加強氯精的投加量,無(wú)疑時(shí),循環(huán)水電導率達到最高值3810μSm。過(guò)高的增加了運行成本。電導率致循環(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。有機物能給微生物提費了新鮮水,而且增加了藥劑費用。排污后循環(huán)水濃供豐富的營(yíng)養,當環(huán)境溫度適宜時(shí),微生物大量繁縮倍數降低,也將進(jìn)一步增加后期水耗殖,增加了系統黏泥量,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,導致循殺菌消毒,目前使用的殺菌劑為強氯精。由于化驗分環(huán)水試管黏附速率超標嚴重。析計劃僅對細菌含量做定期分析,余氯監測需要班組人員自行采樣分析,這就造成中水余氯監測的不2加強中水回用的日常管理措施規律性,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)水運行管理的難度,但隨檢測的準確性降低,投加強氯精后容易引起中水余著(zhù)水資源的緊缺,節水減排是企業(yè)今后發(fā)展的趨勢氯值的波動(dòng)。通過(guò)觀(guān)察2011年中水與循環(huán)水余氯變可以通過(guò)加強日?，F場(chǎng)的管理、不斷優(yōu)化工藝操作化趨勢發(fā)現: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(lái)的各種問(wèn)題,將中均值達到8.0mg,波動(dòng)也較大,回用循環(huán)水場(chǎng)后,水對循環(huán)水系統的影響降至最低造成循環(huán)水余氯波動(dòng)。2.1加強中水裝置水源控制引起循環(huán)水氯根升高。對于不銹鋼鋼材質(zhì)換污水回用的關(guān)鍵是回用達標中水,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(chǎng)污水回用裝置在設計時(shí)忽略了含鹽量對循環(huán)水系金屬材料的殘余應力未消除或有較高溫度時(shí),氯離統的影響,而中國煤化工對含鹽污水子質(zhì)量的存在就會(huì )造成應力腐蝕開(kāi)裂。循環(huán)水場(chǎng)的處理能力較CNMHG達標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(wú)法侏含鹽重邁例。為此,鋪設了105經(jīng)驗交流工業(yè)水處理2015-09,35(9條應急池至排水的DN200專(zhuān)用管線(xiàn),將應急池清洗,加強過(guò)程監控,保證清洗效果收集的清凈廢水輸送至排水車(chē)間,用于稀釋中水水(3)針對循環(huán)水濃縮倍數上升過(guò)快的問(wèn)題,可采源,一定程度上降低中水裝置的含鹽、氨氮和COD取連續少量換水的方式保持濃縮倍數的穩定。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)水系統的管理和水轉,但由于目前各裝置都在推行節水減排,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急池收集的清凈廢水越來(lái)越少,當污水處子的平衡狀態(tài)才是最重要的。實(shí)際使用中,應該采用理場(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整中水用量的方式,逐步調整回用比例,每造成中水水質(zhì)的不穩定。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)水細菌、腐蝕率、加藥量源的穩定是保證中水水質(zhì)達標的關(guān)鍵,建議應加強等指標的變化情況,為以后提升用量做好經(jīng)驗各裝置的清污分流管理,污水處理場(chǎng)應加強水質(zhì)監儲備控,水質(zhì)異常時(shí),及時(shí)增加清凈廢水的稀釋量,保證3結語(yǔ)出水合格。2.2加強中水水質(zhì)監控(1)隨著(zhù)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)的分析項目每周只發(fā)展的大趨勢,同時(shí)也是企業(yè)節水減排的主要手段。有一次,但排水車(chē)間每天都有關(guān)于中水主要水質(zhì)指經(jīng)過(guò)近兩年生產(chǎn)實(shí)踐證明,回用合格的、品質(zhì)較好的標的分析,日常操作中,班組人員除了要關(guān)注中水回達標中水,不僅可以促進(jìn)循環(huán)水水質(zhì)達標,更極大地用量外,還應每天關(guān)注中水氨氮、COD的情況,若相降低了新鮮水水耗,節能的經(jīng)濟效益和社會(huì )效益關(guān)指標超標或者偏高,則應聯(lián)系排水裝置調整,連續超明顯。標時(shí)應暫停中水使用,避免對循環(huán)水水質(zhì)造成沖擊,絕(2)一循現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標的中水。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)的達標率和中藥劑投加對穩定循環(huán)水質(zhì)至關(guān)重要。使用中水水供應的穩定性,加強中水使用期間的運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,當中水相質(zhì)監測,做好調整,爭取使中水回用率達到100%。關(guān)指標偏高時(shí),應該有預見(jiàn)性地調整緩蝕阻垢劑或(3)關(guān)注國內中水深度處理的技術(shù)發(fā)展狀況,嘗殺菌劑的用量和頻次;其次要逐步制定常見(jiàn)水質(zhì)異試引入先進(jìn)的中水處理工藝和設備,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)強氯精的投加方式用中水打好基礎。等,盡可能地使藥劑投加操作在結合經(jīng)驗的同時(shí),做參考文獻到精確、平穩:再次要根據循環(huán)水系統的運行情況,I]張文星,李本高,煉油廠(chǎng)污水回用于循環(huán)冷卻水系統的前景探定期評估現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(kāi)式循環(huán)冷卻水系統的化學(xué)處理[M].北京:化學(xué)工系統腐蝕結垢的風(fēng)險業(yè)出版社,2006:90-952.4加強循環(huán)水日常運行管理[3]鮑其鼐,氯離子與冷卻水系統中不銹鋼的腐蝕[J.工業(yè)水處理(1)管好、用好旁濾設施,提高循環(huán)水的過(guò)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,根據水質(zhì)情況可適當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)中國煤化工CNMHG-106