中水回用工業(yè)循環(huán)水的研究與應用

2004年第1期中水回用工業(yè)循環(huán)水的研究與應用李建新寶鋼股份公司鋼管分公司,上海20190)摘要:介紹中水回用問(wèn)題的提出,寶鋼鋼管廠(chǎng)中水的現狀及企標、國標對中水的要求。針對中水指標的不合格項目,通過(guò)理論研究制定了試驗方案,并對現場(chǎng)實(shí)施效果進(jìn)行系統分析說(shuō)明了中水回用具有開(kāi)源節流、減少水污染的雙重功效,鋼管中水回用于工業(yè)循環(huán)水技術(shù)具有一定的推廣應用價(jià)值關(guān)鍵詞:中水;回用;循環(huán)水中圖分類(lèi)號:TK08文獻標識碼:B文章編號:1008-0716(2004)01-0047-04Research and Application of the Recycled Middle Water at Baosteel Tube BranchuI Jian-xiBaosteel Tube Branch, Shanghai 201900, China)Abstract Middle waterty, applications of the recycled middle water at Baosteel TubeBranch and requirements for thewater accurding to the state and enterprise standards are intro-duced. As some indices of the middle water are not up to the standards, a test scheme has been worked outon the basis of the theory study. With systematic analysis of the results on the site the recovery and utization of the middle water can greatly reduce water consumption and water pollution This lechnology isof some practical value in iron and steel industryKey Words: Middle water; Recycling; Water circulation“中水”有多種解釋,如在污水工程方面稱(chēng)為億m3。面對如此短缺的水資源和如此巨大的污再生水”,工廠(chǎng)方面稱(chēng)為“循環(huán)水”或“回用水”,水排放量,城市污水進(jìn)行處理回用,變廢為寶,成般以水質(zhì)作為區分的標志。本文所涉及的“中水”為一條重要的節水途徑。使用1m3中水,就相當主要指生活污水經(jīng)處理后達到一定的水質(zhì)標準,于少用1m3自來(lái)水,又少排出1m3的污水,可節可在一定范圍內重復使用的非飲用的雜用水,其約用水近一半左右。這對于水源緊缺、供需矛盾水質(zhì)介于上水(潔凈水、工業(yè)補充水)與下水(排污突出的城市具有重要的經(jīng)濟價(jià)值和社會(huì )意義水)之間山寶鋼三期工程建設中,為環(huán)保需求及不增加上海城市生活污水管道壓力,寶鋼提出“增產(chǎn)不增1中水回用問(wèn)題的提出污”,對包括鋼管分公司浴室在內的三期工程浴室目前我國600多座城市中,有300多座城市污水(約4000m3/d)進(jìn)行了處理,出水達到合格缺水,108座城市嚴重缺水,寶鋼所在的上海市屬排放水要求。三期10個(gè)浴室污水處理設施及于水質(zhì)型缺水城市。一味的長(cháng)距離引水是很不科二期14個(gè)泵站總投資約300多萬(wàn)元。到目前學(xué)的,也不能解決根本性問(wèn)題。20世紀80年代為止,污水日處理量為800m3,而寶鋼中水回用中期以來(lái)我國的城市污水排放量開(kāi)始成倍增長(cháng)僅僅利用在廠(chǎng)區綠化澆灌上,同時(shí)由于受到氣候(2000年達500億m3),預計到2010年將達到720等因素的影響,可利用量十分有限。絕大部分水量V凵中國煤化工水排人護廠(chǎng)河李建新助工1975年生19年畢業(yè)于東北大學(xué)現從事水若CNMHG產(chǎn)生巨大的經(jīng)處理專(zhuān)業(yè)電話(huà)2665429濟義應和杠云盆寶鋼技術(shù)年第1期1.1寶鋼鋼管中水現狀產(chǎn)中水水量為500m3左右,出水達到合格排放水寶鋼股份鋼管分公司的中水(簡(jiǎn)稱(chēng)鋼管中要求,作為合格排放水排入護廠(chǎng)河:其具體水質(zhì)水),在主要指標上與寶鋼其他區域的屮水基本相(中水分析指標為2001年7、8月的數據平均值)近,因此具有一定的代表性。它主要來(lái)自鋼管廠(chǎng)寶鋼企業(yè)標準、國家標準見(jiàn)表1區內廁所、浴室污水經(jīng)生化處理后的二級出水,日表1寶鋼鋼管中水水質(zhì)分析Table I Analysis of the middle water at Baosteel Tuhe Branch生活雜用水分析項日寶鋼工業(yè)補允水水質(zhì)指標(企標木質(zhì)指郁(國標水質(zhì)指標6.5-9.0總堿度(以碳酸鈣計)10,77總硬度(以堿酸鈣計)18.54ABS0,027氨氮<350(氰化物)<50<40細菌數/個(gè)·(mL)<3(大腸桿菌數1.4x105由表1可知(2)在微生物指標上,鋼管中水在大腸桿菌和(1)目前鋼管中水的出水指標已基本符合寶沙門(mén)氏菌二項指標上都大大高于相關(guān)的標準(如鋼工業(yè)補充水的有關(guān)標準但在微生物指標上,鋼圖1所示);管中水的出水指標和有關(guān)標準還有一些差距;象圖1大腸桿菌與沙門(mén)氏菌在7、8月的變化(2001)(3)根據監測水質(zhì)結果分析,鋼管中水中的右時(shí)將中水作為工業(yè)循環(huán)水補充水質(zhì)直接使用CODc含量呈階段性的波動(dòng)(如圖2所示);其理論R.S.I指數為6.65,該水質(zhì)將對系統材質(zhì)(4)長(cháng)期監測表明中水中的細菌總數基本在中國煤化工103~10之間,比工業(yè)補水中的細菌數要高得多;THSCNMHG要低,沒(méi)有超過(guò)(5)根據水質(zhì)計算,如果在濃縮倍數為1.5左;小T口辨仉冰劑的用量是很李建新中水回用工業(yè)循環(huán)水的研究與應用其有效成分受到pH影響較小。c)所使用的氧化性殺生劑要具備一定的緩釋型。一方面可以對中水中的主要微生物起到良好的殺生作用,另一方可以長(cháng)時(shí)問(wèn)的維持水體中的殺生劑有效成分,減少管理者的工作量,提高相應的工作效率:d)g在中水的殺生處理中,需要定期使用非氧化性殺菌劑。異噻唑啉酮與有機硫、有機溴的復合殺菌劑對中水回用比較有針對性,可以減少水體中微生物的抗藥性,同時(shí)可以通過(guò)斷開(kāi)細菌的微生物鍵不可逆轉地起到殺生作用月(2)緩蝕阻垢劑的選用由于中水的侵蝕性較強,在適當的藥劑處理圖2CoD在7、8月的變化(2001)下,整個(gè)系統材質(zhì)得到全面保護,所使用的緩蝕阻Fig 2 Variation of CODe in middle water垢劑需要達到如下的技術(shù)要求:a)鋼管工業(yè)冷卻between July and August of 2001循環(huán)系統目前的濃縮倍數在1.5左右,在低濃縮少的,對工業(yè)冷卻系統不會(huì )產(chǎn)生影響。倍數條件下,復合藥劑更側重于緩蝕性能。b)鋼1.2鋼管中水回用所需解決的問(wèn)題管工業(yè)冷卻循環(huán)系統目前的腐蝕多為陰極極化腐(1)微生物。由于回用污水中COD,和氨氮蝕,所以陰極型緩蝕劑對中水回用比較有針對性含量較高,導致微生物大幅度增加。在抑制金屬本體的陰、陽(yáng)過(guò)程的條件下,能更好地抑制中水水體中金屬的陰極極化過(guò)程。c)鋼管工(2)懸浮物。經(jīng)二級處理后,由生化曝氣池中業(yè)冷卻循環(huán)系統的緩蝕采用“膜保護”方式,因此帶出的活性污泥會(huì )對水體帶來(lái)一定的懸浮物。因緩蝕阻垢復合配方中需要有良好的成膜成分,在此在今后的工程實(shí)施中,應加強中水過(guò)濾的強度?！阒兴w系中能于金屬表面形成均勻致密的保護(3)腐蝕?；赜盟须妼?、氯離子、硫酸根腆3指標較高,pH較低,水質(zhì)的侵蝕性相對較強。3中水回用的試驗方案2中水回用的理論研究通過(guò)理論研究分析,形成初步的有針對性的水是工業(yè)的命脈,工業(yè)冷卻系統直接影響鋼處理方案,為有效解決鋼管中水回用問(wèn)題,必須對管生產(chǎn)的安全和穩定。由于國內中水回用工業(yè)冷處理方案加以驗證,保證中水回用工業(yè)循環(huán)水系卻系統的先例比較少,此次研究具有一定的技術(shù)統安全穩定。風(fēng)險。中水的懸浮物可以通過(guò)提高現有的生物碳(1)中水的出水監測試驗。對中水的出水指塔的過(guò)濾強度,直接進(jìn)行有效解決。因此鋼管中標在常規指標和微生物指標上和工業(yè)補水的區別水回用所需研究解決的問(wèn)題,主要集中在殺菌滅進(jìn)行比較,找出中水作為工業(yè)補加水的差距。藻和緩蝕阻垢兩方面。即殺生劑的選用和緩蝕阻(2)細菌分類(lèi)試驗。對中水中的微生物情況垢劑的選用進(jìn)行摸底,并對中水中常見(jiàn)的細菌進(jìn)行分析,以便(1)殺生劑的選用找出適合的殺菌劑來(lái)控制這些細菌。水體中微生物的抑制是中水回用于工業(yè)循環(huán)(3)各種殺生劑的殺菌試驗。針對中水中存水的一個(gè)重要技術(shù)環(huán)節。為了保證補人工業(yè)循環(huán)在的細菌進(jìn)行不同殺生劑、不同酸堿度和不同濃系統后,做好緩蝕與殺菌的配伍,使緩蝕阻垢劑同度的殺菌試驗確定在以后的試驗中用何種殺生樣能起到較好的水質(zhì)穩定作用,所使用的殺生劑劑來(lái)進(jìn)行試驗形成殺菌配方。必須達到如下的技術(shù)要求:a)所使用的微生物抑(4)防腐試驗(旋轉掛片試驗)。中水回用于制劑需要有良好的殺滅異氧菌大腸桿菌、糞大腸鋼中國煤化工因數和微生物因桿菌、沙門(mén)氏菌作用。b)所使用的氧化性殺生劑數」CNMH備的腐蝕問(wèn)題能在pH7-8.5范圍內起到良好的殺生作用,同時(shí)在旋轉掛片試驗中,進(jìn)行不同藥劑、不同濃縮倍寶鋼技術(shù)2004年第1期數、不同的藥劑投加量、不同的殺菌劑和殺菌劑劑表3換熱器實(shí)驗監控運行控制參量等試驗,比較全面和系統地考慮了試驗中的各Table 3 Operation control Paramelers fur heut exchangers方面因數,形成緩蝕藥劑配伍方案控制參數設定值實(shí)際值(5)動(dòng)態(tài)模擬試驗。模擬鋼管生產(chǎn)冷卻系統循環(huán)水流鬟/·b-1001000的熱負荷,進(jìn)行了不同濃縮倍數情況下和不同藥進(jìn)出口溫差/℃蒸汽溫度/℃劑的試驗,對系統腐蝕情況、細菌情況進(jìn)行監控,試管材質(zhì)20碳鋼對前幾項試驗所得到的處理方案進(jìn)行驗證和完流態(tài)系統濃編倍數善,形成中水回用鋼管冷卻循環(huán)水系統的最佳處理方案。端:2.47mdd,國家標準為15mdd);污垢沉積速度也相當低(約為6.13mwm),幾乎和中水回用前循4鋼管中水回用現場(chǎng)實(shí)施效果分析環(huán)水系統的腐蝕速率和污垢沉積速度相差無(wú)幾通過(guò)理論研究和試驗方案的實(shí)施,說(shuō)明中水(回用前腐蝕速率為1.2md,污垢沉積速度約為回用于工業(yè)冷卻系統,從技術(shù)性上和經(jīng)濟性上都5.96mcm)4。有條件進(jìn)行現場(chǎng)實(shí)施,并形成了完善的中水回用根據循環(huán)水水質(zhì)和動(dòng)態(tài)監控數據的驗證,中于工業(yè)冷卻系統的水質(zhì)處理方案、藥劑配伍方案水回用研究的技術(shù)方案可行,能滿(mǎn)足現場(chǎng)循環(huán)水及系統管理方案。采用研究的技術(shù)成果,中水于的安全、穩定、達標供水的要求。2002年5月開(kāi)始作為鋼管工業(yè)循環(huán)水系統(凈循環(huán)系統和濁循環(huán)系統)的補加水,回用于鋼管生產(chǎn)5結論冷卻。(1)中水回用后,每年可以節約新鮮水量4.1冷卻水系統水質(zhì)情況500m3×365天=18.25萬(wàn)m3,按寶鋼工業(yè)用水費從循環(huán)水系統使用中水作為補充水前后水質(zhì)2.5元計算,每年直接經(jīng)濟效益為45.6萬(wàn)元。數據(見(jiàn)表2)看出水質(zhì)相差無(wú)幾。中水回用后,可減少向環(huán)境排污量18.25萬(wàn)表2凈循環(huán)系統使用中水m3,按中水平均懸浮物含量為28.7×10-4%計作為補充水前后水質(zhì)數據比較算,可減少排放廢固量約為524tTable 2 Data comparison of water quality before(2)鋼管中水回用于工業(yè)循環(huán)水的研究與after middle water used as make-up water mg/L用,形成了成熟的技術(shù)方案和工藝流程,為國內中分析項目中水回用前中水回用后水再利用進(jìn)行有益的探索和實(shí)踐,填補了國內中電導率/Sm1水回用冶金行業(yè)工業(yè)循環(huán)水的空白。中水回用工業(yè)循環(huán)水,實(shí)現污、廢水資源化,既可節省水資源懸浮物又使污水無(wú)害化,起到保護環(huán)境、防治水污染和緩解水資源不足的重要作用82.9參考文獻0.54唐熟主編國外城市節水技術(shù)與管理,北京:中國建筑工業(yè)出粘泥量mL·m3版社,1997:6-8細繭含量2茹繼平,李大鵬城市污水再生利用新襪式的探討,中國給水4.2換熱器腐蝕速率監控排水,2001;(3李國欣李旭東污水資源化利用技術(shù)現狀及其應用實(shí)例給換熱器實(shí)驗監控條件見(jiàn)表3。水排水,2001:(27):15-18在23天的在線(xiàn)動(dòng)態(tài)監測過(guò)程中,依據研究所4陳耀宗,美文演主編建筑給水排水設計手冊北京:中國建筑得的方案,重點(diǎn)控制水處理過(guò)程中殺生劑的使用工業(yè)出版社,2000:19并兼顧到殺生劑與水質(zhì)穩定劑(緩蝕阻垢劑)的相互協(xié)同配伍。監測結束后,懸掛的監測試片表面中國煤化工任燕光潔,腐蝕速率很低(預膜掛片:1.l1mdd,不預膜CNMHGOO3-09-16掛片:0.76md,換熱器熱端:6.I7mdd,換熱器冷