環保的共贏 中水(shuǐ)回用迎來技術“秋天”
水資源(yuán)匱乏與水資(zī)源的汙染如今已是各大頭條的關注詞匯,無論是環保業還是國家相關政策的相續出(chū)台,大到政(zhèng)策條例的力度加大,小到老百(bǎi)姓的生活用水,我們正在麵臨著水資源汙染和水資源嚴重匱(kuì)乏的雙重問題,如果不采取有效的措施,將會在一定程度上製約經濟的發展,人們的生活質(zhì)量也(yě)將(jiāng)會受到影響
中水回用,是指已(yǐ)用(yòng)過的水,經過處理後,能夠達到某種使用水的使用標準(zhǔn)。例如廢水(shuǐ)經處理可以應用到生活清洗用水、道路衝洗、小區綠化、工業設備(bèi)清洗等,使水(shuǐ)資源得到了充分的利用。提到了中水回用。
淡水資源緊缺是我國(guó)甚至全世界都麵臨的一個非常嚴重的問題,而以現有的技術來看(kàn),有效解決的方法有海(hǎi)水淡化處理和中水回(huí)用處理,但是中水回用處理與海水淡化技術(shù)相(xiàng)比更具經濟性,因此中(zhōng)水處理設備應用的更加廣泛。對此,小(xiǎo)編今天重點介紹的是(shì)小區中(zhōng)水回用設備的特點:
1、小區安裝中水處理設備可以簡化汙水處理流程,可實現與建築物一體化的優勢。
2、設備淨化汙水效率高,汙泥消耗率高,產泥量小,係統穩(wěn)定運行,處理中不會有異味產生。
3、中水(shuǐ)回收設備體積小,節約安(ān)裝麵積。
我國是個水資(zī)源比較貧乏的國家(jiā),人(rén)們日常生活中所需要的飲用水隻占據了我國耗水量的十分之一,其餘大部分的水資源都被工業生(shēng)產(chǎn)以及農業灌溉等方麵用掉了。就目前狀況(kuàng)來看,中水回用是較佳的方法,能有效的緩解了用水壓力,促進經濟的可持續發展。
讓我們談談中水回用對循環水的影響(xiǎng)與對策
中水回用的曆史已經很久了,今天讓我們具體談談它的(de)過程
1、中水回用對循環水係統產生的作用
中水(shuǐ)作為補充水回用循環水係統時,需要控製各項(xiàng)指標合(hé)格,才能減小對循環水係統的水質影響(xiǎng),但在實際使用(yòng)過程中,由於汙水處理過程中不(bú)可控因素較多,中水回用時水質易頻繁波動,短(duǎn)期內對循環水係統影(yǐng)響較小,若持續時(shí)間較長,則會(huì)引起循環水控製指標(biāo)異常,給循環水的運行管理造成困難。
1.1 、氨氮的作用
很多很多的工廠都是直接(jiē)使用達標汙水做中水處理水源,但當汙水處理廠受到(dào)外部來水衝擊時,氨(ān)氮處理效果將(jiāng)會受到影響,*終體現在中水處理環節時,就會引起中水氨氮超標。氨氮超標時,將會對(duì)循環水水質及加藥控製等多方麵產(chǎn)生影響。
圖 2 中水氨氮質量濃度與循環水(shuǐ)pH變化趨勢
圖 2可見,循環水(shuǐ)pH隨著中水氨氮質量濃度的升高而降低,當氨氮質量濃度達到(dào)*高值21.70mg/L時,pH達到**7.80,當(dāng)氨氮值從9月(yuè)18日開始緩慢降低後,循環水pH逐漸(jiàn)上升。從整體趨勢來看,9月(yuè)份(fèn)中水(shuǐ)氨氮平均質量濃度為3.79 mg/L,而循環水pH均值為8.15,接近於控製下限8.0運行,說明9月份pH受中水氨氮含量(liàng)偏高(gāo)影響(xiǎng)較大,整體運行偏低,若不及(jí)時調整,會大大增加係統腐(fǔ)蝕風險。
(2)增加循環水異養菌控製難度。氮、磷本(běn)身即為(wéi)菌藻類生長的必(bì)需營養元素,氨(ān)氮含量較高時,可以為細菌提供充足的營養物質,若在其適應的溫度環境(jìng)下,會大量繁殖,容易增加係統管道內生物黏泥量,這些生(shēng)物黏泥附著在設備(bèi)表麵,不僅影響換熱效果,還會促進垢下腐(fǔ)蝕現象的發生(shēng)。
圖 3 中水氨氮與循環水餘氯質量濃度變化趨勢
由圖 3可見,整個9月(yuè)份(fèn)循環水餘(yú)氯平(píng)均質量濃度維持在0.13 mg/L左右,而正常夏季生產餘氯值需保持在0.2 mg/L左右才能較好地保證殺菌效果。另一方麵,為了保證殺菌效果,維持循環水中一定濃度的餘氯濃度就**加(jiā)大(dà)殺(shā)菌劑的投加量,這樣不僅增加了生產成本,而且(qiě)水體(tǐ)中氯(lǜ)根過高,也會加(jiā)劇設備腐蝕速率。
1.2 、堿硬度的影響(xiǎng)
鈣硬度和甲基橙堿度之和稱為循(xún)環水容忍度,是(shì)循環水結垢風(fēng)險高低的(de)一項重要判斷指標,一般按照《工業循環(huán)水運行管理規(guī)定》要求,建議*適應(yīng)的控製範圍應小(xiǎo)於1 100 mg/L。在實際生產過程(chéng)中,根據一循運行多年的經驗,*適應的控製範圍應小於(yú)900 mg/L,若超過這個控製界限,將會導致係(xì)統(tǒng)結垢(gòu)風險加劇,同(tóng)時也會(huì)引起(qǐ)循環水pH等指標異常。中水回用後,引起了循環水堿度和硬度變化,產生(shēng)了一(yī)些(xiē)問題。
(1)增加結垢風險。中水水質指標(biāo)正常時,容忍度基本維持在800 mg/L左(zuǒ)右運行,而中水自身堿度偏高時,則會引起循環水(shuǐ)容忍度上升。 2013年4月中水堿度超標時,循環水總堿度全月運行在(zài)500mg/L以上,容(róng)忍(rěn)度也(yě)超過900 mg/L,且連續超(chāo)標嚴重。
(2)引起pH偏高。循環水pH主要受(shòu)中水OH-、HCO3-和(hé)CO32-含量(liàng)的影響,在同一個水(shuǐ)係統中堿度的大小(xiǎo)也間接反映pH的高低,即堿度高(gāo)時,pH相對較大;堿(jiǎn)度低時,pH相對較小。正常情況下,水體中的pH受OH-、HCO3-和CO32-三者製約,會達到一定的平衡(héng)狀態:
2HCO3-→H2O+CO2+CO32-
當pH過高時,CO32-濃度增高,因為CaCO3的溶度積(jī)較小,勢必會(huì)增加係統的結垢風險〔2〕。2013年4月中水堿度不達標時,引起循(xún)環水pH偏高,全(quán)月(yuè)pH均值達到9.1左右,接近工藝控製上限運行。
1.3 、餘氯的影響
中水在(zài)經提升泵送往(wǎng)循環水場前,也需要進行殺菌消毒,目(mù)前使用的殺菌劑為強氯精。由於化驗(yàn)分析計劃僅對細菌含量做定期分析,餘氯監(jiān)測需要班組人員自行采樣分析,這就造成中水餘氯監測的不規律性,同時個(gè)人操作手法的差異也會(huì)造成(chéng)餘氯值檢測的準確性降低,投加強氯(lǜ)精後容易引起中水餘氯(lǜ)值的波(bō)動。通過(guò)觀察2011年中水與循環水餘(yú)氯變化趨勢發(fā)現:2011年中水全年餘氯控製整體偏高,均值(zhí)達到8.0 mg/L,波動也較大,回用循環水場(chǎng)後,造成循環水餘氯(lǜ)波動。
(1)引起循環水氯根升(shēng)高(gāo)。對於不鏽鋼(gāng)鋼材質(zhì)換熱器,氯離子質量是誘發換熱器點(diǎn)蝕的重要因素(sù),若金屬材料的殘餘應力(lì)未消除或(huò)有較高溫度時,氯(lǜ)離子質量的存在(zài)就會造成應力腐蝕開裂(liè)[3]。循環水場一般控製氯離子和硫酸根離(lí)子的濃度,但由於硫酸根對(duì)循環水係統的(de)直接影響不大,大約為氯(lǜ)離子的1/10,且在日常生產中,中水帶入的硫酸根(gēn)數量較少(shǎo),故需(xū)要重點關(guān)注氯離子的濃度。
(2)中水餘(yú)氯波動增加循環水強氯精投加難度。根據生產需要,循環水場每日根據化驗結果投加強(qiáng) 氯精殺菌劑。由於(yú)強氯精為塊狀固體,其(qí)在水體中的溶解度受水溫、流速等多因素影響,很難像投加氯氣殺菌劑那樣定量(liàng)控製投加。中水餘(yú)氯值(zhí)的波動,使得每日強氯精(jīng)投加的難度增加,餘氯值不易控製(zhì)。
1.4 、COD的影響
由於中水水源為達標汙水,故COD是一個非常(cháng)重要(yào)而又容易超標的控製指標(biāo)。循環水場在回用COD超標的中水後(hòu),給循環水水質造成一定(dìng)影響。
(1)增加了殺菌劑耗量。由於循環水場使用的是氧(yǎng)化性殺菌劑,容易和這些有機物質進行反應,為了(le)保(bǎo)證殺菌(jun1)劑的濃度,需要增加強精(jīng)的投加量,無(wú)疑增加(jiā)了運(yùn)行成本(běn)。
(2)促進(jìn)了微生物的滋生。有(yǒu)機物能給微生物提供豐富的營(yíng)養,當環境溫度適宜時,微生物大(dà)量繁殖,增加了係統(tǒng)黏泥量,容易造成冷換器(qì)換熱(rè)效率下(xià)降,同時引起生物腐蝕。
2、加強中水回用的日常管理措施
中水回用增(zēng)加了循環水運行管理的難度,但隨著水資源的緊缺,節水減(jiǎn)排是企(qǐ)業今後發展的趨勢,可以通過加強(qiáng)日常現場的管理、不(bú)斷優化工藝操作等方式進一步降低回用中水帶(dài)來的各種問題,將中水對循環水係統的影響降至**。
2.1 加強(qiáng)中水(shuǐ)裝置水源控製(zhì)
汙水回用的關鍵是回用達標中水,而(ér)筆者所在廠汙水回用裝置在設計時忽略了含鹽量對循環水係統的影響,而且現有條件下,汙水處理廠對含鹽汙水的處理能力較弱,單純的依靠處(chù)理後的達標汙水作為中水裝置水源無法保證含鹽量達標。為(wéi)此,鋪設了一條應急池至(zhì)排水的DN 200專用管線,將應急池收集(jí)的清淨廢(fèi)水輸送(sòng)至排水(shuǐ)車間,用於稀釋中水水源,一定程度上降低中水裝置的含鹽、氨氮(dàn)和COD含(hán)量。
水源改善後的中水裝置出水水(shuǐ)質有了明顯的好轉,但由於目前各裝置都在推行節水減排,日常真正能夠被應急池收集(jí)的清淨廢水(shuǐ)越來越少,當汙水處理(lǐ)場被衝(chōng)擊,生產異常時,清淨廢水(shuǐ)用量(liàng)的減(jiǎn)少容易造成中水水質(zhì)的(de)不(bú)穩定。因此確保中水裝置進水水源的穩定是保證(zhèng)中水水質達標的(de)關鍵,建議應加強各(gè)裝置的清汙分流管理,水質異常時,及時增加(jiā)清淨廢水的稀釋(shì)量,保證出水合格。
2.2 、加(jiā)強中水水質監控
由於循環水場關於中水水質的分析項(xiàng)目(mù)每周(zhōu)隻有一(yī)次,但排水車(chē)間每天都(dōu)有關於中水主要水質指標的分析,日常操作(zuò)中,班組人員除了要關注中水回用量外,還應每天關注中水氨氮的情況,若相關指標超標或者偏高(gāo),則(zé)應聯係排水裝置調整,連續超標時應暫停中水使用,避(bì)免(miǎn)對(duì)循環水水質造成衝擊,絕不能為(wéi)了保證(zhèng)中水使用量而使用未達標的(de)中水。
2.3 、製定合理的藥劑(jì)投加方案
藥劑投加對穩定循環水質至關重要。使用中水後(hòu)首先要及時關注循環水水質(zhì)變化趨勢,當中水(shuǐ)相關指標偏高時,應該有預見性地調整(zhěng)緩蝕阻垢劑或殺菌劑的(de)用量和頻次;其次要逐步製定常見水質(zhì)異常時的藥劑投加(jiā)控製方案,如pH偏低(dī)或偏高時的(de)投堿、投酸量控製,餘氯偏低時強氯精的投加方式(shì)等,盡(jìn)可能地使藥劑投加操作在結合經驗的同時,做到**、平穩;再(zài)次要根據(jù)循環(huán)水係統的運行情況,定期評估現有水處理藥(yào)劑配方是否適合目前(qián)中水回用量和回用水質,不斷提高緩蝕阻垢劑的性能,降低係統腐蝕結垢的風險。
2.4、 加強循環水日常(cháng)運行管(guǎn)理
(1)管好、用(yòng)好旁濾設施(shī),提高循(xún)環水的(de)過(guò)濾水量,保證大(dà)於3.0%。摸索(suǒ)濾池的*佳(jiā)反洗周(zhōu)期,根據水質情況可適當提高反(fǎn)洗(xǐ)頻次和反洗時間。
(2)針對中水含鹽量高(gāo)、易形成積垢、引起垢下腐蝕的特點,每季度定期對循環水場進行黏泥剝離清洗,加強過程監控,保證清洗效果。
2.5、 分階段提升中水回(huí)用(yòng)量
中水回用量的大小要與循環水(shuǐ)係統的管理(lǐ)和水質承受能力掛鉤,絕不是量越大越好,維(wéi)持水中各離子的平衡狀態才是*重要的。實際使用中,應該采用分階段調整(zhěng)中水用量的方式,逐步調整回用(yòng)比例,每個階段(duàn)都要(yào)重點關注循環水細菌、腐蝕率、加藥量等指標的變化情況