環(huán)保的共贏 中水回用迎來技術(shù)“秋天”

       水資源匱乏與水資源的污染如今已是各大頭條的關(guān)注詞匯，無論是環(huán)保業(yè)還是國家相關(guān)政策的相續(xù)出臺，大到政策條例的力度加大，小到老百姓的生活用水，我們正在面臨著水資源污染和水資源嚴(yán)重匱乏的雙重問題，如果不采取有效的措施，將會在一定程度上制約經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們的生活質(zhì)量也將會受到影響

       中水回用，是指已用過的水，經(jīng)過處理后，能夠達(dá)到某種使用水的使用標(biāo)準(zhǔn)。例如廢水經(jīng)處理可以應(yīng)用到生活清洗用水、道路沖洗、小區(qū)綠化、工業(yè)設(shè)備清洗等，使水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甚至全世界都面臨的一個非常嚴(yán)重的問題，而以現(xiàn)有的技術(shù)來看，有效解決的方法有海水淡化處理和中水回用處理，但是中水回用處理與海水淡化技術(shù)相比更具經(jīng)濟(jì)性，因此中水處理設(shè)備應(yīng)用的更加廣泛。對此，小編今天重點介紹的是小區(qū)中水回用設(shè)備的特點：

1、小區(qū)安裝中水處理設(shè)備可以簡化污水處理流程，可實現(xiàn)與建筑物一體化的優(yōu)勢。

2、設(shè)備凈化污水效率高，污泥消耗率高，產(chǎn)泥量小，系統(tǒng)穩(wěn)定運行，處理中不會有異味產(chǎn)生。

3、中水回收設(shè)備體積小，節(jié)約安裝面積。

        我國是個水資源比較貧乏的國家，人們?nèi)粘Ｉ钪兴枰娘嬘盟徽紦?jù)了我國耗水量的十分之一，其余大部分的水資源都被工業(yè)生產(chǎn)以及農(nóng)業(yè)灌溉等方面用掉了。就目前狀況來看，中水回用是較佳的方法，能有效的緩解了用水壓力，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。

讓我們談?wù)勚兴赜脤ρh(huán)水的影響與對策

中水回用的歷史已經(jīng)很久了，今天讓我們具體談?wù)勊倪^程

1、中水回用對循環(huán)水系統(tǒng)產(chǎn)生的作用

       中水作為補(bǔ)充水回用循環(huán)水系統(tǒng)時,需要控制各項指標(biāo)合格,才能減小對循環(huán)水系統(tǒng)的水質(zhì)影響,但在實際使用過程中,由于污水處理過程中不可控因素較多,中水回用時水質(zhì)易頻繁波動,短期內(nèi)對循環(huán)水系統(tǒng)影響較小,若持續(xù)時間較長,則會引起循環(huán)水控制指標(biāo)異常,給循環(huán)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使用達(dá)標(biāo)污水做中水處理水源,但當(dāng)污水處理廠受到外部來水沖擊時,氨氮處理效果將會受到影響,*終體現(xiàn)在中水處理環(huán)節(jié)時,就會引起中水氨氮超標(biāo)。氨氮超標(biāo)時,將會對循環(huán)水水質(zhì)及加藥控制等多方面產(chǎn)生影響。

圖 2 中水氨氮質(zhì)量濃度與循環(huán)水pH變化趨勢

        圖 2可見,循環(huán)水pH隨著中水氨氮質(zhì)量濃度的升高而降低,當(dāng)氨氮質(zhì)量濃度達(dá)到*高值21.70mg/L時,pH達(dá)到**7.80,當(dāng)氨氮值從9月18日開始緩慢降低后,循環(huán)水pH逐漸上升。從整體趨勢來看,9月份中水氨氮平均質(zhì)量濃度為3.79 mg/L,而循環(huán)水pH均值為8.15,接近于控制下限8.0運行,說明9月份pH受中水氨氮含量偏高影響較大,整體運行偏低,若不及時調(diào)整,會大大增加系統(tǒng)腐蝕風(fēng)險。

(2)增加循環(huán)水異養(yǎng)菌控制難度。氮、磷本身即為菌藻類生長的必需營養(yǎng)元素,氨氮含量較高時,可以為細(xì)菌提供充足的營養(yǎng)物質(zhì),若在其適應(yīng)的溫度環(huán)境下,會大量繁殖,容易增加系統(tǒng)管道內(nèi)生物黏泥量,這些生物黏泥附著在設(shè)備表面,不僅影響換熱效果,還會促進(jìn)垢下腐蝕現(xiàn)象的發(fā)生。

圖 3 中水氨氮與循環(huán)水余氯質(zhì)量濃度變化趨勢

       由圖 3可見,整個9月份循環(huán)水余氯平均質(zhì)量濃度維持在0.13 mg/L左右,而正常夏季生產(chǎn)余氯值需保持在0.2 mg/L左右才能較好地保證殺菌效果。另一方面,為了保證殺菌效果,維持循環(huán)水中一定濃度的余氯濃度就**加大殺菌劑的投加量,這樣不僅增加了生產(chǎn)成本,而且水體中氯根過高,也會加劇設(shè)備腐蝕速率。

1.2 、堿硬度的影響

        鈣硬度和甲基橙堿度之和稱為循環(huán)水容忍度,是循環(huán)水結(jié)垢風(fēng)險高低的一項重要判斷指標(biāo),一般按照《工業(yè)循環(huán)水運行管理規(guī)定》要求,建議*適應(yīng)的控制范圍應(yīng)小于1 100 mg/L。在實際生產(chǎn)過程中,根據(jù)一循運行多年的經(jīng)驗,*適應(yīng)的控制范圍應(yīng)小于900 mg/L,若超過這個控制界限,將會導(dǎo)致系統(tǒng)結(jié)垢風(fēng)險加劇,同時也會引起循環(huán)水pH等指標(biāo)異常。中水回用后,引起了循環(huán)水堿度和硬度變化,產(chǎn)生了一些問題。

(1)增加結(jié)垢風(fēng)險。中水水質(zhì)指標(biāo)正常時,容忍度基本維持在800 mg/L左右運行,而中水自身堿度偏高時,則會引起循環(huán)水容忍度上升。 2013年4月中水堿度超標(biāo)時,循環(huán)水總堿度全月運行在500mg/L以上,容忍度也超過900 mg/L,且連續(xù)超標(biāo)嚴(yán)重。

 

(2)引起pH偏高。循環(huán)水pH主要受中水OH-、HCO3-和CO32-含量的影響,在同一個水系統(tǒng)中堿度的大小也間接反映pH的高低,即堿度高時,pH相對較大;堿度低時,pH相對較小。正常情況下,水體中的pH受OH-、HCO3-和CO32-三者制約,會達(dá)到一定的平衡狀態(tài)：　

2HCO3-→H2O+CO2+CO32-

當(dāng)pH過高時,CO32-濃度增高,因為CaCO3的溶度積較小,勢必會增加系統(tǒng)的結(jié)垢風(fēng)險〔2〕。2013年4月中水堿度不達(dá)標(biāo)時,引起循環(huán)水pH偏高,全月pH均值達(dá)到9.1左右,接近工藝控制上限運行。

1.3 、余氯的影響

        中水在經(jīng)提升泵送往循環(huán)水場前,也需要進(jìn)行殺菌消毒,目前使用的殺菌劑為強(qiáng)氯精。由于化驗分析計劃僅對細(xì)菌含量做定期分析,余氯監(jiān)測需要班組人員自行采樣分析,這就造成中水余氯監(jiān)測的不規(guī)律性,同時個人操作手法的差異也會造成余氯值檢測的準(zhǔn)確性降低,投加強(qiáng)氯精后容易引起中水余氯值的波動。通過觀察2011年中水與循環(huán)水余氯變化趨勢發(fā)現(xiàn):2011年中水全年余氯控制整體偏高,均值達(dá)到8.0 mg/L,波動也較大,回用循環(huán)水場后,造成循環(huán)水余氯波動。

(1)引起循環(huán)水氯根升高。對于不銹鋼鋼材質(zhì)換熱器,氯離子質(zhì)量是誘發(fā)換熱器點蝕的重要因素,若金屬材料的殘余應(yīng)力未消除或有較高溫度時,氯離子質(zhì)量的存在就會造成應(yīng)力腐蝕開裂[3]。循環(huán)水場一般控制氯離子和硫酸根離子的濃度,但由于硫酸根對循環(huán)水系統(tǒng)的直接影響不大,大約為氯離子的1/10,且在日常生產(chǎn)中,中水帶入的硫酸根數(shù)量較少,故需要重點關(guān)注氯離子的濃度。

(2)中水余氯波動增加循環(huán)水強(qiáng)氯精投加難度。根據(jù)生產(chǎn)需要,循環(huán)水場每日根據(jù)化驗結(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、流速等多因素影響,很難像投加氯氣殺菌劑那樣定量控制投加。中水余氯值的波動,使得每日強(qiáng)氯精投加的難度增加,余氯值不易控制。

1.4 、COD的影響

        由于中水水源為達(dá)標(biāo)污水,故COD是一個非常重要而又容易超標(biāo)的控制指標(biāo)。循環(huán)水場在回用COD超標(biāo)的中水后,給循環(huán)水水質(zhì)造成一定影響。

(1)增加了殺菌劑耗量。由于循環(huán)水場使用的是氧化性殺菌劑,容易和這些有機(jī)物質(zhì)進(jìn)行反應(yīng),為了保證殺菌劑的濃度,需要增加強(qiáng)精的投加量,無疑增加了運行成本。

(2)促進(jìn)了微生物的滋生。有機(jī)物能給微生物提供豐富的營養(yǎng),當(dāng)環(huán)境溫度適宜時,微生物大量繁殖,增加了系統(tǒng)黏泥量,容易造成冷換器換熱效率下降,同時引起生物腐蝕。

2、加強(qiáng)中水回用的日常管理措施

       中水回用增加了循環(huán)水運行管理的難度,但隨著水資源的緊缺,節(jié)水減排是企業(yè)今后發(fā)展的趨勢,可以通過加強(qiáng)日常現(xiàn)場的管理、不斷優(yōu)化工藝操作等方式進(jìn)一步降低回用中水帶來的各種問題,將中水對循環(huán)水系統(tǒng)的影響降至**。

2.1 加強(qiáng)中水裝置水源控制

        污水回用的關(guān)鍵是回用達(dá)標(biāo)中水,而筆者所在廠污水回用裝置在設(shè)計時忽略了含鹽量對循環(huán)水系統(tǒng)的影響,而且現(xiàn)有條件下,污水處理廠對含鹽污水的處理能力較弱,單純的依靠處理后的達(dá)標(biāo)污水作為中水裝置水源無法保證含鹽量達(dá)標(biāo)。為此,鋪設(shè)了一條應(yīng)急池至排水的DN 200專用管線,將應(yīng)急池收集的清凈廢水輸送至排水車間,用于稀釋中水水源,一定程度上降低中水裝置的含鹽、氨氮和COD含量。

        水源改善后的中水裝置出水水質(zhì)有了明顯的好轉(zhuǎn),但由于目前各裝置都在推行節(jié)水減排,日常真正能夠被應(yīng)急池收集的清凈廢水越來越少,當(dāng)污水處理場被沖擊,生產(chǎn)異常時,清凈廢水用量的減少容易造成中水水質(zhì)的不穩(wěn)定。因此確保中水裝置進(jìn)水水源的穩(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)各裝置的清污分流管理,水質(zhì)異常時,及時增加清凈廢水的稀釋量,保證出水合格。

2.2 、加強(qiáng)中水水質(zhì)監(jiān)控

        由于循環(huán)水場關(guān)于中水水質(zhì)的分析項目每周只有一次,但排水車間每天都有關(guān)于中水主要水質(zhì)指標(biāo)的分析,日常操作中,班組人員除了要關(guān)注中水回用量外,還應(yīng)每天關(guān)注中水氨氮的情況,若相關(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)超標(biāo)時應(yīng)暫停中水使用,避免對循環(huán)水水質(zhì)造成沖擊,絕不能為了保證中水使用量而使用未達(dá)標(biāo)的中水。

2.3 、制定合理的藥劑投加方案

        藥劑投加對穩(wěn)定循環(huán)水質(zhì)至關(guān)重要。使用中水后首先要及時關(guān)注循環(huán)水水質(zhì)變化趨勢,當(dāng)中水相關(guān)指標(biāo)偏高時,應(yīng)該有預(yù)見性地調(diào)整緩蝕阻垢劑或殺菌劑的用量和頻次;其次要逐步制定常見水質(zhì)異常時的藥劑投加控制方案,如pH偏低或偏高時的投堿、投酸量控制,余氯偏低時強(qiáng)氯精的投加方式等,盡可能地使藥劑投加操作在結(jié)合經(jīng)驗的同時,做到**、平穩(wěn);再次要根據(jù)循環(huán)水系統(tǒng)的運行情況,定期評估現(xiàn)有水處理藥劑配方是否適合目前中水回用量和回用水質(zhì),不斷提高緩蝕阻垢劑的性能,降低系統(tǒng)腐蝕結(jié)垢的風(fēng)險。

2.4、 加強(qiáng)循環(huán)水日常運行管理

(1)管好、用好旁濾設(shè)施,提高循環(huán)水的過濾水量,保證大于3.0%。摸索濾池的*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間。

(2)針對中水含鹽量高、易形成積垢、引起垢下腐蝕的特點,每季度定期對循環(huán)水場進(jìn)行黏泥剝離清洗,加強(qiáng)過程監(jiān)控,保證清洗效果。

2.5、 分階段提升中水回用量

        中水回用量的大小要與循環(huán)水系統(tǒng)的管理和水質(zhì)承受能力掛鉤,絕不是量越大越好,維持水中各離子的平衡狀態(tài)才是*重要的。實際使用中,應(yīng)該采用分階段調(diào)整中水用量的方式,逐步調(diào)整回用比例,每個階段都要重點關(guān)注循環(huán)水細(xì)菌、腐蝕率、加藥量等指標(biāo)的變化情況