中水作為循環(huán)水使用的利與弊
中水即“再生水”,從環(huán)保的角度看,污水再生利用有助于改善生態(tài)環(huán)境,實現(xiàn)水生態(tài)的良性循環(huán)。但變廢為寶的過程也有利和弊。
1、 中水回用對循環(huán)水系統(tǒng)產(chǎn)生的影響
中水作為補充水回用循環(huán)水系統(tǒng)時,需要控制各項指標合格,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)水控制指標異常,給循環(huán)水的運行管理造成困難。回用控制指標如下表所示。

1.1、氨氮的影響
當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,最終體現(xiàn)在中水處理環(huán)節(jié)時,就會引起中水氨氮超標。氨氮超標時,將會對循環(huán)水水質(zhì)及加藥控制等多方面產(chǎn)生影響。
(1)引起循環(huán)水pH偏低。氨氮會在細菌的作用下發(fā)生硝化反應,產(chǎn)生H+,造成循環(huán)水pH異常波動,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,可以為細菌提供充足的營養(yǎng)物質(zhì),若在其適應的溫度環(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備表面,不僅影響換熱效果,還會促進垢下腐蝕現(xiàn)象的發(fā)生。
(3)增加循環(huán)水殺菌劑耗量。循環(huán)水目前使用的殺菌劑主要為氧化性活性氯殺菌劑,而氨氮能與活性氯發(fā)生氧化還原反應,生成氯胺,從而使水體中直接起到殺菌作用的游離氯濃度降低。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必須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)水結垢風險高低的一項重要判斷指標,一般按照《工業(yè)循環(huán)水運行管理規(guī)定》要求,建議最適應的控制范圍應小于1100 mg/L。在實際生產(chǎn)過程中,根據(jù)一循運行多年的經(jīng)驗,最適應的控制范圍應小于900 mg/L,若超過這個控制界限,將會導致系統(tǒng)結垢風險加劇,同時也會引起循環(huán)水pH等指標異常。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)增加結垢風險。中水水質(zhì)指標正常時,容忍度基本維持在800mg/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。
(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。當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)的結垢風險。
1.3、電導率的影響
電導率反映了水中各種可導電離子的多少,過高的電導率表明水體中各種鹽類含量較高,而含鹽量高則會不可避免地增加系統(tǒng)腐蝕的潛在風險。
但當引入達標中水后,由于其電導率一般是新鮮水作補水時的2~3倍,使得循環(huán)水電導率迅速上升。當中水電導率超過1 200μS/cm的控制界限時,將會進一步導致循環(huán)水電導率大幅攀升。過高的電導率致循環(huán)水場必須進行適量排污換水,不僅浪費了新鮮水,而且增加了藥劑費用。排污后循環(huán)水濃縮倍數(shù)降低,也將進一步增加后期水耗。
1.4、余氯的影響
中水在經(jīng)提升泵送往循環(huán)水場前,也需要進行殺菌消毒,目前使用的殺菌劑為強氯精。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確性降低,投加強氯精后容易引起中水余氯值的波動。
1.5、COD的影響
由于中水水源為達標污水,故COD是一個非常重要而又容易超標的控制指標。循環(huán)水場在回用COD超標的中水后,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,容易和這些有機物質(zhì)進行反應,為了保證殺菌劑的濃度,需要增加強氯精的投加量,無疑增加了運行成本。
(2)促進了微生物的滋生。有機物能給微生物提供豐富的營養(yǎng),當環(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、加強中水回用的日常管理措施
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,可以通過加強日常現(xiàn)場的管理、不斷優(yōu)化工藝操作等方式進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)的影響降至最低。

2.1、加強中水裝置水源控制
建議加強各裝置的清污分流管理,污水處理場應加強水質(zhì)監(jiān)控,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、加強中水水質(zhì)監(jiān)控
每天關注中水氨氮、COD的情況。若相關指標超標或者偏高。則應聯(lián)系排水裝置調(diào)整。連續(xù)超標時應暫停中水使用。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標的中水。
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)至關重要。使用中水后首先要及時關注循環(huán)水水質(zhì)變化趨勢,當中水相關指標偏高時,應該有預見性地調(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;余氯偏低時強氯精的投加方式等;盡可能地使藥劑投加操作在結合經(jīng)驗的同時;做到精確、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)腐蝕結垢的風險。
2.4、加強循環(huán)水日常運行管理
(1)提高循環(huán)水的過濾水量,根據(jù)水質(zhì)情況可適當提高反洗頻次和反洗時間,實現(xiàn)濾池的最佳反洗周期。
(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)水場進行黏泥剝離清洗,加強過程監(jiān)控,保證清洗效果。
(3)針對循環(huán)水濃縮倍數(shù)上升過快的問題,可采取連續(xù)少量換水的方式保持濃縮倍數(shù)的穩(wěn)定。
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)才是最重要的。實際使用中,應該采用分階段調(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注循環(huán)水細菌、腐蝕率、加藥量等指標的變化情況,為以后提升用量做好經(jīng)驗儲備。
結語:隨著水資源的緊缺,中水回用將是今后社會發(fā)展的大趨勢,同時也是企業(yè)節(jié)水減排的主要手段。經(jīng)過近兩年生產(chǎn)實踐證明,回用合格的、品質(zhì)較好的達標中水,不僅可以促進循環(huán)水水質(zhì)達標,更極大地降低了新鮮水水耗,節(jié)能的經(jīng)濟效益和社會效益明顯。
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