中水回用工业循环水的研究与应用

2004年第1期中水回用工业循环水的研究与应用李建新宝钢股份公司钢管分公司,上海20190)摘要:介绍中水回用问題的提出,宝钢钢管厂中水的现状及企标、国标对中水的要求。针对中水指标的不合格项目,通过理论研究制定了试验方案,并对现场实施效果进行系统分析说明了中水回用具有开源节流、减少水污染的双重功效,钢管中水回用于工业循环水技术具有一定的推广应用价值关键词:中水;回用;循环水中图分类号:TK08文献标识码:B文章编号: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”有多种解释,如在污水工程方面称为亿m3。面对如此短缺的水资源和如此巨大的污再生水”,工厂方面称为“循环水”或“回用水”,水排放量,城市污水进行处理回用,变废为宝,成般以水质作为区分的标志。本文所涉及的“中水”为一条重要的节水途径。使用1m3中水,就相当主要指生活污水经处理后达到一定的水质标准,于少用1m3自来水,又少排出1m3的污水,可节可在一定范围内重复使用的非饮用的杂用水,其约用水近一半左右。这对于水源紧缺、供需矛盾水质介于上水(洁净水、工业补充水)与下水(排污突出的城市具有重要的经济价值和社会意义水)之间山宝钢三期工程建设中,为环保需求及不增加上海城市生活污水管道压力,宝钢提出“增产不增1中水回用问题的提出污”,对包括钢管分公司浴室在内的三期工程浴室目前我国600多座城市中,有300多座城市污水(约4000m3/d)进行了处理,出水达到合格缺水,108座城市严重缺水,宝钢所在的上海市属排放水要求。三期10个浴室污水处理设施及于水质型缺水城市。一味的长距离引水是很不科二期14个泵站总投资约300多万元。到目前学的,也不能解决根本性问题。20世纪80年代为止,污水日处理量为800m3,而宝钢中水回用中期以来我国的城市污水排放量开始成倍增长仅仅利用在厂区绿化浇灌上,同时由于受到气候(2000年达500亿m3),预计到2010年将达到720等因素的影响,可利用量十分有限。绝大部分水量V凵中国煤化工水排人护厂河李建新助工1975年生19年毕业于东北大学现从事水若CNMHG产生巨大的经处理专业电话2665429济义应和杠云盆宝钢技术年第1期1.1宝钢钢管中水现状产中水水量为500m3左右,出水达到合格排放水宝钢股份钢管分公司的中水(简称钢管中要求,作为合格排放水排入护厂河:其具体水质水),在主要指标上与宝钢其他区域的屮水基本相(中水分析指标为2001年7、8月的数据平均值)近,因此具有一定的代表性。它主要来自钢管厂宝钢企业标准、国家标准见表1区内厕所、浴室污水经生化处理后的二级出水,日表1宝钢钢管中水水质分析Table I Analysis of the middle water at Baosteel Tuhe Branch生活杂用水分析项日宝钢工业补允水水质指标(企标木质指郁(国标水质指标6.5-9.0总碱度(以碳酸钙计)10,77总硬度(以碱酸钙计)18.54ABS0,027氨氮<350(氰化物)<50<40细菌数/个·(mL)<3(大肠杆菌数1.4x105由表1可知(2)在微生物指标上,钢管中水在大肠杆菌和(1)目前钢管中水的出水指标已基本符合宝沙门氏菌二项指标上都大大高于相关的标准(如钢工业补充水的有关标准但在微生物指标上,钢图1所示);管中水的出水指标和有关标准还有一些差距;象图1大肠杆菌与沙门氏菌在7、8月的变化(2001)(3)根据监测水质结果分析,钢管中水中的右时将中水作为工业循环水补充水质直接使用CODc含量呈阶段性的波动(如图2所示);其理论R.S.I指数为6.65,该水质将对系统材质(4)长期监测表明中水中的细菌总数基本在中国煤化工103~10之间,比工业补水中的细菌数要高得多;THSCNMHG要低,没有超过(5)根据水质计算,如果在浓缩倍数为1.5左;小T口辨仉冰剂的用量是很李建新中水回用工业循环水的研究与应用其有效成分受到pH影响较小。c)所使用的氧化性杀生剂要具备一定的缓释型。一方面可以对中水中的主要微生物起到良好的杀生作用,另一方可以长时问的维持水体中的杀生剂有效成分,减少管理者的工作量,提高相应的工作效率:d)g在中水的杀生处理中,需要定期使用非氧化性杀菌剂。异噻唑啉酮与有机硫、有机溴的复合杀菌剂对中水回用比较有针对性,可以减少水体中微生物的抗药性,同时可以通过断开细菌的微生物键不可逆转地起到杀生作用月(2)缓蚀阻垢剂的选用由于中水的侵蚀性较强,在适当的药剂处理图2CoD在7、8月的变化(2001)下,整个系统材质得到全面保护,所使用的缓蚀阻Fig 2 Variation of CODe in middle water垢剂需要达到如下的技术要求:a)钢管工业冷却between July and August of 2001循环系统目前的浓缩倍数在1.5左右,在低浓缩少的,对工业冷却系统不会产生影响。倍数条件下,复合药剂更侧重于缓蚀性能。b)钢1.2钢管中水回用所需解决的问题管工业冷却循环系统目前的腐蚀多为阴极极化腐(1)微生物。由于回用污水中COD,和氨氮蚀,所以阴极型缓蚀剂对中水回用比较有针对性含量较高,导致微生物大幅度增加。在抑制金属本体的阴、阳过程的条件下,能更好地抑制中水水体中金属的阴极极化过程。c)钢管工(2)悬浮物。经二级处理后,由生化曝气池中业冷却循环系统的缓蚀采用“膜保护”方式,因此带出的活性污泥会对水体带来一定的悬浮物。因缓蚀阻垢复合配方中需要有良好的成膜成分,在此在今后的工程实施中,应加强中水过滤的强度。°中水体系中能于金属表面形成均匀致密的保护(3)腐蚀。回用水中电导率、氯离子、硫酸根腆3指标较高,pH较低,水质的侵蚀性相对较强。3中水回用的试验方案2中水回用的理论研究通过理论研究分析,形成初步的有针对性的水是工业的命脉,工业冷却系统直接影响钢处理方案,为有效解决钢管中水回用问题,必须对管生产的安全和稳定。由于国内中水回用工业冷处理方案加以验证,保证中水回用工业循环水系却系统的先例比较少,此次研究具有一定的技术统安全稳定。风险。中水的悬浮物可以通过提高现有的生物碳(1)中水的出水监测试验。对中水的出水指塔的过滤强度,直接进行有效解决。因此钢管中标在常规指标和微生物指标上和工业补水的区别水回用所需研究解决的问题,主要集中在杀菌灭进行比较,找出中水作为工业补加水的差距。藻和缓蚀阻垢两方面。即杀生剂的选用和缓蚀阻(2)细菌分类试验。对中水中的微生物情况垢剂的选用进行摸底,并对中水中常见的细菌进行分析,以便(1)杀生剂的选用找出适合的杀菌剂来控制这些细菌。水体中微生物的抑制是中水回用于工业循环(3)各种杀生剂的杀菌试验。针对中水中存水的一个重要技术环节。为了保证补人工业循环在的细菌进行不同杀生剂、不同酸碱度和不同浓系统后,做好缓蚀与杀菌的配伍,使缓蚀阻垢剂同度的杀菌试验确定在以后的试验中用何种杀生样能起到较好的水质稳定作用,所使用的杀生剂剂来进行试验形成杀菌配方。必须达到如下的技术要求:a)所使用的微生物抑(4)防腐试验(旋转挂片试验)。中水回用于制剂需要有良好的杀灭异氧菌大肠杆菌、粪大肠钢中国煤化工因数和微生物因杆菌、沙门氏菌作用。b)所使用的氧化性杀生剂数」CNMH备的腐蚀问题能在pH7-8.5范围内起到良好的杀生作用,同时在旋转挂片试验中,进行不同药剂、不同浓缩倍宝钢技术2004年第1期数、不同的药剂投加量、不同的杀菌剂和杀菌剂剂表3换热器实验监控运行控制参量等试验,比较全面和系统地考虑了试验中的各Table 3 Operation control Paramelers fur heut exchangers方面因数,形成缓蚀药剂配伍方案控制参数设定值实际值(5)动态模拟试验。模拟钢管生产冷却系统循环水流鬟/·b-1001000的热负荷,进行了不同浓缩倍数情况下和不同药进出口温差/℃蒸汽温度/℃剂的试验,对系统腐蚀情況、细菌情况进行监控,试管材质20碳钢对前几项试验所得到的处理方案进行验证和完流态系统浓编倍数善,形成中水回用钢管冷却循环水系统的最佳处理方案。端:2.47mdd,国家标准为15mdd);污垢沉积速度也相当低(约为6.13mwm),几乎和中水回用前循4钢管中水回用现场实施效果分析环水系统的腐蚀速率和污垢沉积速度相差无几通过理论研究和试验方案的实施,说明中水(回用前腐蚀速率为1.2md,污垢沉积速度约为回用于工业冷却系统,从技术性上和经济性上都5.96mcm)4。有条件进行现场实施,并形成了完善的中水回用根据循环水水质和动态监控数据的验证,中于工业冷却系统的水质处理方案、药剂配伍方案水回用研究的技术方案可行,能满足现场循环水及系统管理方案。采用研究的技术成果,中水于的安全、稳定、达标供水的要求。2002年5月开始作为钢管工业循环水系统(净循环系统和浊循环系统)的补加水,回用于钢管生产5结论冷却。(1)中水回用后,每年可以节约新鲜水量4.1冷却水系統水质情况500m3×365天=18.25万m3,按宝钢工业用水费从循环水系统使用中水作为补充水前后水质2.5元计算,每年直接经济效益为45.6万元。数据(见表2)看出水质相差无几。中水回用后,可减少向环境排污量18.25万表2净循环系统使用中水m3,按中水平均悬浮物含量为28.7×10-4%计作为补充水前后水质数据比较算,可减少排放废固量约为524tTable 2 Data comparison of water quality before(2)钢管中水回用于工业循环水的研究与after middle water used as make-up water mg/L用,形成了成熟的技术方案和工艺流程,为国内中分析项目中水回用前中水回用后水再利用进行有益的探索和实践,填补了国内中电导率/Sm1水回用冶金行业工业循环水的空白。中水回用工业循环水,实现污、废水资源化,既可节省水资源悬浮物又使污水无害化,起到保护环境、防治水污染和缓解水资源不足的重要作用82.9参考文献0.54唐熟主编国外城市节水技术与管理,北京:中国建筑工业出粘泥量mL·m3版社,1997:6-8细繭含量2茹继平,李大鹏城市污水再生利用新襪式的探讨,中国给水4.2换热器腐蚀速率监控排水,2001;(3李国欣李旭东污水资源化利用技术现状及其应用实例给换热器实验监控条件见表3。水排水,2001:(27):15-18在23天的在线动态监测过程中,依据研究所4陈耀宗,美文演主编建筑给水排水设计手册北京:中国建筑得的方案,重点控制水处理过程中杀生剂的使用工业出版社,2000:19并兼顾到杀生剂与水质稳定剂(缓蚀阻垢剂)的相互协同配伍。监测结束后,悬挂的监测试片表面中国煤化工任燕光洁,腐蚀速率很低(预膜挂片:1.l1mdd,不预膜CNMHGOO3-09-16挂片:0.76md,换热器热端:6.I7mdd,换热器冷