中水回用于电厂循环冷却工程的使用技术

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　　1 中水回用的概念　　中水，即为再生水，一般指污水经过一级处理，二级处理后供作回用的水。当中水经过深度处理，水质满足再生水水质指标时，可回用于补充地面水源、农田灌溉、消防用水、甚至可作为工艺水、冷却水补充水回用于工业企业。　　中水回用，可以很好的节约用水，增加经济、社会、环境效益，达到了可持续发展的要求。城市里的污水量是源源不断的，水量比较稳定，但由于来源多种多样，水质也呈复杂多样化。一般情况下，城市污水经二级处理后还含有相当数量的污染物，如BOD5：30~60mg/L，CODcr:60~120mg/L，SS：20~30mg/L，氨氮：15~250mg/L，甚至还有很多致病细菌、病毒和重金属等有害物质。如果将中水用作电厂循环冷却用水补充水，必须经过步骤复杂的深度处理。　　2 中水回用深度处理　　2.1 深度处理的目的　　深度处理也叫三级处理，是将二级处理后的水再用物理化学方法等去除可溶性无机物、不能分解的有机物、病毒、病菌、磷、氮及其他杂质，以达到用水水质标准。根据《工业循环冷却水处理设计规范》（GB50050）的要求，深度处理系统的中水进水水质应达到现行国家标准《城镇污水处理厂污染物排放标准》中的二级标准，由此，根据中水水质的特点以及电厂循环冷却水水质的要求，对中水深度处理，需要做到以下要求：　　1）进一步除残留的悬浮物以及胶体成分。　　2）进一步降低BOD5、CODcr、TOC等水质指标，使BOD5≤5mg/L、CODcr≤30mg/L，使水进一步稳定。　　3）脱氮、除磷，消除能导致水体富营养化的因素，使得氨氮的含量≤5mg/L，磷的总量在1mg/L。　　4）脱色、除臭，使水得到进一步澄清。　　5）灭菌杀毒，使细菌总数＜1000个/mL。　　6）降低水质的碱度和暂时硬度，使钙硬度（以CaCO3计）≤250mg/L，甲基橙碱度（以CaCO3计）≤200mg/L；　　2.2 深度处理的方法　　目前，我国在中水的深度处理问题中主要有过滤消毒、石灰处理、膜分离技术等，具体工艺处理方案需要根据不同的水质采用不同的方法。　　2.2.1过滤消毒　　过滤消毒，一般指经过过滤器、加药处理等方法，对中水进行机械的过滤消毒，通常能将悬浮物降低至10mg/L以内。这种方法比较简单，但仅能降低水中悬浮物含量，无法去除其他物质。对此，这种方法仅适用于处理进水水质较好，用水水质要求标准较低的情况。　　2.2.2石灰处理　　石灰处理技术是在中水中加入适量的石灰乳增加污水的碱性，使出水PH达到10.3~10.5，通过几个化学反应，产生形态不同的碳酸钙结晶，软化水质，而且产生的结晶还可以凝聚、吸附其他的杂质，但传统的石灰处理工艺过程繁琐，操作复杂，同时产生的污泥较多。　　2.2.3膜分离技术　　在水处理领域，膜分离技术主要包括微滤、超滤和反渗透等。　　微滤（MF）可除去大小约0.1~1μm的颗粒杂质。主要用于去除细菌、悬浮固体、胶体物质等。但对大分子有机物的去除能力低，如果原水中大分子有机物含量有波动，则微滤系统出水水质会随之波动。　　超滤（UF）可去除约大于0.002~0.1μm的颗粒杂质，可除去分子量大于300~300000的物质。超滤较微滤比，其出水稳定，几乎可以去除所有的颗粒、悬浮物、细菌、病毒、表面活性剂、胶体物质和高分子有机物，适用于中水进水水质易波动、不稳定的特点。　　反渗透技术（RO）是当今最先进和最节能有效的膜分离技术，。其原理是在高于溶液渗透压的作用下，依据其他物质不能透过半透膜而将这些物质和水分离开来，能去除水中的细菌、病毒、大部分有机污染物、胶体、微生物，溶解盐类等，去除率高达97%~98%。　　针对中水回用循环水补给水深度处理而言，目前，很多工业企业都进行了回用工作，大部分是采用传统的处理技术，如混凝沉淀、过滤消毒等。随着水源循环再利用率的提高，水中的溶解性总固体和各种难溶盐浓度成倍增加，设备的腐蚀和结垢也日趋加剧，同时，传统的处理技术无法应对中水回收水质复杂的特点，往往设备出水也无法满足用水的要求，限制了中水回用的范围。因此，采用有效的深度回用工艺，才能更好地实现水资源的循环利用。　　膜处理技术与传统水处理工艺相比具有诸多优势，但成本也较传统工艺高出许多，采用全膜法水处理工艺，不仅设备成本昂贵，也会消耗大量的药剂，在实际生产应该中是很难实现的。所以，将膜处理技术与传统处理工艺相结合，才能使深度处理工艺完善功能，更具经济性。　　3 传统预处理+反渗透深度处理工艺　　3.1预处理系统　　预处理系统的主要目的是清除影响反渗透膜的污染源，主要污染源包括悬浮物、有机物、微生物与难溶盐。悬浮物的去除可采用多介质过滤器过滤去除；有机物的去除可采用活性炭过滤器吸附去除；解决难溶盐问题可以采用添加阻垢剂方式；为了防止反渗透系统和预处理系统的微生物污染，可在系统的首末端添加氧化剂和还原剂；对于反渗透出力影响较大的温度因素，可采用温度调至工艺解决。　　3.2 反渗透处理工艺　　反渗透系统为深度处理的核心部分，它具有极高的脱盐能力。系统组成：保安过滤器、高压泵、反渗透膜，此外还包括加阻垢剂装置和反渗透清洗装置。　　3.2.1 保安过滤器　　保安过滤器，亦称精密过滤器，用来滤除经多介质过滤后的细小物质，以确保水质过滤精度及保护膜元件不受大颗粒物质的损坏，同时也去除水中微量的悬浮杂质达到反渗透进水对悬浮物含量的要求。　　3.2.2 反渗透装置　　反渗透是利用反渗透膜的选择性，以膜两侧静压差为推动力，克服渗透压，实现液体混合物分离的膜过程，其操作压差一般为1.5~10.5MPa，截留组分为（1~10）×10-10m小分子溶质，同时还可以从液态混合物种去除全部悬浮物、溶解质和胶体。由此可见，反渗透工艺能去除影响循环水补给水指标的所有物质，根据水质情况对反渗透做合理的排列和选型，反渗透出水水质能满足循环水补给水水质标准。　　3.3 工艺流程　　过滤+活性炭吸附+反渗透系统深度处理工艺流程图　　总结　　由于膜技术出水稳定，能应对中水复杂多变的水质特点，对中水采用传统工艺和膜技术工艺，配合氧化剂、还原剂、阻垢剂的方法，作为中水回用于循环水补给水深度处理，在技术上是十分可行的。同时，膜技术结合传统预处理工艺，能解决膜技术成本高、对水源要求高的问题，能更好的解决中水深处理问题，实现水源的循环利用。