循环冷却水排水用作脱盐水的补充水

贾　飞，陈庆忠，宋建智
山东德州恒升化工集团有限公司，德州　253024

　　摘要：山东省德州地区水资源紧缺，为了节约用水，采用反渗透技术处理循环冷却水系统的排污水，使之用作脱盐水的补充水，文中介绍了预处理工艺，反渗透工艺参数和运行中的注意事项等。此方法为循环冷却水排水的利用开辟了一条新途径，既节约了水资源，又减少了污水排放。
　　关键词：循环冷却水；废水处理；反渗透；过滤
　　中图分类号：TU991.27
　　文献标识码：A
　　文章编号：1009-2455(2000)03-0011-02

The Use of Efflument Circulating Cooling Water As Make-up Water for Demineralized Water
JIA Fei 　CHEN Qing-zhong? SONG Jian-zhi

　　Abstract:Water resources are short in Dezhou District of Shandong Province．To save water reverse osmosis technology was used in the treatment of the effluent water from a circulaiting cooling water system
so as to use it for make-up water for demineralized water．Pre-treatment process reverse osmosis process parameters and precautions in operation are introduces This technology creates a new way for the utilization of effluent circulating cooling water which saves water resources and decreases the discharge of wastewater．
　　Key words：circulating cooling water；wastewater treatment；reverse osmosis；filtration

　　循环冷却水排水受一定程度的污染，成分较复杂，再处理比较困难，因此多数用水厂都是直接排放，既浪费了水资源，又污染了环境。随着反渗透水处理技术的逐步发展，为循环冷却水排水的再利用提供了可能。某化工厂采用反渗透技术对较近的某电厂的循环冷却水系统的排污水进行前置处理，然后用于化工厂脱盐水的补充水，该工艺主要有以下特点。

1　循环冷却水排水的水质特点

水质分析见表１。

表1　处理前后的水质分析结果 项目 原水 出水 pH 8.8 7.1 Na+/(mg·L^-1) 368.30 5.52 Ca²⁺/(mg·L^-1) 130.57 0.61 Mg²⁺/(mg·L^-1) 104.43 0.42 Cl^-/(mg·L^-1) 432.84 6.49 SO₄^2-/(mg·L^-1) 626.19 2.05 HCO₃^-/(mg·L^-1) 252.67 5.05 SiO₂/(mg·L^-1) 23.79 0.36 CO₂/(mg·L^-1) 1.11 1.02 COD/(mg·L^-1) 9.41 0.12 总盐含量/(mg·L^-1) 1949.31 21.6 TDS/(mg·L^-1) 1783.47 20.14 电导率/(μs·cm^-1) 2105 42

　　循环冷却水系统的排水具有以下特点：
　　① 含有各种有机物，胶体和藻类物质，COD含量较高，大约10 mg/L。
　　② 悬浮物含量高，而且颗粒细小，浊度约为17.63 mg/L。
　　③ 含有大量能生成垢的离子，如Ca²⁺、SO₄^2-、Mg²⁺、HCO₃^-、Sr²⁺、Ba²⁺等。
　　④ 水中含有微生物以及硫酸盐还原菌、铁细菌等多种菌类物质。

2　预处理工艺

　　反渗透(简称RO)是一种新型的膜处理技术，它是利用压力差为动力，使溶液中的溶剂通过反渗透膜而分离出来。与常规的水处理技术如离子交换，电渗析等相比较，反渗透是目前公认的高效，低能耗，无污染的水处理技术。
　　反渗透装置的膜组件是一种精细元件，它易受机械损伤，污染和堵塞，对进水水质要求较高，所以必须根据水源的水质特点进行原水的预处理，以保证反渗透装置正常进行。
　　该厂反渗透装置的膜元件为涡卷式复合膜，它要求进水水质的指标为：浊度＜0.3 mg/L，色度清洁，无油和水，水温为15～32 ℃，污染指数＜4，杂质颗粒直径＜10 μm，进水余氯＜0.05 mg/L，COD＜1.5 mg/L，铁离子＜0.5 mg/L，pH值为6.0～10。
为了有效地保证反渗透膜元件的进水水质，根据循环水外排水的水质特点，首先在原水中加入NaCl进行杀菌处理，以消除原水中含有的多种细菌和微生物等对膜元件的污染，加药量为3 mg/L；另外由于原水中悬浮物含量高，因此必须加入混凝剂(PAC)和助凝剂(PAM)，使之混凝沉淀。经加药后的原水先在一台机械加速澄清器内做混凝、澄清处理，然后经一台重力式滤池进行过滤处理，采用上述方法是因为原水的SDI指数较高，而采用直流混凝过滤一般达不到理想的结果。原水在澄清器和重力式滤池内经过杀菌、澄清和过滤等处理后，澄清器出水浊度一般小于2 FTU，重力式滤池出水浊度为0.2～0.5 FTU。
　　一般情况下，重力式滤池能保证其出水浊度小于0.5 FTU，但由于原水受到污染，特别是有机物和胶体往往带有一定的电荷，不易自然沉淀，所以重力式滤池出水中有机物和胶体含量仍然较高，SDI指数值较高。为了防止膜元件的胶体污染，采用装有石英砂和无烟煤的多介质过滤器以及活性碳过滤器对原水再进行二级过滤，这样可以降低胶体的浓度。在二级过滤前，为了使有机物和胶体等带有电荷的电解质混凝和澄清，再在原水中加入一定的电解质混凝剂(PAC)和有机助凝剂(PAM)使胶体等产生电荷中和、混凝、架桥等作用，这样才可以有效地除去之。PAC加药量为80～100 mg/L，PAM为0.8～1.0 mg/L。另外，活性碳过滤器也可以除去多介质过滤器出水中的细小颗粒的悬浮物和小分子有机物，进一步提高水的品质，同时也吸附剩余的氧化性游离氯，控制出水氯小于0.05 ppm。
　　由于原水含有大量能生成垢的离子，为了防止出现CaCO₃、MgSO₄、CaSO₄、BaSO₄、SrSO₄、SiO₂等盐的结晶析出，堵塞或损坏膜元件，在原水进入膜元件之前需加入191复式阻垢剂，以保证RO膜元件的正常运行，由于原水的碱度较高，严重影响191阻垢剂的阻垢能力，需加入少量的酸降低原水中的碱度。加酸量为270 kg/d，调pH值为7.5后，再加191阻垢剂，加药量为15.8 kg/d。

3　反渗透工艺参数

　　系统设置两套RO装置进行预脱盐，二者呈并列配置，每列都配置一台5μ保安过滤器，以防止细小颗粒进入反渗透膜元件。反渗透组件均采用92根8832HR膜元件，分别安装在23根FRP压力容器内，成15×8排列，两套ＲＯ装置共用一套清洗装置。
　　总进水量约267 m³/h，总出水量约200m³/h，回收率72％～76％，脱盐率95％～98％，操作压力1.5 MPa，操作温度25～30℃，整个系统进出水水质分析结果见表1。

4　注意的问题

　　① 予处理阶段的加药量要根据水源实情进行调节，过分地加药，不仅改善不了水质，相反会因药剂本身或药剂中所含杂质使膜元件的寿命缩短，甚至使部分膜元件损坏。
　　② 由于处理的水质污染较严重，要求多介质过滤器和活性炭过滤器要适时地进行清洗和更换，以确保二者的正常运行。
　　③ 保安过滤器主要的目的是保证RO进水不损坏膜元件，但它却是系统中细菌滋生及污物沉积的主要地方，故过滤元件的使用时间不宜太长，要按时更换，这样才能保证出水水质的合格。
　　④ 加强管理，防止超强度，超负荷运行，使膜元件产生机械损伤，在运行一定时间后，要根据前后压差的变化情况，及时对膜进行清洗。

5　结论

　　该厂反渗透装置在1998年投入使用后，运行正常，操作维修方便，安全稳定，处理后水的各项指标均能达到设计保证值，保证了该厂的用水量。本装置总投资580万元，运行费用为2.2元／t。利用反渗透技术处理循环冷却水系统外排污水，使之用作脱盐水的补充水的工艺，为节约水资源开辟了一条新的途径，值得推广应用。

作者简介：
　　贾飞(1971－?)，男，工程师。