再生水回用于循环水场运行情况分析

黄永明

　　摘要：再生水回用作为解决水资源危机的有效途径，当前已成为一热门研究课题。本文总结了再生水回用于循环水场运行情况，提出再生水环节中再生水进水水源、再生水回用指标以及循环水场水质指标的具体范围，为再生水回用于循环水场提供了具体可参考数据。
　　关键字： 再生水　 回用 水质指标

　　水是一种有价值的资源，而且通常被认为是国家经济发展的限制因素之一。随着经济的发展和人口的增加，水资源供需矛盾日益尖锐，特别是在干旱半干旱的缺水地区，在常规水资源越来越不能满足人类对水的需求的时候，人们逐渐关注一些非常规的水资源，如污废水资源.。北京属严重缺水地区，其生活生产用水大部分是通过远距离调节工程来供应，造成制水用水成本很高，节水成为北京市对企业考核的一重要指标。为了企业的生存与可持续发展，北京燕山石化合成橡胶厂就再生水回用于循环水场作了大量调研分析，开展了再生水回用工业化运行。目前各循环水场运转正常，管网以及换热器状况良好。在实际运行过程中，根据生产实际对某些指标项目作了适当调整，运行两年来，节省大量宝贵水资源。
　　所谓再生水是指污水经适当再生处理后供作回用的水，再生处理一般指二级处理和深度处理。燕山石化再生水回用工程运行至今已有二年。在合成橡胶厂，再生水回用水场有一、二、四循，其中一循采用采用燕化研究院YSW102配方，二四循采用纳尔科配方。具体情况:

水场 循环量 补充水 补水比例 一循 9000 再生水、冷凝水、地下水 二循 6000 再生水、冷凝水、地下水 冷凝水30％，再生水60％ 四循 6000 再生水、地下水 再生水80％

具体补水水质指标：（2004年全年平均数）

地下水水质数据（表一）

项目 平均值 总硬度 441.72 总碱度 240.5 Ca²⁺ 321.3 K⁺ 4.28 Cl^- 126.11 SO₄^2- 148 TDS 713.3 电导率 851.4 pH 7.44 浊度 0.65 总铁 0.09

2004年再生水补水水质（表二）

项目 平均值 总硬度 342.14 总碱度 94.01 Ca²⁺ 246.08 Cl^- 221.51 SO₄^2- 362.06 悬浮物 3.18 电导率 1475 pH 7.55 异养菌 6125 总铁 0.21

　　目前，再生水回用作为一项节水工程，已经得到国家以及企业的重视并提出了相应的回用标准。

再生水用作冷却用水的水质标准（表三）　

项　目 直流冷却水 循环冷却补充水 pH值 6.0~9.0 6.5~9.0 浊度(度) - 5 BOD5(mg/L) 30 10 CODcr(mg/L) - 60 铁(mg/L) - 0.3 锰(mg/L) - 0.2 氯化物(mg/L) 250 250 总硬度(以CaCO3计mg/L) 850 450 总碱度(以CaCO3计mg/L) 500 350 氨氮(mg/L) - 10* 总磷(以P计)(mg/L) - 1 溶解性总固体(mg/L) 1000 1000 游离余氯(mg/L) 末端0.1-0.2 末端0.1-0.2 粪大肠菌群(个/L) 2000 2000

　　表中卫生学指标只考虑再生水对环境影响而定,在循环系统内的杀菌要求,由用户自行解决。该标准能够保证用水设备在常用浓缩倍数情况下不产生腐蚀、结垢和微生物粘泥等障碍。针对此指标，结合污水厂现有处理工艺决定污水处理流程及出水水质指标处理流程：二次沉淀池--曝气生物滤池--混凝沉淀池--纤维过滤器--活性炭过滤器--回用

燕山石化回用水水质指标（表四）

单位 回用污水 1 pH值 7～8.5 2 浊度 mg/l 3 总硬度 mg/l 250 4 总碱度 mg/l 250 5 总铁 mg/l 0.3 6 Ca²⁺ mg/l 150 7 Cl^— mg/l 8 COD mg/l 50 9 BOD5 mg/l 5 10 电导率 mg/l 11 悬浮物 mg/l 5 12 氨氮 mg/l 1 13 石油类 mg/l 0.5 14 SO₄^2— mg/l 15 游离氯 mg/l 0.5～0.8 16 Mn²⁺ mg/l 0.2 17 异 养 菌 个/ml 300

　　对比可知，燕化回用指标比行业指标更严格，但由于处理工艺方面的原因，回用水中离子浓度以及异养菌量均出现大量超标。这对回用产生了一定影响，下面是2004年二循、四循运行状况分析数据。2004年系统运行稳定，根据实际运行状况，列出二循、四循全年运行状况。主要为循环水水质分析数据。(二循——表五，四循——表六)

2004年二循水质情况（表五） 1月 2月 3月 4月 5月 6月 7月 8月 9月 10月 11月 12月 最高值 最低值 平均值 总硬度 1276.1 1294.4 1730.1 1464 1403.5 1178.4 903.2 884.55 1053 817 1075 1261.4 1730.1 817 1195.1 总碱度 152.69 126.1 121.11 88.5 76.2 109.2 120.5 130.52 70.3 90.4 156.1 148.1 156.1 70.3 115.81 Ca²⁺ 882.13 834.2 1070.8 979.5 1062.8 1001.8 630.7 621.88 702.1 563.3 656.1 754.7 1070.8 563.3 813.34 K⁺ 18.63 18.6 18.8 19.3 20.4 15.3 14.3 11.65 14.2 10.8 13.1 14.6 20.4 10.8 15.807 Cl^- 787.77 682.5 827 859.4 1109.5 1026.5 739.6 534.36 642.4 568.5 639.4 803 1109.5 534.36 768.33 浓缩倍数 5.29 5.4 5.3 5 7.76 6.3 7 4.76 6.44 4 3.9 3.6 7.76 3.6 5.3958 TDS 3993.5 3298.5 4426.7 4502.5 5159.7 4040.8 3612.1 2445.8 3185.9 2685.8 3259.4 3685 5159.7 2445.8 3691.3 SO₄^2- 1320.3 1214.4 1511.8 1320.6 1213.3 1218 1000.7 682.48 904.7 759.8 1045.4 1232.5 1511.8 682.48 1118.7 电导率 3976.7 3587.5 4533.3 5075 5809.1 4957.1 4500 3280 3725 2816.7 3460 4025 5809.1 2816.7 4145.5 pH 8.09 7.94 7.94 7.95 7.77 8.01 8.17 8.42 8.01 7.85 8.2 8.27 8.42 7.77 8.0517 浊度 7.9 8.09 6.91 10.04 9.4 11.4 13.5 10.75 11.91 19.87 21.73 20.33 21.73 6.91 12.653 异养菌 150000 34005 110000 180008 48300 843003 135305 35375 73138 148333 44550 233500 843003 34005 169626 总铁 0.71 0.49 0.54 0.63 0.66 0.6 0.49 0.55 0.42 0.59 0.65 0.3 0.71 0.3 0.5525

2004年四循水质情况（表六） 1月 2月 3月 4月 5月 6月 7月 8月 9月 10月 11月 12月 最高值 最低值 平均值 总硬度 1271.4 1267 1506.5 1576.1 1665.2 1471.5 1364.2 1656.3 1663.3 1777.5 1443.1 1431.1 1777.5 1231.1 1474.4 总碱度 91.6 72.2 88.3 82.2 161 819.1 145 140.8 116.1 77 98.9 109.9 819.1 72.2 166.84 Ca²⁺ 958.8 949.3 805.2 1242.6 1291.4 947.4 1016.1 1283.2 1315.4 1325.2 973 848.7 1325.2 805.2 1079.7 K⁺ 19.7 23.6 19.3 25.4 26.4 19.6 21.2 24.4 25.5 25.1 19.7 17.8 26.4 17.8 22.308 Cl^- 821.5 911.7 809.6 1152.1 1320.4 1263.2 815.6 892.4 886.4 1123.3 777.9 847.5 1320.4 777.9 968.47 浓缩倍数 5.7 6.7 5.2 5.2 5.7 4.9 4.4 4.7 4.6 4.8 4.4 4.4 6.7 4.4 5.0583 TDS 4593.5 4771.8 5031.3 6032 6961.5 5744 4779.9 5066.5 5217.5 5823.2 4770 4151.8 6961.5 4151.8 5245.3 SO₄^2- 1499.3 1357.1 1471.9 1414.4 1323.3 1289 1292.7 1309.3 1257.5 1128.2 1303.5 1257.5 1499.3 1128.2 1325.3 电导率 4712.5 4937.5 5125 5275 6871.4 6359.5 5780 5625 5850 5566.7 4620 4325 6871.4 4325 5420.6 pH 7.8 7.7 7.71 7.8 7.7 8 8.1 8.1 8 7.7 8 7.98 8.1 7.7 7.8825 浊度 6.1 6.2 7.7 6.9 7.9 6.5 7.3 6.83 5.8 7.3 8.2 11.5 11.5 5.8 7.3525 异养菌 15300 17550 32707 15775 28533 395500 68250 123001 201500 143667 50975 78625 395500 15300 97615 总铁 0.55 0.48 0.61 0.51 0.62 0.69 0.52 0.45 0.29 0.49 0.42 0.35 0.69 0.29 0.4983

　　根据每月挂片分析数据碳钢平均腐蚀速率0.007mm/a、不锈钢腐蚀速率0.001mm/a、铜腐蚀速率0.004mm/a，这些均低于行业标准，特别是碳钢的缓蚀效果明显，从这点可知，再生水回用对管网系统的损害是可以控制在适当的范围的。当然这也跟选择优良的水处理配方是有很大关系的。
　　工业用水是城市回用中的大户,特别是循环冷却补充水。冷却水与锅炉用水、工艺用水相比较,水质要求不高。日本、美国污水回用三十年,至今经久不衰。这次是在总结国家“七五”“八五”科技攻关经验,参照国外相关标准导则对原规范进行修订。增加了氮磷指标,对循环冷却水系统有利,考虑我国二级出水水质已普遍提高,该二项指标城市再生水厂可以达到。

再生水作为循环冷却补充水水质标准的依据（表七）

项　目 美国国家科学院 日本东京工业水道 大连示范工程 天津大学试验 中石化研究院生产试验 燕山石化研究院试验 清华大学试验 生活饮用水标准 pH - 6.4~7.0 7~8 6~9 7.5 6.6-8.5 6-8 6.5-8.5 浊度(度) SS100 1~15 3 5-20 _ 1 10 3 BOD5(mg/L) - - 5 _ _ 5 _ _ CODcr(mg/L) 75 - 60 40-60 50.6 20-56 80 _ 铁(mg/L) 0.5 0.13~0.67 0.1 _ 0.4 _ _ 0.3 锰 (mg/L) 0.5 - 0.1 _ _ _ _ 0.1 氯化物(mg/L) 500 96~960 220 300 108.1 58-116 200 250 总硬度(以CaCO计mg/L) 650 131~344 280 200-350 74 152-227 150 450 总碱度(以CaCO计mg/L) 350 - 260 150-350 115.8 90-360 _ _ 氨氮(mg/L) _ _ _ 1-5 15 0.1-28 _ _ 总磷 (mg/L) _ _ _ _ 0.8 0.1-1.3 _ _ 总固体(mg/L) 溶解固体500 名古屋930 903 _ 461 423-1155 溶解固体800 溶解固体1000

　　再生水作为水场补水经过工业化实际运行，已经被行业认可，同时也是企业解决水资源危机的有效途径。就再生水回用而言，其各个环节均直接影响回用系统的稳定运行，各项具体指标如下：
　　再生水水源水质必须符合《污水排入下道水质标准》、《生物处理构筑物进水中有害物质允许浓度》和《污水综合排放标准》的要求。
　　排污单位排出口污水浓度超过下列指标时,该排出口污水不宜作为再生水水源：
　　--氯化物　　　500mg/L
　　--色　度　　　100度
　　--氨　氮　　　100mg/L
　　--总溶解固体　1500mg/L
　　再生水回用于水场其水质必须符合回用标准，具体见表三。
　　表中各项指标有一定宽容度，可以在适当范围内浮动。由于污水处理厂出水水质受处理工艺及人员管理水平的影响较大，其中异养菌、总溶解固体以及游离余氯均可以超越指标限制，但总铁因对系统腐蚀产生较大影响则不应超过指标。
　　以再生水作为补水的循环水场，其正常运行应添加高效水处理药剂，同时水场运行各项水质也应在适当范围。根据生产运行实情况，结合实际，具体范围如下：

项目 指标范围 总硬度（以CaCO₃）mg/l 1100～1500 总碱度（以CaCO₃）mg/l 100～120 Ca²⁺（以CaCO₃）mg/l 750～850 Cl^-(mg/L) 750～1000 SO₄^2-(mg/L) 1200 TDS(mg/L) 3500～4500 电导率（us/cm） 3000～4000 pH 7.3～8.3 异养菌（个/ml） 10⁵～5×10⁵ 总铁(mg/l) 0.6

　　所列指标中总硬度、总碱度、钙硫酸根、电导率以及异养菌均指合适范围，常年运行对系统不会产生明显不利影响，可在一定的范围内波动；总铁则因对系统腐蚀影响较大，不应超过指标；pH值跟水处理配方有较大关系，根据配方进行调节。
　　系统运行中其它指标：
　　浓缩倍数　　　　　　　 4～5
　　补水中再生水比例　　　　 80％以下
　　浊度　　　　　　　　　　 ≤ 15
　　以上是笔者就再生水回用水场实际运行情况所做归纳性总结，限于实际运行年限以及数据积累情况，指标中不尽正确之处望同行指正。

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