水是工業(yè)生產(chǎn)中重要的原料之一，沒(méi)有合格的水，任何企業(yè)都不能維持下去。工業(yè)用淡水主要來(lái)自地表的江河、湖泊及地下水。水的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，不易分解，在常用 溫度下不會(huì)明顯膨脹或壓縮；并且，水的來(lái)源廣泛，流動(dòng)性能好，易于輸送和分配，價(jià)格也較低。因此，工業(yè)生產(chǎn)中經(jīng)常用水作傳熱介質(zhì)。為了保證生產(chǎn)穩(wěn)定，不損壞設(shè)備，裝置能長(zhǎng)周期運(yùn)行，水質(zhì)必須得到保證。哈爾濱華爾化工有限公司(以下簡(jiǎn)稱“華爾化工”)現(xiàn)有的污水處理系統(tǒng)雖可做到達(dá)標(biāo)排放，但設(shè)備老化，操作費(fèi)用高，操作人員勞動(dòng)強(qiáng)度大，運(yùn)行穩(wěn)定性差。為滿足生產(chǎn)、生活的需求，對(duì)現(xiàn)有的污水處理系統(tǒng)進(jìn)行全面的改造。

1進(jìn)水水質(zhì)

華爾化工污水處理站出水水質(zhì)情況如下：pH值為8.77；化學(xué)需氧量CODcr的質(zhì)量濃度為61.6-180mg/L；SS的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為(0.64-2.00)×10-4；濁度為118.1 NTU；氨氮質(zhì)量濃度為0.015 mg/L；Cl-質(zhì)量濃度為600～1 553 mg/L；總?cè)芙庑怨腆w的質(zhì)量濃度為2 800mg/L。

2排放水質(zhì)

循環(huán)冷卻水補(bǔ)給用水標(biāo)準(zhǔn)如下：pH值為6.5-8.5、濁度(NTU)≤5、色度≤30度、生化需氧量BOD，質(zhì)量濃度為≤10 mg/L、CODcr的質(zhì)量濃度≤60mg/L、鐵的質(zhì)量濃度≤0.3 mg/L、錳的質(zhì)量濃度≤0.1mg/L、氯離子的質(zhì)量濃度~<250mg/L、二氧化硅的質(zhì)量濃度≤50mg/L、總硬度(以CaCO3質(zhì)量濃度計(jì))<450mg/L、總堿度(以CaCO3質(zhì)量濃度計(jì))<350mg/L、硫酸鹽的質(zhì)量濃度<250mg/L、氨氮的質(zhì)量濃度≤1 mg/L、總磷(以P質(zhì)量濃度計(jì))≤10mg/L、溶解性總固體的質(zhì)量濃度≤1000mg/L、石油類質(zhì)量濃度≤1 mg/L、陰離子表面活性劑的質(zhì)量濃度≤0.5mg/L、余氯質(zhì)量濃度≥0.05 mg/L、糞大腸菌群≤2 000個(gè)/L。

3污水處理工藝流程

將污水處理站出水自污水處理站貯水池提升到多介質(zhì)濾罐內(nèi)，在進(jìn)入多介質(zhì)濾罐的管道上投加預(yù)氧化藥劑，對(duì)原水進(jìn)行預(yù)氧化處理，提高后續(xù)高級(jí)氧化處理的能力。

高錳酸鹽復(fù)合藥劑預(yù)氧化是在污水進(jìn)行深度處理前投加高錳酸鹽復(fù)合藥劑，對(duì)進(jìn)入中水處理系統(tǒng)的污水進(jìn)行前期預(yù)氧化，將水中不易降解的有機(jī)污染物初步氧化，使之 有利于中期臭氧高級(jí)氧化充分發(fā)揮作用。投加的高錳酸鹽復(fù)合藥劑與污水中難降解的有機(jī)污染物發(fā)生反應(yīng)，改變這些污染物的化學(xué)性質(zhì)，使其變?yōu)楹?jiǎn)單的有機(jī)物。

臭氧高級(jí)氧化技術(shù)是在前期投加高錳酸鹽復(fù)合藥劑預(yù)氧化的前提下，再向污水中投加臭氧，污水與臭氧一同進(jìn)入裝填有表面附著重金屬催化劑的反應(yīng)器中。在反應(yīng)器 中，臭氧與催化劑接觸，并在催化劑的作用下分解，生成氧原子，這些氧原子的化學(xué)性質(zhì)極不穩(wěn)定，與水結(jié)合生成氧化性極強(qiáng)的羥基自由基。生成的羥基自由基具有 極強(qiáng)的化學(xué)氧化性質(zhì)，與污水混合后迅速與水中有機(jī)污染物結(jié)合，改變有機(jī)物的化學(xué)性質(zhì)。在加入羥基基團(tuán)后，原本化學(xué)性質(zhì)較穩(wěn)定的有機(jī)物的化學(xué)性質(zhì)變得不穩(wěn) 定，可在普通氧氣存在的條件下被氧化分解；同時(shí)，在反應(yīng)發(fā)生的過(guò)程中，催化劑的質(zhì)量并不減少，故此，催化氧化反應(yīng)可以連續(xù)不斷地進(jìn)行，從而有力地保證了污 水中資源順利再利用。

在該中水資源化處理工藝中，除高錳酸鹽復(fù)合藥劑預(yù)氧化與臭氧高級(jí)氧化之外，還有曝氣生物濾池與高效微濾器雙重過(guò)濾作用，保證污水最終達(dá)到進(jìn)入反滲透脫鹽系統(tǒng)的水質(zhì)要求。曝氣生物濾池(BAF)是 繼臭氧高級(jí)氧化之后的較新的生物處理設(shè)施，可使污水中有機(jī)物化學(xué)性質(zhì)改變?yōu)橐子谠谄胀l件下被好氧生物氧化降解。有機(jī)污染物在其化學(xué)性質(zhì)變化之后，進(jìn)入曝 氣生物濾池，在曝氣供氧的條件下，污水中含有的少量的好氧微生物漸漸得以復(fù)活，并且在填料表面形成生物膜。由于充足的有機(jī)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)及充分的氧源，微生物得 以生長(zhǎng)繁殖。微生物生長(zhǎng)繁殖到一定程度后，要求攝入的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)增多，而水中已經(jīng)改變性質(zhì)的有機(jī)污染物正好是其生長(zhǎng)過(guò)程中最好的養(yǎng)料。這些微生物附著于池內(nèi) 的填料上，污水在流經(jīng)填料時(shí)，水中的有機(jī)污染物質(zhì)被微生物攝取，從濾池排出的水中有機(jī)污染物的含量就得以降低，從而達(dá)到進(jìn)一步去除有機(jī)物的目的。高效微濾 過(guò)濾器(雙稱低壓表面膜微濾器)采用壓制的經(jīng)特殊制作的膜絲形成微細(xì)孔隙截留懸浮物，這些膜絲固定在一定的厚度范圍之內(nèi)，無(wú)論是處于過(guò)濾狀態(tài)還是反清洗狀態(tài)，膜絲的厚度基本不會(huì)發(fā)生變化，保證了絲間隙的穩(wěn)定性，提高了懸浮物的截留效果，同時(shí)也保證了出水懸浮物的含量達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求。

經(jīng)過(guò)生化處理后，出水中的有機(jī)物和懸浮物質(zhì)的含量已經(jīng)很低，可滿足脫鹽設(shè)備對(duì)原水水質(zhì)的要求(COD質(zhì)量濃度≤25mg/L、濁度≤1 NTU)。高效微濾過(guò)濾后進(jìn)入反滲透系統(tǒng)進(jìn)行脫鹽。原水在進(jìn)入反滲透膜系統(tǒng)前先經(jīng)過(guò)5 μm的保安過(guò)濾器，5 μm保安過(guò)濾器對(duì)后續(xù)RO膜起到保護(hù)作用。保安過(guò)濾器元件采樣熔噴PP濾芯。本方案脫鹽采用反滲透技術(shù)。反滲透膜組是整個(gè)脫鹽系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，主要作用是去除水中可溶性的鹽分、膠體、有機(jī)物和微生物。脫鹽后的水排入清水池，作為循環(huán)冷卻水補(bǔ)給水系統(tǒng)用水。濃水排入市政管網(wǎng)，或用來(lái)沖洗道路等雜用水。

4水處理的重要性

如前所述，冷卻水長(zhǎng)期循環(huán)使用后，必然會(huì)帶來(lái)沉積物附著、金屬腐蝕和微生物滋生這3個(gè)問(wèn)題，而循環(huán)冷卻水處理就是通過(guò)水質(zhì)處理的辦法解決這些問(wèn)題的。這樣做的好處有如下4點(diǎn)。

4.1穩(wěn)定生產(chǎn)

沒(méi)有沉積物附著、腐蝕穿孔和黏泥堵塞等危害，冷卻水系統(tǒng)中的換熱器就可以始終在良好的環(huán)境中工作。除計(jì)劃中的檢修外，意外的停產(chǎn)檢修事故就會(huì)減少，從而在循環(huán)冷卻水方面為工廠的長(zhǎng)周期安全生產(chǎn)提供保證。

4.2節(jié)約水資源

生產(chǎn)能力為3萬(wàn)t/aPVC樹脂的氯堿企業(yè)采用直流冷卻水系統(tǒng)，耗水量為2 350m3/h；如果改為循環(huán)冷卻水系統(tǒng)，以1.5倍濃縮倍數(shù)運(yùn)行，耗水量降為1 100m3/h；如果將濃縮倍數(shù)提高到3倍，耗水量只有550m3/h。

4.3減少環(huán)境污染

直流冷卻水系統(tǒng)直接從水源抽取冷卻水用于冷卻，然后又將溫度升高了的熱水再排放到水源中去。這種方式除了將廢熱帶到水源中形成熱污染外，如果對(duì)直流冷卻水采 用化學(xué)藥劑處理以消除結(jié)垢、腐蝕，那么大量排放的冷卻水將向環(huán)境中帶人很多藥劑，對(duì)水源造成嚴(yán)重的污染。由于循環(huán)冷卻水系統(tǒng)可以大大減少冷卻污水的排放 量，因此，對(duì)于排放的少量污水通過(guò)精心處理，即可達(dá)到所允許的排放標(biāo)準(zhǔn)，甚至作進(jìn)一步處理后，可收回作系統(tǒng)的補(bǔ)充水。這樣使循環(huán)系統(tǒng)形成閉路循環(huán)，不向外 界排放污水，也就不會(huì)存在污染環(huán)境、破壞生態(tài)平衡等問(wèn)題了。

4.4節(jié)約鋼材，提高經(jīng)濟(jì)效益

1臺(tái)換熱器是由幾十到幾百根金屬管子組成，因此1臺(tái) 換熱器往往需要成噸的鋼材來(lái)制作。不少化工廠由于對(duì)循環(huán)冷卻水末作處理或處理得不好，換熱器損壞嚴(yán)重。因腐蝕嚴(yán)重，消耗鋼材數(shù)量是驚人的。如果作好了循環(huán) 冷卻水的水質(zhì)處理工作，就可減少換熱器的更換次數(shù)，效果顯著。如果把節(jié)約大量鋼材和設(shè)備加工制造的費(fèi)用以及因停產(chǎn)檢修造成的經(jīng)濟(jì)損失從產(chǎn)品成本中扣除，企 業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益就可大大提高。

5結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)污水處理系統(tǒng)的綜合改造，使污水的排放量大大減少，所排放的少量污水達(dá)到了《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》。同時(shí)，污水經(jīng)過(guò)深度凈化后，進(jìn)行循環(huán)再利用?？傊?， 進(jìn)行污水處理系統(tǒng)的改造，不僅提高了水資源的利用效率，減少了污水的排放，減少了對(duì)環(huán)境的污染，又回收了有用物質(zhì)，節(jié)約了資源，為企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展奠定了 良好的基礎(chǔ)，同時(shí)，通過(guò)污水處理系統(tǒng)的改造，促進(jìn)了經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和環(huán)境效益的統(tǒng)一，使企業(yè)進(jìn)入到良性發(fā)展態(tài)勢(shì)。

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