摘要：我國是一個(gè)貧水國家，因?yàn)榘磭H標(biāo)準(zhǔn)，每人每年水供應(yīng)量在1000噸以下就是缺水國家。 目前 ， 中國 缺水在千億立方米以上。不少地區(qū)人均水資源已同世界聞名的缺水國家以色列相近。黃土高原地區(qū)情況就是這樣。我國被列為世界上貧水的國家之一。

關(guān)鍵詞：循環(huán)冷卻 水處理 排放 循環(huán)水

我國是一個(gè)貧水國家，因?yàn)榘磭H標(biāo)準(zhǔn)，每人每年水供應(yīng)量在1000噸以下就是缺水國家。目前，中國缺水在千億立方米以上。不少地區(qū)人均水資源已同世界聞名的缺水國家以色列相近。黃土高原地區(qū)情況就是這樣。我國被列為世界上貧水的國家之一。特別是北方、西部廣大地區(qū)缺水特別嚴(yán)重。我國東南地區(qū)由于地面水資源污染引起水質(zhì)性缺水情況也很嚴(yán)重。在全國670座大中城市中，有400座城市不同程度的缺水。其中110座城市嚴(yán)重缺水。據(jù)最新資料證實(shí)，北京人均水資源占有量目前是不足300立方米。

面對(duì)如此缺水的嚴(yán)峻形勢(shì)，我國 工業(yè) 用水量卻浪費(fèi)驚人。主要是工業(yè)用水重復(fù)利用率低。工業(yè)用水重復(fù)利用率只有20—30%。僅為發(fā)達(dá)國家的三分之一。如生產(chǎn)1噸鋼，中國耗水量是國際先進(jìn)水平的1—6倍以上,生產(chǎn)1噸紙中國所耗水量是國際先進(jìn)水平的3倍以上。其他工業(yè)方面也同樣存在水資源浪費(fèi)的情況。

節(jié)約用水已經(jīng)成為我們國家的當(dāng)務(wù)之急，缺水 問題 也將嚴(yán)重制約我國本世紀(jì)的 經(jīng)濟(jì) 可持續(xù) 發(fā)展 ，并將引起生態(tài)環(huán)境退化、人居環(huán)境惡化、爭水矛盾日益突出等 社會(huì) 和環(huán)境問題。為了節(jié)約用水國家正在制定和實(shí)施一些具體舉措和政策，鼓勵(lì)節(jié)約用水、提高水的重復(fù)利用率、污水處理回用。我國將逐步實(shí)行定量供水、提高水價(jià)、超量用水罰款的措施。據(jù)有關(guān)消息透露，在2006年以前，北方地區(qū)用水價(jià)格將提高到民用水4元/噸，工業(yè)用水6元/噸，并對(duì)不同行業(yè)實(shí)行定量供水，超出定量的部分實(shí)行6倍的罰款。這將迫使各行業(yè)及居民提高節(jié)水意識(shí)。

石油化工 企業(yè) 是耗水大戶。用水量的多少、水污染物排放量的增減不僅對(duì)本企業(yè)的綜合經(jīng)濟(jì)效益產(chǎn)生重大 影響 ，而且對(duì)緩解石化企業(yè)所在地區(qū)缺水矛盾、改善地表水環(huán)境狀況有舉足輕重的作用。目前石化企業(yè)用水和排水狀況并不十分理想，噸原油排水量偏高(1.5-2.5噸水/噸原油以上)，與水相關(guān)的費(fèi)用在原油加工成本中所占的比例偏大，單位產(chǎn)品所排水污染物量也不低。這些指標(biāo)不僅難以同世界先進(jìn)水平相比(0.5噸水/噸原油)，而且不同程度地造成水資源的極大浪費(fèi)。

目前，各地單位用水排水費(fèi)用逐漸迅速增加的趨勢(shì)已成定局，然而就煉油工藝而言，盡管會(huì)不斷改進(jìn)，但由于是多年的定型成熟工藝，不可能在短時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)革命性的進(jìn)步，主工藝挖潛似乎難以在降低成本、提高效益方面發(fā)揮重要作用。在這種情況下作水的文章顯然十分必要，僅從提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益角度看，也會(huì)有事半功倍的效果。因此，污水經(jīng)深度處理后回用于生產(chǎn)，已成為企業(yè)提高效益、清潔生產(chǎn)、節(jié)能降耗以及減少環(huán)境污染的大趨勢(shì)。

企業(yè)水系統(tǒng)大致可分為以下五部分：

1、 鍋爐水系統(tǒng)(包括蒸汽系統(tǒng))

2、 工藝水系統(tǒng)

3、 循環(huán)(直接)冷卻水系統(tǒng)

4、 污水處理系統(tǒng)

5、 生活污水系統(tǒng)

按照分質(zhì)利用的治理原則，污水處理后回用同樣存在如何治理最有效、回用到何處最保險(xiǎn)、最經(jīng)濟(jì)以及綜合效益最高等問題。也就是說，污水回用點(diǎn)應(yīng)該綜合考慮工程投資、技術(shù)成熟性及可操作性、運(yùn)行成本、以及回用污水對(duì)整個(gè)水系統(tǒng)的長遠(yuǎn)影響等因素。同時(shí)應(yīng)遵循先易后難、分質(zhì)利用的原則。

通過綜合 分析 以及大量試驗(yàn)，污水經(jīng)深度處理后回用于循環(huán)水系統(tǒng)是上述幾個(gè)因素的平衡點(diǎn)。

一、技術(shù)背景與意義

循環(huán)冷卻水是工業(yè)用水中的用水大項(xiàng),在石油化工、電力、鋼鐵、冶金等行業(yè)，循環(huán)冷卻水的用量占企業(yè)用水總量的50-90%。由于原水中有不同的含鹽量，循環(huán)冷卻水濃縮到一定倍數(shù)必須排出一定的濃水，并補(bǔ)充新水。一臺(tái)30萬KW冷凝機(jī)組，循環(huán)冷卻水量要達(dá)到3.3萬噸/時(shí)左右，假定原水中含鹽量為1000mg/L，濃縮倍數(shù)為3，那么循環(huán)冷卻水的濃水排放約在6—8‰左右，即198—264m3/h，同時(shí)需補(bǔ)充的新水等于排水及蒸發(fā)損失等，補(bǔ)充水量大約為循環(huán)水量的2—2.6%，將為660—860m3/h左右，水資源消耗與污水排放的數(shù)量是很大的。

循環(huán)冷卻水由于受濃縮倍數(shù)的制約，在運(yùn)行中必須要排出一定量的濃水和補(bǔ)充一定量的新水。使冷卻水中的含鹽量、PH值、有機(jī)物濃度、懸浮物含量控制在一個(gè)合理的允許范圍。對(duì)這部分濃水排放進(jìn)行具體處理回用，具有重要的意義。它不但能提高水的重復(fù)利用率，節(jié)約水資源，而且能極大的改善循環(huán)冷卻水的整體狀況。

二、循環(huán)冷卻水現(xiàn)狀及存在問題

循環(huán)冷卻水由泵送往冷卻系統(tǒng)中各用戶，經(jīng)換熱后溫度升高，被送往冷卻塔進(jìn)行冷卻。在冷卻塔中熱水從塔頂向下噴淋成水滴或水膜狀，空氣則逆向或水平交流流動(dòng)，在氣水接觸過程中，進(jìn)行熱交換。水溫降至符合冷卻水要求時(shí)，繼續(xù)循環(huán)使用。

空氣由塔頂溢出時(shí)帶走水蒸氣，使循環(huán)水中離子含量增加，因此必須補(bǔ)充新鮮水，排出濃縮水，以維持含鹽量在一定濃度，從而保證整個(gè)系統(tǒng)正常運(yùn)行。補(bǔ)充水的量應(yīng)彌補(bǔ)系統(tǒng)蒸發(fā)、風(fēng)吹(包括飛濺和霧沫夾帶)及排污損失的水量。循環(huán)水與補(bǔ)充水中含鹽量之比，即為該循環(huán)水系統(tǒng)的濃縮倍數(shù)。在一定的循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中，只要改變補(bǔ)充水的含鹽量，就可以改變循環(huán)水系統(tǒng)的濃縮倍數(shù)，而提高濃縮倍數(shù)是保證整個(gè)循環(huán)冷卻水系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的關(guān)鍵。

冷卻水在循環(huán)系統(tǒng)中不斷循環(huán)使用，由于水溫升高、流速變化、蒸發(fā)、各種無機(jī)離子和有機(jī)物質(zhì)的濃縮，冷卻塔和冷卻水池在室外受到陽光照射、風(fēng)吹雨淋、灰塵雜物的進(jìn)入，以及設(shè)備的結(jié)構(gòu)和材料等多種因素的綜合作用，會(huì)產(chǎn)生很多問題。

1、水垢附著

在循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中，碳酸氫鹽的濃度隨蒸發(fā)濃縮而增加。當(dāng)其濃度達(dá)到過飽和狀態(tài)，或經(jīng)過傳熱表面水溫升高時(shí)，會(huì)分解生成碳酸鹽沉積在傳熱表面，形成致密的微溶性鹽類水垢，其導(dǎo)熱性能很差(≤1.16W/(m.K)，鋼材一般為45W/(m.K))。因此，水垢附著，輕則降低換熱器傳熱效率，嚴(yán)重時(shí)，使換熱器堵塞，系統(tǒng)阻力增大，水泵和冷卻塔效率下降，生產(chǎn)能耗增加，產(chǎn)量下降，加快局部腐蝕，甚至造成非正常停產(chǎn)。

2、設(shè)備腐蝕

循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中，大量設(shè)備是由金屬制造，長期使用循環(huán)冷卻水，會(huì)發(fā)生腐蝕穿孔。這是由多種因素造成的，主要有：冷卻水中溶解氧引起的電化學(xué)腐蝕;有害離子( Cl-和SO42-)引起的腐蝕;微生物(厭氧菌、鐵細(xì)菌)引起的腐蝕等。

設(shè)備管壁腐蝕穿孔，會(huì)形成滲漏，或工藝介質(zhì)泄露入冷卻水中，損失物料，污染水體;或冷卻水滲入工藝介質(zhì)，影響產(chǎn)品質(zhì)量，造成經(jīng)濟(jì)損失，影響安全生產(chǎn)。

3、微生物的滋生與粘泥

在循環(huán)水中，由于養(yǎng)分的濃縮，水溫升高和日光照射，給細(xì)菌和藻類的迅速繁殖創(chuàng)造了條件。細(xì)菌分泌的黏液使水中漂浮的灰塵雜質(zhì)和化學(xué)沉淀物等黏附在一起，形成沉積物附著在傳熱表面，即生物粘泥或軟垢。

粘泥附著會(huì)引起腐蝕，冷卻水流量減少，進(jìn)而降低冷卻效率;嚴(yán)重時(shí)會(huì)堵死管道，迫使停產(chǎn)清洗。

綜上所述，冷卻水長期循環(huán)使用后，必然會(huì)帶來結(jié)垢、腐蝕和微生物滋生問題。解決好這三個(gè)問題才能穩(wěn)定生產(chǎn)、節(jié)約資源與能源，從而減少環(huán)境污染，提高經(jīng)濟(jì)效益。

三、循環(huán)冷卻水處理技術(shù)現(xiàn)狀

1、水垢的控制

循環(huán)水系統(tǒng)中最易生成的水垢是碳酸鈣垢，水垢控制即是防止碳酸鈣的析出，大致有以下幾類 方法 。

⑴ 從補(bǔ)充冷卻水中除去成垢的鈣、鎂離子

在補(bǔ)充水進(jìn)入循環(huán)水系統(tǒng)之前進(jìn)行軟化處理，除去Ca2+、Mg2+，也就形不成水垢。目前常用的軟化方法有兩種：

一是離子交換樹脂法，該法適于補(bǔ)充水量小的循環(huán)水系統(tǒng)間或采用;

二是石灰軟化法，即投加石灰，使Ca(HCO3)2反應(yīng)生成CaCO3沉淀提前析出。該方法成本低，適于原水(尤其是暫時(shí)硬度大的結(jié)垢型原水)鈣含量高，補(bǔ)充水量較大的循環(huán)冷卻水系統(tǒng)。

⑵ 加酸或通入CO2氣體，降低PH值，穩(wěn)定重碳酸鹽

在循環(huán)水中加酸(通常為硫酸)或通入CO2氣體，降低PH值，使下列平衡左移，重碳酸鹽處于穩(wěn)定狀態(tài)。

加酸法目前仍有使用，關(guān)鍵是控制好加酸量，否則酸量過多會(huì)加速設(shè)備腐蝕。

通CO2氣體同樣應(yīng)注意控制好PH值，否則循環(huán)水通過冷卻塔時(shí)，由于CO2的溢出，CaCO3在塔內(nèi)結(jié)晶，堵塞填料，形成鈣垢轉(zhuǎn)移現(xiàn)象。該方法在某些化肥廠、化工廠及電廠等有CO2氣體源的企業(yè)仍有推廣使用的價(jià)值。

⑶ 投加阻垢劑

在循環(huán)水中投加阻垢劑，破壞CaCO3的結(jié)晶增長過程，以達(dá)到控制水垢形成的目的。目前常用的阻垢劑有聚磷酸鹽、有機(jī)多元膦酸、有機(jī)磷酸脂、聚丙烯酸鹽等，這也是目前 應(yīng)用 最廣的控制水垢的方法。

2、污垢的控制

控制污垢，可從下面幾個(gè)方面努力：

⑴ 對(duì)補(bǔ)充水進(jìn)行預(yù)處理，降低濁度

⑵ 做好循環(huán)水水質(zhì)處理

⑶ 投加分散劑

可將粘合在一起的泥團(tuán)雜質(zhì)等分散成微粒懸浮于水中，隨水流流動(dòng)而不沉積，從而減少污垢對(duì)傳熱的影響，部分懸浮物還可隨排污排出。

⑷ 增加旁濾設(shè)備

如果在系統(tǒng)中增設(shè)旁濾設(shè)備，控制好旁流量和進(jìn)、出旁流設(shè)備的濁度，就可保持系統(tǒng)長時(shí)間運(yùn)行下的濁度在控制指標(biāo)內(nèi)，減少污垢形成。

3、循環(huán)冷卻水系統(tǒng)金屬腐蝕的控制

循環(huán)冷卻水系統(tǒng)金屬腐蝕的控制方法常用的主要有以下四種：

⑴ 添加緩蝕劑

緩蝕劑是一種用于腐蝕介質(zhì)中抑制金屬腐蝕的添加劑，它用量少，不會(huì)改變腐蝕介質(zhì)的性質(zhì)，不需特殊投加設(shè)備，也不需對(duì)設(shè)備表面進(jìn)行處理。因此，使用緩蝕劑是一種經(jīng)濟(jì)效益較高且適應(yīng)性較強(qiáng)的金屬防護(hù)措施。

在敞開式循環(huán)水系統(tǒng)中，常用的緩蝕劑有硅酸鹽、鉬酸鹽、鋅鹽、磷酸鹽、聚磷酸鹽、有機(jī)多元膦酸、巰基苯并噻唑(MBT)、苯并三唑(BTA)和甲基苯并三唑(TTA)、硫酸亞鐵等，并且為了減輕環(huán)境富營養(yǎng)化的壓力，目前更趨向于使用后面幾種有機(jī)膦酸鹽和低磷緩蝕劑。

⑵ 提高循環(huán)水的PH值

提高循環(huán)水的PH值，使金屬表面生成氧化性保護(hù)膜的傾向增大，易于鈍化，從而有利于控制設(shè)備腐蝕。

敞開式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)通常通過在冷卻塔內(nèi)的曝氣提高PH值，當(dāng)水中和空氣中的CO2達(dá)到平衡時(shí)，水的PH為8.5左右。

提高循環(huán)水的PH值后，不可避免的帶來一些問題：循環(huán)水結(jié)垢傾向增大;設(shè)備腐蝕速度下降，但還不能滿足要求;某些常用緩蝕劑失效。目前可通過添加專門為堿性冷卻水處理開發(fā)的復(fù)合緩蝕劑來解決，例如：聚磷酸鹽-鋅鹽-膦酸鹽-分散劑、聚磷酸鹽-正磷酸鹽-膦酸鹽-三元共聚物、有機(jī)多元膦酸-聚合物分散劑-唑類、多元醇磷酸酯-丙烯酸系聚合物、HEDP-PMA等。這些水處理劑的復(fù)合配方可發(fā)揮出除垢和防腐的綜合作用，由于協(xié)同或增效作用，它比單一藥劑的單一作用，效果更顯著，這也是緩蝕劑的發(fā)展趨勢(shì)。

⑶ 選用耐蝕材料的換熱器

例如使用聚丙烯換熱器或石墨改性聚丙烯換熱器，但由于換熱效果差，很少使用。

⑷ 用防腐涂料涂覆

通過防腐涂料的屏蔽、緩蝕、陰極保護(hù)及PH緩沖作用來保護(hù)設(shè)備不受腐蝕。

4、循環(huán)冷卻水系統(tǒng)微生物的控制

循環(huán)水系統(tǒng)中微生物引起的腐蝕、粘泥及其生長的控制方法有：設(shè)備選用耐蝕材料;控制循環(huán)水中的氧含量、PH值、懸浮物和微生物的養(yǎng)料等水質(zhì)指標(biāo);在防腐涂料中添加殺生劑，抑制微生物的生長;采取在冷卻水水池加蓋、冷卻塔的進(jìn)風(fēng)口加裝百葉窗等措施，防止陽光照射;設(shè)置旁流過濾設(shè)備;對(duì)補(bǔ)充水進(jìn)行混凝沉淀預(yù)處理以及頗有前途的噬菌體法等。

除上面所列方法之外，目前最有效和最常用的方法則是向循環(huán)水中添加殺生劑。殺生劑的種類很多，氧化性殺生劑有：氯、次氯酸鹽、氯化異氰尿酸、二氧化氯、臭氧、溴及溴化物等;非氧化性殺生劑有氯酚類、有機(jī)錫化物、季銨鹽、有機(jī)胺類、有機(jī)硫化物、銅鹽及異噻唑啉銅等。

綜上所述，上面介紹的是分類解決循環(huán)水系統(tǒng)問題的各種方法，在實(shí)際應(yīng)用中需要根據(jù)原水水質(zhì)、循環(huán)水水量及溫升、補(bǔ)水水質(zhì)和價(jià)格、使用循環(huán)水的換熱設(shè)備材質(zhì)和型式以及其他工況條件等實(shí)際情況，綜合考慮經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益，選擇適宜的除垢、防腐、控制微生物的方法結(jié)合在一起，制定出經(jīng)濟(jì)、實(shí)用、可行的循環(huán)水處理方案才能實(shí)現(xiàn)循環(huán)水系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)合理運(yùn)行。但這些傳統(tǒng)處理方法，不能從根本上解決鹽濃縮引起的各種問題，并且投加各種水處理劑的操作系統(tǒng)復(fù)雜、藥劑費(fèi)用高，使循環(huán)水的總體濃縮倍數(shù)不高、運(yùn)行管理成本很高。

四、循環(huán)冷卻水處理和“趨零”排放新技術(shù)

1、技術(shù)目標(biāo)

[1] 降低循環(huán)水系統(tǒng)運(yùn)行費(fèi)用，提高整體管理水平。

[2] 徹底解決水垢附著、設(shè)備腐蝕以及微生物的滋生與粘泥 問題 。

[3] 大量減少循環(huán)水系統(tǒng)排污水量和補(bǔ)充水量，提高濃縮倍數(shù)，實(shí)現(xiàn)“趨零”排污或少排污，節(jié)約水資源。

2、技術(shù)關(guān)鍵

設(shè)計(jì)一整套低費(fèi)用水處理方案，降低循環(huán)水的濁度和總?cè)芙夤腆w，減少系統(tǒng)補(bǔ)水量，提高濃縮倍數(shù)，改善整體循環(huán)水的狀況，降低處理費(fèi)用，最后實(shí)現(xiàn)“趨零”排放和不使用化學(xué)藥劑。

提高循環(huán)水的濃縮倍數(shù)，可降低補(bǔ)充水的用量，節(jié)約水資源，同時(shí)可降低排污水量，從而減少其對(duì)環(huán)境的污染，進(jìn)而降低循環(huán)水處理成本。為了更好的說明這一問題，假設(shè)一循環(huán)冷卻水系統(tǒng)，循環(huán)水量為10000m3/h，冷卻塔進(jìn)出口水溫分別為42℃和32℃，風(fēng)吹損失占循環(huán)水量的0.1%，在不同濃縮倍數(shù)下該系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù) 計(jì)算 值見下表。

目前 我國的循環(huán)冷卻水濃縮倍數(shù)一般為1.5—2.5。

3、技術(shù)路線

將原有循環(huán)水系統(tǒng)的排污水、生活污水、污水處理廠出水、工藝過程的假定凈水進(jìn)行處理，去除水的濁度，降低水的硬度和鹽含量，并使處理出水的硬度低于新鮮水(天然水)的硬度，二者混合后作為進(jìn)入冷卻水池的補(bǔ)充水。運(yùn)行一段時(shí)間后，循環(huán)水總體的鹽含量和硬度降低，系統(tǒng)濃縮倍數(shù)可逐步提高，循環(huán)水水質(zhì)逐漸變好，新鮮水用量和排污水量不斷減少，形成系統(tǒng)的良性循環(huán)。

在石油、化工、電力、鋼鐵等行業(yè) 企業(yè) 中，既有生產(chǎn)用水，也有生活用水，生產(chǎn)用水又分直接一次性用水和循環(huán)水。而循環(huán)水根據(jù)以上所述，是要有一定濃水排放，還有蒸發(fā)損失、風(fēng)吹損失等，所以，對(duì)循環(huán)水系統(tǒng)要有補(bǔ)充水�，F(xiàn)在多數(shù)企業(yè)的循環(huán)水是用新鮮水補(bǔ)充，生活污水和循環(huán)水濃水以及污水處理廠出水都按排污水排放了。如果把生活污水、循環(huán)水濃水、污水處理廠出水、工藝過程排放的假定凈水進(jìn)行處理后，用做循環(huán)水的補(bǔ)充水，從而節(jié)約新鮮水，在技術(shù)上是可行的， 經(jīng)濟(jì) 上也是有效益的。

在電廠中，由于被循環(huán)水冷卻的介質(zhì)是低溫蒸汽，溫度只有50℃左右，一般來說，在循環(huán)水系統(tǒng)中不會(huì)出現(xiàn)結(jié)垢現(xiàn)象，在實(shí)際運(yùn)行中，出現(xiàn)較多的問題是含鹽量增多、細(xì)菌滋生、灰塵等，只要將循環(huán)水排放的濃水進(jìn)行脫鹽處理，生活污水進(jìn)行生化處理和過濾，再混入部分新鮮水作為循環(huán)水的補(bǔ)充水就可以了。我們的技術(shù)方案最主要的一條是：循環(huán)水濃水經(jīng)過脫鹽處理后，可以全部脫去硬度，含鹽量低于新鮮水，濁度小于新鮮水，處理運(yùn)行費(fèi)用低于當(dāng)?shù)氐男迈r水價(jià)格。生活污水生化處理和過濾后作為循環(huán)水補(bǔ)充水的運(yùn)行費(fèi)用也低于當(dāng)?shù)氐男迈r水價(jià)格，從而在循環(huán)水系統(tǒng)中，按我們的方案處理能為企業(yè)取得一定的經(jīng)濟(jì)效益，而且隨著國家對(duì)水資源價(jià)格和污水排放的控制，經(jīng)濟(jì)效益會(huì)越來越顯著。

在煉油、化工企業(yè)中，由于被冷卻的介質(zhì)品種較多，有的介質(zhì)溫度高達(dá)200℃以上，加之循環(huán)水在換熱系統(tǒng)中流量分配上，不可能設(shè)計(jì)得十分合理，造成部分換熱器循環(huán)水溫度過高，在換熱器內(nèi)結(jié)垢情況嚴(yán)重，系統(tǒng)運(yùn)行中、后期，往往由于嚴(yán)重結(jié)垢而 影響 換熱效果，造成部分產(chǎn)品溫度降不下來，影響正常生產(chǎn)。在石油化工生產(chǎn)中，循環(huán)水突出的問題是在部分換熱器中結(jié)垢嚴(yán)重，另外也存在運(yùn)行中含鹽量增高，細(xì)菌滋生等問題。所以在石油化工生產(chǎn)中，我們的技術(shù)路線是：循環(huán)水系統(tǒng)的濃水、生活污水生化處理和污水處理場(chǎng)達(dá)標(biāo)排放廢水過濾脫鹽后回用，對(duì)補(bǔ)充的部分新鮮水也進(jìn)行脫鹽、除硬度后使用，使整個(gè)循環(huán)水系統(tǒng)濃縮倍數(shù)大大提高，并且由于循環(huán)水的硬度較低，可大大降低換熱器的結(jié)垢速率。在回用水的處理中，一次性投資1100元-1500元/噸污水(污水處理場(chǎng)達(dá)標(biāo)廢水)，噸水運(yùn)行費(fèi)用0.5-0.8元/噸，噸水運(yùn)行成本約1.2-1.5元/噸(包括設(shè)備折舊費(fèi)、材料消耗費(fèi)、大修基金等所有取費(fèi))，但基本解決了結(jié)垢以及提高循環(huán)水濃縮倍數(shù)這個(gè)大問題，保證生產(chǎn)的正常性和長周期運(yùn)行，其間接效益是很大的，何況在濃水、污水回用方面也有一定的經(jīng)濟(jì)效益。

4、技術(shù) 分析

污水回用項(xiàng)目，關(guān)鍵在于流程的可靠性、出水的穩(wěn)定性以及制水成本。就目前我國污水回用技術(shù)實(shí)際情況而言，對(duì)于上述污水進(jìn)行深度處理以達(dá)到回用水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，有多種處理 方法 可拱選擇，包括離子交換、電滲析法、反滲透法、納濾、超濾和微濾、過濾以及絮凝、氧化等。

離子交換法主要用于去除水中離子化的物質(zhì)，而生化處理出水COD值相對(duì)較高，且大部分為非離子型有機(jī)物,污水中的有機(jī)物與樹脂活性基團(tuán)的固定離子結(jié)合力很大，一旦結(jié)合就很難進(jìn)行再生，嚴(yán)重影響再生效率和交換能力;另外，樹脂抗Cl2、O2等氧化劑氧化性很差，因而不宜采用。

電滲析法以離子交換膜為介質(zhì)，靠離子的選擇透過性來分離水溶液中的某些物質(zhì)。它是在離子交換技術(shù)的基礎(chǔ)上 發(fā)展 起來的一項(xiàng)新技術(shù)，它去除的也是一些電解質(zhì)物質(zhì)，但回用率很低(50-60%)且運(yùn)行成本很高，因此，電滲析法也不宜采用。

反滲透法是近20年來發(fā)展起來的膜技術(shù)，現(xiàn)己被廣泛地用于水質(zhì)除鹽和污水治理等方面。該法專門用以分離水中的分子態(tài)和離子態(tài)溶解物質(zhì)，其實(shí)質(zhì)是向水溶液中施加巨大的壓力，使溶劑水透過反滲透膜成為淡水，而溶質(zhì)被阻留成為濃水，由此可達(dá)到兩個(gè)目的，一是從含鹽水中制取淡水;二是濃縮污水中的溶解態(tài)污染物質(zhì)，處理后的污水或直接排放或重復(fù)利用。反滲透裝置是以分子擴(kuò)散膜為介質(zhì)。以靜壓差為推動(dòng)力來分離水溶液中的物質(zhì)，與電滲析法相比，在經(jīng)濟(jì)上具有顯著的優(yōu)越性，電能效率較高、能耗低，相同進(jìn)水條件下，反滲透法生產(chǎn)一噸淡水的能耗為電滲析法的五分之一至十分之一。

超濾和微濾亦屬于壓力推動(dòng)的膜工藝系列，就分離范圍而言，它補(bǔ)充了反滲透、納濾和普通過濾之間的空隙。超過濾是對(duì)料液施加一定壓力后，高分子物質(zhì)、膠體、蛋白質(zhì)、微粒等被半透膜所截留，而溶劑和低分子物質(zhì)則透過膜。超過濾的分離機(jī)理主要是膜表面孔徑篩分機(jī)理、膜孔阻塞的阻滯機(jī)理和膜面以及膜孔對(duì)粒子的一次吸附機(jī)理。一般來說，超濾操作的跨膜壓差為0.2-0.7MPa，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于反滲透等膜法裝置。但超濾裝置不能脫鹽，實(shí)現(xiàn)不了我們污水深度處理的目的。(分類范圍見下圖)

壓力推動(dòng)的膜工藝分類圖(縱：壓差Δp，橫：微粒大小dp)

納濾技術(shù)是近幾年來發(fā)展起來的膜技術(shù)，采用ESNA系列高性能納濾膜，膜材質(zhì)為芳香族聚酰胺，可脫除污水中的有機(jī)物、細(xì)菌、病毒、鹽類，操作壓力0.3-1.0MPa。

具體工藝流程如下：

5、經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境效益和 社會(huì) 效益分析

該系統(tǒng)建設(shè)投資費(fèi)用為1100-1500元/噸水·日，運(yùn)行費(fèi)用在0.5-0.8元/噸水之間，節(jié)省新鮮水和減少排污水可創(chuàng)造價(jià)值為1.5-2.5元/噸水。同時(shí)循環(huán)水系統(tǒng)總體水質(zhì)逐步好轉(zhuǎn)，殺菌劑、阻垢劑的用量、設(shè)備的清洗和腐蝕折舊費(fèi)用大大減少，經(jīng)濟(jì)效益顯著。

由于循環(huán)冷卻水占 工業(yè) 用水的比例很大，如某些化工企業(yè)的冷卻水占總用水量的(90-95%)，所以節(jié)約循環(huán)冷卻水的新鮮水用量，可極大地緩解我國水資源短缺的矛盾，減少污水排放，可減輕周邊環(huán)境的水體污染狀況，這對(duì)保證環(huán)境經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展，促進(jìn)生態(tài)環(huán)境的良性循環(huán)，改善少數(shù)地區(qū)的人居環(huán)境狀況有著重要的意義。

工業(yè)用水和污水排放量的減少，可緩解企業(yè)與企業(yè)、企業(yè)與居民之間對(duì)水資源的爭奪矛盾和消除企業(yè)排污對(duì)農(nóng)作物、居民飲水的不良影響造成的社會(huì)矛盾，這對(duì)維護(hù)社會(huì)的安定團(tuán)結(jié)，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和居民生活質(zhì)量的提高，改善人居環(huán)境狀況有舉足輕重的作用。

6、技術(shù) 應(yīng)用 前景

該技術(shù)在石油、化工、電力和冶金等循環(huán)水用量較大的行業(yè)有著廣泛的應(yīng)用前景。對(duì)某些石化企業(yè)，被冷卻介質(zhì)的溫度較高，換熱設(shè)備結(jié)垢現(xiàn)象嚴(yán)重，是束縛和困擾企業(yè)生產(chǎn)正常發(fā)展的一大障礙，應(yīng)用此項(xiàng)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)十分明顯。

在我國北方大部分地區(qū)，用水水源主要是地下水，原水濁度低但含鹽量較高，給生活和生產(chǎn)用水都帶來很不利的影響。針對(duì)使用含鹽量較高的地下水的一些工廠企業(yè)，若能利用該技術(shù)，首先對(duì)原水進(jìn)行脫鹽凈化，供給生活用水，產(chǎn)生的生活污水再經(jīng)處理后補(bǔ)給循環(huán)水系統(tǒng)，可最大限度地節(jié)約水資源，并提高水的利用價(jià)值，給企業(yè)帶來極大的經(jīng)濟(jì)效益。

下面以實(shí)例來分析該技術(shù)的經(jīng)濟(jì)效益:

某2×300MW熱電廠循環(huán)冷卻水處理工程設(shè)計(jì)方案簡介

一、工程概況

某熱電廠現(xiàn)有300MW進(jìn)口亞臨界中間再熱汽輪發(fā)電機(jī)組兩套，冷卻水循環(huán)總量為65000 m3/h，設(shè)計(jì)冷卻塔進(jìn)出口溫差為8℃，項(xiàng)目實(shí)施前后循環(huán)冷卻水濃縮倍數(shù)分別為2.0和3.5，入塔空氣干球溫度為35℃，經(jīng)計(jì)算循環(huán)水的排污水量為286m3/h。

二、水處理工藝流程

三、工程投資概算

四、經(jīng)濟(jì)效益分析

1、水處理直接運(yùn)行費(fèi)用

[1]系統(tǒng)能耗：運(yùn)行功率123kw，電費(fèi)按0.5元/kwh計(jì)，則噸水處理能耗費(fèi)用為0.21元/噸水;

[2]人工費(fèi)用：每班一人，四班三運(yùn)轉(zhuǎn)，設(shè)管理人員1名，人均工資計(jì)為1000元/月，則噸水處理人工費(fèi)為0.02元/噸水;

水處理直接費(fèi)用合計(jì)為：0.23元/噸水。

2、水處理間接費(fèi)用

[1]設(shè)備易損件更換費(fèi)：設(shè)備易損件年均更換費(fèi)用為45萬元，則噸水處理折舊費(fèi)用為0.19元/噸水;

[2]設(shè)備維護(hù)費(fèi)：年均維護(hù)費(fèi)按設(shè)備總投資的1%計(jì)(即7.26萬元/年)，則設(shè)備運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用為0.03元/噸水;

[3]設(shè)備折舊費(fèi)：按設(shè)備總投資的4%計(jì)(29萬元/年)，則設(shè)備折舊費(fèi)用為0.12元/噸水;

水處理間接費(fèi)用合計(jì)為：0.34元/噸水。

水處理運(yùn)行費(fèi)用總計(jì)為：0.57元/噸水。

3、水回用效益分析

若地方水資源價(jià)格為1.5元/噸水，排污費(fèi)為0.5元/噸水，則回用噸水效益為：1.43元/噸水。年均水處理回用創(chuàng)造利潤為350萬元，設(shè)備投入運(yùn)行后，2—3年可全部收回成本。

綜上所述，提高全民的節(jié)水意識(shí)，節(jié)約使用新鮮水，是我國國民經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展的需要，工業(yè)循環(huán)水的濃水、生活污水、污水處理廠出水、工藝過程的假定凈水回用，是工業(yè)生產(chǎn)中提高水的重復(fù)利用率的必經(jīng)之路，并且在廢水回用中給企業(yè)帶來一定的經(jīng)濟(jì)效益。