1、技術關鍵

　　設計一整套低費用水處理方案,，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，降低處理費用,，后實現(xiàn)“趨零”排放和不使用化學藥劑,。

　　提高循環(huán)水的濃縮倍數(shù),，可降低補充水的用量，節(jié)約水資源,，同時可降低排污水量,，從而減少其對環(huán)境的污染，進而降低循環(huán)水處理成本,。為了更好的說明這一問題,，假設一循環(huán)冷卻水系統(tǒng)，循環(huán)水量為10000m3/h,，冷卻塔進出口水溫分別為42℃和32℃,，風吹損失占循環(huán)水量的0.1%，在不同濃縮倍數(shù)下該系統(tǒng)的運行參數(shù) 計算 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,。

　　2、技術路線

　　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,，二者混合后作為進入冷卻水池的補充水。運行一段時間后,，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,、風吹損失等,，所以,，對循環(huán)水系統(tǒng)要有補充水。現(xiàn)在多數(shù)企業(yè)的循環(huán)水是用新鮮水補充,，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行處理后，用做循環(huán)水的補充水,，從而節(jié)約新鮮水,，在技術上是可行的， 經(jīng)濟 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)中不會出現(xiàn)結垢現(xiàn)象，在實際運行中,，出現(xiàn)較多的問題是含鹽量增多,、細菌滋生、灰塵等,，只要將循環(huán)水排放的濃水進行脫鹽處理,，生活污水進行生化處理和過濾，再混入部分新鮮水作為循環(huán)水的補充水就可以了,。我們的技術方案主要的一條是：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,，處理運行費用低于當?shù)氐男迈r水價格。生活污水生化處理和過濾后作為循環(huán)水補充水的運行費用也低于當?shù)氐男迈r水價格,，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)濟效益，而且隨著國家對水資源價格和污水排放的控制,，經(jīng)濟效益會越來越顯著,。

　　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，不可能設計得十分合理,，造成部分換熱器循環(huán)水溫度過高,，在換熱器內(nèi)結垢情況嚴重，系統(tǒng)運行中,、后期,，往往由于嚴重結垢而 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垢嚴重,，另外也存在運行中含鹽量增高,，細菌滋生等問題。所以在石油化工生產(chǎn)中,，我們的技術路線是：循環(huán)水系統(tǒng)的濃水,、生活污水生化處理和污水處理場達標排放廢水過濾脫鹽后回用，對補充的部分新鮮水也進行脫鹽,、除硬度后使用,，使整個循環(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垢速率,。在回用水的處理中，一次性1100元-1500元/噸污水(污水處理場達標廢水),，噸水運行費用0.5-0.8元/噸,，噸水運行成本約1.2-1.5元/噸(包括設備折舊費、材料消耗費,、大修基金等所有取費),，但基本解決了結垢以及提高循環(huán)水濃縮倍數(shù)這個大問題，保證生產(chǎn)的正常性和長周期運行,，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)濟效益,。

　　3、技術 分析

　　污水回用項目,，關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實際情況而言,，對于上述污水進行深度處理以達到回用水質(zhì)標準,，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值相對較高,，且大部分為非離子型有機物,污水中的有機物與樹脂活性基團的固定離子結合力很大，一旦結合就很難進行再生,，嚴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的基礎上 發(fā)展 起來的一項新技術,，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,，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，由此可達到兩個目的,，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利用。反滲透裝置是以分子擴散膜為介質(zhì),。以靜壓差為推動力來分離水溶液中的物質(zhì),，與電滲析法相比，在經(jīng)濟上具有顯著的優(yōu)越性,，電能效率較高,、能耗低，相同進水條件下,，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的膜工藝系列，就分離范圍而言，它補充了反滲透,、納濾和普通過濾之間的空隙,。超過濾是對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,。超過濾的分離機理主要是膜表面孔徑篩分機理、膜孔阻塞的阻滯機理和膜面以及膜孔對粒子的一次吸附機理,。一般來說,，超濾操作的跨膜壓差為0.2-0.7MPa，遠遠小于反滲透等膜法裝置,。但超濾裝置不能脫鹽,，實現(xiàn)不了我們污水深度處理的目的。(分類范圍見下圖)

　　壓力推動的膜工藝分類圖(縱：壓差Δp,，橫：微粒大小dp)

　　納濾技術是近幾年來發(fā)展起來的膜技術,，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物,、細菌、病毒,、鹽類,，操作壓力0.3-1.0MPa。

　　具體工藝流程如下：

　　4,、經(jīng)濟效益,、環(huán)境效益和 社會 效益分析

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

　　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,，這對保證環(huán)境經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展,，促進生態(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)與居民之間對水資源的爭奪矛盾和消除企業(yè)排污對農(nóng)作物,、居民飲水的不良影響造成的社會矛盾,，這對維護社會的安定團結，促進經(jīng)濟發(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,。

　　5、技術 應用 前景

　　該技術在石油,、化工,、電力和冶金等循環(huán)水用量較大的行業(yè)有著廣泛的應用前景。對某些石化企業(yè),，被冷卻介質(zhì)的溫度較高,，換熱設備結垢現(xiàn)象嚴重，是束縛和困擾企業(yè)生產(chǎn)正常發(fā)展的一大障礙,，應用此項技術的優(yōu)勢十分明顯,。

　　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,，首先對原水進行脫鹽凈化，供給生活用水,，產(chǎn)生的生活污水再經(jīng)處理后補給循環(huán)水系統(tǒng),，可大限度地節(jié)約水資源，并提高水的利用價值,，給企業(yè)帶來極大的經(jīng)濟效益,。