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濟南福米德環(huán)保科技有限公司

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循環(huán)冷卻水處理和“趨零”排放新技術
發(fā)布時間:2014-12-13        瀏覽次數(shù):303        返回列表

  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,。

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