污水回用暨循环水处理“零排污”技术及技改
我们肩负节能降耗和环境保护职责,面对工业企业污水处理站的运行状况、完成环保局突击检查任务、污水排放口在线检测数据、节能降耗任务指标的考核,我们忧心忡忡---因为我们对这些工作负有责任! 有一些情况,会干扰我们的目标!1、污水量太大!2、污水难处理!3、污水处理运行成本太高!4、生化处理菌群易失活,难培养!5、企业用水量太大,电耗高,使节能降耗困难重重!
我们一起研究几个观点: 1、有冷却塔的循环冷却水系统是全厂用水量非常大的地方;值得重点关注! 2、循环冷却水系统所涉及的各种热交换器,其传热效率,对全厂的能耗有很大的影响:如果换热好,则产量高,循环泵开启数少,最终降低水耗电耗煤耗气耗---节能降耗! 3、经污水站处理后外排的污水,有没有办法回用?回用的成本高不高?对生产影响如何?
我们的结论: 1、首先改进循环冷却水水质稳定处理(阻垢/缓蚀/杀菌灭藻---保证换热器不结垢不腐蚀)的方式,开展循环冷却水水质稳定处理技术划时代的革命---改变以前大量排水控制浓缩倍数的处理方式,采用“零排水”无限浓缩处理技术!节30-74%的水资源消耗!减少100%以上的排水; 2、在“零排水”无限浓缩处理技术取得成功的基础上,回用经污水站处理后外排的污水,进一步减少污水外排,减少水资源消耗!
我们一起来关注循环冷却水系统“零排水”水质稳定处理技术所能给我们带来的贡献:

⑴、以上核算: 循环量以5000方/h,保有水量:1600方,补充水成本以1.50元/吨计;排放水以0.50元/吨计;浓缩倍数3倍计,冷却水温差以10度计;年运行时间以330天/年。 ⑵、相对于常规有机磷控制浓缩倍数水处理方法,零排水无限浓缩法节约水资源27~74%;减少外排污水0~100%;回用污水0~100% ; ⑶、零排水法水处理效果满足GB50050-2007《工业循环冷却水处理设计规范》的要求,优于常规有机磷控制浓缩倍数法所达到的效果。 ⑷、采用零排水处理法,综合处理成本节约20~55%。
附1:全厂水系统闭路循环设计流程示意图 工艺流程:

附2:关于一次性新增相关设备的费用:

附3:工厂循环水系统零排污运行及污水回用整体解决方案工艺图: 工厂循环水系统零排污运行,及污水回用于循环水系统的水质稳定处理技术,是集原水预处理、污水处理,设备腐蚀、污垢、微生物控制和池底污水处理及除氯等综合处理为一体,并配以计算机辅助控制的自动分析和加药系统(可选),实现循环水系统长周期、高负荷、安全稳定、无排污运行,实现工厂生产装置整体节能减排、环保运行,为工厂创造价值。

附四、零排污法与常规法循环水处理经济效益比较 ——循环水系统采取零排污法处理,企业每年能挖潜可观的直接经济效益。
(一)、不同处理方法:系统的用水量和药剂消耗情况

(二)、不同处理方法:经济效益比较

附五、《污水回用暨循环水处理零排污技术》原理 5.1 零排污循环水处理法的阻垢机理 5.1.1 阻止硬垢的形成: WB-999零排污水处理剂、WB-998专用混凝剂等,与循环水、补充水中的成垢型离子(如钙/镁/其它高价金属离子/氨/碱/正磷酸根/少量油污等物质)不断发生复杂的螯合分散作用,在水中形成均匀分散态的不溶性小悬浮物(如同空气中灰尘进入系统形成浊度一样);外部进来多少成垢离子则螯合分散掉多少,从而使循环水中的成垢物质含量,始终处于零排污水处理剂所允许的的不饱和区间平衡运行,达到阻止硬垢形成的目的。
5.1.2 阻止软垢的形成: WB-999零排污水处理剂含HPS-1型分散剂,对各种悬浮物颗粒及盐类具有良好的分散性能,避免悬浮物在系统发生沉积形成软垢;结合维邦公司设计的专用旁流过滤器处理,将这些悬浮物连续过滤分离出循环水系统,使循环水的浊度保持在规定的指标范围内运行(达到进出平衡),消除因悬浮物过高可能在系统内造成软垢危害,有效阻止软垢的形成。也符合《GB50050-2007》循环水处理设计规范要求。
5.1.3 解决盐含量累积的问题: 零排水处理,使循环水系统无限浓缩运行,会使系统盐含量越来越高;循环水中阻止盐垢的形成是通过WB-999剂作用和系统飞溅损失共同完成的。 循环水系统“无限浓缩运行”是相对的,实际上它只能浓缩到一定的浓缩倍数(8~16倍),就不能再上升了。因为冷却塔的飞溅损失量已经平衡了其继续浓缩,当系统所需的排污水量,等于它的实际飞溅损失量时,即达到了无限浓缩运行(系统的实际排污已通过冷却塔飞溅损失完成了)。实践证明,系统在8~16倍的浓缩倍数下运行,有WB-999剂的强力分散作用,是不可能析出盐垢的,这也可通过客户现场取水到试验室,用热水壶煮沸浓缩试验,直观证明药剂的阻垢分散效果。 如果氯离子和盐含量过高,随无限浓缩,冷却塔的飞溅损失量无法平衡时,我们通过除盐除氯装置,除掉多余的盐和氯离子等杂质,维持系统平衡;该装置的处理能力:(计算公式)
5.2 杀菌及粘泥控制机理 5.2.1 WB-999剂中的芳香类醌基和酯类官能团具有较强的抑菌功能和灭藻能力,能有效控制循环水中的微生物数量在安全数量级范围内, 机理如下: a.阻碍菌体的呼吸作用,抑制光合作用; b.抑制蛋白质的合成,或破坏蛋白质的水膜,或中和蛋白质的电子,使蛋白质沉淀而失去活性; c.破坏菌体内外环境平衡,使其失水干枯而死,或充水膨胀而亡; d.妨碍核酸的合成,丧失和改变其核酸的活性;
5.2.2 循环水所回用的污水中,含有高浓度的氨氮及其它毒性物质,在高碱度、高PH值等条件,微生物即会自然死亡,因此污水本身也具备了“杀菌剂”的作用,同时对WB-999具有增效作用,不但无害,而且变废为宝。
5.2.3如遇特殊微生物,对WB-999剂不敏感,则辅以WB-103杀菌灭藻剂作用,本剂为亲电子型广谱杀生剂, 能够与构成细胞壁和细胞膜的成分发生反应, 抑制电子转移和ATP的生成, 从而抑制细胞的呼吸作用导致细胞死亡。
5.3 零排污水处理剂的缓蚀机理 5.3.1 WB-999剂分子中含有多羟基、羧基、巯基、唑类等活性基团,这些基团带有较多的负电荷,可以向金属的空白轨道提供电子,使金属表面快速螯合覆盖一层极薄而致密的保护膜;
5.3.2水中一定量的Ca2+和 SiO2与WB-999剂络合,在金属表面形成稳定致密的化学吸附保护膜?——电中性绝缘层,从而使金属表面与腐蚀介质隔开,减缓了金属表面的化学腐蚀,而达到缓蚀作用。
5.3.3 高pH值(8.5~10.5)的运行环境,本身对金属基体就具有良好的保护作用。
5.4 关于WB-999零排污水处理剂与WB-998专用混凝剂 5.4.1采取零排污循环水处理技术,所使用的核心药剂是维邦公司经多年实践研制的WB-999及WB-998系列零排污水处理剂——它将循环水需解决的阻垢、缓蚀、杀菌灭藻、排水等问题,一步解决。
5.4.2本品的主要成份及阻垢机理:本品由羟基羧酸-丙烯酸高聚体、螯合剂、缓蚀剂、分散剂、抑菌剂、助凝剂等组成;通过吸附、螯合、分散、穿刺、包裹、剥离、架桥、稳定、凝聚等复杂作用,实现无限浓缩倍数下水质稳定运行。
5.4.3 本品的去除有机物功能(适应高COD值无粘度型水质):本品含羟基羧酸-丙烯酸高聚体为高碳多孔、大表面积分子结构,通俗讲其具有活性炭的大部份功能,因此,本品能快速的吸附去除水中的有机物杂质,如氨氮、油类、硫化物、氰化物、挥发酚等物质,通过复杂的综合作用形成含有机氮的悬浮物而被过滤分离,因而可将工厂污水站处理后的污水,逐步回用于循环水系统中,是全厂从水处理方面取得节能减排的简单有效措施之一。
5.4.4 本品的适应条件和优势:常规药剂法处理循环水最怕的高PH值、高硬度、高碱度等环境,对本品却有增效作用;与常规药剂处理法相比,本品能实现无限浓缩运行,分析控制指标大为简化,许多指标可选择性的监测,大量节约人力资源;只需定时投药即可,也可采取连续投加。
5.5 关于循环水处理 —— 常规法技术 目前,循环水系统较常用的水处理方法为,投加有机磷类阻垢缓蚀剂及杀菌剂处理。 5.5.1常规药剂法的阻垢机理为络合增溶效应机理,它允许成垢离子在循环水中被浓缩,过饱和到一定程度而不发生沉积,但水中的成垢离子浓度不允许超越药剂要求的极限,因此必须控制循环水在较低浓缩倍数下运行,钙镁离子达到药剂要求的极限前,必须通过连续向外置换部分循环水,以维持循环水中的成垢离子在药剂允许的范围内运行。
5.5.2它根据系统补充水质的硬度碱度及其它指标,设计系统允许的运行浓缩倍数,通过大量对外排水来控制浓缩倍数(都较低),国内水质允许的正常浓缩倍数为2.0~4.0倍,过高则会发生结垢。
5.5.3常规处理法所用药剂本身易引起循环水中的菌藻的繁殖,含氨氮、碱液、少量油污及其它有机物质的达标污水,会加速在系统内形成水垢和微生物危害。
5.5.4常规法处理,须严格控制循环水中各项水质指标,日常操作管理繁琐。
5.6日常分析监测控制指标

六、循环水系统污水回用暨零排水处理工艺的改造部分 6.1原系统循环水流程图:

6.2改造后的循环水流程图:

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