對污水回用于循環(huán)冷卻系統(tǒng)補充水的水質(zhì)指標(biāo)進行了分析并提出了部分建議水質(zhì)指標(biāo),對污水回用工程中涉及的COD、氨氮深度去除工藝進行了探討,針對回用目標(biāo)提出了建議處理方法。
1、概述
隨著社會經(jīng)濟的高速發(fā)展,有限的水資源越來越不能滿足迅速增加的用水要求,造成了工農(nóng)業(yè)和居民用水的嚴(yán)重緊缺現(xiàn)象,國內(nèi)外都在為解決這一矛盾開發(fā)新的水資源,污水回用也相應(yīng)的成為國內(nèi)外研究的重點。石化行業(yè)是用水大戶,也是排水大戶,具備污水回用的基本條件,近年來逐漸得到有關(guān)部門的重視,有關(guān)企業(yè)也進行了很多試驗研究,取得了不少成果,行業(yè)內(nèi)污水回用的時機也逐漸成熟,可以預(yù)計,在不久的將來會迎來污水回用的大發(fā)展。
根據(jù)污水回用的目的,有用作生活雜用水、生產(chǎn)直流冷卻水和循環(huán)冷卻系統(tǒng)補充水等多種途徑,從用水量上看,以循環(huán)冷卻系統(tǒng)補充水為zui大,因此這一回用目標(biāo)也成為研究的重點,國內(nèi)多家石化企業(yè)已經(jīng)對煉油污水回用于循環(huán)冷卻系統(tǒng)補充水進行了多年的試驗,證明采用合適的水質(zhì)穩(wěn)定配方和合適的深度處理工藝,可以達到循環(huán)冷卻系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。以下就生產(chǎn)污水經(jīng)二級生化處理后回用作循環(huán)冷卻系統(tǒng)補充水的深度處理工藝進行分析。
2、污水回用水質(zhì)指標(biāo)
污水回用作為循壞冷卻系統(tǒng)的補充水時,再生水水質(zhì)指標(biāo)應(yīng)結(jié)合循環(huán)冷卻系統(tǒng)的運行來考慮。在循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中,由于補充水水質(zhì)的原因,通常會產(chǎn)生結(jié)垢、腐蝕和大量微生物繁殖的問題,其中腐蝕和微生物的大量繁殖又是關(guān)聯(lián)的,對循環(huán)冷卻系統(tǒng)水質(zhì)的控制也是從解決這三個問題入手。目前各企業(yè)循環(huán)冷卻系統(tǒng)補充水基本上是采用清凈地表水、地下水或自來水,而且各自都形成了較完善的水質(zhì)穩(wěn)定控制方法,將補充水更換為再生污水后,運行中可能出現(xiàn)的問題可以通過對補充水水質(zhì)成分變化進行分析得出。
一般情況下,再生污水同其它清凈水源相比存在以下特征:
(1)總?cè)芙庑怨腆w較高;
(2)COD、BOD5濃度高;
(3)氨氮濃度高;
(4)群落數(shù)量多,懸浮物濃度較高。
總?cè)芙庑怨腆w高時會使系統(tǒng)的腐蝕傾向增大,其中的鈣、鎂離子含量高時可能產(chǎn)生結(jié)垢;當(dāng)補充水的有機物濃度(COD,BOD5)和氨氮濃度較高時,微生物可能在循環(huán)系統(tǒng)內(nèi)大量繁殖,進而產(chǎn)生微生物粘垢,如粘垢粘附在管壁或換熱器壁上,會產(chǎn)生局部的腐蝕;如補充水中異養(yǎng)菌群數(shù)量大,則相當(dāng)于為系統(tǒng)中微生物的繁殖提供了大量的接種菌群,為微生物粘泥的產(chǎn)生創(chuàng)造了條件,為此在污水回用工程中應(yīng)對上述指標(biāo)進行針對性的分析。
對于補充水總?cè)芙庑怨腆w,各企業(yè)的控制標(biāo)準(zhǔn)不一,低者500mg/L,高者1000mg/L,石化企業(yè)一般控制在較低范圍內(nèi),也有研究表明,當(dāng)總?cè)芙夤腆w在850mg/L左右時,循環(huán)冷卻系統(tǒng)仍可穩(wěn)定運行,建議循環(huán)系統(tǒng)補充水總?cè)芙夤腆w的上限值采用1000mg/L,超出此值應(yīng)采取除鹽措施。關(guān)于COD標(biāo)準(zhǔn),美國水污染控制協(xié)會建議值為75mg/L,我國研究人員提出一類標(biāo)準(zhǔn)為40mg/L,二類標(biāo)準(zhǔn)為60mg/L,還有些企業(yè)提出20mg/L的指標(biāo)。相關(guān)研究表明,石油化工二級處理的污水經(jīng)深度處理后(COD平均為44mg/L)回用于循環(huán)水時,微生物的生長繁殖狀況與自來水相近,沒有出現(xiàn)大量繁殖的情況。主要原因是回用水中有機物不易被微生物降解,即不能作為微生物代謝的碳源,因此不必對回用水的COD提出過高的要求,建議采用40mg/L。對于BOD5,由于可直接作為微生物基質(zhì),建議采用較低值5mg/L。關(guān)于氨氮指標(biāo),國內(nèi)外有二種建議值,即3mg/L和1mg/L,建議采用1mg/L。研究表明,對于深度處理后的回用水,即使補充水中異養(yǎng)菌群數(shù)量很大,同自來水作補充水相比,并沒有產(chǎn)生微生物的大量增殖,采用合適的劑可以控制,而且污水回用處理中,混凝沉淀+過濾作為基本操作單元,在去除懸浮物的同時可以將大量的去除,因此對異養(yǎng)菌數(shù)目不必提出專門的控制指標(biāo)。
3、污水回用處理方法
在污水回用處理中,除鹽工藝由于成本高很少涉及,此處不作分析,懸浮物、濁度和石油類可以通過混凝沉淀、過濾工藝去除并達標(biāo),因此重點解決的問題就是COD和氨氮的去除,下面僅就這二個問題進行討論。
(1)COD的去除
一般情況下,經(jīng)過二級生化處理后的污水中COD濃度已經(jīng)降到100mg/L以下。
(2)氨氮的去除
目前含氨氮廢水的處理技術(shù)有:生物硝化法、離子交換法、吹脫法、液膜法、氯化或吸附法以及濕式催化氧化法等,對于氨氮濃度為幾十mg/L的二級生化出水,以生物硝化法、吹脫法和離子交換法應(yīng)用多,當(dāng)氨氮濃度不高時則宜采用氯化法。
綜合對比,由于生物硝化法脫氮同COD的去除是結(jié)合在一起的,因此生物硝化法為經(jīng)濟;對于水中氨氮濃度較高又地處南方的工程,吹脫除氨可能是經(jīng)濟的選擇,北方地區(qū)則不可采用;離子交換除氨在國內(nèi)尚無應(yīng)用,同時其投資大、工藝復(fù)雜,應(yīng)謹(jǐn)慎選擇;當(dāng)水中氨氮濃度較低時采用氯化脫氨可能更為經(jīng)濟,該方法也可同其它除氨工藝結(jié)合使用。