浅谈中水回用对循环水的影响与对策-第2页-北极星水处理网

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由图 2可见,循环水pH随着中水氨氮质量浓度的升高而降低,当氨氮质量浓度达到最高值21.70mg/L时,pH达到最低7.80,当氨氮值从9月18日开始缓慢降低后,循环水pH逐渐上升。从整体趋势来看,9月份中水氨氮平均质量浓度为3.79 mg/L,而循环水pH均值为8.15,接近于控制下限8.0运行,说明9月份pH受中水氨氮含量偏高影响较大,整体运行偏低,若不及时调整,会大大增加系统腐蚀风险。

(2)增加循环水异养菌控制难度。氮、磷本身即为菌藻类生长的必需营养元素,氨氮含量较高时,可以为细菌提供充足的营养物质,若在其适应的温度环境下,会大量繁殖,容易增加系统管道内生物黏泥量,这些生物黏泥附着在设备表面,不仅影响换热效果,还会促进垢下腐蚀现象的发生。

(3)增加循环水杀菌剂耗量。循环水场目前使用的杀菌剂主要为氧化性活性氯杀菌剂,而氨氮能与活性氯发生氧化还原反应,生成氯胺,从而使水体中直接起到杀菌作用的游离氯浓度降低,中水氨氮与循环水余氯质量浓度变化趋势如图 3所示。

图 3 中水氨氮与循环水余氯质量浓度变化趋势

由图 3可见,整个9月份循环水余氯平均质量浓度维持在0.13 mg/L左右,而正常夏季生产余氯值需保持在0.2 mg/L左右才能较好地保证杀菌效果。另一方面,为了保证杀菌效果,维持循环水中一定浓度的余氯浓度就必须加大杀菌剂的投加量,这样不仅增加了生产成本,而且水体中氯根过高,也会加剧设备腐蚀速率。

1.2 碱硬度的影响

钙硬度和甲基橙碱度之和称为循环水容忍度,是循环水结垢风险高低的一项重要判断指标,一般按照《工业循环水运行管理规定》要求,建议最适应的控制范围应小于1 100 mg/L。在实际生产过程中,根据一循运行多年的经验,最适应的控制范围应小于900 mg/L,若超过这个控制界限,将会导致系统结垢风险加剧,同时也会引起循环水pH等指标异常。中水回用后,引起了循环水碱度和硬度变化,产生了一些问题。

(1)增加结垢风险。中水水质指标正常时,容忍度基本维持在800 mg/L左右运行,而中水自身碱度偏高时,则会引起循环水容忍度上升。 2013年4月中水碱度超标时,循环水总碱度全月运行在500mg/L以上,容忍度也超过900 mg/L,且连续超标严重。

(2)引起pH偏高。循环水pH主要受中水OH-、HCO3-和CO32-含量的影响,在同一个水系统中碱度的大小也间接反映pH的高低,即碱度高时,pH相对较大;碱度低时,pH相对较小。正常情况下,水体中的pH受OH-、HCO3-和CO32-三者制约,会达到一定的平衡状态：

2HCO3-→H2O+CO2+CO32-

当pH过高时,CO32-浓度增高,因为CaCO3的溶度积较小,势必会增加系统的结垢风险〔2〕。2013年4月中水碱度不达标时,引起循环水pH偏高,全月pH均值达到9.1左右,接近工艺控制上限运行。

1.3 电导率的影响

电导率反映了水中各种可导电离子的多少,过高的电导率表明水体中各种盐类含量较高,而含盐量高则会不可避免地增加系统腐蚀的潜在风险。

一循环在回用中水前电导率基本运行在1 800~2 000 μS/cm左右,但当引入达标中水后,由于其电导率一般是新鲜水作补水时的2~3倍,使得循环水电导率迅速上升至2 300~2 500 μS/cm运行。当中水电导率超过1 200 μS/cm的控制界限时,将会进一步导致循环水电导率大幅攀升,中水电导率与循环水电导率变化趋势如图 4所示。

图 4 中水电导率与循环水电导率变化趋势

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