在工业循环水处理方面,冶金、电力、化工、石化系统都制定了本行业的循环水水质控制标准,这些标准大同小异,基本要求是控制PH值,控制氯离子、硬度、浊度、碱度、硫酸根等指标。多年来的循环水系统又结垢、又腐蚀、又浪费水的现象与这些标准不无关系。
因为,控制循环水PH值的方法就是加酸,加酸引起系统腐蚀,腐蚀又引起系统结垢;循环水控制氯离子、碱度、浊度等项指标的方法就是排水,排水引起水资源的浪费,引起水环境污染。多年来,不控制循环水的任何指标,却达到了用废水零排放、百分之百不结垢、不腐蚀、不结泥的效果。
在工业循环水的补充水方面,多个行业制定了用水标准,废水回用也设定了回用标准,这些标准的制定限制了废水利用,也是废水排放无节制的主要原因。近年来,废水用作循环水零排放技术,对废水回用没有严格的水质要求,只是要求去除漂浮油,降低水温。所以,剩余氨水、蒸氨废水、生化废水、脱硫废液、酸碱再生废水、生活中水、石化废水、生物制药废水等都可以用作循环水的补充水,在实现废水低成本资源化利用的同时,实现了循环水系统百分之百不结垢不腐蚀。实践是检验真理的唯一标准,实践证明了废水是循环水的最佳水源。
3.废水用作循环水零排放技术的实践,创造了工业循环水处理的新理论、新理念。
废水用作循环水零排放技术实施三年来,发生了许多有趣的现象,使我们的水处理观念发生了变化。比如:循环水系统多次出现氯离子、碱度、PH值、电导、浊度、铁离子等数据低于补充水数据的现象。如果按照传统的水处理理论和判断方法,肯定是结垢引起。其实不然,当用户一次又一次的打开换热器检查时,效果是一次比一次好。
通过认真的思考和辩证分析,其反应机理总结如下:
①废水中的结垢物质在超饱和状态下必然发生结晶析出,当氯化钙结晶析出时,与水中的浊度发生共沉淀,循环水水质得到改善,所以循环水的浊度、氯离子、电导低于补充水的数值也就不足为奇。其原因就在于氯化钙是一种净水剂,氯化钙的超饱和析出对降低循环水浊度非常有利。
②循环水的PH值是循环水碱度的体现,当药剂把循环水的钙、镁离子螯合后,碱度不能与钙、镁离子结合成垢,于是表示为碱度的碳酸氢根离子就成了多余而不稳定的负离子,在换热器受热后,两个碳酸氢根离子转化成一个二氧化碳分子,一个水分子,一个碳酸根离子。二氧化碳在水中又形成碳酸,所以循环水的PH值在不加酸的情况下,也不会升高,也不会发生结垢。这里的关键因素是一定要有好的水处理剂,确实能螯合住钙、镁离子,否则就会结垢。
③废水中的重金属离子附着能力特别强,附着后造成电位差,引起设备的电偶腐蚀。而当优良的水处理药剂把废水中的微量重金属离子络合后,在循环水设备上有序的发生沉淀,就成了设备的最好预膜剂。正是因为如此,所以循环水氯离子达到68000mg/L时,设备也没有腐蚀迹象就是这个道理。所以补水中的铁离子高,循环水铁离子低的现象,就不难理解了。
④焦化废水等含氨,PH值达9.5~10.0,碱度为220~300mmol/L,当作为循环水的补充水时,在换热器中氨与氧结合形成硝酸根和亚硝酸根,水中的碳酸盐、碳酸氢盐转化为硝酸盐和亚硝酸盐,因此循环水的PH值不仅低于补充水,而且循环水的硬度达到了20000mg/L,也没有结垢迹象。
⑤废水中有乳化油,在废水作为循环水补充水后,油与水中的氢氧根碱度、碳酸根碱度在换热器处共同受热,产生了皂化反应。皂化反应具有表面活性并产生气泡,可在循环水系统中起到杀菌、灭藻、清洗的作用。实践证明:循环水系统是废水深度处理的最佳设施。
目前,废水用作循环水零排放技术已在冶金、制药、煤焦化、石油炼化、热电等行业的30多家企业试用或应用成功,其循环水水质创造了国内外水处理史上的五项之最:一是剩余氨水、脱硫液、反渗透浓水作循环的补充水时,循环水的最高硬度达到25000mg/L;二是酸碱再生废水作循环水补充水时,循环水的最高氯离子达到了68640mg/L;三是蒸氨废水作循环水的补充水,循环水浊度最高达到9600NTU;四是生物制药废水作循环水补充水,循环水的电导率最高达到71200us/cm2;五是石化废水作循环水的补充水,循环水的最高COD达到44308mg/L。
尽管上述废水水质及循环水水质特差,可是循环水系统设备的处理效果史无前例,是异常的不结垢、不腐蚀、不结泥。实践出真知,一切真知灼见都来自于伟大的实践。废水用作循环水零排放技术的成功实践,将为废水处理和循环水处理理论的创新增加新的一页。
5结束语
1.废水用作循环水零排放技术具有环保性、安全性、经济性和科学性。推广和运用该项技术,中国的水污染状况或将成为历史,划上句号。
2.废水用作循环水零排放技术实现了废水利用资源化、处理方法简单化、企业利益最大化,是经济社会发展的需要,是水处理事业发展的必然。
3.废水用作循环水零排放技术的推广和运用要因势利导、辩证施治、加强管理,才能确保好的技术用出好的效果。
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