学文网循环水处理篇1
关键字：现状；节水环保；创新
水循环系统水质的好坏可以对设备系统产生直接影响，不仅影响使用效果，而且缩短设备使用寿命；环境条件的影响直接导致循环水水质变化。工业冷冻系统中循环冷却水处理，最重要的是解决换热设备的结垢和设备腐蚀问题。结垢直接影响换热效率，造成水、电能源的过渡浪费。腐蚀会减少设备使用寿命，并存在安全隐患。因此保证设备的换热效率和使用年限，循环利用资源，不仅给企业省下了很大的成本浪费。也响应了国家节能降耗的号召。
一、循环冷却系统现状
将使用中的水循环冷却器拆解下来进行观察和分析，可以明显观察到厚重的结垢层及大量垢下腐蚀的两种情况：一种是锈垢。这种垢大多为瘤状，瘤周边为黑色，这些主要是水质PH值偏低，铁细菌和硫酸盐还原菌繁殖导致的结果；另一类是污垢与金属接触部位细菌繁殖导致的后果。主要是水的流速慢，换热面上或系统设备上积存污垢和杂质所造成。
在一些大企业集团，均有后勤保障的专业队伍，很多时候用人工物理清除结垢层或定时化学清洗，虽然可能解决换热问题，但这种方式既浪费水，又污染环境；通过人工清理降低设备使用寿命是难免的。一些大型化工企业价值昂贵的换热器，因频繁进行化学清洗或人工清除而提前报废。由此也说明污垢的危害性和循环冷却水处理中存在的问题。
二、原因分析
1、水垢的产生：由于循环流通冷却过程中水会不断蒸发，使水中含盐浓度不断增高，超过某些盐类的溶解度而沉淀。常见的有碳酸钙、磷酸钙、硅酸镁等垢。水垢比较致密是一个共性，虽然可以防止对金属面的腐蚀，但是却大大的阻碍了传热效率，0.6毫米的垢厚能使传热系数降低18%左右。
2、污垢产生：主要由水中的有机物、微生物菌和分泌物、空气中的粉尘等构成，污垢的质地虽然松软，但同样能降低传热效率而且还能引起垢与金属接触面的腐蚀。
3、电化腐蚀：循环冷却水对换热设备的腐蚀，主要是电化腐蚀，产生的原因有设备设计制造缺陷、水中所含的氧气、水中所含的腐蚀性Cl-、Fe2+、Cu2+以及微生物分泌的黏液所生成的污垢等因素，如果不加控制会极大地缩短设备使用寿命，提前报废设备。对企业成本控制造成不利影响。
4、微生物的孳生： 因为循环冷却水中所含有的定量的氧气、适宜的温度及丰富的营养，给微生物的生长繁殖创造了条件，如不加以控制将迅速导致水质变化，主要表现为：臭味、变黑、黏垢沉积、设备腐蚀加剧等。因此循环冷却水处理的关键即是控制微生物的繁殖与生长。
5、浊度：即通常所说的颗粒胶体物质（粒径一般为1nm～1μm），一般是利用光学原理来测定。因为胶体物质对循环冷却水产生污垢、菌藻孳生起着极为重要的作用，应将这一指标尽量控制在合理低位的水平。循环冷却水的浊度对换热设备的污垢热阻和腐蚀速率影响很大，这一指标要求越低越好。
三、相关技术要求
循环冷却水水流速度均有一定要求，走管程流速一般不宜小于1.2m/s，壳程循环冷却水流速一不宜小于0.9m/s。当流速无法满足上述要求时，可前置小型增压泵保证流速及流量，以保证冷却水流速及流量；在易沉积污垢低处部位设置排污器、排污阀或反冲洗阀，内表面同时做好必要的防腐。
一般情况下，工业冷冻循环水主要指标应控制为：
PH值 6.5-8.5
电导率 μs/cm
总碱度（M） mg/L
总硬度（H） mg/L
氯离子（CI-） mg/L
铁离子（Fe-） mg/L ≤0.5
铜离子（Cu+） mg/L
浊度 FUN
氨氮 mg/L ≤25
硫化物 mg/L ≤0.5
四、磷系配方水处理技术
为了防止结垢和腐蚀，我们近年来一直大力推广使用磷系配方水处理技术，而且使用面较广，虽然有效控制了水垢和腐蚀。但实践证明磷系药剂存在诸多不容忽视的问题，主要有以下弊端：
1、磷是营养物质，可以加速水系统中菌藻类微生物的繁殖，所以必须附加氯和各类杀菌灭藻剂成为组合产品，静化循环处理一段时间后需要排放处理，导致有大量含磷和含杀菌灭藻剂废水排放，无形中造成工厂污水处理成本的增加。
2、磷系配方药剂在换热系统内停留时间有限制，水解成磷酸钙垢，循环水浓缩倍数低，不利于节约用水。
3、杀菌灭藻剂一般均为有毒或毒性较强。水域污染和富营养化程度成了公害性问题。对企业对社会环境危害影响较大。
4、磷系药剂处理配方由于碱度最高允许指标为500mg/L，为了防止碱度升高，必须加酸处理。但磷酸盐本身要增加碱度，因此只有不断排放循环水或控制低浓缩倍数，才能正常运行，很不利于节水和环保。
五、新型节水环保水处理技术
由于国家对节能环保的日益重视和加大支持力度，新型水处理技术不断开发，目前的聚合物LHE多功能水质稳定剂技术，更适应可持续发展的需要，也更受企业的欢迎。正在取代磷系配方的处理技术。
1、理论上的创新。变过去投加有机磷等富营养性水处理剂，改为投加可与水中多价离子络合、在设备系统水循环过程中经过一定时间的融合，循环后使之成为不溶物而沉淀分离的多功能LHE聚合物。使循环水中营养物质降低，消除微生物和菌藻之类难以大量繁殖生长的必须条件，而且不必再投加任何杀菌灭藻剂有毒元素，水处理管理变得简便，降低了相应成本和污水处理难度。
2、技术上的创新。过去的理论是防止循环水钙镁物质析出防止结垢，现在变成为加LHE聚合物后使钙镁物质络合后析出，使新生成的络合不溶物自动从循环水中分离，达到水质的自行净化，可以真正循环重复使用，减少废水排放。减少了人工除垢的劳动强度。
3、缓蚀机理上的创新。高分子有机聚合物在正常运行情况下，使水处理系统的金属面上逐渐形成一层有机保护膜，有效抵御了多种因素的腐蚀，延长了设备运行寿命，为工厂的高产、稳产、安全、低消耗、长周期经济运行提供了可靠的技术保障。
4、除垢方法上的创新。过去用人工剥离和化学清洗十分普遍。但是化学清洗废液污染环境、腐蚀设备。采用新型多功能LHE聚合物，由于是在循环水系统正常运行中实现的，不需停产，没有污染，也不腐蚀设备。垢物去除后，金属面上同时自然形成一层有机防护膜，以后只要正常投加聚合物药剂，系统再无结垢腐蚀之虑。对循环水系统和设备的安全运行十分有利。
上述四大创新，免去了要严格控制浓缩倍数、送检测定循环水繁杂的各类水质数据指标。使水处理操作变得既简便易操作，又节水环保，且对设备运转无损伤。
全面响应推进无磷、无有害金属水处理配方。减少有害废水的排放，减少腐蚀对设备带来的危害，无磷水处理配方尽早更多地大力推出，是企业对社会责任感的体现，不仅环境污染问题迎刃而解，而且节约了大量能源，给社会、为企业带来的效益非常巨大。重视科学，尊重人才。从可持续发展、以人为本的方针***策出发，我们应有所作为。
参考文献：
[1]工业水处理发展现状及展望2009 郑书忠
循环水处理篇2
关键词：水质稳定、物理处理、***监测
中***分类号：TU991.41 文献标识码：A 文章编号：
一、前言
以水作为冷却介质，并循环使用的一种水系统称为循环冷却水系统。目前，节约用水是全世界都在关注的话题，工业企业一直是用水领域的大户，大部分工业企业目前采用敞开式循环冷却水系统作为节约用水的手段，其特点是冷却水流过生产设备升温后，经管路重新流回冷却设备使水温回降，可用泵送回生产设备再次使用，大大节约了水资源。但是敞开式冷却水在循环过程中会接触空气并蒸发浓缩，因此结垢、腐蚀及微生物滋生成为敞开式循环水系统的三大问题。为保证生产设备长周期安全稳定运行，必须选择一种经济实用的循环水处理方案。这也成为许多水工作者重点研究的课题。
二、循环冷却水现状及存在问题
循环冷却水由泵送往冷却系统中各用户，经换热后温度升高，被送往冷却塔进行冷却。在冷却塔中热水从塔顶向下喷淋成水滴或水膜状，空气则逆向或水平交流流动，在气水接触过程中，进行热交换。水温降至符合冷却水要求时，继续循环使用。空气由塔顶溢出时带走水蒸气，使循环水中离子含量增加，因此必须补充新鲜水，排出浓缩水，以维持含盐量在一定浓度，从而保证整个系统正常运行。补充水的量应弥补系统蒸发、风吹（包括飞溅和雾沫夹带）及排污损失的水量。循环水与补充水中含盐量之比，即为该循环水系统的浓缩倍数。在一定的循环冷却水系统中，只要改变补充水的含盐量，就可以改变循环水系统的浓缩倍数，而提高浓缩倍数是保证整个循环冷却水系统经济运行的关键。
1、水垢附着
循环冷却系统中，大量设备是由金属制造，长期使用循环冷却水，会发生腐蚀穿孔。这是由多种因素造微生物（厌氧菌、铁细菌）引起的腐蚀等。设备管壁腐蚀穿孔，会形成渗漏，或工艺介在循环冷却水系统中，碳酸氢盐的浓度随蒸发浓缩而增加。当其浓度达到过饱和状态，或经过传热表面水温升高时，会分解生成碳酸盐沉积在传热表面，形成致密的微溶性盐类水垢，其导热性能很差（≤1.16W/（m·K），钢材一般为45W/（m·K））。因此，水垢附着，轻则降低换热器传热效率，严重时，使换热器堵塞，系统阻力增大，水泵和冷却塔效率下降，生产能耗增加，产量下降，加快局部腐蚀，甚至造成非正常停产。
2、设备腐蚀
冷却水中溶解氧引起的电化学腐蚀；冷却水渗入工艺介质，影响产品质量，造成经济损失，影响安全生产。
3、微生物的滋生与粘泥
在循环冷却水系统中，由于养分的浓缩，水温升高和日光照射，给细菌和藻类的迅速繁殖创造了条件。细菌分泌的黏液使水中漂浮的灰尘杂质和化学沉淀物等黏附在一起，形成沉积物会堵死管道，迫使停产清洗。
三、循环水处理的新技术
循环水处理的新技术包括两个方面：一是新的水质稳定技术，二是新的现场监测技术。
水质稳定技术
目前广泛使用且较成熟的技术为化学药剂处理，大部分循环水系统均采用“缓蚀阻垢剂+氧化性杀菌剂+非氧化性杀菌剂”的处理方案，由于目前国家对环境要求越来越高，水体富营养化严重等原因，药剂处理也得到发展，由以前的无机磷处理发展到有机磷处理及全有机处理方案。
化学处理方法
开发应用低磷、低锌、无铬环保性水处理药剂，在监测技术允许的情况下甚至尽量使用无磷药剂。
物理处理方法
物理处理方法不仅具有除垢、防垢、缓蚀和杀菌灭藻等多种功能，更主要的是能有效的降低环境污染。虽然目前实际应用走在了理论研究的前面，技术相对不够完善，应用上受到了一定的限制，但随着各项技术的发展必然会作为水处理技术的一个新的发展方向，将会越来越受到人们的重视和运用。
①循环水的磁化处理
利用磁场效应对水进行处理，称为水的磁化处理。作用原理是磁场对水及其中的离子进行磁化，形成定向移动改变了结垢离子的结合能力，降低结垢几率，同时钙镁碳酸盐和其它无机盐的溶解度在磁处理后的活性水中得到提高，同时水中的结垢物晶体在通过磁场时其表面的电荷分布在磁场的影响下发生了变化，形成一种松散的晶体团，不会粘附在管壁或其它物体表面，可通过定期排污来除去；水流经过磁化后，水中的溶解氧被磁化水分子包围，成为“惰性氧”切断循环水中金属腐蚀的主要根源；对微生物而言，水经过磁化后破坏了生物细胞的离子通道，改变了水中微生物的生长环境，使其丧失了生存条件，从而起到杀菌灭藻的作用。
②高压静电水处理
阻垢机理：强制水中离子在静电场的影响下形成定向移动，无法结合且不可能靠近器壁，阻止了钙镁等阳离子不致趋向器壁，从而达到防垢、除垢的目的；而且能起到剥落水垢的作用，在结垢系统中能破坏垢分子之间的电子结合力，改变晶体结构，促使硬垢疏松，使已经产生的水垢逐渐剥蚀、脱落；控制腐蚀原理：经静电处理后，水中将产生活性氧，跟电解类似，这种活性氧氧化性较强，故它能在清洁的金属表面产生一层微薄氧化薄膜防止腐蚀；杀菌灭藻机理：干扰微生物的生物电流，破坏其生存环境达到杀灭作用。缺点仍是处理效果不够稳定，理论基础薄弱。
③低压电子水处理
作用原理：电子发生器产生电子场，流经电子水处理器的冷却水在微弱电流的作用下，水分子受到激发而处于高能状态，水分子电位下降，使水中溶解盐类的离子或带电粒子因静电引力减弱，使之不能相互集聚并失去化合力，从而抑制了水垢的形成。受到激发的水分子还可吸收水中现有的沉积物和积垢的带负电荷的粒子，使积垢疏松，逐渐溶解并最终脱落。水分子的电位下降使水分子与器壁间电位差减小，抑制了金属器壁的离解，起到缓蚀作用。微电流及电子易被水中的溶解氧O2吸收生成O2-和H2O2等物质，这些物质都是氧化性杀菌剂，杀生能力比氯气还强，使微生物细胞破裂原生质流出，影响细菌的新陈代谢，从而起到杀菌、灭藻的作用。
④超声波处理
作用原理：延长晶体形成的诱导期，从而阻止水垢形成；超声波在水体中形成大量的微小气泡，这些气泡有很高的爆发力、冲击力，不断冲击还未稳定的晶核，阻碍晶核达到稳定态从而得到生长点，或者使稳定生长源的数量大大减少，导致诱导期的延长，无法形成大量致密的垢。
循环水现场监测技术的新发展
循环水水质监测可以及时反映系统内部的运行情况，方便有效的监测技术可以快速准确的体现出换热器内部的真实情况，因此，冷却水系统日常的腐蚀、沉积物和微生物的现场监测对于保证冷却水系统的优质运行，对于了解冷却水处理方案的效果及指导冷却水系统的日常运行是必不可少的。
腐蚀的现场监测技术
①试片法
目前最简便、最经济、使用最广泛的腐蚀监测方法，可以同事监测腐蚀速度、蚀孔深度及观察腐蚀形态，有助于现场方便的找出产生腐蚀的原因；缺点是所测出的腐蚀速率为一段时间的均匀腐蚀、监测周期长，不易发现冷却水系统中瞬时出现的急剧变化。
②试验管法
以金属试验管替代腐蚀试片的方法。更接近于换热器管子的真实情况，比试片法准确度稍高一些，缺点仍是监测周期长。
③极化电阻法
通过金属电极直接测定换热器管子的极化电阻。该方法的优点是安装简单、能测量出金属的瞬间腐蚀速度、可输出数据实现***监测；缺点是其所提供的腐蚀信息也是金属均匀腐蚀的信息，因此最好与试片法或试管法结合使用。
④监测换热器法
模拟换热器真实运行情况的小型换热设备。优点是有一个换热面，可以真实模拟系统换热器情况，能监测传热面上腐蚀和沉积的情况。这种监测方法为目前新建厂矿普遍采用的方法。其最大的特点是能同时完成腐蚀及沉积的监测。 （2）沉积物的现场监测技术
①监测换热器法
与腐蚀的现场监测为同一设备，通过剖管观察其中沉积物的沉积情况，***监测冷却水系统中运行时的污垢热阻值。
②电热式污垢监测仪法
换热器***监测仪的升级产品，它既保持了原产品测试准确、性能可靠等优点，又增加了许多新的功能。是实现工业循环水现场监测现代科学管理的有效手段。这类污垢监测仪具有小巧、简便、直读的优点。
③微生物的现场监测技术
包括微生物测定及粘泥量的测定，其中微生物测定仍是以实验室测定为主，而粘泥量测定主要是依靠生物过滤网现场采集，均为目前的常用方法，在此不再赘述。
结语
综上所述，循环冷却水水质处理技术的整体发展方向是明确的，即高效、易于管理、经济及环保。但是工厂设计应按照工厂本身的具体情况而综合考虑。任何水质稳定技术，只要被合理的采用，都可以达到较为理想的效果。
参考文献：
[1] 刘钰畴:《浅议循环冷却水水质处理》，《有色金属设计与研究》，2002年01期
循环水处理篇3
关键词：城市河流环境水利自然循环 污染治理
中***分类号：V444文献标识码： A 文章编号：
1 前言
随着城市经济的发展和市民对城市河道水质要求的提高，河道管理部门对于如何改善河道水质开展了一系列的水环境质量提升工程。大沙河作为流经深圳市中心的河道，周边人口密度较大，河流水质受关注程度较高。近年来大沙河已开展了水环境综合整治工程，为进一步改善河流水质，分析研究现有水处理设施的运行工况和环境效果，分析边界条件和运行工况改变对处理效果的影响，提出解决的对策与措施，为下一阶段的水环境质量提升提供基础支持。
2 大沙河自然循环水处理设施基本情况
自然循环污水处理技术是由日本东京大学发明，该技术模拟了土壤和水田对污水的自然净化原理，利用天然微生物对污水进行净化处理，以经加工的落叶、木炭、石块等天然材料作为填充过滤材料，创造微生物生存的自然环境，达到改善水质的目的。自然循环处理技术在深圳的城市河流大沙河、新洲河和福田河均有应用。
大沙河自然循环补水设施由深圳市中日通环保工程技术有限公司设计和建设，设计处理规模0.4万m3/d，进水来自河道沿岸的污水管网。处理设施尺寸：长、宽、高分别是79.5m、9.0m和3.0m，平均有效水深为2m，采用地埋式钢筋混凝土结构，位于大沙河上游河底；鼓风机房采用半地下式，位于该河段二级平台上。大沙河自然循环补水设施共设置6个处理池（含10个处理槽），依次为沉砂池、接触沉淀池、接触曝气池I、接触曝气池II、脱色除臭池和污泥池。其中除沉砂池和污泥池为单独一个槽外，其余处理池均由两个处理槽组成，处理槽通过混凝土隔板分离，使污水在处理过程中呈现上、下折返交替流经各处理槽，污水和处理槽中填料充分接触，提高处理效率。处理设施工艺流程如***1所示。
***1大沙河自然循环水处理设施工艺流程***
表1 大沙河自然循环补水设施设计进出水指标
目前大沙河自然循环补水设施由河道管养单位负责运行，人员配置满足运行要求，水处理设备运行正常。
3 大沙河自然循环水处理设施处理效果分析
为了研究分析大沙河自然循环水处理设施设施的处理效率，需对现有设施的运行工况包括处理水量、进出水指标等进行统计分析。进出水指标数据来源于有水质检测资质的第三方的水质检测报告。本研究分析的数据统计区间为2011年1月~2011年9月。数据分析采用统计预测法对数据进行处理。经检测，大沙河自然循环水处理设施日均处理污水1.3万m3，超过原有设计处理水量。
3.1水处理设施污染物去除率分析
水处理设施的污染物去除率，是判断设施是否正常运行的重要依据之一，现对大沙河自然循环水处理设施的污染物去除率进行统计分析。根据处理分析，设施污染物去除率如表2所示：
表2大沙河自然循环水处理设施污染物去除率统计
根据表2分析可知，在进水水量、水质比原设计量高时，水处理设施属于超负荷运行，但仍能很好的发挥设施的生化处理作用，CODcr、BOD5、NH3-N和SS的去除率分别达到94.5%、93.3%、93%和85%，除SS外，其他指标都达到设计去除率，本设施具有较好的处理功效。出水水质基本达到设计出水水质指标，设施能够正常运行。
3.2水处理设施处理效果对河道水质的影响
大沙河中上游旱季水量主要由两部分组成，一部分是河道基流，约为1.2万m3/d；另一部分是西丽再生水厂设计出水5万m3/d，本自然循环水处理设施补水1.3万m3/d。在旱季，本处理设施的出水水量约占大沙河旱季水量的17%，且水环境处理设施出水水质达到设计出水指标要求，本设施对河道水质的改善有着较为重要的作用，有利于保持大沙河补水的稳定性和持续性。
3.3水处理设施运行工况变化的影响
大沙河已实行河道综合治理工程，工程的截污、补水等，将导致水处理设施运行的边界条件，需分析边界条件变化对设施运行的影响。大沙河自然循环补水设施是上游段工程中新建的水质改善处理装置。大沙河上游从设计起点至长岭皮水库溢洪道末端河道在两岸沿河设置截污管，自然循环补水设施进水来自河道上游沿岸污水管网，中下游截污、补水工程在大沙河自然循环补水设施下游，因此实施大沙河中下游综合治理工程不会影响到该自然循环水处理设施运行。
4 结论
经分析，大沙河自然循环水处理设施能达到设计要求，工艺适应性强，设施正常运行，出水稳定，在保障大沙河水质、减轻深圳湾污染物负荷方面发挥了作用。
随着大沙河上游截污工程的实施，大沙河自然循环水处理设施进水水质状况将优于现有工况，其出水水质也将会有所提高，其出水量能满足大沙河旱季河道补水的要求。
参考文献
[1]朱建标.自然循环污水处理技术在河道污水处理的应用[J].南昌工程学院学报，2010，8(4)：48～52
[2]熊平,梁宏,林海波.污水处理技术的研究进展[J].四川理工学院学报(自然科学版);2007,5:11-13
循环水处理篇4
闭路循环水处理的“零排放”技术，是将电镀过程的水污染又消除在生产过程中。工件清洗水只在系统内循环复用，不向系统外排放，这是简便易行、 经济 实用的水处理技术。
“零排放”的 研究 始于20世纪70年代后期， 应用 盛行至90年代初期而衰落。衰败的原因是由于自动线投资巨大，收效甚微而导致。
如何以最少投资，获得水处理技术的最佳效果，一直是电镀工程技术人员所要探讨和解决的 问题 。当前应 总结 历史 教训，让“零排放”闭路循环技术重新回归到经济实用的原位上来。
2.以 自然 闭路循环为主，强制闭路循环为辅的“零排放”技术
镀件清洗水的循环使用不排放，由不用设备处理的自然闭路循环与少用设备处理的强制闭路循环两个系统组成。前者是单项处理，后者是综合处理，二者可分步实施，也可同时进行，但是一个不可分割的整体。
2.1以自然闭路循环为主的单项治理技术
不用设备处理、成本低廉的自然闭路循环，由各镀种工艺镀槽及其4级清洗槽和高位回收液备用槽组成各自的循环系统，采用周期性的间歇逆流漂洗法。漂洗水除作镀液的补充外，只在系统内循环复用，不向系统外排放。漂洗是顺方向，回收复用不清洗是反方向的倒槽。倒槽周期的标准是：高位槽的回收液补完镀槽为正常周期倒槽，如因末槽漂洗水残留液浓度 影响 工件有效漂洗时的倒槽，则为非正常周期倒槽。
倒槽步骤：1槽漂洗水倒高位槽；2槽倒1槽，直到4槽倒入3槽，车间循环水补入4槽所需体积时，新的循环周期开始。倒槽 方法 ，因条件而异，条件好的用过滤机倒槽，稍差的可用小耐酸泵倒槽，太差的人工倒槽。
间歇逆流漂洗正常运行的关键措施：周期性间歇逆流清洗正常运行的关键是严格控制镀液的带出量，方法是：一要掌握工件出槽速度，即工件提出液面到镀槽上空的时间。这需考虑镀液浓度与气温的变化。浓度较高，黏度较大，加上气温较低（寒冬季节）吸附在工件表面脱附速度较慢，因而提出速度要慢一些，稍快黏附的镀液还未脱附完就随工件走了。以5～8s为宜，要是高温季节的夏秋，则3～5s为宜，浓度较稀溶液，粘度很小，提出速度快一些，冬春为3～5s，夏秋为2～3s.二是工件提出在镀槽上空的停留时间，只需抖动挂具，让工件上残留液滴流回镀槽。冬春抖动3～5次，夏秋2～3次，带出液基本滴流回槽；三要动态漂洗，即将挂具在漂洗槽内，来回摆动2～3次，残留液能基本漂洗干净，切忌静态浸洗，效果很差。抓好以上三点，非正常倒槽率将降至最低值。
2.2以强制闭路循环为辅的综合治理技术
强制（用设备处理）闭路循环为辅的综合水处理技术，是在自然（不用设备处理）闭路循环基础上进行第二次处理。
强制闭路循环的处理范围：以车间各镀种工艺不用设备处理的自然闭路循环间歇逆流漂洗所产生很少的多余量漂洗水为主，其次为镀前酸碱漂洗水与活化水等集中进行综合处理。方法采用化学法和物理化学法，用药剂处理后的物质生成新的物质为化学法；物质的质不变仅是量变的为物理化学法。
1.活性炭装置2.微孔过滤机3.离子交换装置4.板式压滤机
综合处理分三级，以水质定级。水质要求低为一级处理的达标排放；水质要求返回车间循环复用的为二级处理；要求高即循环复用水中不含重金属离子，同时还可作为镀液配制与添加剂配制，水质接近去离子水标准。此外还可排放，这样的“零排放”，对水体不产生任何污染。
一级处理：将含氰含铬多余量漂洗水，经pvc管排到处理站专用池处理后，与各镀种多余量漂洗水等排经一级处理，用化学法的沉淀法， 计算 水中所含重金属离子生成氢氧化物的ph值所需药料，启动空气搅拌，按计量投入药料，当ph仪显示在所需数值时，停止搅拌，一级处理完成。处理水质已低于排放标准，可以排放，如需循环复用，再经2～3级处理。
二级处理：先将一级处理水通过活性炭装置，吸附去除有机物和某些重金属离子后，又经微孔过滤机去除水中固体微粒与杂物，二级处理后，水质清澈透明，但还有微量重金属离子，只可作镀前循环复用。
三级处理：将二级处理水通过离子交换装置的交换处理，水质接近去离子水，除作镀后漂洗循环复用外，还可实现“零排放”，水质最优良，还可供镀液与光亮剂等配制用水。
3.“零排放”闭路循环水处理技术的特点
以 自然 闭路循环为主强制闭路循环为辅的“零排放”水处理技术的主要特点是：联系实际，因地制宜，操作简便，灵活运用，这是一般电镀厂都能办到的。
从实际出发，就是因地因厂制宜，根据各自情况决定。有条件的，自然与强制循环两个系统同时实施，二者运行各行其道，互不干扰 影响 ，条件较差的，先上投资最少的自然闭路循环，将水污染控制住，90%的漂洗水能循环复用，实现有效节约水资源后，再进行自然闭路循环所产生的10%多余量漂洗水由强制闭路循环的综合治理集中处理。灵活性很大，也因条件而异。综合处理按水质分级处理，一级处理为达标排放，投资少，二级处理投资略大，需2台设备，处理水质能循环复用，三级为深度处理，投资较大，水质接近去离子标准，作为循环复用，不会带入杂质，确保电镀质量，还能作为镀液与添加剂的配制用水。
由自然与强制闭路循环两个系统组成的“零排放”系统，即主次分明，又是不可分割的整体，其投资不大， 应用 之灵活等特点，是其它任何单项治理与综合水处理技术所没有的。
循环水处理篇5
[关键词]工业循环水；处理技术；改进策略
中***分类号：TQ085.4 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）06-0001-01
由于在天然水中有着大量的无机质和有机质，所以在工业生产过程中，要对天然水进行专门处理，这样才能有效防止由于水中盐类浓缩而造成污垢、水垢、腐蚀等情况，目前很多工业循环水处理工作不理想，大部分冷却水用直流水，加药措施基本没有，水浪费严重，同时换热设备结垢严重、菌澡类滋生，系统内粘泥积聚堵塞设备，设备点蚀、片蚀严重，系统热交换率明降低，尾气放空量增加，为设备的安全运行带来严重的影响。因而需要实施工业循环水处理技术，以节省大量工业用水，取水费与排污费相应减少，更重要的是减缓了设备腐蚀，设备使用寿命延长，系统长周期稳定运行得到保障。
一、循环水处理的原理
（一）阻垢原理
水垢在工业水循环中较为常见的一种结垢，它是由于水中的微容性盐因为溶解度的变化而在换热面上发生沉积的现象，沉积过多便会产生垢层。这能够对水循环造成最为严重的危害。为有效控制水循环中的水垢，阻垢剂是最常用的除垢技术之一。该技术是将阻垢剂添加到循环冷却水中之后，能够让水中的致垢离子处于较高的浓度状态，防止产生水垢，从而提升浓缩倍数，相应减少补水量与排污量。
（二）缓蚀原理
缓蚀机理相比于阻垢机理，有着相类似的作用原理，通过运用环保、经济实用的缓蚀剂（诸如铬酸缓蚀剂、聚磷酸盐、锌盐、磷酸盐、钥酸盐和有机多元磷酸等），达到减少金属腐蚀的作用。通过使用缓蚀剂使得钢铁表面产生一层保护膜。由于多了一层保护膜，金属就不容易发生腐蚀，从而达到缓蚀的作用。尤其是钥酸盐可以同其他药剂一起使用，能够有效防止点蚀，对于钢、铝、铜均可起到很好的缓蚀作用。但是钥酸盐成本相对较高，需要大量使用才能取得效果。另外，锌盐不需要太高的成本，但是毒性比较强，所以在工业生产中，都对锌盐的使标准有着严格的限定。对于聚磷酸盐与磷酸盐的使用，虽然有利于藻类的成长，但是这两种药剂有着钥酸盐和锌盐不具备的优点，即毒性不强、价格低廉，因此聚磷酸盐与磷酸盐在工业生产中运用的很广泛[1]。
二、循环水处理的方法
（一）物理方法
物理方法主要包括阴极保护法和镀膜法。
阴极保护主要利用了直流电流，能改变含有离子的保护介质流向，让这些保护介质积聚在需要保护的金属四周，让需要保护的金属负电位处于电位保护范围之内，金属处于该状态下，能够避免出现腐蚀。
膜处理法主要通过使用一种特殊的薄膜，选择性透过工业循环水中的某些特定成分。目前纳滤处理法与反渗透处理法是主要的膜处理法，其中反渗透处理法主要通过将一定压力施加到工业循环水中，在压力的作用下，工业循环水能够进入水分离阶段，在分离的过程中能够获得符合相关标准的工业循环水。
（二）化学方法
在使用化学方法处理工业循环水时，主要使用杀生剂、缓蚀剂、阻垢剂、复合水处理剂等对工业水进行冷却处理。运用化学方法处理工业水，不仅能够让冷却水的重复利用率得到显著提升，对结垢腐蚀进行抑制，节约水资源，还延长了设备使用使命。但是在使用化学方法处理工业循环水的过程中，难以避免出现一定的腐蚀性与毒性，这在一定程度上限制了化学处理方法是使用对象与范围。因此，也要根据实际情况具体选择。
对于杀生剂。工业上主要有氧化性杀生剂和非氧化性杀生剂两种。一方面，氯、溴、次氯酸盐等是目前常见的氧化杀性生剂。在工业循环水处理过程中，氯作为杀菌消毒剂很早就得到了运用，有着杀菌能力强、便于使用和价格低廉等优点。在工业循环水中使用另一种氧化杀生剂，即臭氧，不会对环境造成太大的危害，并且有着较快的杀生速度。另一方面，工业循环水中所使用的非氧化性杀生剂，有着较宽的pH使用范围、生物降解性好和使用浓度不高等优点。在工业循环水处理过程中，一般需要配合使用氧化性杀生剂与非氧化性杀生剂，只有这样才能获得较好的效果。此外还有复合水处理剂。就是对阻垢剂和缓蚀剂进行复合使用，从而达到较好的处理效果，同时有效控制各种材质的金属[2]。
（三）生物方法
循环水的生物处理主要借助微生物的分解作用把水中有机物转化为简单的无机物，使循环水得到净化。按对氧气需求情况可分为厌氧生物处理和好氧生物处理两大类。厌氧生物处理系利用厌氧微生物把有机物转化为有机酸，甲烷菌再把有机酸分解为甲烷、二氧化碳和氢等，如厌氧塘、化粪池、污泥的厌气消化和厌氧生物反应器等。好氧生物处理系采用机械曝气或自然曝气（如藻类光合作用产氧等）为水中好氧微生物提供活动能源，促进好氧微生物的分解活动，使循环水得到艋，如活性污泥、生物滤池、生物转盘、污水灌溉、氧化塘的功能。生物处理效果好，费用低，技术较简单，应用比较简单。当简单的沉淀和化学处理不能保证达到足够的净化程度时，就要用生物的方法作进一步处理。生物处理中要特别注意掌握净化循环水的微生物的基本特点，满足其要求条件；水中BOD与COD比值要大于0.3。温度影响较大，冬季一般效果较差[3]。
三、循环水处理技术的改进措施
（一）循环水系统的改进
对于常规循环水系统来说，压缩冷却用水、机泵用水、转化采暖等冷却用水均为直流式，水质难以控制。如果改为闭路循环，将循环水系统装置中不必要的导淋去掉，机泵用水改为直供水，大大减少水流失，为循环水加药控制创造了良好条件。另外可以在循环水系统增设监测换热器及挂片，定期称重、分析、观察，随时掌握系统腐蚀、结垢情况，以便及时调整加药量，为更好地控制循环指标创造条件。
（二）加强设备表面处理
对设备表面的处理主要包括设备表面清洗以及设备表面金属镀膜两个方面。在工业循环水运行时，虽然严格控制了各项指标，但是整个系统仍然会有粘泥、腐蚀和结垢现象，因此必须在维修系统时对其进行清洗。并且在清洗过程中，技术人员要重视指标检测，要量化控制系统设备本体的腐蚀程度。要建立科学的清洗检测指标，为获得较好清洗效果提供保障。在系统设备清洗达标后，金属表面已经具备活性，需要对金属进行预膜，在金属表明产生一层致密氧化膜，这样可有效避免金属腐蚀。
总之，工业循环水是一个艰巨而复杂的工程，为让粘泥、腐蚀、结垢、微生物等问题得到更好的解决，在工业生产过程中，必须针对循环水系统设备发生的问题，采取适当的处理措施。同时要重视加强对整个工业循环水系统的管理，做好监测工作，最大限度提高水质的稳定性，在降低能耗的基础上，有效保障工业循环水系统的安全稳定运行。
参考文献
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循环水处理篇6
关键词：臭氧； 循环冷却水； 杀菌； 阻垢； 缓蚀
中***分类号：P421文献标识码： A
1前言
冷却水循环之后，由于浓缩倍数的不断提高，水中的Ca2+、Mg2+等离子，溶解固体和悬浮物都相应增加，空气中污染物如灰尘、杂物、可溶性气体以及包括***团病菌在内的一些细菌，均可进入循环冷却水中，这样不仅使循环水水质恶化，而且使循环水系统的腐蚀、结垢和生物污染成为三个突出的问题。由于传统的化学处理法带来了很大的经济、环境问题，因此，人们一直在努力寻找更高效的对环境无毒害的新型水处理药剂。臭氧是一种强氧化剂，它在预处理和深度处理技术中有着广泛的应用。
2臭氧作用的机理
2.1臭氧杀菌机理
臭氧的氧化能力仅次于氟，而比氯强5.1倍，比二氧化氯强3.7倍。臭氧杀菌主要是靠其分解后产生的新生氧的氧化能力。臭氧首先与细胞壁的脂类双键起反应，穿破胞壁进入细胞内，作用于外壳脂蛋白和内面的脂多糖，使细胞的通透性发生改变，最后导致细胞融解、死亡[3]。根据英国 Roy 等人的研究报告，臭氧能够破坏病毒衣壳蛋白的四条多肽链并使 RNA 受损。Kim等人报告[4]，臭氧作用过程中可使噬菌体中的 RNA 被释放，电镜观察可见噬菌体被断裂成小的碎片。
2.2 臭氧阻垢机理
在循环冷却水系统中加入臭氧，由于臭氧与能和Ca2+发生络和作用的物质发生氧化还原反应，使这些物质的醛基和羧基的总数增加，使水对钙的络和能力增加，致使水中的Ca2+浓度增加，从而有一定的阻垢作用。另外，臭氧能氧化冷却水中的有机物，生成二氧化碳，使水溶液中的二氧化碳浓度增加，从而使碳酸钙转化为碳酸氢钙，使冷却水中的Ca2+浓度增加，产生阻垢作用 [5]。
3 臭氧处理循环冷却水的应用研究
臭氧处理循环冷却水国外研究较多，70年代末，把臭氧用于循环冷却水的处理在国内是新的尝试，在实际应用方面还较少。为了证实臭氧对冷却水的作用效果，李松田[7] [8]等人在1997～2005年进行了三种臭氧处理循环冷却水的动态实验，即臭氧法，臭氧与磁化联合法和前期预膜加臭氧、磁化联合法。
3.1实验概况
李松田[7]～[10]等人在实验方案设计中采用的三种臭氧处理循环冷却水方法，分别为：
（1）臭氧法是向贮水池中连续投加臭氧，保持剩余臭氧浓度为0.03～0.05 mg/L。
（2） 臭氧与磁化联合法是在臭氧处理系统换热器前的管路上安装0.4T的磁力阻垢器，其余同臭氧法。
（3）前期预膜加臭氧、磁化联合法是用200 mg/L的Na2MoO4进行预膜，同时在贮水池中投加臭氧，保持剩余臭氧浓度为0.03～0.05 mg/L，5天后将预膜剂换作冷却水，0.4T的磁力阻垢器安装在换热器前的管路上。
三种实验的工艺流程见***1，对于处理系统流程中没有阻垢器的情况，冷却水由循环泵直接到流量计。
3.2实验结果
3.2.1水质分析
李松田[7] [8]等人对三种方法的循环水和补充水的水质进行了常规分析，实验用水为某石化公司生产用水。多次实验的水质分析结果总结见表1[7]～[10]。
表1运行过程水质分析
3.2.2热阻分析
李松田等人的热阻试验是根据试前准备、开车、正常运转、停车及试后处理均按中石化总公司生产部执行的方法进行，系统稳定4h后，每隔30min记录一次循环水进、出口温度共8次，用以计算清洁管热阻。之后每隔4小时记录一次进、出口温度和换热器内温度，以计算瞬时污垢热阻。试验结束后绘制瞬时污垢热阻曲线并从中求得极限污垢热阻，结果见表2[7]～[9]。
表2实验管污垢热阻
3.2.3结垢和腐蚀情况
李松田等人的臭氧实验对结垢和腐蚀的测试，采用实验前后测量试验管的长度、体积和质量，按GB5776方法对试验管进行检测。按标准方法[11]计算粘附速率、腐蚀速率，结果见表3[7]～[10]。
表3动态实验试管结垢和腐蚀情况
4结语
通过臭氧在循环冷却水中的试验，得出如下结论：
（1）臭氧是一种强氧化剂，使用臭氧处理循环冷却水能有效地杀灭细菌和藻类，能氧化垢层基质中的
有机物成分，致使水中的Ca2+浓度、二氧化碳浓度增加，从而产生阻垢作用。
（2）单独处理循环冷却水时，臭氧有一定的阻垢和缓蚀作用，极限污垢热阻接近工业允许值；臭氧与
磁化联合处理时阻垢率和缓蚀率都较高，极限污垢热阻已达到允许值，二者可以发挥协同作用；前期预膜加臭氧、磁化联合处理法的极限污垢热阻均达到“好”的等级，阻垢率和缓蚀率最高，预膜对防止腐蚀可发挥较大作用，此方法处理效果最好。
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循环水处理篇7
关键词：循环冷却水；阻垢；缓蚀；高浓缩倍数；污水回用；无磷
中***分类号：X703
文献标识码：A 文章编号：16749944（2016）08003804
1 引言
在石化、电力、钢铁等工业过程中，冷却工艺物料或产品是生产的重要环节。以水作为热交换介质的冷却水系统应用非常广泛，冷却水用量通常会占工业用水总量的70%以上。冷却水经换热器升温后，通过冷却塔与空气接触散热，一部分水蒸发带走潜热，冷却下来的水再送往换热器循环使用，即生产中最常见的敞开式循环冷却水系统。由于冷却水的不断蒸发浓缩和对空气的洗涤，使水中离子的浓度增加，灰尘等颗粒物的含量升高，从而产生系统腐蚀、结垢、滋生微生物粘泥等问题[1]。除了排污和旁滤，投加水处理药剂可在一定程度上维持水质稳定，避免因上述问题带来的换热效率下降、系统泄漏等风险。因此，水处理药剂的开发和应用对循环冷却水处理技术的发展起到关键的推动作用。简要综述了循环冷却水处理药剂的发展历程及其相关技术的沿革，并对技术现状和面临的新问题进行了评述。由于循环冷却水处理技术的阶段划分是以缓蚀剂和阻垢剂应用为代表，故未涉及相对***的杀菌剂的发展历程。
2 循环冷却水处理技术发展历程
循环冷却水处理技术起源于20世纪20年代对水处理药剂的使用。从40年代至今，循环冷却水处理缓蚀剂、阻垢剂和药剂配方经过了70余年的发展，其历程总体可分为6个阶段（表1）。
2.1 酸性配方的起步
20世纪40～50年代，循环冷却水处理技术以缓蚀技术占主导地位。在美国主要使用铬酸盐、亚硝酸盐等阳极型缓蚀剂来抑制循环冷却水系统中金属设备的腐蚀[2]。此类缓蚀剂的优点是缓蚀效果非常好，适用于各种水质处理；其缺点是具有很高的毒性，且使用量大。为了降低循环冷却水中的铬酸盐浓度，美国研究者以铬酸盐为主缓蚀剂，研究了它与其它缓蚀剂复配后的协同缓蚀效果，开发了铬酸盐/磷酸盐、铬酸盐/锌盐等复合配方[3]。在铬酸盐/锌盐复合配方中，水中的铬酸盐浓度可由单独使用时的200 mg/L降低至20 mg/L以下。铬酸盐/锌盐复合配方对水的腐蚀性的变化不敏感，在循环冷却水系统中可控制较宽的pH值范围，但通常都在酸性条件下使用，以避免系统的结垢。
2.2 聚磷酸盐时代
20世纪60年代，阴极型缓蚀剂六偏磷酸钠、三聚磷酸钠等聚磷酸盐开始大量地应用于循环冷却水处理[2]。在Ca2+、Mg2+等二价金属离子浓度大于50 mg/L的水中，聚磷酸盐能与Ca2+、Mg2+等作用形成致密的沉淀型保护膜。聚磷酸盐与锌盐组成的复合配方，可降低聚磷酸盐的使用浓度，在酸性条件下使用时缓蚀效果良好，至今还常用作循环冷却水系统开车前的预膜剂。聚磷酸盐的缺点是本身结构不稳定，易水解或被微生物分解生成正磷酸盐，进而与水中的Ca2+形成磷酸钙垢沉淀，这在当时还没有很好的解决办法。同一时期，循环冷却水处理开始使用阻垢分散剂来抑制结垢，主要使用的是木质素磺酸钠等天然高分子化合物[4]，但其性能远远不能满足循环冷却水处理对阻垢的需求。此外，聚磷酸盐也具有阻垢作用，可导致碳酸钙晶格畸变，目前在反渗透膜阻垢上还有应用。
2.3 有机膦酸及全有机配方的兴起
20世纪70年代，聚磷酸盐的替代品有机膦酸（酯）开始占据循环冷却水处理药剂市场[5，6]，其主要产品有羟基乙叉二膦酸（HEDP）、氨基三甲叉膦酸（ATMP）、乙二胺四甲叉膦酸（EDTMP）、多元醇磷酸酯等。有机膦酸（酯）结构稳定，不易分解，同时具有良好的阻垢和缓蚀作用，因此得到了快速推广。同时，阻垢分散剂也逐渐发展起来，聚丙烯酸（钠）等多元羧酸聚合物得到了广泛应用[7，8]，使阻垢分散剂的开发和使用进入了全新的阶段。继而，以有机膦酸（酯）缓蚀阻垢剂和聚合物阻垢分散剂为主要成分的复合配方开始受到青睐。这类配方的使用，完全颠覆了之前循环冷却水处理以控制腐蚀为主的理念，在自然pH值条件下通过缓蚀阻垢剂和阻垢分散剂来抑制系统结垢，而以在碱性水质中形成薄垢来减缓系统腐蚀。这类配方的应用具有划时代的意义，因其成分全部为有机物，常称为全有机配方[9]。
2.4 限磷配方的开发和探索性应用
20世纪80年代，由于对磷排放的限制，水处理药剂的开发和应用开始向低磷、无磷的方向发展。作为新一代的含磷缓蚀阻垢剂，2-膦基丁烷-1，2，4-三羧酸（PBTCA）[10]、羟基膦基乙酸（HPAA）[11]等膦羧酸产品，不仅磷含量低，还具有各自鲜明的特点。PBTCA的阻垢效果非常好[12]，与锌盐复配也有不错的缓蚀效果[13]。HPAA对腐蚀性水质中金属的缓蚀特别有效[11]。它们的出现为低磷水处理配方和高浓缩倍数循环冷却水运行工艺的开发奠定了基础。同时，国内外研究者对非磷缓蚀剂及其与有机膦酸的复配也进行了大量的研究，开发了以钼酸盐[14]、钨酸盐[15]和硅酸盐[16]为主缓蚀剂的水处理配方，但由于药剂成本和适用用条件的限制，并未获得大规模应用。
2.5 共聚物阻垢分散剂的大发展
20世纪80年代也是聚合物阻垢分散剂获得快速发展的时期。不饱和羧酸均聚物的市场开始萎缩，取而代之的是不饱和羧酸/不饱和羧酸酯共聚物[17]、不饱和羧酸/不饱和磺酸共聚物[18]等，其中最具代表性的是丙烯酸/丙烯酸羟丙酯二元共聚物（AA/HPA）和丙烯酸/2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸二元共聚物（AA/AMPS），它们在阻磷酸钙垢、稳定锌盐和分散氧化铁方面的性能要远远超过聚丙烯酸（钠）。由于这些聚合物阻垢分散剂的应用，使全有机配方的性能更加稳定，也为锌盐重新焕发活力提供了条件[19]。这一时期，国外循环冷却水处理已经达到了很高水平。在美国，炼油生产装置的循环冷却水系统可以连续运行3～4年，乙烯、化工、化肥、化纤等生产装置的循环冷却水系统可以连续运行4～5年。
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循环水处理篇8
关键词：中央空调；水处理；循环水
天津港南疆某大厦濒领海滩某写字楼制冷面积为4500m2。大楼建造完成后，须对暖通管道打压验漏，由于当时自来水供给不正常，就引用旁边的海水作替代，注入管网，试压验漏合格后，未作彻底的自来水置换，就投入运营导致大楼运行二年后管网渗漏。无奈物主更新支管，主管受损严重。苦于大楼不能停业及经费问题未能更换，因管道腐蚀问题仍然存在随即请专业水处理公司承揽水质稳定化工程，几年来获良好的效果。我物业公司密切协作，严密跟踪采集有关的水处理水质数据。
现就2012年夏季至2013年春季制冷和采暖的水处理数据作一剖析。
考虑到管网循环水是封闭状态下运行的，补充水量很小，可以设定此循环水的组份就是注入的自来水和投加的水处理药剂。
根据水质检测表分别作出各时段pH值、TDS、Ca2+、Cl-和Fe2+、3+浓度变化的***，来判断循环水的腐蚀和结垢趋向。
从以上五组***示可以得出以下结论：
***1
***2
***3
***4
***5
1.制冷期与采暖期循环水的pH值、TDS、Ca2+、Cl-和Fe2+、3+数值变化趋向相同；总溶解固体（英文：Total dissolved solids，缩写TDS），又称溶解性固体总量，测量单位为毫克/升（mg/L），它表明1升水中溶有多少毫克溶解性固体。TDS值越高，表示水中含有的杂质越多。
2.循环水在加水处理药剂前后随pH值、TDS值升高，Ca2+和Fe2+、3+浓度有大幅度下降和平缓下降的趋势；
3.循环水在加水处理药剂前后Cl-浓度变化不大。
中央空调管网中循环水水质稳定化处理的目标是管道不腐蚀，管路不结垢，通过投加谁处理剂控制有害离子的浓度来阻断腐蚀和结垢的发生。中央空调管网中的循环水在制冷和采暖间隙期间因检修管道，阀门和空调末端，需排放循环水最后补充自来水至满，使大量空气进入管道，与潮湿的金属管壁发生“氧腐蚀”作用，使水中的Fe2+、3+浓度升高，制冷（采暖）启动后由于水处理药剂投加后pH增大及药剂强大的除氧和隔氧功能，使Fe2+、3+急速下降其机理为
Fe2+、3++OH-Fe（OH）2Fe（OH）3
铁管道内壁腐蚀存在下列关联关系：
Fe2+Fe3+ Fe3++FeFe2+
Fe+Fe3+2Fe2+2Fe3++H2O OH-Fe（OH）3
上式所示是管道被锈蚀的过程，Fe为管道中的铁金属，Fe2+，F3+为溶解在循环水中的铁离子Fe（OH）3为锈蚀产物（不溶于水的锈汤，锈瘤）。因水处理剂的加入，O2被去除和隔断而中断了锈蚀。循环水中的Fe（OH）3就不再显现，水质呈清亮了。但是管道腐蚀的主要原因是“氧腐蚀”，O2与水中的Fe2+作用生成强氧化性的Fe3+，管道中的Fe作用生成Fe2+，经O2作用又生成Fe3+，如此反复，使腐蚀速度成几何级数增大。
管网循环水在注入和置换过程中以是自来水作为补充水源，水中含有的Ca2+浓度（见检测表）在60mg/L-20mg/L范围内，不可能形成Ca2+的难溶水垢。***3中Ca2+浓度在加入水处理药剂前后有较大的下降趋部分Ca2+转化为Ca（OH）2沉淀的缘故。
Ca2++OH-Ca（OH）2
另外有一部分Ca2+被管道铁表面吸咐，构建了金属铁的保护层，因此浓度逐渐降低。经验证明保持循环水中有一定浓度的Ca2+（100mg/L以下）有利于维持循环水的水质稳定。
循环水处理篇9
[关键词]矿井污水、水处理中心、循环利用
中***分类号：X781.03 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）41-0218-01
一、概况
新汶矿业集团公司翟镇煤矿1993年投产，年设计生产能力120万吨，经过矿井系统和采掘设备的升级改造，2000年以来产量一直保持170万吨/年水平。矿井目前为单水平开采，开采水平为-400水平，-400水平有六采区、七采区、后组三采区3个采区，主要由地面自来水及奥灰水为矿井生产提供水源，平均日用水量在2000m3-2200m3之间。矿井污水经各采区汇入井底中央水仓，经中央排水泵输送至地面，通过地面水处理系统进行处理后排放，随着奥灰水水源枯竭，自来水购水资金逐年增长，而排水费用、排污费用一直居高不下，水质差造成的排水设备效率逐年降低。
通过在在井底中央水仓前建成200m？/h的超磁矿井水处理中心，处理后的水质达到工业用水标准，用于大巷防尘、设备冷却等矿井生产用水。在采区工作面建成5m3/h的工作面反渗透深度水处理中心，处理后的水质达到纯净水标准，用于工作面液压支架***化液配比用水。
二、水处理系统工作原理
（一）矿井水处理中心
矿井水处理中心主要由预沉系统、加药系统、混凝系统、磁种投放装置，磁分离装置、污泥压滤系统组成。
矿井水经巷道内沟渠集水后，汇总至进水渠内，在进水端渠内设置人工格栅，去除来水中生活垃圾及漂浮物，自流进入预沉池，水中大颗粒及大比重物质在预沉池中沉积下来，预沉池设潜水渣浆泵，沉淀物定期排入污泥池，由污泥泵送至压滤机脱水，干泥外运。
经过预沉处理的水自流进入磁分离混凝系统，混凝系统通过投加磁种和混凝剂（PAC和PAM），使悬浮物在较短时间内（约3～6min）形成以磁种为载体的“微磁性絮团”。
经过混凝之后的水再自流进入磁分离机进行固液分离净化，磁分离机通过磁吸附打捞，使出水水质达到设计出水指标后，自流进入中央水仓。
磁分离机分离出的煤泥，由磁分离机自身的卸渣装置刮下进入磁分离磁鼓；在磁鼓的高速分散区将磁种和非磁性悬浮物分散，磁鼓对磁种进行吸附回收，回收磁种由泵打入前端的混凝投加系统循环使用；非磁性污泥排入污泥池，和预沉池污泥一起由泵打入板框压滤机进行脱水，脱水后的泥饼通过井下矿车外运。
（二）工作面深度水处理中心
采区工作面深度水处理中心采用膜法反渗透工艺，经过矿井水处理中心处理过的达到工业用水标准的矿井水首先进入工作面水处理系统中的气水分离装置中，在该装置中，水中的气体在装置内聚集在除气设备的顶部，一定时间后通过排出阀门排除，使进入系统中的气体大大降低，保护精密过滤装置及膜的正常使用。
经过脱气后的水进入砂过滤器中进行过滤，过滤掉水中的SS，使进入后续过滤的水的SS小于5毫克/升，然后通过二三级过滤使水的SS小于3。
经过过滤系统后水的压力降低0.2-0.3Mpa，出水压力在1.4-1.5Mpa然后进入精密过滤器及RO 系统中，实现对矿井水的深度处理。
系统运行后，工作面、采区污水经大巷水沟流入矿井水处理中心，经过处理的水可达到工业用水标准。中央水仓作为清水蓄水池为井下各采区提供防尘用水，形成矿井水闭路循环系统。奥灰水仅作为补充水源，无需购买自来水，解决了需要通过地面向井下提供生产用水的窘状，使矿井水维持在平衡状态，无需向地面排水。工作面***化泵站安装反渗透处理系统，深度处理后可达到纯净水标准，满足工作面液压支架***化液用水需要。通过水处理闭路循环系统的运行进一步提高企业经济、社会、环境及安全效益。
三、运行效益分析
通过矿井水闭路循环系统的应用，解决了矿井废水污水的净化回收问题，降低中央泵房运行负荷，减轻对管路的磨损，降低运行维护费用。矿井水处理中心采用磁分离技术，采区工作面水处理中心采用反渗透技术，这两项技术的应用有效的提高了水处理能力，减小了环境压力，提高了矿井废水污水的回收率，具有巨大的经济和社会效益。
（一）经济效益
1、原矿井水成本分析
使用自来水费用：1100m3/天×2.17元/m3×330天=85.9万元/年；泵房排水电力消耗费用：92777kwh/月×0.66元/kwh×12月=73.5万元/年；水仓清挖费用：8.5万元/年；排水设备维修费用：10万元/年；排污费用：2000m3×330天×0.8元/m3=52.8万元/年。年综合成本230.7万元
2、水处理系统投用后成本分析
药剂投入：每天使用聚合氯化铝费用150kg×1.84元/kg=276元，每天使用聚丙烯酰胺费用3kg×16.67元/kg=50元，每天使用磁种费用：50kg×2.82元/kg=141元，药剂使用费用15.41万元/年；设备运行电费：90kw×0.7×24h×0.66元/kwh×330天=32.93万元/年；设备维修费用：10万元/年；煤泥回收：0.2t/包×12包/天×330天×200元/t =15.84万元。年综合成本42.5万元。
通过对比，水处理投入运行后，每年可创造经济效益：230.7 -42.5 =188.2万元。
（二）社会效益
井下多级水处理工艺的采用，每日可为矿井井下生产提供充足的可利用水源，余量提升后供地面生产生活使用，减少了外购水量，保护了地区地表水的自然平衡；大大减少污染物的排放，有效地减少了原地面水处理过程中所带来的泥渣对环境的二次污染，环境效益显著，有利于改善煤矿的地企关系，促进了矿区的可持续、和谐发展。
循环水处理篇10
关键词:粪便污水 TLET型生化反应器 BOD NH3-N 去除
1、 前言
宁波是河网密布、水系发达的城市。然而，近年来水资源短缺等瓶颈却让宁波感受到了“成长的烦恼”。据统计，宁波年平均降水量为1520.9毫米，折合水资源总量为75.31亿立方米。我市人均水资源量仅为1260立方米，是全省人均的59%，全国人均的55%。目前市区有390多座公厕，每年的冲洗用水量约60万多吨。在建设资源节约型、环境友好型社会的背景下，公厕节水技术研究就显得十分必要。
2009年开始，我们开展了公厕水循环处理技术研究，利用膜生物反应器技术为核心的TLET型生化反应器，通过生化技术和膜技术处理粪便污水，不仅从源头治理粪便污水，同时大幅度节约水资源。
2、 处理工艺和装置
试点公厕位于公园内，平均每天使用人次为500～600人次，平均每月用水量172吨，粪便污水经化粪池初步处理后排入城市污水管网。试点公厕存在琴桥水量大、水压不足出水污染物浓度高三个主要问题。
根据人们传统的使用习惯，我们采用TLET生化反应器，通过生化技术和膜技术处理粪便污水，以达到冲厕用水循环使用。
2.1 工艺方案
粪便污水通过排水管道进入厌氧生化反应器或利用原有三格化粪池，去除其中的大量悬浮物和COD后进入TLET型生化反应器。污水在TLET型生化反应器中经过兼氧、好氧生化反应、膜过滤、消毒后达到冲厕用水标准，用于冲厕，满足循环用水的要求。因本项目是在原有公厕内实施，为节省成本，就利用原有三格化粪池代替专用厌氧生化反应器。工艺流程***如下：
2.2 处理系统主要装置
2.2.1三格化粪池。化粪池是一种小型而简便的污水处理设备，池呈矩形或圆形，污水通过化粪池，流速减低，水中悬浮物逐渐沉入池内成为污泥。池中厌氧细菌在无氧条件下能降解有机物质，将污泥分解为沼气、二氧化碳及硫化氢等气体和沉泥。气泡上升水面时，将部分污泥带至水面，逐渐集积变干，形成很厚的污泥层。污水经处理后，排入城市污水管网。但化粪池的出水水质仍很差，且有极重的臭味。
2.2.2 TLET生化反应器
TLET生化反应器是采用优势菌种的高效的短流程生物处理工艺，将兼氧、接触过滤、好氧、膜过滤和消毒高效组装，实现了对粪便的分解、脱臭、净化、脱色、杀菌消毒一体化处理，具有广泛的实用性、可靠性和经济性。TLET生化反应器在调试阶段一次性投加专有菌种后即可形成稳定的菌群，该菌群处理效率高，适应能力强。
该设备由第一好氧格、兼氧格、第二好氧格和设备格依序相连通组成，设备格位于第一好氧格、兼氧格、第二好氧格的侧面，其内设置风机、回流泵、清水泵和电控柜；膜组件位于第二好氧格中。
MBR膜生物反应器技术是TLET生化反应器中采用的核心技术。MBR工艺是膜分离技术与生物技术有机结合的新型废水处理技术。它利用膜分离设备将生化反应池中的活性污泥和大分子有机物截留住，省掉二沉池。因此，活性污泥浓度可以大大提高，水力停留时间（HRT）和污泥停留时间（SRT）可以分别控制，而难降解的物质在反应器中不断反应和降解。因此，膜-生物反应器工艺通过膜的分离技术大大强化了生物反应器的功能。本次采用浸入式中空纤维膜组件。 纤维内/外直径为0.6mm/1.0mm ， 膜孔径0.2μm，膜面积20m2 ，工作压力0.01～0.05Mpa，设计参考通量200-240。
本项目将膜生物反应器结构优化设计，膜框***，膜片立式安装，并在膜丝间穿孔曝气，延长膜片使用时间，避免频繁冲洗。为了达到更好的效果，第一好氧格、兼氧格和第二好氧格制有相连通的具有错流结构的连通孔。
2.3水质
2.3.1 进水水质
处理污水取自化粪池第三格的上清液，水质指标如表1所示。
2.3.2 出水水质要求
出水水质要符合《城市污水再生利用城市杂用水水质(GB/T18920-2002)》的要求。具体见表2。
2.4 主要工艺指标
气：水：35：1～45：1；污泥浓度（SVI）：15％～25％；
排泥周期：5～7天；厌氧生化反应器停留时间：24小时；
膜生物反应器停留时间：12小时。
3、 结果与讨论
3.1 污染物的去除
粪便污水是含有机物浓度较高，可生化性较强且NH3-N和色度均较高的一种污水。对TLET型生化反应器系统处理粪便污水的处理效果和出水水质等进行监测，具体监测结果如表3示：
表3 TLET型生化反应器系统对污染物的降解效果
实验和试运行均显示TLET型生化反应器系统对降解粪便污水中污染物有较高的效率，其出水完全满足回用冲厕的要求，基本无异味及其他感观的不。
3.2 运行参数及影响因素分析
3.2.1 牡蛎壳投加量对污水中污染物去除的影响
利用烧杯实验进行碱度和pH值对NH3-N脱除影响的相关实验室小试研究，结果如表4示：
从表4中可以看出，反应池中NH3-N的变化和碱度变化趋势相同，反应起始阶段碱度较高，NH3-N浓度下降较快同时随NH3-N浓度的下降碱度也随之减小。随着时间的延长，混合反应液中碱度下降到一定时期NH3-N的降解几乎停止。根据研究资料可知，硝化菌在pH7～8时活性最强，但当pH低于5.5时硝化反应几乎停止，这与实际的小试结果一致。
因此，在系统运行的过程中，随着水中污染物质的降解要及时补充混合液碱度，本系统中控制保持碱度是通过投加牡蛎壳实现的。
牡蛎壳粗糙的表面及其含有的大量碳酸钙，可作为生物膜的载体及硝化反应的碱度来源。牡蛎壳的污水净化能力非常高，据报道，它的除污力BOD可超过90％，COD可达到90％，SS超过95％，经过处理后的排放水中没有大肠杆菌类，使用牡蛎壳可制造出BOD少于5mg/L的再循环水。牡蛎壳表面积大，微生物的附着率很高；牡蛎壳形状复杂原虫和微生物很容易繁殖，微生物几乎不会被水流冲走；与传统的塑料接触介质相比，牡蛎壳具有更高的微生物亲和力；当随着氧化的进行，pH值下降时，过滤材料会溶解以调节pH水平。
研究试验中牡蛎壳投加量对出水pH值的影响及其消化效率，出水pH值随牡蛎壳填加高度变化如***3示：
TLET生化反应器设置以后，在处理过程中，随着好氧微生物对污水中有机物的降解发生酸化反应，使得出水pH下降呈微酸性，在酸性环境下好氧微生物对有机物的降解受到抑制，此时牡蛎壳中的碳酸钙成分逐渐被溶解使pH回升，同时溶解释放的钙离子能与磷酸根离子结合形成沉淀物达到除磷的目的。
为保证出水水质及其pH，一般填加牡蛎壳的相对高度为0.5左右，即反应室内牡蛎壳填加量为50％。随着反应的不断运行，牡蛎壳逐渐消耗，计算其消耗速率确定牡蛎壳的补充周期为3～5年一次。
3.2.2 溶解氧对污水中污染物去除的影响
在系统运行试验中分三阶段调节曝气量，前五天控制溶解氧在5.～6.0 mg/L范围内，6～10天控制溶解氧浓度稳定在4.0 mg/L左右，11～15天控制溶解氧浓度在1.0～2.0 mg/L范围内，分别监测每阶段BOD5和NH3-N的浓度变化，得到溶解氧对污水中BOD5和NH3-N的影响如表5示：
由表5可见，当溶解氧浓度在1～2mg/L时，系统对污水中NH3-N的去除有较高的效率，同时也能得到理想的有机物去除率。
3.3 节水效果
通过一年多的调试、改进、再调试，TLET生化反应器运行基本稳定，节水效果明显。稳定运行时月均用水量45吨，较试点之前的月均172吨，节水率约74%。同时，由于提供了足够的水压，满足公厕的正常使用。
4、结论