盧勇　張悅

（中國(guó)聯(lián)合工程公司　310052）

中水回用于循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的探討

盧勇張悅

（中國(guó)聯(lián)合工程公司310052）

隨著我國(guó)現(xiàn)代社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，我國(guó)國(guó)內(nèi)對(duì)于資源的消耗量正在不斷攀升，其中以水資源的消耗量較大，加之我國(guó)屬于貧水國(guó)家，因此給我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展造成了一定的阻礙。中水回用循環(huán)冷卻系統(tǒng)是對(duì)于水資源的再利用系統(tǒng)，其能夠大大提升我國(guó)水資源的合理利用，降低“貧水”壓力。本文即是對(duì)中水回用于循環(huán)冷卻水系統(tǒng)進(jìn)行的探討，分析了目前國(guó)內(nèi)外對(duì)于這項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用情況，并詳細(xì)探討了這項(xiàng)技術(shù)在應(yīng)用過(guò)程中所需要面對(duì)的各類(lèi)影響因素，最后分析了目前我國(guó)應(yīng)用的各類(lèi)中水回用于循環(huán)冷卻系統(tǒng)的深度處理方法，以期能為相關(guān)工作提供參考。

中水回用；循環(huán)冷卻系統(tǒng)；影響因素；處理方法

水資源是生物得以生存的重要資源之一，生物體在生存過(guò)程中如果不攝入食物僅靠飲水還能夠生存很長(zhǎng)時(shí)間，由此可見(jiàn)水資源的重要性。我國(guó)是世界貧水大國(guó)之一，根據(jù)2014年的統(tǒng)計(jì)顯示，我國(guó)國(guó)內(nèi)的水資源分布極為不均，其中東部地區(qū)的水資源分布較為豐富，而西部地區(qū)的水資源極度匱乏。同時(shí)我國(guó)的水資源總量位居世界第6位，但是由于我國(guó)人口眾多，使得我國(guó)的人均水資源占有量?jī)H排名世界110位，是世界平均水平的1/4，在我國(guó)有6個(gè)省份的人均水資源占有量不足500m3，屬于極度缺水狀態(tài)。因此，對(duì)于水資源的再利用就顯得尤為重要。

1　中水回用于循環(huán)冷卻系統(tǒng)國(guó)內(nèi)外應(yīng)用情況

“中水”主要是針對(duì)于水體在整個(gè)水處理當(dāng)中所處的位置不同而產(chǎn)生的稱(chēng)呼，其中“上水”為給水、“下水”為排水，而“中水”就是指正在利用還未進(jìn)行排放的水資源。中水回用技術(shù)主要就是將小區(qū)居民生活當(dāng)中產(chǎn)生的廢水經(jīng)過(guò)集中處理后應(yīng)用在綠化灌溉、汽車(chē)清洗、道路清洗等多個(gè)方面，以此達(dá)到節(jié)約水資源的目的。其中將中水回用應(yīng)用在循環(huán)冷卻系統(tǒng)中的技術(shù)已經(jīng)被應(yīng)用在各行各業(yè)中，在國(guó)內(nèi)外得到了一致的好評(píng)。

1.1國(guó)外的應(yīng)用情況

在國(guó)際上，對(duì)于中水回用于循環(huán)冷卻技術(shù)的應(yīng)用非常廣泛，其中以美國(guó)、日本以及南非等國(guó)家擁有著較為先進(jìn)的技術(shù)。其中美國(guó)運(yùn)用這種技術(shù)的時(shí)間相對(duì)較早，從20世紀(jì)30年代開(kāi)始大部分的發(fā)電廠就已經(jīng)開(kāi)始利用中水回用技術(shù)來(lái)代替新鮮水資源作為循環(huán)冷卻系統(tǒng)的供水，其中以美國(guó)西南部地區(qū)應(yīng)用最為廣泛，其主要采用的是中水回用處理技術(shù)，篩選水質(zhì)最好的中水進(jìn)行回用。而在日本地區(qū)，其所選擇的中水大部分是來(lái)自于城市居民用水，利用規(guī)模較大的污水處理工廠對(duì)中水進(jìn)行凈化處理，并按照其處理功能將其進(jìn)行分級(jí)，以此作為循環(huán)冷卻供應(yīng)的參考標(biāo)準(zhǔn)。南非地區(qū)多采用中水二級(jí)處理技術(shù)，利用城市污水作為電廠循環(huán)冷卻系統(tǒng)的補(bǔ)給水。

1.2國(guó)內(nèi)的應(yīng)用情況

相對(duì)于美國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家，或非洲等極度缺水國(guó)家，我國(guó)的中水回用技術(shù)的應(yīng)用比較晚，但經(jīng)過(guò)我國(guó)的相關(guān)研究者不懈的努力，我國(guó)自主的中水回用于循環(huán)冷卻水系統(tǒng)也在逐漸壯大。其中被應(yīng)用的中水不再僅限于城市居民污水，而是將企業(yè)自身排除的污水進(jìn)行深度處理和凈化后再進(jìn)行循環(huán)利用，大大促進(jìn)了我國(guó)水資源的節(jié)約使用，加快了我國(guó)可持續(xù)性發(fā)展的戰(zhàn)略實(shí)施。

2　中水回用于循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的影響因素

2.1氨氮的影響

在整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行應(yīng)用的過(guò)程中，氨氮物質(zhì)對(duì)系統(tǒng)能夠造成一定的影響。其中氨能夠和系統(tǒng)中的銅發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，這樣就能夠產(chǎn)生絡(luò)合反應(yīng)，同時(shí)還能夠使溶解氧發(fā)生還原情況，降低水體中氧氣的含量。同時(shí)，氨氮物質(zhì)在冷卻塔內(nèi)如果與外界發(fā)生了接觸，就可能會(huì)引發(fā)硝化反應(yīng)，導(dǎo)致硝化細(xì)菌能夠快速繁殖，對(duì)于水體產(chǎn)生較大的影響，并且能夠腐蝕發(fā)生裝置。另外，氨氮物質(zhì)如果濃度過(guò)高，不僅會(huì)使得含有氯離子的殺菌劑的效果降低，還可能與水體中的碳酸或碳酸氫根發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生氨氣，降低水體的pH值，導(dǎo)致水體偏酸性，對(duì)反應(yīng)設(shè)備產(chǎn)生腐蝕效果。

2.2有機(jī)物的影響

眾所周知，有機(jī)物是細(xì)菌和其它微生物得以生存的主要營(yíng)養(yǎng)來(lái)源，因此當(dāng)水體中有機(jī)物含量較高時(shí)，就會(huì)使微生物大量的繁殖。①微生物的代謝產(chǎn)物會(huì)導(dǎo)致水體酸堿度降低，腐蝕設(shè)備中的金屬構(gòu)件。②微生物在生存和繁殖的過(guò)程中會(huì)對(duì)水體中的氧分產(chǎn)生大量的消耗，使得水體內(nèi)部分區(qū)域產(chǎn)生濃差電池，缺氧的區(qū)域會(huì)形成陽(yáng)極，導(dǎo)致金屬構(gòu)件發(fā)生溶解現(xiàn)象。③在陰極區(qū)域的水體當(dāng)中，如果含有具有氫化酶的還原菌，那么就會(huì)導(dǎo)致鐵質(zhì)構(gòu)件表面的氫離子被剝離，進(jìn)一步生成硫酸鹽，加快了金屬構(gòu)件的溶解速度。

2.3氯離子的影響

在整個(gè)系統(tǒng)當(dāng)中含有不銹鋼制成的換熱器，而水體中的氯離子是導(dǎo)致這一部件發(fā)生侵蝕的主要原因，如果其本身的材料處在較高的溫度下，就會(huì)加快腐蝕的程度，導(dǎo)致整個(gè)不銹鋼材質(zhì)結(jié)構(gòu)的應(yīng)力發(fā)生較大的轉(zhuǎn)變，并造成裂痕的產(chǎn)生。

2.4硫酸根

硫酸根本身在水體當(dāng)中的含量較小，并且對(duì)于整個(gè)循環(huán)系統(tǒng)的危害性不大，但是這一種物質(zhì)也不能夠忽略。①硫酸根離子能夠?qū)饘贅?gòu)件表面鍍的鈍化膜進(jìn)行反應(yīng)，導(dǎo)致鈍化膜作用降低，造成腐蝕加快的情況。②當(dāng)硫酸根離子濃度過(guò)高時(shí)，其就會(huì)與水體中的鈣離子結(jié)合，生成硫酸鈣沉積在金屬構(gòu)件的表面，引發(fā)沉積垢腐蝕。③硫酸根離子本身能夠促進(jìn)具有硫酸鹽消化酶的細(xì)菌的生長(zhǎng)，嚴(yán)重影響整個(gè)水體環(huán)境，同樣也會(huì)加快金屬構(gòu)件的腐蝕速度。

3　中水回用于循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的深度處理方法

3.1石灰混凝沉淀法

這種方法主要被用于去除水體當(dāng)中含有的硫酸根離子，并且能夠有效對(duì)有機(jī)物和無(wú)機(jī)物進(jìn)行沉淀，同時(shí)還可以降低水體中細(xì)菌的含量，降低細(xì)菌對(duì)于金屬構(gòu)件的腐蝕速度。根據(jù)我國(guó)的相關(guān)研究顯示，利用石灰能夠有效使水體中的懸浮物發(fā)生沉積，并且這一技術(shù)已經(jīng)被廣泛地應(yīng)用在我國(guó)的火力發(fā)電廠領(lǐng)域，但是從其整體效果上來(lái)看，其對(duì)于水體中氨氮物質(zhì)的去除效果一般，同時(shí)容易發(fā)生結(jié)垢的情況，需要相關(guān)人員定期對(duì)設(shè)備進(jìn)行疏通，但石灰混凝沉淀方法總體處理成本較低，能夠?qū)崿F(xiàn)利益最大化發(fā)展。

3.2生物處理方法

一般情況下，中水回用系統(tǒng)當(dāng)中應(yīng)用較多的深度處理方法為生物接觸氧化法和曝氣生物濾池法，其大多數(shù)情況下被用來(lái)進(jìn)行居民污水的二級(jí)處理，并且能夠被應(yīng)用在電廠的冷卻循環(huán)過(guò)程中。但是在應(yīng)用過(guò)程中需要進(jìn)行注意，雖然這種方法能夠有效去除水體中的細(xì)菌和相關(guān)離子，但是其對(duì)于部分特殊污染物，例如硫化物、揮發(fā)酚以及油脂含量過(guò)高的水體凈化效果一般，應(yīng)該加入活性炭等吸附力較強(qiáng)的物質(zhì)進(jìn)行物理吸附，增加整體處理效果。

3.3膜處理法

這種方法主要是利用小孔徑生物膜對(duì)污染物進(jìn)行攔截，將水體的凈化效果大大提升，能夠有效去除水體中絕大部分的懸浮物、膠狀物質(zhì)和細(xì)菌，處理效果較為穩(wěn)定，但處理成本較高，需要具有一定經(jīng)濟(jì)實(shí)力的污水處理廠才能夠進(jìn)行應(yīng)用。

4　結(jié)語(yǔ)

將中水回用應(yīng)用在循環(huán)冷卻水系統(tǒng)當(dāng)中能夠有效解決我國(guó)的水資源短缺問(wèn)題，但相關(guān)技術(shù)還需要進(jìn)一步發(fā)展和不斷創(chuàng)新。

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2015-4-8