韓 強，張久志，李 萍

(1.中海油天津化工研究設計院有限公司，天津 300131；2.邢臺國泰發(fā)電有限責任公司，河北 邢臺 054000)

我國是一個缺水國家，特別是北方地區(qū)水資源缺乏現象更為嚴重。水是國民經濟發(fā)展中的不可替代的重要資源，也是人類賴以生存和發(fā)展的重要資源[1]。目前，由于水資源不足，已使得許多工業(yè)建設項目無法安排。因此，節(jié)約有限的水資源、開發(fā)和利用新水源已是當務之急。

與水資源危機形成鮮明對照的是全國每年排污水高達3.60×1010m3，大量污水未經處理就排入江河湖泊、海域，有的城市水源遭嚴重污染，影響日常生活。和城市供水幾乎相等的城市污水，只有0.1%的污染物質，比海水3.5%少得多，其余絕大部分是可再用的清水。城市污水就近而得易于收集，再生處理成本比海水淡化低，處理技術成熟，基礎投資比遠距離引水經濟得多。因此，城市污水再利用——中水回用工程，為解決水資源不足開辟了一條新的途徑，具有廣闊的應用推廣前景。

1 現場中水回用意義

邢臺國泰發(fā)電有限責任公司從2006年投產開始一直采用國家工業(yè)水處理工程研究中心的循環(huán)冷卻水處理技術，取得了顯著的經濟效益和節(jié)水效益。為了解決邢臺市水資源的不足，同時進一步降低公司補水成本，邢臺國泰發(fā)電有限責任公司循環(huán)冷卻水系統(tǒng)補充水在2010年底逐步改為市政中水。針對其補充水水質，我們通過特定試驗設計和現場調試，摸索總結出中水回用循環(huán)水的使用條件和注意事項。通過阻垢試驗、腐蝕試驗、動態(tài)模擬試驗以及殺菌滅藻試驗，并結合循環(huán)水系統(tǒng)裝置材質、工藝控制，研制了適用的高效緩蝕阻垢劑，開發(fā)了高效微生物抑制劑。

2 現場中水補充水水質指標及特點

2009年10月從邢臺國泰發(fā)電有限責任公司現場取水，工業(yè)補充水水質指標見表1。

表1 中水水質分析Tab.1 Recycle water's analysis

表1(續(xù))Tab.1 Recycle water's analysis

根據補充水水質，利用Ryzner穩(wěn)定指數[2]對CaCO3的成垢趨勢進行水型判斷，可以判斷該水質在濃縮倍率低(<2.5倍)時,處于腐蝕狀態(tài)，但是當自然濃縮到高濃縮倍數(>2.5倍)時，處于結垢狀態(tài)。

綜上所述，需要針對邢臺國泰發(fā)電有限責任公司中水水質，并結合邢臺國泰發(fā)電有限責任公司循環(huán)水系統(tǒng)材質、工藝控制以及主體工藝自動化控制程度，研制高效的緩蝕阻垢劑、高效微生物抑制劑的化學品配方技術。

3 阻垢緩蝕劑性能動態(tài)試驗研究

通過實驗室小試試驗確定TS-318緩蝕阻垢劑在30mg/L的使用濃度下對不銹鋼凝汽器、碳鋼管道的保護效果明顯。該產品具有優(yōu)異的阻垢分散性能和極佳的性價比，繼續(xù)通過動態(tài)模擬試驗驗證效果，并確認與中水回用專用殺菌滅藻劑的配伍性。

3.1 動態(tài)模擬試驗的工藝指標

動態(tài)試驗工藝指標見表2。

3.2 試驗用水

采用邢臺國泰發(fā)電有限責任公司中水處理站快濾池出水，水質分析數據見表1。

3.3 藥劑用量

表2 動態(tài)試驗工藝指標Tab.2 The technology index of test

3.4 試驗結果

試驗結果見表3。

表3 試驗管及掛片腐蝕速率數據Tab.3 The corrosion'rate of Test tube and hang piece

3.5 試驗結論

⑴中水作為系統(tǒng)補充水，必須采用中水回用專用水處理藥劑，同時需配合殺菌滅藻、抑制粘泥藥劑的應用；

⑵緩蝕阻垢劑TS-318配套中水回用專用殺菌滅藻劑TS-821和TS-856，完全可以滿足邢臺國泰發(fā)電有限責任公司中水回用循環(huán)水系統(tǒng)并實現高濃縮倍率運行的要求，年污垢熱阻值和不銹鋼腐蝕率均能達到小于國家標準：不銹鋼管腐蝕率≤0.005mm/a；污垢熱阻值≤3.44×10-4m2·k/W，有效的控制系統(tǒng)結垢和換熱器管材的腐蝕。

4 現場運行情況

4.1 初始處理

在中水回用工作開展以前，為了防止循環(huán)水系統(tǒng)結垢，及時對系統(tǒng)進行了全面徹底的清洗預膜處理。本次處理既對凝汽器提供了良好保護，又對碳鋼管線提供了緩蝕保護，為以后系統(tǒng)的安全高效運行打下了堅實的基礎。

4.2 應用效果總結

經過各方面努力及現場的精心實施，經過六年多的運行，循環(huán)水系統(tǒng)運行穩(wěn)定，檢修期間打開凝汽器檢查，水室粘泥量少，換熱管出入口管端無蝕無垢，表面光亮潔凈。系統(tǒng)不同部位不銹鋼腐蝕監(jiān)測掛片表面狀況良好，腐蝕率遠低于國家標準相關要求。

同時，中水回用循環(huán)水系統(tǒng)自運行以來，設備運轉正常，各項操作穩(wěn)定，生產工藝指標均達到設計要求。

4.3 現場監(jiān)測數據

為進一步掌握系統(tǒng)運行狀況，我們對循環(huán)水系統(tǒng)各材質腐蝕率進行了監(jiān)測。下面摘錄部分腐蝕率數據以供參考。見表4。

表4 系統(tǒng)監(jiān)測掛片腐蝕率數據Tab.4 The monitor pieceof systems to corrosion'rate

5 經濟性核算

綜合考核，每年現場補回用水量約為455萬噸，節(jié)約城市新鮮水源數量可觀，見表5。采用中水回用循環(huán)水系統(tǒng)并實現高濃縮倍數運行相對于采用城市自來水具有極其明顯的經濟優(yōu)勢和社會價值，能夠實現經濟效益與社會效益的雙贏。

表5 經濟核算Tab.5 Economic's accounting

[1] 鄭書忠.工業(yè)水處理技術及化學品[M].北京：化學工業(yè)出版社，2010:4.

[2] 周本省.工業(yè)水處理技術[M].2版.北京:化學工業(yè)出版社，2003.