□邢晨曦

再生水資源化利用是節(jié)水的重要途徑之一，既能緩解水資源短缺，又能減少環(huán)境污染，從而改善生態(tài)環(huán)境，實現(xiàn)水生態(tài)良性循環(huán)，同時推動社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展，具有可觀的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。再生水水源不同處理方法不同，得到的再生水水質(zhì)也不同，在再生水利用過程中會接觸到鋼筋混凝土或者金屬器件等，因此對再生中可能對設(shè)備產(chǎn)生腐蝕的因子進(jìn)行監(jiān)測分析就格外重要。再生水利用前期需對水質(zhì)進(jìn)行定期監(jiān)測，對再生水中腐蝕性因子濃度及變化規(guī)律進(jìn)行分析研究，才能有針對性的進(jìn)行二次深度處理。

1.再生水概述

1.1 再生水概念與應(yīng)用領(lǐng)域

再生水又稱（中水），指廢水或雨水經(jīng)適當(dāng)處理后，達(dá)到一定的水質(zhì)指標(biāo)，滿足某種使用要求，可以進(jìn)行有益使用的水。再生水來源很多，如日常生活中洗浴、洗衣、廚房等生活廢水，以及城市污水廠二級處理出水等。

再生水應(yīng)用領(lǐng)域：可以用于農(nóng)田灌溉、園林綠化、工業(yè)生產(chǎn)、景觀環(huán)境、及市政雜用等方面。

1.2 再生水利用現(xiàn)狀

河北省是嚴(yán)重缺水型省份，強(qiáng)化節(jié)水是我省應(yīng)對水資源嚴(yán)重匱乏的重要舉措之一。2021年我省城市再生水利用率達(dá)到34%以上，為了進(jìn)一步加強(qiáng)城鎮(zhèn)污水處理提質(zhì)增效，提升再生水利用水平，住房城鄉(xiāng)建設(shè)部等部委出臺了《城鎮(zhèn)污水處理提質(zhì)增效三年行動方案（2019—2021年）》，為了落實方案重點(diǎn)任務(wù)，我省要求進(jìn)一步加強(qiáng)再生水利用的設(shè)施建設(shè)，鼓勵再生水優(yōu)先利用的方面包括河道的生態(tài)補(bǔ)水，工業(yè)生產(chǎn)中冷卻水、沖灰水，城市景觀用水以及建筑、城市雜用等，同時有些城市可再生水資源的利用率相對較低，應(yīng)繼續(xù)加大再生水利用工作力度，提升再生水利用水平。

1.3 再生水處理方法

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，再生水的處理方法也有許多，依據(jù)再生水利用的處理技術(shù)，按照其機(jī)理不同，可大致分為生物化學(xué)處理法、物理化學(xué)法處理法和物理處理法等。

生物化學(xué)處理法：簡稱生化法，是利用存在于自然界中的各種微生物和細(xì)菌，通過其分解轉(zhuǎn)化能力，將有機(jī)物變?yōu)闊o害物質(zhì)，從而凈化廢水。此方法適用于有機(jī)物含量較高的廢水。

物理化學(xué)處理法：基本方式是兩種技術(shù)的結(jié)合，分別是混凝沉淀（氣?。┘夹g(shù)、活性炭吸附技術(shù)。相比傳統(tǒng)的二級處理水質(zhì)有所改善，但運(yùn)行成本較高。

物理處理法：主要指膜處理法（超濾膜、反滲透膜），優(yōu)點(diǎn)是對懸浮物（SS）有很高的去除率。適用于水質(zhì)變化大的情況。

除此之外對再生水的利用用途不同，對其水質(zhì)要求也不同，必要時對其進(jìn)行深度處理。

1.4 再生水利用水質(zhì)

根據(jù)再生水利用的用途不同，對水質(zhì)的要求也不同。如再生水利用于工業(yè)用水，其主要考慮因素為不引起設(shè)備腐蝕、管道腐蝕等，對設(shè)備維護(hù)和管理不造成困難，同時不影響設(shè)備結(jié)構(gòu)，其主要衡量指標(biāo)有pH值、硬度、溶解性總固體、鈣、鎂、氯化物、硫酸鹽等，主要參考標(biāo)準(zhǔn)為《再生水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》SL368-2006

2.再生水中的腐蝕性因子

我們所說的腐蝕性是個相對的概念，相同因子對不同物質(zhì)的腐蝕性是不同的，因此只有針對一種或幾種特定的物質(zhì)時，才可以進(jìn)行量化比較?，F(xiàn)以某工廠經(jīng)處理后的工業(yè)廢水及生活污水為監(jiān)測樣本，一年的水質(zhì)采樣監(jiān)測資料為基礎(chǔ)，參照《再生水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》SL368-2006進(jìn)行評價分析，討論再生水腐蝕性因子的影響，為再生水利用的二次深度處理提供依據(jù)。

2.1 pH值

pH值，亦稱氫離子濃度指數(shù)，用來表示溶液中氫離子的活度，通常用來衡量溶液的酸堿度。雖然腐蝕性和pH值不存在直接關(guān)系，但是高濃度的氫離子(H+)或者氫氧根離子（OH-）都有較強(qiáng)的反應(yīng)活性，從而體現(xiàn)出較強(qiáng)的腐蝕性。并且水的pH值大小也是其他化學(xué)反映的條件，因此認(rèn)為水的酸堿性是衡量再生水腐蝕性的最基礎(chǔ)指標(biāo)。樣品A的pH值監(jiān)測成果見圖1。

圖1 樣品A的pH值監(jiān)測成果

由圖1可見，此樣品全年pH值的監(jiān)測數(shù)據(jù)在7～8之間，符合《再生水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》SL368-2006。

2.2 硫酸鹽

硫酸鹽對于鋼筋混凝土也可稱為腐蝕性因子，可以破壞鋼筋混凝土的強(qiáng)度，也是不容忽視的水質(zhì)參數(shù)。對于熱電廠在低pH值再生水中硫酸鹽（SO42-）的存在，對再生水利用系統(tǒng)有很大的腐蝕性隱患，碰到高硬度補(bǔ)充水還會產(chǎn)生沉淀。樣品A的硫酸鹽監(jiān)測成果見圖2。

圖2 樣品A的硫酸鹽監(jiān)測數(shù)據(jù)

由監(jiān)測結(jié)果顯示，此再生水樣品中的硫酸鹽含量相對穩(wěn)定，集中在214mg/L～324mg/L，但硫酸鹽其腐蝕性的大小相對材料、環(huán)境而定，具體腐蝕情況仍需繼續(xù)研究。

2.3 溶解氧

溶解氧是指溶解在水中的分子氧，對于純凈未受污染的地表水來說，可以通過調(diào)查水體溶解氧大小了解水質(zhì)污染情況，溶解氧越低說明污染越嚴(yán)重。但對于設(shè)備來說，金屬在腐蝕中的主要電子接受體是溶解氧，溶解氧在金屬的氧化過程中起著非常重要的作用，也能在亞鐵（Fe2+）氧化物上或鐵銹中起到作用，因此防止設(shè)備腐蝕必須考慮溶解氧的大小。樣品A溶解氧監(jiān)測數(shù)據(jù)見表1。雖然全部監(jiān)測數(shù)值均高于0.1mg/L的標(biāo)準(zhǔn)限值，但是我們可以通過膜技術(shù)進(jìn)行二次深度處理，從而降低水中的溶解氧。

表1 樣品A溶解氧監(jiān)測數(shù)據(jù)監(jiān)測批次

2.4 氨氮

氨氮中的氮是銨離子（NH4+）里的氮以及游離氮（NH3）。高氨氮在條件適當(dāng)?shù)那闆r下，會繼續(xù)硝化反應(yīng)和反硝化反應(yīng)，當(dāng)水溫適宜、氧氣充足時，適宜發(fā)生上述反應(yīng)。因為水中的硝化細(xì)菌把氨氧化成一種還原物質(zhì)—亞硝酸鹽，亞硝酸鹽可以與氧化性物質(zhì)氯發(fā)生反應(yīng)，當(dāng)水中添加含有氯殺菌劑的情況下，亞硝酸鹽被氯完全氧化為硝酸鹽后才會出現(xiàn)余氯，因此氯的除菌效果大大降低，從而使含氯殺菌劑被大量消耗，濁度增大、水變黑、水中泥增多。隨著硝化反應(yīng)堿度會耗損，循環(huán)水中的堿度會減少，pH值變小，硝化反應(yīng)的速率降低，增加了腐蝕的風(fēng)險。因此，再生水利用時必須考慮到氨氮的大小，樣品A的氨氮監(jiān)測數(shù)據(jù)見圖3。

圖3 樣品A的氨氮監(jiān)測數(shù)據(jù)

由圖3可見，污水中的氨氮去除并不規(guī)律，從2mg/L～70mg/L。因此在對污水進(jìn)行再生利用時，特別是用于工業(yè)循環(huán)冷卻水系統(tǒng)時，對氨氮的二次處理工藝就顯得尤為重要。

2.5 鐵

再生水含鐵離子（Fe3+）時，受熱的金屬表面會有鐵垢形成。所形成的鐵垢與金屬表面存在電位差，會腐蝕金屬的局部，容易造成金屬穿孔或爆裂，所以危害性較大。樣品A的鐵監(jiān)測數(shù)據(jù)見圖4。

圖4 樣品A的鐵監(jiān)測數(shù)據(jù)

2.6 氯化物

氯離子（Cl-）是一種腐蝕介質(zhì)，其滲透性較強(qiáng)，對鋼筋混凝土尤其如此，當(dāng)鋼材表面接觸到氯離子（Cl-）時，鋼材表面的鈍化層會被快速破壞，周圍環(huán)境為強(qiáng)堿性時，氯離子（Cl-）所引起的點(diǎn)蝕仍會發(fā)生。樣品A的氯化物監(jiān)測數(shù)據(jù)見圖5。

圖5 樣品A的氯化物監(jiān)測數(shù)據(jù)

對于氯化物的腐蝕性，目前沒有標(biāo)準(zhǔn)限值，建筑行業(yè)也未曾對氯化物導(dǎo)致鋼筋混凝土的腐蝕有公認(rèn)的閾值。氯化物的腐蝕性與濕度以及設(shè)備材料有關(guān)。由圖5可見，再生水中氯化物的含量并不穩(wěn)定，因此對于再生水利用時要對氯化物進(jìn)行二次處理，從而保證儀器設(shè)備正常使用。

3.結(jié)論

再生水利用時，根據(jù)不同的利用用途以及設(shè)備的具體情況，考慮再生水中腐蝕性因子對設(shè)備的影響。通過對利用再生水的定期監(jiān)測，了解所利用再生水特點(diǎn)及規(guī)律，進(jìn)而選擇合適的二次深處理設(shè)備以及方法，能夠有效地實現(xiàn)再生水的重復(fù)利用，最終降低污染物排放總量，從而減少環(huán)境污染，促進(jìn)城市的可持續(xù)發(fā)展?！?/p>