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【摘 要】：随着我国水资源的日益紧缺，对于如何开发与利用水资源越来越受到了人们的关注，这就要求了我们不仅要开源而且还要节流，推广工业用水的重复利用、发展积极有效的节水技术具有深远的意义，本文就水处理系统节水的措施作了简要的阐述与分析。
【关键词】；水处理；节水；措施；水资源
中图分类号：P641.8 文献标识码：A 文章编号：
引言
随着我国经济的快速发展与城市化的加快，水资源的需求量也在大幅度的增长，对于大量的水处理设备及设施，大量的废水与污水甚至有些水只是受到轻微的污染直接排放出去，不仅会对环境造成污染，同时，也是对水资源的浪费，加剧了水资源的紧缺，这就要求我们要从循环冷却水系统、污水回用系统着手,分析水的重复利用及如何减少水的损耗；开发新型的节水设备，对于经过简单处理就可以回用的再生水资源，能够重用于农业、工业与市政用水，是一种节约及合理利用水资源的有效途径，现阶段，对于水资源的利用节水措施主要有两个方面：一为节流，即为对于循环水系统，提高其浓缩的倍数，减少其蒸发量；一为开源，即为回用水的深度利用。节水措施的有效实施，不但可节约能源，且有利于生态的可持续发展。
一、水处理系统用水存在的问题
在石油、化工等工业企业中,循环冷却水的用量占90％以上,其循环冷却水系统的补充水量又占整个工程项目一次用水量的60%～70%,因此，水处理系统用水节水措施有待进一步的加强。
1.凝结水回收利用率低
国内许多工厂热工系统新鲜水单耗高的一个主要原因是蒸汽凝结水的回收率普遍偏低,其蒸汽凝结水回收率低的主要原因有:（1）采暖、伴热及加热等蒸汽系统的疏水器漏汽率高,致使这部分的蒸汽的凝结水回收率相对比较低,主要表现为:疏水器安装不完备、选型不当、产品质量低、维修不及时。（2）凝结水除杂质技术落后,许多工厂没有设置深度的水处理设施,大量的凝结水排人污水系统。（3）蒸汽凝结水含油,不能直接作为锅炉补充水。
排污、取样冷却系统设计不合理
锅炉和蒸汽发生器的定期排污水和经扩容后的连续排污水,通常与新鲜水混合后直接排人污水系统,目前对这部分水还没有加以回收利用；许多工厂锅炉和蒸汽发生器的取样冷却系统都采用新鲜水冷却,冷却水直接排人污水系统,只是近年来才改用循环水作为冷却水。
二、水处理系统的节水措施
工厂机械设备运行中需要消耗掉大量的水,节约用水不仅是降低生产成本的措施之一, 也有着保护水资源的重要意义。特别是水资源缺乏地区, 水往往制约企业项目的发展规模,因此节水措施是设计中研究的重要方面。
当然水措施首先要考虑提高循环冷却水的浓缩倍数,减少排污损失和补充新水量,但仅局限于这一方面是不够的。节水的核心措施是使给水系统成为循序给水系统, 即按照各车间对水质的要求,将水重复利用。水源水先到某些车间,使用后或直接送到其它车间,或经冷却沉淀等适当处理后, 再到其它车间使用,然后排出。也就是充分重复利用水资源,加大循环水量占总运行水量的比例, 最终达到减少总给水量与总排水量的目的。循序给水可分成三部分: 一是仅有温升的生产废水的直接使用;二是有温升又有轻度污染的生产废水的处理后再使用;三是化水站酸碱废水的循序使用。下面就这几方面介绍一下具体措施。
1.化学水处理系统的节水措施
对于化学水处理系统的节水，如热电厂化学水的用水量也较多的,其自用水量约占10%左右, 这不但增加新水用水量而且排水均是酸碱废水, 给排水处理带来新问题。因此降低化学水站自用水率也是节水重要方面。降低自用水率除了考虑准确计量再生过程流量外,关键在于收集交换器正洗排水及部分置换清洗中后期排水做为下次或其它交换器再生前的反洗水。这不仅可节约用水而且更宜控制反洗, 对弱酸碱树脂甚至有初步再生效果。
2.循环冷却水系统的节水措施
循环冷却水提高浓缩倍数, 降低循环水排污率的技术措施在很多资料中都有介绍,这里不再重复。在提高浓缩倍数前提下,将循环冷却水的新水补充水尽量使用仅有温升的生产废水是有效的节水措施,如锅炉取样冷却器排水就是仅有温升的生产废水。当工厂便于收集的这类废水总量不够新水补充水量时, 需要补充的新水也应作为冷油器的冷却水, 先冷却冷油器然后再补入循环水系统。
3.提高浓缩倍数,降低补水量
设循环水浓缩倍数为N、补水量为、蒸发水量,系统排污量为,则有:
=·N/(N-1) (1)
N=/(+)(2)
=k··Δt (3)
其中,为循环水量、⊿t为循环水给水、回水温差。
以某项目为例,干球温度31℃,湿球温度27℃,回水温度42℃,给水温度32℃,循环水量=27000/h。计算并绘制不同浓缩倍数对应的排污水量和补充水量的变化曲线图,见下图。
补充水量、排污量与浓缩倍数的关系曲线
由上述可知,在Qe一定的情况下,浓缩倍数N越大,则补充水量越小,系统排污量越小;但是,当N增大到5后,的降低已不明显,随之而来的结垢、腐蚀问题却很严重;因此综合考虑节水和阻垢、缓蚀的因素,浓缩倍数N不应小于3,一般控制在4～5。
污水回用循环补水及其管理措施
1.污水回用于循环水补水
目前,污水回用仍处于低水平利用阶段,主要用于绿化、地面冲洗、水力冲渣、煤场浇洒等。这些途径的杂用水用水量很小,约为100～200/d,而对于一般化工项目来说,废水总量可达到5000～10000/d。因此,如果要对废水进行充分地回用,必须提高处理水平,对污水进行深度处理,拓宽其回用途径。
污水回用的原水主要分为两类:一类是,循环水排污、脱盐水站排水、锅炉排污;另一类是,生化处理后污水。对于生化处理后的污水,为去除难生化有机物,需先提高其可生化性后再进行生物处理(如采用曝气生物滤池)进一步去除残余的COD,之后再经过过滤器去除水中的悬浮物和胶体;最后再进入超滤、反渗透系统进一步脱盐。高含盐废水中除了含盐量高外,由于这股废水主要来自循环水排污和脱盐水站的排污,水中的浊度较高,不能直接进入膜系统脱盐。因此废水先依次进入混凝、沉淀池和过滤器去除水中的浊度,之后再进入超滤、反渗透系统进一步脱盐。
由于各工程的污水回用的原水水质存在差异,应结合具体情况具体分析,确定最佳的水处理方案。经上述工艺处理完的回用水,可用于循环水的补水。这样,回用水的使用率则大幅提高。
2.加强污水回用法制体系建设
政府除了培育回用水的回用市场，創造良好的法律环境外，还应该能够提供展示中回用水技术交流的平台，加强污水处理回用技术的研究，尤其是加大水处理技术标准、技术法规编制的投入，建设环保的经济特区，将各种中水处理技术融入到其中，发挥示范的作用，是推动中水技术发展的有效途径。
3.建立健全污水回用运行机制
在再生水推广使用的初步阶段，应确定再生水基本运行的单价成本，建立比较稳定规范的政府投资渠道，保证再生水利用设施建设的资金需求。并对再生水建立公司给予一定的运行补贴，以保证其设施的正常运行。制定分类价格，对不同用户进行差别定价。逐步由不完全成本阶段进入完全成本阶段，进一步减少政府的补贴，提高中水企业运作的能力。随着再生水水费收入增加，企业市场融资能力增强，逐步地减少政府对项目的补贴，形成良性运营的循环机制。
结语
面临水资源的危机, 加强水资源保护、实现水的可持续利用,推广工业用水的重复利用、发展积极有效的节水技术，对于我国水资源的开发与利用,缓解现阶段供水需求的矛盾具有深远的意义。
参考文献：
[1] GB50050-2007,工业循环冷却水处理设计规范[S].
[2]刘培斌.北京市再生水开发利用问题与对策[J].中国水利,2007(6).
[3]钱易. 节水优先治污为本多方开源.科学时报[J}, 2004（3).
【关键词】；水处理；节水；措施；水资源
中图分类号：P641.8 文献标识码：A 文章编号：
引言
随着我国经济的快速发展与城市化的加快，水资源的需求量也在大幅度的增长，对于大量的水处理设备及设施，大量的废水与污水甚至有些水只是受到轻微的污染直接排放出去，不仅会对环境造成污染，同时，也是对水资源的浪费，加剧了水资源的紧缺，这就要求我们要从循环冷却水系统、污水回用系统着手,分析水的重复利用及如何减少水的损耗；开发新型的节水设备，对于经过简单处理就可以回用的再生水资源，能够重用于农业、工业与市政用水，是一种节约及合理利用水资源的有效途径，现阶段，对于水资源的利用节水措施主要有两个方面：一为节流，即为对于循环水系统，提高其浓缩的倍数，减少其蒸发量；一为开源，即为回用水的深度利用。节水措施的有效实施，不但可节约能源，且有利于生态的可持续发展。
一、水处理系统用水存在的问题
在石油、化工等工业企业中,循环冷却水的用量占90％以上,其循环冷却水系统的补充水量又占整个工程项目一次用水量的60%～70%,因此，水处理系统用水节水措施有待进一步的加强。
1.凝结水回收利用率低
国内许多工厂热工系统新鲜水单耗高的一个主要原因是蒸汽凝结水的回收率普遍偏低,其蒸汽凝结水回收率低的主要原因有:（1）采暖、伴热及加热等蒸汽系统的疏水器漏汽率高,致使这部分的蒸汽的凝结水回收率相对比较低,主要表现为:疏水器安装不完备、选型不当、产品质量低、维修不及时。（2）凝结水除杂质技术落后,许多工厂没有设置深度的水处理设施,大量的凝结水排人污水系统。（3）蒸汽凝结水含油,不能直接作为锅炉补充水。
排污、取样冷却系统设计不合理
锅炉和蒸汽发生器的定期排污水和经扩容后的连续排污水,通常与新鲜水混合后直接排人污水系统,目前对这部分水还没有加以回收利用；许多工厂锅炉和蒸汽发生器的取样冷却系统都采用新鲜水冷却,冷却水直接排人污水系统,只是近年来才改用循环水作为冷却水。
二、水处理系统的节水措施
工厂机械设备运行中需要消耗掉大量的水,节约用水不仅是降低生产成本的措施之一, 也有着保护水资源的重要意义。特别是水资源缺乏地区, 水往往制约企业项目的发展规模,因此节水措施是设计中研究的重要方面。
当然水措施首先要考虑提高循环冷却水的浓缩倍数,减少排污损失和补充新水量,但仅局限于这一方面是不够的。节水的核心措施是使给水系统成为循序给水系统, 即按照各车间对水质的要求,将水重复利用。水源水先到某些车间,使用后或直接送到其它车间,或经冷却沉淀等适当处理后, 再到其它车间使用,然后排出。也就是充分重复利用水资源,加大循环水量占总运行水量的比例, 最终达到减少总给水量与总排水量的目的。循序给水可分成三部分: 一是仅有温升的生产废水的直接使用;二是有温升又有轻度污染的生产废水的处理后再使用;三是化水站酸碱废水的循序使用。下面就这几方面介绍一下具体措施。
1.化学水处理系统的节水措施
对于化学水处理系统的节水，如热电厂化学水的用水量也较多的,其自用水量约占10%左右, 这不但增加新水用水量而且排水均是酸碱废水, 给排水处理带来新问题。因此降低化学水站自用水率也是节水重要方面。降低自用水率除了考虑准确计量再生过程流量外,关键在于收集交换器正洗排水及部分置换清洗中后期排水做为下次或其它交换器再生前的反洗水。这不仅可节约用水而且更宜控制反洗, 对弱酸碱树脂甚至有初步再生效果。
2.循环冷却水系统的节水措施
循环冷却水提高浓缩倍数, 降低循环水排污率的技术措施在很多资料中都有介绍,这里不再重复。在提高浓缩倍数前提下,将循环冷却水的新水补充水尽量使用仅有温升的生产废水是有效的节水措施,如锅炉取样冷却器排水就是仅有温升的生产废水。当工厂便于收集的这类废水总量不够新水补充水量时, 需要补充的新水也应作为冷油器的冷却水, 先冷却冷油器然后再补入循环水系统。
3.提高浓缩倍数,降低补水量
设循环水浓缩倍数为N、补水量为、蒸发水量,系统排污量为,则有:
=·N/(N-1) (1)
N=/(+)(2)
=k··Δt (3)
其中,为循环水量、⊿t为循环水给水、回水温差。
以某项目为例,干球温度31℃,湿球温度27℃,回水温度42℃,给水温度32℃,循环水量=27000/h。计算并绘制不同浓缩倍数对应的排污水量和补充水量的变化曲线图,见下图。
补充水量、排污量与浓缩倍数的关系曲线
由上述可知,在Qe一定的情况下,浓缩倍数N越大,则补充水量越小,系统排污量越小;但是,当N增大到5后,的降低已不明显,随之而来的结垢、腐蚀问题却很严重;因此综合考虑节水和阻垢、缓蚀的因素,浓缩倍数N不应小于3,一般控制在4～5。
污水回用循环补水及其管理措施
1.污水回用于循环水补水
目前,污水回用仍处于低水平利用阶段,主要用于绿化、地面冲洗、水力冲渣、煤场浇洒等。这些途径的杂用水用水量很小,约为100～200/d,而对于一般化工项目来说,废水总量可达到5000～10000/d。因此,如果要对废水进行充分地回用,必须提高处理水平,对污水进行深度处理,拓宽其回用途径。
污水回用的原水主要分为两类:一类是,循环水排污、脱盐水站排水、锅炉排污;另一类是,生化处理后污水。对于生化处理后的污水,为去除难生化有机物,需先提高其可生化性后再进行生物处理(如采用曝气生物滤池)进一步去除残余的COD,之后再经过过滤器去除水中的悬浮物和胶体;最后再进入超滤、反渗透系统进一步脱盐。高含盐废水中除了含盐量高外,由于这股废水主要来自循环水排污和脱盐水站的排污,水中的浊度较高,不能直接进入膜系统脱盐。因此废水先依次进入混凝、沉淀池和过滤器去除水中的浊度,之后再进入超滤、反渗透系统进一步脱盐。
由于各工程的污水回用的原水水质存在差异,应结合具体情况具体分析,确定最佳的水处理方案。经上述工艺处理完的回用水,可用于循环水的补水。这样,回用水的使用率则大幅提高。
2.加强污水回用法制体系建设
政府除了培育回用水的回用市场，創造良好的法律环境外，还应该能够提供展示中回用水技术交流的平台，加强污水处理回用技术的研究，尤其是加大水处理技术标准、技术法规编制的投入，建设环保的经济特区，将各种中水处理技术融入到其中，发挥示范的作用，是推动中水技术发展的有效途径。
3.建立健全污水回用运行机制
在再生水推广使用的初步阶段，应确定再生水基本运行的单价成本，建立比较稳定规范的政府投资渠道，保证再生水利用设施建设的资金需求。并对再生水建立公司给予一定的运行补贴，以保证其设施的正常运行。制定分类价格，对不同用户进行差别定价。逐步由不完全成本阶段进入完全成本阶段，进一步减少政府的补贴，提高中水企业运作的能力。随着再生水水费收入增加，企业市场融资能力增强，逐步地减少政府对项目的补贴，形成良性运营的循环机制。
结语
面临水资源的危机, 加强水资源保护、实现水的可持续利用,推广工业用水的重复利用、发展积极有效的节水技术，对于我国水资源的开发与利用,缓解现阶段供水需求的矛盾具有深远的意义。
参考文献：
[1] GB50050-2007,工业循环冷却水处理设计规范[S].
[2]刘培斌.北京市再生水开发利用问题与对策[J].中国水利,2007(6).
[3]钱易. 节水优先治污为本多方开源.科学时报[J}, 2004（3).