開式冷卻水塔排污水再利用可行性分析

趙杰瑛

摘 要：該論文介紹了開式冷卻循環(huán)水塔在運(yùn)行過程中，為了確保循環(huán)水質(zhì)量要求需要定期排放循環(huán)水，根據(jù)最新的排污標(biāo)準(zhǔn)《石油化學(xué)工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（GB31571-2015）》，規(guī)定企業(yè)冷卻水塔排污水必須按照石油煉制工業(yè)廢水進(jìn)行處理，對(duì)運(yùn)行企業(yè)從環(huán)保和經(jīng)濟(jì)性都帶來了壓力。該論文以東方終端開式冷卻水塔為例進(jìn)行了分析說明，并提出了通過適當(dāng)措施后將排污水進(jìn)行綠化的可行性，對(duì)所有循環(huán)水塔用戶都有借鑒和參考作用。

關(guān)鍵詞：循環(huán)水；排污；化學(xué)藥劑；綠化

中圖分類號(hào)：TM621 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2017）23-0110-02

1 概述

東方終端共有三套相同的循環(huán)水處理系統(tǒng)。全部采用的是間冷開式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)，共有9座循環(huán)水冷卻塔。表1統(tǒng)計(jì)2014年和2015年的循環(huán)水排污量。從表中可以看到，開式冷卻循環(huán)水塔的排污水水量占補(bǔ)充水比重大，合理利用排污水對(duì)企業(yè)很關(guān)鍵。

開式冷卻循環(huán)水塔排污的目是保證循環(huán)水質(zhì)量的關(guān)鍵，循環(huán)水排污的目的主要包括以下三個(gè)方面：

（1）循環(huán)冷卻水通過冷卻塔時(shí)水份不斷被濃縮，隨著蒸發(fā)過程的進(jìn)行，循環(huán)冷卻水中的溶解鹽類不斷被濃縮，含鹽量不斷增加，會(huì)引起結(jié)垢和腐蝕，特別是氯離子含量增高對(duì)不銹鋼的換熱器、管線有腐蝕作用，因此必須不斷地排掉一部分循環(huán)水，補(bǔ)充新鮮水，保持一定的鹽度。

（2）在冷卻塔中，水與空氣直接進(jìn)行接觸交換，水通過冷卻塔時(shí)把空氣中的大量灰塵洗滌到水中，增加了循環(huán)水的濁度，有的成為污泥沉積在設(shè)備、管道、水池底部。故必須排掉一部份水，才能防止大量的污泥沉積。

（3）冷卻水在運(yùn)行中，不斷加入化學(xué)藥劑、工藝介質(zhì)的意外泄漏、水中污染物、雜質(zhì)不斷的增加影響水質(zhì)，故也須排掉部分循環(huán)水，補(bǔ)充新鮮水，保證污物雜質(zhì)在允許的指標(biāo)范圍內(nèi)。

2 開式冷卻水塔排污水存在問題

2.1 開式冷卻排水塔排污水排放標(biāo)準(zhǔn)的變化

（1）在國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《GB 50050-2007工業(yè)循環(huán)冷卻水處理設(shè)計(jì)規(guī)范》中對(duì)于間冷開式循環(huán)冷卻水水質(zhì)的指標(biāo)進(jìn)行了要求，間冷開式系統(tǒng)循環(huán)冷卻水水質(zhì)指標(biāo)應(yīng)根據(jù)補(bǔ)充水水質(zhì)及換熱設(shè)備的結(jié)構(gòu)型式、材質(zhì)、工況條件、污垢熱阻值、腐蝕速率并結(jié)合水處理藥劑配方等因素綜合確定。

東方終端循環(huán)水系統(tǒng)的管線和換熱器的材質(zhì)主要為不銹鋼，由于循環(huán)水中的氯離子對(duì)于不銹鋼管線和設(shè)備具有較強(qiáng)的腐蝕作用，東方終端一直將氯離子的濃度作為循環(huán)水排污的重要指標(biāo)，綜合循環(huán)水原水中的氯離子含量以及其他指標(biāo)的情況，根據(jù)廠家建議終端循環(huán)冷卻水的排污指標(biāo)為氯離子含量為100ppm左右（根據(jù)循環(huán)水國(guó)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)是小于700ppm）。

東方終端循環(huán)系統(tǒng)原設(shè)計(jì)采用的污水排放標(biāo)準(zhǔn)為《GB8978-1996綜合污水排放標(biāo)準(zhǔn)》，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定循環(huán)水和鍋爐排污水作為清凈可以進(jìn)入雨水系統(tǒng)進(jìn)行排放。

（2）根據(jù)最新的排污標(biāo)準(zhǔn)《石油化學(xué)工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（GB31571-2015）》，取消了清凈下水的概念，并將循環(huán)冷卻水的排污水直接定義為石油煉制工業(yè)廢水。并對(duì)工業(yè)廢水中的污染物排放標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了規(guī)定，并強(qiáng)制要求現(xiàn)有企業(yè)于2017年7月1日起按照新的標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。

根據(jù)排污標(biāo)準(zhǔn)的變化，對(duì)污染物限制的項(xiàng)目增加了，涉及到的污染物除常規(guī)外，增加了磷等含量的限制。

2.2 開式冷卻水塔循環(huán)水污染物來源

正常情況下開式冷卻水塔循環(huán)水來源為自來水環(huán)網(wǎng)或者按照自來水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行補(bǔ)水，其水源是滿足直接排放標(biāo)準(zhǔn)的，開式冷卻水塔循環(huán)水污染物來源主要是運(yùn)行過程中加入的化學(xué)藥劑。

東方終端循環(huán)水在運(yùn)行過程中一共添加有兩種化學(xué)藥劑：（1）V-422阻垢緩蝕劑，主要作用是抑制循環(huán)水對(duì)管線的腐蝕。主要成分為膦羧酸、磺酸多元共聚物。該化學(xué)藥劑含磷，磷的作用主要是起緩蝕作用。（2）V-429殺菌滅藻劑，主要作用抑制微生物在水中的生長(zhǎng)。主要成分為復(fù)合異塞唑啉酮水溶液。通過于循環(huán)水化學(xué)藥劑廠家進(jìn)行溝通，添加的化學(xué)藥劑中會(huì)帶入兩種化學(xué)元素：磷、鋅。其中排污水中總磷的含量約為2-3mg/l，超過限制小于1.0mg/g。則按照直接排放標(biāo)準(zhǔn)，磷元素超標(biāo)，是不能滿足排放標(biāo)準(zhǔn)的。

因此目前東方終端循環(huán)水中的污染物基本為兩種，磷和氯離子兩種，磷是通過添加的化學(xué)藥劑進(jìn)入系統(tǒng)的，氯離子是自來水消毒添加的，由于蒸發(fā)等原因?qū)е侣入x子含量較高。

3 開式冷卻水塔排污水綠化分析

3.1 綠化用水標(biāo)準(zhǔn)

綠化用水的相關(guān)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)主要包括有《GB 25499-2010城市污水再生利用—綠地灌溉水質(zhì)》、《GBT 18920-2002城市污水再生利用 城市雜用水水質(zhì)》，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)使用法則，如果用于綠化，則需要滿足這兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)中最嚴(yán)格的要求。

（1）《GB 25499-2010城市污水再生利用—綠地灌溉水質(zhì)》，對(duì)綠地灌溉用水的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了包括重金屬離子濃度在內(nèi)的多項(xiàng)控制項(xiàng)目，對(duì)于終端的循環(huán)冷卻水排污水中需要關(guān)注的內(nèi)容包括：溶解性總固體物、氯化物、鋅、鐵等。

（2）《GBT 18920-2002城市污水再生利用 城市雜用水水質(zhì)》，該標(biāo)準(zhǔn)中關(guān)于適用范圍的描述如下“本標(biāo)準(zhǔn)適用于廁所便器沖洗、道路清掃、消防、城市綠化、車輛沖洗、建筑施工雜用水?！逼渲袑?duì)于城市綠化雜用水的解釋為“除特種樹木及特種花卉以外的公園、道邊樹及道路隔離綠化帶、運(yùn)動(dòng)場(chǎng)、草坪，以及相似地區(qū)的用水?！?/p>

根據(jù)東方終端循環(huán)水化驗(yàn)報(bào)告與對(duì)標(biāo)綠化用水標(biāo)準(zhǔn)，發(fā)現(xiàn)目前東方終端排污水滿足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)綠化用水。

3.2 解決措施---化學(xué)藥劑換型

循環(huán)冷卻水的排污水在《石油化學(xué)工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（GB31571-2015）》中被明確定義為工業(yè)廢水，即使根據(jù)《城市雜用水》的標(biāo)準(zhǔn)滿足綠化用水的指標(biāo)，但是依舊存在加入循環(huán)水中的化學(xué)藥劑可能會(huì)導(dǎo)致地下水污染的可能，在2016年1月由環(huán)境保護(hù)部最新發(fā)布的《HJ610-2016環(huán)境影響評(píng)價(jià)技術(shù)導(dǎo)則—地下水環(huán)境》中也明確了需要對(duì)“對(duì)地下水環(huán)境可能產(chǎn)生影響的建設(shè)項(xiàng)目的環(huán)境影響評(píng)價(jià)”。因此對(duì)于磷等超標(biāo)元素需要處理才能滿足要求。

目前循環(huán)水已知的污染物來源主要是來自于添加的阻垢緩蝕劑和殺菌滅藻劑。導(dǎo)致循環(huán)水中磷等元素超標(biāo)后期不能滿足循環(huán)水污水的排放標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)了解，目前國(guó)內(nèi)已有部分企業(yè)的循環(huán)水采用的化學(xué)藥劑為無磷的阻垢緩蝕劑，直接避免了循環(huán)冷卻水排污水磷元素超標(biāo)的問題。

目前從新國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的要求看，最好的做法就是更換化學(xué)藥劑，直接使用無磷等符合新排放標(biāo)準(zhǔn)的化學(xué)藥劑，這樣在排放標(biāo)準(zhǔn)上就達(dá)到了要求。

3.3 循環(huán)冷卻水的排污水對(duì)于草地的影響

對(duì)于循環(huán)冷卻水的排污水中已知的另一個(gè)主要污染物為氯離子，通過查閱相關(guān)資料發(fā)現(xiàn)氯是農(nóng)作物生長(zhǎng)發(fā)育不可缺少的微量元素，在一定深度范圍內(nèi)，它能促進(jìn)作物的生長(zhǎng)發(fā)育。當(dāng)然高濃度的氯離子對(duì)于植物也會(huì)產(chǎn)生有害的作用。而《城市污水再生利用—綠地灌溉水質(zhì)》和《農(nóng)田灌溉水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》中對(duì)于氯化物的要求分別為250mg/l和350mg/l，而東方終端的排污水中氯離子濃度為小于100mg/l，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于這兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)中的要求，故應(yīng)該能夠滿足要求。

3.4 定期取樣分析，防止介質(zhì)泄漏導(dǎo)致排污水污染的問題

循環(huán)排污水綠化為了防止設(shè)備及工藝流程出現(xiàn)泄漏等意外事件造成排污水污染，從而導(dǎo)致在綠化過程中污染土壤及地下水，需要建立合理的流程及管理制度，一方面所有的循環(huán)排污水都要有流程去事故池，一旦出現(xiàn)介質(zhì)泄漏可以隨時(shí)切換到事故池進(jìn)行處理，不能進(jìn)入綠化流程污染土壤及地下水；另一方面需要定期取樣分析，及時(shí)了解綠化用水所有指標(biāo)是否符合綠化標(biāo)準(zhǔn)要求。

因此通過優(yōu)選化學(xué)藥劑以及流程優(yōu)化，可以使循環(huán)排污水滿足綠化灌溉、地下水質(zhì)量等標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的各項(xiàng)指標(biāo)。東方終端實(shí)現(xiàn)排污水的綠化，每年可以減少約5.9-8.5萬方的淡水消耗量，根據(jù)國(guó)家規(guī)定工業(yè)用水價(jià)格為3.6元/方（廣東?。?，污水處理價(jià)格1.4元/方（廣東?。?，綜合每方水價(jià)格為5.0元人民幣，如果利用排污水進(jìn)行綠化每年可以節(jié)約費(fèi)用為：29.5萬-42.5萬人民幣，經(jīng)濟(jì)效益明顯。endprint