城市工業(yè)生產(chǎn)中水回用技術(shù)研究與應(yīng)用

王志強(qiáng)

（河鋼唐鋼能源科技分公司， 河北 唐山 063000）

引言

我國是個(gè)水資源短缺和水污染形勢十分嚴(yán)峻的困家。水資源的嚴(yán)重缺乏已成為制約國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的瓶頸。鋼鐵企業(yè)作為高水耗的資源型產(chǎn)業(yè)，其耗水量已占我國工業(yè)總耗水量的的14%，是名副其實(shí)的用水大戶。中水作為城市重要的水源之一，它具有水量大、穩(wěn)定、就地可取、成本較低等特點(diǎn)，特別是隨著水資源的日益短缺和水污染的不斷加劇，從現(xiàn)實(shí)和長遠(yuǎn)來看，城市中水的廣泛使用是解決用水短缺問題和工業(yè)可持續(xù)性發(fā)展的戰(zhàn)略性對策之一，而在20世紀(jì)40年代，發(fā)達(dá)國家就已經(jīng)開始中水回用的研究[1]。某鋼廠由于發(fā)展需要，水資源緊缺的矛盾也漸漸顯現(xiàn)出來，水的問題成了企業(yè)生存與發(fā)展的焦點(diǎn)。在某鋼廠內(nèi)，外購水費(fèi)用占很大比重，年用外購水量1 004萬t，每t外購水2.16元，占用2 168萬元運(yùn)行成本，是排水公司最大的用戶[2]。

1 城市工業(yè)生產(chǎn)中水回用存在問題

某鋼廠取用中水代替陡河水面臨很多問題。首先，北郊污水與某鋼廠北區(qū)距離較遠(yuǎn)，之間橫跨多個(gè)住宅區(qū)、多次跨越城市河流、從多條城市主干路下穿過，與其他通信線路、輸電線路、供排水線路等交叉情況復(fù)雜，需要克服復(fù)雜的施工環(huán)境鋪設(shè)長距離輸送管線將中水引入某鋼廠；其次，由于水質(zhì)的變化，某鋼廠內(nèi)各系統(tǒng)的水質(zhì)穩(wěn)定面臨巨大考驗(yàn)，必須在對中水水質(zhì)參數(shù)進(jìn)行深層研究的基礎(chǔ)上，通過對各系統(tǒng)的工藝改進(jìn)、藥劑配方的調(diào)試，使各系統(tǒng)保持穩(wěn)定運(yùn)行；再次，北郊污水廠采用泵送，流量不會(huì)大幅度變化，需要使廠區(qū)內(nèi)各系統(tǒng)的置換排水、廢水的回收、中水的用量重新達(dá)到平衡[3]。

2 城市工業(yè)生產(chǎn)中水回用解決思路

城市中水回用技術(shù)在國內(nèi)外已經(jīng)有60多年的歷史，而某鋼廠將城市中水與回收的工業(yè)廢水直接混合使用于全廠區(qū)，這種城市中水回用項(xiàng)目在國內(nèi)甚至在國外也沒有太多成功的先例可供參考學(xué)習(xí)。需要借此機(jī)會(huì)，對城市中水回用的技術(shù)深入研究，將城市中水引入某鋼廠，在保證各水系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的前提下，降低生產(chǎn)運(yùn)行成本，提高唐鋼的綜合競爭力。

3 城市工業(yè)生產(chǎn)中水回用實(shí)施方案

3.1 中水指標(biāo)跟蹤檢測，確定中水回用思路

某鋼廠與排水公司專人結(jié)合，對其近兩年的中水水質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行核對，包括水質(zhì)指標(biāo)的各項(xiàng)參數(shù)、水質(zhì)指標(biāo)的變化趨勢、水量的穩(wěn)定性。其次，某鋼廠多次到排水公司取樣，將動(dòng)力化驗(yàn)室的化驗(yàn)數(shù)據(jù)與排水公司提供的數(shù)據(jù)進(jìn)行對比，力求排水公司提供的化驗(yàn)數(shù)據(jù)能夠真實(shí)反映出中水的水質(zhì)指標(biāo)。通過嚴(yán)格核對，把近兩年所有重要指標(biāo)通過折線圖進(jìn)行表示，觀察其變化趨勢、變化周期、變化幅度，經(jīng)某鋼廠水專家組最后討論，因其水質(zhì)指標(biāo)變化幅度較小，所以確定以其提供指標(biāo)的平均值為依據(jù)，來設(shè)定某鋼廠中水回用的思路。

根據(jù)中水水質(zhì)指標(biāo)，綜合某鋼廠供水工藝，確定了中水的使用思路。中水管道從中心蓄水池北側(cè)鋪設(shè)，在1號蓄水池北側(cè)中水與廠區(qū)回收廢水混合，經(jīng)過混流作用，充分混勻后形成新的生產(chǎn)新水，通過閘板后流到2號蓄水池東側(cè)中心泵站吸水井，通過中水泵站的環(huán)狀管網(wǎng)，輸送到廠區(qū)的各用戶。形成的生產(chǎn)新水指標(biāo)變化，通過對各系統(tǒng)工藝改進(jìn)、調(diào)整化藥成分以及化藥投加方式，使各用水系統(tǒng)保持穩(wěn)定[4]。

依據(jù)圖紙，在現(xiàn)場將已知管道、線纜等大概位置做出標(biāo)記。通過人工挖探溝的方式將已知管道、線纜暴露，作為保護(hù)手段。該區(qū)段有兩處需要穿越鐵路，為了維護(hù)生產(chǎn)連續(xù)運(yùn)行，采用頂管方式進(jìn)行，總長度80 m。使用鋼筋混凝土套管，套管與原土層之間壓入砂漿，減少鐵路路基的沉降。

3.2 優(yōu)化反滲透制水工藝，提高入膜水質(zhì)量

改變藥劑的投加方式和投加量。反滲透工藝選用鋁鹽作為絮凝劑。

1）改變絮凝劑投加點(diǎn)，延長絮凝劑與水接觸時(shí)間，改善絮凝劑與水的混凝效果。絮凝藥劑在多介質(zhì)過濾器過濾作用起著至關(guān)重要的作用，絮凝藥劑的投加量、混合效果直接關(guān)系到過濾器出水的水質(zhì)效果。原藥劑投加點(diǎn)距離過濾器距離較近，藥劑與水的混合效果不能得到保證，現(xiàn)將加藥點(diǎn)設(shè)在水泵出口管道，利用水泵出口水的紊流狀態(tài)以及后續(xù)管道的彎頭作用提高絮凝劑與水的混合效果。

2）改變殺菌劑的投加點(diǎn)，從工藝源頭控制水中細(xì)菌、藻類的含量。原殺菌劑投加點(diǎn)在過濾器進(jìn)口位置，只能控制過濾器及后續(xù)工藝的細(xì)菌、藻類，現(xiàn)將殺菌劑投加點(diǎn)改設(shè)在原水箱進(jìn)水處，通過進(jìn)水彎頭的紊流作用使殺菌劑與進(jìn)水混合均勻，保證后續(xù)工藝控制細(xì)菌、藻類的同時(shí)，抑制原水箱內(nèi)細(xì)菌、藻類的繁殖，減輕反滲透預(yù)處理工藝的處理壓力。

3.3 加強(qiáng)水循環(huán)系統(tǒng)管理，降低資源水消耗

加強(qiáng)各循環(huán)水系統(tǒng)的管理，減少置換的次數(shù)、各系統(tǒng)的水流失，通過改善廢水回收系統(tǒng)的設(shè)備及回收工藝提高回收率，多收廢水的同時(shí)降低資源水的消耗。對各循環(huán)水系統(tǒng)進(jìn)行改造，通過對旁濾系統(tǒng)設(shè)備進(jìn)行完善，加強(qiáng)旁濾系統(tǒng)的過濾效果，降低循環(huán)水系統(tǒng)濁度、硬度以及各種雜質(zhì)，提高各水系統(tǒng)的循環(huán)率，減少循環(huán)水由于水質(zhì)不合格而大量置換的次數(shù)。對各循環(huán)水系統(tǒng)冷卻塔收水裝置進(jìn)行檢查，確保玻璃鋼收水器完好，減少各系統(tǒng)的風(fēng)吹水量流失。充分利用軟化水，為各循環(huán)系統(tǒng)補(bǔ)水，降低循環(huán)水中各控制指標(biāo)的水平，提高各水系統(tǒng)的循環(huán)率，降低置換頻率[5]

3.4 改善廢水回收系統(tǒng)的設(shè)備，提高回收率

1）對廠區(qū)內(nèi)直排水系統(tǒng)改造：利用大空壓機(jī)改造機(jī)會(huì)，將空壓機(jī)冷卻用水改為循環(huán)水；將鍋爐輔機(jī)用水由生產(chǎn)新水改用鼓風(fēng)機(jī)凈循環(huán)水，使循環(huán)水二次利用。

2）完善廠區(qū)廢水回收工藝，提高廢水回收量：采用的過濾設(shè)備是北方環(huán)保設(shè)備廠生產(chǎn)的自清洗過濾器，由于設(shè)備本身采用自清洗，其返洗水在180～250 T/H，被直接排放到下水管道，重新進(jìn)行回收，為更好地提高廢水回收利用率，采用了自清洗過濾器的配套的一體化固液分離裝置，將返洗水再次進(jìn)行固液分離處理。

4 結(jié)論

實(shí)施中水供應(yīng)以來，大幅降低了工業(yè)用水成本，為城市用水資源減少了壓力，也為企業(yè)營造了相當(dāng)可觀的利潤。