（環(huán)境工程專業(yè)論文）城市污水再生水用于工業(yè)循環(huán)及低壓鍋爐給水的可行性研究.pdf

青島理t 大學(xué)t 程碩j j 學(xué)位論文 摘要 。 我國是一個(gè)水資源貧乏的國家，人均水資源量只有世界人均占有量的四分之 一，隨著我國人口的增加，經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和城市化進(jìn)程的加快，我國水資源形勢(shì)將 更為嚴(yán)峻，以水資源緊張、水污染嚴(yán)重為特征的水危機(jī)已經(jīng)成為我國可持續(xù)發(fā)展 的重要制約因素，成為實(shí)現(xiàn)新時(shí)期經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展目標(biāo)具有基礎(chǔ)性、全局性和戰(zhàn)略 性的重大問題。城市污水處理廠二級(jí)出水的再生回用，既可減少二級(jí)出水殘余污 染物對(duì)自然水體的污染負(fù)荷，又可最大程度的節(jié)約了淡水資源，具有顯著的環(huán)境 效益、經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。 本文以海泊河污水廠再生水為水源，采用沸石直接過濾與曝氣生物沸石兩種 工藝進(jìn)行深度處理，并對(duì)其再生水用于工業(yè)循環(huán)及低壓鍋爐給水工程的可行性進(jìn) 行了研究，并進(jìn)行了中試試驗(yàn)，通過研究得出如下結(jié)論： 1 、沸石直接過濾吸附對(duì)n 地+ 一n 去除率較高，c o d 。，的去除率較小。當(dāng)沸石濾料 高度為1 2 0 0 m m 時(shí)，直徑2 0 0 r a m ，最佳水力負(fù)荷為q l = 1 2 m 3 m 2 h 時(shí)，水力停留時(shí)間 為1 o h 時(shí)，對(duì)c o d 。，的去除率為1 0 左右，n h 4 + - n 的去除率為8 0 左右，相應(yīng)的出 水c o d 。，濃度范圍在4 0 m g l 左右，n 心+ 一n 的濃度為1 0m g l 以下，達(dá)到國家規(guī)定的 再生水用作循環(huán)冷卻用水標(biāo)準(zhǔn)。 2 、曝氣生物沸石濾柱可以有效地去除c o d 。n i l + - n ，當(dāng)沸石濾料高度為1 8 m 時(shí)，最佳水力負(fù)荷為1 3 m 3 m 2 h 時(shí)，水力停留時(shí)間為1 4 h 時(shí)，對(duì)c o d 。，的平均去除 率為3 6 ，對(duì)n 也+ 一n 的平均去除率為8 3 8 ，相應(yīng)的出水c o d 。，平均濃度從5 0 m g l 降到3 0 m g l 左右，n i - l - n 的平均濃度為1 0m g l 以下，達(dá)到國家規(guī)定的工業(yè)循環(huán) 冷卻用水的水質(zhì)控制指標(biāo)。 3 、根據(jù)動(dòng)態(tài)腐蝕試驗(yàn)結(jié)果可知，采用沸石直接過濾和生物沸石過濾工藝對(duì)再 生水進(jìn)一步處理后，其出水c o d 。n 銨氮濃度大大降低，對(duì)金屬的腐蝕性均達(dá)良好 標(biāo)準(zhǔn)。再生水可用作鍋爐給水，不會(huì)對(duì)爐體和管道造成額外的、明顯的腐蝕影響。 4 、該工藝有效的去除了再生水中的有機(jī)污染物，工藝出水可直接進(jìn)入樹脂軟 化罐軟化，用于低壓熱水或低壓蒸汽鍋爐給水，樹脂軟化再生水與軟化自來水一 樣具有較好的穩(wěn)定性和效果，不會(huì)對(duì)樹脂產(chǎn)生明顯影響，這在經(jīng)濟(jì)上和技術(shù)上是 可行的，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。 5 、沸石直接過濾處理成本為0 2 l 元噸，生物沸石處理成本為0 2 0 元噸， 青島理t 大學(xué)t 程碩i ：學(xué)位論文 但沸石直接過濾的運(yùn)行方式靈活，需要時(shí)開，不需要時(shí)可停，總費(fèi)用低，生物沸 石需連續(xù)運(yùn)行，總費(fèi)用相對(duì)較高，在生產(chǎn)中，可根據(jù)實(shí)際情況選用。 關(guān)鍵詞：再生水，沸石，循環(huán)水，低壓鍋爐，氨氮 青島理t 人學(xué)t 程碩l ：學(xué)位論文 a b s t r a c t w a t e rr e s o u r c e sa l eo n l yo n e f o u r t ho ft h ew o r l di nc h i n a ，w i t hc h i n e s ep o p u l a t i o n g r o w t h ，e c o n o m i cd e v e l o p m e n ta n du r b a n i z a t i o ns p e e d su p ，w a t e rr e s o u r c e ss i t u a t i o n w i l lb em o r es e v e r e t h a tc a nn o to n l yr e d u c et h er e s i d u a lp o l l u t a n t sl o a do nt h en a t u r a l w a t e re n v i r o m e n t ，b u ta l s os a v eal o to ff r e s h w a t e rr e s o u r c e s ，b yr e u s i n gs e c o n d a r y e f f l u e n to fm u n i c i p a lw a s t e w a t e rt r e a t m e n tp l a n t i nt h i sp a p e r , t h ef e a s i b i l i t yo fr e c l a i m e dw a t e ro fq i n g d a oh a i p o h e s e w a g e t r e a t m e n tp l a n tt r e a t e db yd i r e c tf i l t r a t i o na n da e r a t i o nz e o l i t eu s i n gf o rr e c y c l e dw a t e r a n dl o w p r e s s u r eb o i l e rf e e dw a t e rw a sr e s e a r c h e d t h ec o n c l u s i o n sw e r ea sf o l l o w s ： 1 ，t h er e m o v a lr a t eo fn h 4 + 一nu s i n gz e o l i t ef i l t r a t i o na d s o r p t i o nw a sh i g h e la n d t h er e m o v a lr a t eo fc o d e rw a sl e s s w h e nt h ez e o l i t ef i l t e rh e i g h tw a s12 0 0 m m ，t h e d i a m e t e ro f2 0 0 m m ，t h eb e s th y d r a u l i cl o a d i n gw a s1 2 m 3 m z h ，t h eh y d r a u l i cr e t e n t i o n t i m ew a s1 o h ，t h er e m o v a lr a t eo fc o d c rw a sa b o u t1 0 ，t h er e m o v a lr a t eo fn h 4 + 一n w a sa b o u t8 0 ，t h ec o r r e s p o n d i n ge f f l u e n tc o d c rc o n c e n t r a t i o nw a sa b o u t4 0 m g l ， c o n c e n t r a t i o no fn i - 1 4 + - nw a su n d e r10m g l ，w h i c hc o u l dg e tt h es t a t es t a n d a r d so f r e c y c l e dw a t e ru s e df o rc o o l i n gw a t e r 2 ，c o d c ra n dn h 4 + 一nc a nb ee f f e c t i v e l yr e m o v e db ya e r a t i o nb i o z e o l i t ef i l t e r , w h e nt h eb i o z e o l i t ef i l t e rh e i g h tw a s1 s m ，t h eo p t i m a lh y d r a u l i cl o a d i n gw a s 1 3 m 3 m 2 h t h eh y d r a u l i cr e t e n t i o nt i m ew a s1 4 h ，t h er e m o v a lr a t eo fc o d b w a sa b o u t 3 6 t h er e m o v a lr a t eo fn 1 - 1 4 + nw a sa b o u t8 3 8 ，t h ec o r r e s p o n d i n ge f f l u e n tc o d c r c o n c e n t r a t i o nw a sa b o u t3 0 m g l ，c o n c e n t r a t i o no fn i - 1 4 + nw a su n d e r10m g l ，w h i c h c o u l dg e tt h es t a t es t a n d a r d so fr e c y c l e dw a t e ru s e df o rc o o l i n gw a t e r 3 ，a c c o r d i n gt od y n a m i cc o r r o s i o nt e s t ，t h eu s eo fz e o l i t ez e o l i t ed i r e c tf i l t r a t i o n a n db i o f i l t r a t i o np r o c e s so nt h ef u r t h e rp r o c e s s i n go fr e c y c l e dw a t e rw a sf e a s i b l e ，t h e c o r r o s i o no fm e t a l sw a sa tag o o ds t a n d a r d r e c l a i m e dw a t e rc a l lb eu s e da sb o i l e rf e ：e d w a t e r , a n dw i l ln o tr e s u l ti na d d i t i o n a l ，s i g n i f i c a n tc o r r o s i o ne f f e c t so nb o i l e r 4 ，t h er e c l a i m e dw a t e rc o u l db es o f t e n e dd i r e c t l yb yt h er e s i n ，a n dt h a th a dn o t s i g n i f i c a n te f f e c t so nt h er e s i n ，t h em e t h o do fr e u s i n gw a t e rf o rc y c l i n gw a t e ra n d b o i l e r w a t e rh a ss i g n i f i c a n te c o n o m i ca n de n v i r o n m e n t a lb e n e f i t s 5 ，t h ec o s t so fz e o l i t ed i r e c tf i l t r a t i o nt r e a t m e n tw e r ea b o u t 0 21y u a n t o n ， b i o z e o l i t ew a sa b o u t0 2 0y u a n t o n t h em e t h o do fz e o l i t ef i l t e rw a saf l e x i b l e i i i 青島理t 人學(xué)丁程碩1 ：學(xué)位論文 o p e r a t i o nm o d e ，a n dt h et o t a lc o s t sw e r el o w b i o z e o l i t ef i l t r a t i o nn e e d e dc o n t i n u o u s o p e r a t i o n ，t h et o t a lc o s ti sr e l a t i v e l yh i g h k e yw o r d s ：r e c l a i m e dw a t e r ；z e o l i t e ；r e c y c l e dw a t e r ；l o w - p r e s s e rb o i l e r ；a m m o n i a n i t r o g e n i v 青島理工人學(xué)t 程碩 ：學(xué)位論文 1 1 水資源 1 1 1 水資源的含義 第一章緒論 水是地球上最豐富的一種化合物。全球約有四分之三的面積覆蓋著水，地球 上的水總體積約有1 3 億8 6 0 0 萬立方千米，其中9 6 5 分布在海洋，淡水只有3 5 0 0 m 3 左右。若扣除無法取用的冰川和高山頂上的冰冠，以及分布在鹽堿湖和內(nèi)海的水 量，陸地上談水湖和河流的水量不到地球總水量的1 。 廣義的水資源，指地球上水的總體。水以固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)形式，存在于地 球表面和地球巖石圈、大氣圈、生物圈之中。地球水的總儲(chǔ)量約1 3 9 億k m 3 ，其中， 海洋水占9 6 5 ；淡水儲(chǔ)量僅為總儲(chǔ)量的2 5 3 ，約0 3 5 億k m 3 。淡水儲(chǔ)量中絕大 部分為冰蓋、冰川和深層地下水，與人類關(guān)系密切的河川槽儲(chǔ)水量約0 2 1 2 萬k m 3 ， 為淡水儲(chǔ)量的0 0 0 6 。實(shí)際上，水具有三態(tài)轉(zhuǎn)化的獨(dú)特性質(zhì)，在太陽能驅(qū)使和日 地運(yùn)行規(guī)律的支配下地球上的水無時(shí)不處于變化運(yùn)動(dòng)之中，存在著復(fù)雜的、大體 上以年為周期的水循環(huán)。水循環(huán)中最活躍的要素為：大氣降水、蒸( 散) 發(fā)、入 滲和河川徑流等，它們的年動(dòng)態(tài)水量也比靜儲(chǔ)量大得多。例如，全球年降水量約 為大氣水儲(chǔ)量的4 6 倍，即大氣水的更新恢復(fù)周期約為8 日；全球年河川徑流量約 為河川槽儲(chǔ)水量的2 3 倍。即河川槽儲(chǔ)水量的更新枯燥復(fù)周期約為1 6 日。水循環(huán) 中相對(duì)不活躍的要素為：海洋水、冰蓋和深層地下水等，年動(dòng)態(tài)水量只占其巨大靜 儲(chǔ)量的極小部分，也就是說，一經(jīng)動(dòng)用或污染即難以恢復(fù)。因此，從人類可利用 的水資源看，水資源應(yīng)該是指可恢復(fù)和更新動(dòng)態(tài)淡水量。這就引出狹義的水資源 涵義。 狹義的水資源義為：水資源人類生存和發(fā)展的不可替代的自然資源，又是環(huán) 境的基本要素。水資源是人類可以利用的、逐年可以替代的自然資源，又是人類可 以利用的、逐年可以得到恢復(fù)和更新的淡水量，大氣降水是它的補(bǔ)給來源。 水資源的“不可替代 性是由水的物質(zhì)特性所決定的。水的汽化熱和熱容量 是所有物質(zhì)中最高的；水的熱傳導(dǎo)能力在所有液體( 除水銀外) 中是最高的；水的 表面張力在所有液體中是最大的：水的汽化膨脹系數(shù)大；水具有不可壓縮性：水 青島理丁人學(xué)t 程碩 ：學(xué)位論文 是最好的溶劑；水本身是植物光合作用的基本材料；水有特強(qiáng)滲透性：人類及一 切生物所需的養(yǎng)分全靠水溶、輸移；生物體中大部分為水，脫水即意味著死亡；4 的水密度最大，這樣水生物才得以越冬生存：可以說水是生命之源。水是循環(huán)冷 卻、供熱、蓄熱、傳遞壓力的最好的介質(zhì)；由于水的巨大的汽化膨脹性才有蒸汽 機(jī)、汽輪機(jī)。水是國民經(jīng)濟(jì)各部門中用途廣泛、不可替代的重要生產(chǎn)要素，水資源 的狀況制約著工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展和布局。這些充分說明了水對(duì)人類生存和發(fā)展的 “不可替代 性。 水環(huán)境是生態(tài)環(huán)境的重要方面。水是最好的溶劑，它最易被污染，但同時(shí)又是 最好的清污劑；水支承地殼，水的格局影響了全球的海陸分布、氣候變化；水的 沖蝕、搬運(yùn)、淤積作用改變著地形、地貌。所以說，水又是環(huán)境的基本要素。 水資源是“人類可以利用的”水，是指：水質(zhì)應(yīng)符合人類利用的要求。所以， 水資源指的是符合人類不同用途相應(yīng)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的淡水量。在現(xiàn)代技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件 下，通過工程措施、或凈化處理可能利用的水才算水資源；深層地下水、凈化代 價(jià)過高的海水，一般均不作為水資源。 水資源涵義中的“逐年可以得到恢復(fù)和更新的”，是說水資源可通過水循環(huán)得 到恢復(fù)和更新，是再生性資源。水循環(huán)受日地運(yùn)行規(guī)律所制約，具有季節(jié)交替和 大體以年為周期的特點(diǎn)。所以特別加上“逐年 二字，故水資源量通常指年水資源 量。 水資源涵義強(qiáng)調(diào)“大氣降水是它的補(bǔ)充來源”，是說明一個(gè)區(qū)域( 或流域) 的水 資源，是該區(qū)域邊界內(nèi)、當(dāng)?shù)卮髿饨邓a(bǔ)給下的產(chǎn)物。本區(qū)域當(dāng)?shù)卮髿饨邓a(bǔ)給 的地表、地下產(chǎn)水量( 動(dòng)態(tài)水量) ，才是本區(qū)域的當(dāng)?shù)厮Y源量或區(qū)域水資源量。流 經(jīng)本區(qū)域、非本區(qū)域大氣降水補(bǔ)給的地表、地下水量，稱作過境水資源量或入境水 資源量。當(dāng)?shù)厮Y源量和過境( 入境) 水資源量都是本區(qū)域可以開發(fā)利用的水資源 量。 1 1 2 水污染及其危害 水體是指地面水( 河流、湖泊、沼澤、水庫) 、地下水和海洋的總稱。在環(huán) 境科學(xué)領(lǐng)域，水體不僅僅就是水，它還包括水中的溶解物、懸浮物、水生生物和 2 青島理丁大學(xué)- t 程碩i j 學(xué)位論文 底泥，被當(dāng)作一個(gè)完整的生態(tài)系統(tǒng)看待。所謂水體污染就是指進(jìn)入水體的污染物 造成該水體中某些物質(zhì)( 特別是對(duì)生物有毒性的或造成水體水質(zhì)惡化的物質(zhì)) 超 過了水體的本底值或水體的自凈能力，從而使得該水體部分或全部失去它的功能 或用途。在環(huán)境污染的研究中，區(qū)分“水 和“水體”兩個(gè)概念十分重要。例如， 重金屬污染物易于從水中轉(zhuǎn)移到底泥里，水中的重金屬含量一般都不高，若著眼 于水，似乎水污染并不嚴(yán)重，但是從整個(gè)水體看，污染就可能很嚴(yán)重?？梢?，水 體污染不僅僅是水污染，還包括底泥污染和水生生物污染。 從衛(wèi)生學(xué)上劃分，通常把水污染分為四類，即生理性污染、物理性污染、化 學(xué)性污染和生物性污染。它們衡量指標(biāo)分別為：。 ( 1 ) 生理性污染，是指污水排入水體后，引起感官性狀惡化，所以也叫感官 性污染。衡量指標(biāo)主要有嗅、味、外觀、透明度等。 ( 2 ) 物理性污染，是指污水排入水體后，改變水體的物理特性，使渾濁度增 高，懸浮物增加，出現(xiàn)顏色，水面漂浮泡沫、油膜等。衡量指標(biāo)主要有渾濁度、 色度、懸浮物等。 ( 3 ) 化學(xué)性污染，是指污水排入水體后，改變了水體化學(xué)性質(zhì)。如許多有機(jī) 物質(zhì)在水體中分解時(shí)要消耗大量溶解氧：酸堿污水使水體p h 值發(fā)生變化；鈣、鎂 鹽等物質(zhì)使水硬度提高；某些有毒物質(zhì)超過一定量時(shí)，使水體變成“毒水 等。 衡量指標(biāo)主要有p h 值、硬度、化學(xué)需氧量、生化需氧量、溶解氧化及汞、鎘、砷、 氰、鉻等有毒物質(zhì)含量 ( 4 ) 生物性污染，是指病原微生物排入水體后，可直接或間接地傳染各種疾 病。衡量指標(biāo)主要有細(xì)菌總數(shù)、大腸菌群等。 水體污染影響工業(yè)生產(chǎn)、增大設(shè)備腐蝕、影響產(chǎn)品質(zhì)量，甚至使生產(chǎn)不能進(jìn) 行下去。水的污染，又影響人民生活，破壞生態(tài)，直接危害人的健康，損害很大。 ( 1 ) 危害人的健康水污染后，通過飲水或食物鏈，污染物進(jìn)入人體，使人急 性或慢性中毒。砷、鉻、銨類、苯并( a ) 芘等，還可誘發(fā)癌癥。被寄生蟲、病毒或 其它致病菌污染的水，會(huì)引起多種傳染病和寄生蟲病。重金屬污染的水，對(duì)人的 健康均有危害。被鎘污染的水、食物，人飲食后，會(huì)造成。腎、骨骼病變，攝入硫 酸鎘2 0 毫克，就會(huì)造成死亡。鉛造成的中毒，引起貧血，神經(jīng)錯(cuò)亂。六價(jià)鉻有很 大毒性，引起皮膚潰瘍，還有致癌作用。飲用含砷的水，會(huì)發(fā)生急性或慢性中毒。 砷使許多酶受到抑制或失去活性，造成機(jī)體代謝障礙，皮膚角質(zhì)化，引發(fā)皮膚癌。 3 青島理丁大學(xué)1 = 程碩 j 學(xué)位論文 有機(jī)磷農(nóng)藥會(huì)造成神經(jīng)中毒，有機(jī)氯農(nóng)藥會(huì)在脂肪中蓄積，對(duì)人和動(dòng)物的內(nèi)分泌、 免疫功能、生殖機(jī)能均造成危害。稠環(huán)芳烴多數(shù)具有致癌作用。氰化物也是劇毒 物質(zhì)，進(jìn)入血液后，與細(xì)胞的色素氧化酶結(jié)合，使呼吸中斷，造成呼吸衰竭窒息 死亡。我們知道，世界上8 0 的疾病與水有關(guān)。傷寒、霍亂、胃腸炎、痢疾、傳染 性肝類是人類五大疾病，均由水的不潔引起。 ( 2 ) 對(duì)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的危害水質(zhì)污染后，工業(yè)用水必須投入更多的處理費(fèi)用， 造成資源、能源的浪費(fèi)，食品工業(yè)用水要求更為嚴(yán)格，水質(zhì)不合格，會(huì)使生產(chǎn)停 頓。這也是工業(yè)企業(yè)效益不高，質(zhì)量不好的因素。農(nóng)業(yè)使用污水，使作物減產(chǎn)， 品質(zhì)降低，甚至使人畜受害，大片農(nóng)田遭受污染，降低土壤質(zhì)量。海洋污染的后 果也十分嚴(yán)重，如石油污染，造成海鳥和海洋生物死亡。 ( 3 ) 水的富營養(yǎng)化的危害在正常情況下，氧在水中有一定溶解度，溶解氧不 僅是水生生物得以生存的條件，而且氧參加水中的各種氧化一還原反應(yīng)，促進(jìn)污染 物轉(zhuǎn)化降解，是天然水體具有自凈能力的重要原因。含有大量氮、磷、鉀的生活 污水的排放，大量有機(jī)物在水中降解放出營養(yǎng)元素，促進(jìn)水中藻類叢生，植物瘋 長，使水體通氣不良，溶解氧下降，甚至出現(xiàn)無氧層。以致使水生植物大量死亡， 水面發(fā)黑，水體發(fā)臭形成“死湖 、“死河”、“死?！?，進(jìn)而變成沼澤。這種 現(xiàn)象稱為水的富營養(yǎng)化。富營養(yǎng)化的水臭味大、顏色深、細(xì)菌多，這種水的水質(zhì) 差，不能直接利用，水中的魚大量死亡。 1 2 國內(nèi)外城市污水再生利用現(xiàn)狀 1 2 1 國外污水再生利用狀況 水是人類生命最基本的要素，它是一種不可替代的資源，同時(shí)又具有可再生 性。目前，水資源的問題已不容忽視，科學(xué)家們預(yù)言：城市缺水、水域污染和飲用 水質(zhì)量下降這“三大挑戰(zhàn) 為核心的水危機(jī)，將成為繼2 0 世紀(jì)石油危機(jī)后2 1 世 紀(jì)最大的危機(jī)。世界各國為自身的發(fā)展和長遠(yuǎn)利益考慮紛紛尋找各種節(jié)流、開源 的方法，如污水再生利用、雨水利用、海水淡化等。從處理成本和水源的充足性 方面看，城市污水可說是一種處理成本低、水量充足的再生水資源。 國外城市污水再生利用的范圍已非常廣泛。下面以缺水的以色列、日本、南 非、美國加州和水資源豐沛的荷蘭為例，對(duì)國外的城市污水再生利用狀況進(jìn)行簡(jiǎn) 4 青島理t 人學(xué)t 程碩十學(xué)位論文 介。 ( 1 ) 以色列是一個(gè)嚴(yán)重缺水的國家，它在污水凈化和回收利用方面，始終處 于世界領(lǐng)先地位，其全國8 0 的污水收集后處理，有6 5 深度處理后進(jìn)行回用。 主要用于灌溉、工業(yè)企業(yè)、沖廁、河流復(fù)蘇等，他們的法律規(guī)定：廢水若未用盡， 不可采用海水淡化；新鮮水至少應(yīng)回收利用一次。其再生水中有一半通過土地處 理回灌地下，再打井抽出至再生水管網(wǎng)，輸送到下游使用。 ( 2 ) 在日本，由于本土狹小，人口眾多，水資源嚴(yán)重短缺，人均年降水量僅 為世界平均降水量的1 5 ，為此其污水再生利用研究起步較早。日本上世紀(jì)6 0 年 代的經(jīng)濟(jì)復(fù)興就是靠污水再生回用解決了供水危機(jī)。其再生水的4 1 被回用于工 業(yè)，3 2 被用于環(huán)境衛(wèi)生用水，8 用于農(nóng)業(yè)灌溉。并相應(yīng)制定了各種不同回用水 用戶的水質(zhì)指標(biāo)和管理法規(guī)。 ( 3 ) 南非是一個(gè)嚴(yán)重缺水的國家，年平均降雨量不足5 0 0 舳，水的問題涉及 國家大政方針，并制約著工農(nóng)業(yè)的發(fā)展，所以南非國家的水資源是由政府集中控 制。供水、污水再生利用和控制水污染是南非每一個(gè)大城市、地區(qū)乃至整個(gè)國家 的水資源儲(chǔ)存開采計(jì)劃的組成部分。南非為了能夠處理污水，達(dá)到再生利用的目 的，進(jìn)行了多種水處理工藝的研究。 ( 4 ) 荷蘭王國的水資源充沛，水網(wǎng)密布，水利設(shè)施先進(jìn)，注重對(duì)工礦企業(yè)廢 水處理達(dá)標(biāo)排放的嚴(yán)格管理。推行工業(yè)、農(nóng)業(yè)、綠化、園藝和景觀等對(duì)水資源科 學(xué)合理地利用，幾乎沒有未經(jīng)處理的污水直接排放的情況，而且還考慮了除磷脫 氮的要求，并制訂出相應(yīng)的排放標(biāo)準(zhǔn)。 。 ( 5 ) 美國是一個(gè)旱澇不均的國家，其污水再生利用范圍很廣，涉及農(nóng)業(yè)、娛 樂、綠化、工業(yè)等方面。如典型的缺水城市加州福尼亞的桑提和南塔湖工程都是 將城市污水經(jīng)過一系列處理后直接回用于游樂場(chǎng)所，水質(zhì)完全滿足要求。洛杉磯 污水處理后回用于電廠冷卻水。拉斯維加斯污水廠三級(jí)處理出水作為間接回用水 輸入河中、下游再利用。目前美國國家環(huán)保局出版的“污水回用標(biāo)準(zhǔn)”中涉及了 污水回用的范圍、標(biāo)準(zhǔn)、管理規(guī)范等。 1 2 2 國內(nèi)污水再生利用狀況 將生活污水作為水源，經(jīng)過適當(dāng)處理后作雜用水，其水質(zhì)指標(biāo)間于上水和下 青島理下人學(xué)t 程碩 j 學(xué)位論文 水之間，稱為再生水，相應(yīng)的技術(shù)稱為再生水技術(shù)。經(jīng)處理后的中水可用到廁所 沖洗、園林灌溉、道路保潔、城市噴泉等。對(duì)于淡水資源缺乏，城市供水嚴(yán)重不 足的缺水地區(qū)，采用中水技術(shù)既能節(jié)約水源，又能使污水無害化，是防治水污染 的重要途徑。 ( 1 ) 北京市是全國規(guī)模最大的再生水利用推廣城市。九十年代建成的高碑店污 水處理廠，日處理污水量1 0 0 萬噸，再生利用水量約5 0 萬噸日，主要用于工業(yè) 冷卻、景觀河道、城市綠化、公園用水及道路噴灑用水等。華能北京熱電廠是使 用高碑店污水廠二級(jí)出水做工業(yè)循環(huán)冷卻水的最大用戶，用水量2 4 萬噸日，為 耗水量較大的工業(yè)循環(huán)冷卻水行業(yè)全面推廣污水再利用帶了好頭。 ( 2 ) 大連市春柳河水質(zhì)凈化廠是我國第一個(gè)污水再生利用示范工程，現(xiàn)已運(yùn)轉(zhuǎn) 十年，它是在大連市春柳河污水處理廠二級(jí)處理水的基礎(chǔ)上增加深度處理，規(guī)模 為1 萬噸日，處理工藝為混凝( 澄清) 一過濾一消毒工藝，目前處理量為5 0 0 0 噸日，其中2 0 0 0 噸日供給紅星化工廠回用于生產(chǎn)工藝和設(shè)備直流冷卻水，1 5 0 0 噸日供給煤氣工廠用于洗焦水和循環(huán)冷卻補(bǔ)充水，1 5 0 0 噸日供給造船廠、熱電 廠、橡膠三廠等工廠作為基建、消防和冷卻水。 ( 3 ) 天津開發(fā)區(qū)在我國首次大規(guī)模利用“雙膜技術(shù)應(yīng)用于城市污水再生處 理，建成再生水廠一座，對(duì)含鹽量較高的城市污水再生利用突破了技術(shù)上的難關(guān)， 可滿足高水質(zhì)用戶和低水質(zhì)用戶的要求。目前已提供c m f 微濾處理水1 5 萬噸日， 用于供景觀用水、城市雜用水，r o 反滲透深度處理脫鹽水l 萬噸日，用于開發(fā)區(qū) 熱源廠鍋爐補(bǔ)充水和其它工業(yè)用水，但其缺點(diǎn)是噸水處理成本較高，全國范圍內(nèi) 推廣具有一定的難度。 1 2 3 青島市再生水利用狀況 ( 1 ) 工業(yè)用水：包括工藝用水和冷卻用水兩大部分。海泊河污水廠再生水廠已 向家牛仔噴砂公司每日提供1 0 0 0 噸沖洗布水。海泊河污水廠廠內(nèi)回用水量約 2 4 0 0 噸日，主用于提升泵冷卻、脫水機(jī)濾帶沖洗、綠化和沖廁等，另外，該廠準(zhǔn) 備將再生水進(jìn)一步處理后用于蒸汽鍋爐補(bǔ)充水、熱水鍋爐補(bǔ)充水。 ( 2 ) 市政雜用水：海泊河再生水廠已提供的海泊河公園景觀和綠化用水量約5 0 0 0 噸日。團(tuán)島再生水廠已向八大山頭公園提供綠化保潔用水和八大峽小學(xué)、智榮中 6 青島理下人學(xué)t 程碩十學(xué)位論文 學(xué)提供沖廁、綠化用水，每日約1 0 0 0 噸。 1 3 再生水處理工藝現(xiàn)狀 ( 1 ) 混凝法 混凝法是向污水中投加一定量的藥劑，經(jīng)過脫穩(wěn)、架橋等反應(yīng)過程，使水中 的污染物凝聚并沉降。水中呈膠體狀態(tài)的污染物質(zhì)通常帶有負(fù)電荷，膠體顆粒之 間互相排斥形成穩(wěn)定的混合液，若水中帶有相反電荷的電介質(zhì)( 即混凝劑) 可使 污水中的膠體顆粒改變?yōu)槌孰娭行?，并在分子引力作用下凝聚成大顆粒下沉。這 種方法一般作為預(yù)處理、中間處理和深度處理等。常用的混凝劑則有硫酸鋁、堿 式氯化鋁、硫酸亞鐵、三氯化鐵等?；炷梢越档臀鬯臐岫?，去除多種懸浮 的有機(jī)物和無機(jī)物顆粒、某些重金屬等，還可以降低水中細(xì)菌和病毒的含量?；?凝發(fā)在水處理中使用非常廣泛，不僅可作為獨(dú)立的處理方法，也可以和其他處理 方法相結(jié)合。 ( 2 ) 過濾法 過濾法是指用顆粒濾料層截留水中的懸浮雜質(zhì)，從而使水澄清的工藝過程。 目前常用的濾料有石英砂、無煙煤和活性炭等。過濾法能夠去除污水中的懸浮顆 粒和絮凝體，也可以降低重金屬、磷、細(xì)菌和病毒的含量，并能夠提高b o d 和c o d 的去除效率。過濾是保證處理水質(zhì)的關(guān)鍵過程，不盡可以作為三級(jí)處理流程中間 的一個(gè)單元，也可作為處理流程的最后把關(guān)步驟。 ( 3 ) 消毒法 消毒法是指采用消毒劑或其他消毒手段，以殺滅水中治病微生物的過程。消 毒法可分為化學(xué)消毒法( 如加氯消毒) 和物理消毒法( 如加熱消毒和紫外線消毒) 。 目前應(yīng)用最光的是氯消毒法，氯的價(jià)格盡管便宜，但一般會(huì)產(chǎn)生有毒副產(chǎn)物，而 二氧化氯由于消毒能力強(qiáng)、無毒無害等優(yōu)點(diǎn)被認(rèn)為是氯系消毒劑最理想的更新?lián)Q 代產(chǎn)品。此外，由于紫外線消毒法不會(huì)產(chǎn)生副產(chǎn)物，不會(huì)造成二次污染，也受到 人們的重視。在城市污水回用處理流程中，消毒是必不可少的處理工藝。 ( 4 ) 活性炭吸附法 活性炭是一種多孔性物質(zhì)，能夠?qū)ξ鬯M(jìn)行脫色、除臭和除味，并可有效地 去除污水中的重金屬、溶解性有機(jī)物、農(nóng)藥及放射性元素等?；钚蕴课椒ň哂?適用范圍廣、處理效果好、吸附劑可重復(fù)利用的優(yōu)點(diǎn)。常用的活性炭主要有粉末 7 活性炭( p a c ) 、顆?；钚蕴? g a c ) 和生物活性炭( b a c ) 三大類。b a c 是將活性碳作為 載體，成為微生物聚集、生長的場(chǎng)所，可同時(shí)發(fā)揮活性碳的物理吸附作用和微生 物的生物降解作用，能夠延長活性炭的工作周期，減小運(yùn)行成本。 ( 5 ) 膜分離法 膜分離法是通過用有機(jī)高分子材料或無機(jī)材料制成的膜，利用物質(zhì)之間透過 性的差別，在濃度差或壓差等推動(dòng)力的作用下進(jìn)行分離的技術(shù)。它包括微濾、超 濾、反滲透、納濾和電滲析等。微濾和超濾能夠去除的顆粒直徑較大，主要用于 去除高分子溶質(zhì)和固體微粒。納濾和反滲透所分離的顆粒直徑較小，能去除大部 分的微生物和有機(jī)物。電滲析根據(jù)分子的大小差別和荷電性質(zhì)進(jìn)行分離的方法， 可用于小分子電解質(zhì)的分離和去除水中的鹽分。膜分離過程大多沒有相變化，可 在常溫下進(jìn)行，具有能耗低、效率高和污染輕等優(yōu)點(diǎn)。 ( 6 ) 高級(jí)氧化法 高級(jí)氧化法是運(yùn)用氧化劑、光照、催化劑等生成活性極強(qiáng)的自由基( 主要 為0 h ) ，使難降解的有機(jī)污染物轉(zhuǎn)變成易降解的小分子物質(zhì)，甚至直接生成c 0 2 和h 。0 ，達(dá)到無害化的目的。能夠產(chǎn)生羥基自由基的方法都可歸為高級(jí)氧化法，如 臭氧氧化法、過氧化氫氧化法、超聲氧化法、微波法等。羥基自由基非?；顫姡?可以無選擇的與水中的有機(jī)污染物反應(yīng)將其降解，不會(huì)產(chǎn)生二次污染，并且由于 他是一種物理一化學(xué)處理過程，容易加以控制。 1 4 研究的目的及意義 1 4 1 課題來源 青島市海泊河污水廠4 萬噸日的再生水示范工程，自九八年建成以來，向外 供水量一直未滿負(fù)荷，不能充分發(fā)揮其應(yīng)有的規(guī)模，其主要原因之一就是再生水 需求量較小。在其供水區(qū)域內(nèi)，主要用水大戶為青島發(fā)電廠和青島熱電廠，這兩 個(gè)廠的生產(chǎn)用水又以循環(huán)冷卻水和鍋爐給水為主，合計(jì)約2 萬噸日的用水量。由 于該示范工程的再生水部分水質(zhì)指標(biāo)尚不能達(dá)到循環(huán)冷卻水和鍋爐給水的水質(zhì)要 求，因此影響了再生水在這兩個(gè)廠的應(yīng)用。 8 青島理下人學(xué)t 程碩l 學(xué)位論文 1 4 2 課題意義 為進(jìn)一步提高再生水的水質(zhì)，擴(kuò)大再生水的應(yīng)用范圍，使青島市海泊河污水 廠4 萬噸日的再生水示范工程充分發(fā)揮其應(yīng)有的作用，青島市海泊河污水廠和青 島理工大學(xué)共同提出對(duì)該再生水進(jìn)一步深度處理，使其水質(zhì)指標(biāo)達(dá)到工業(yè)循環(huán)冷 卻水和鍋爐給水的要求。 9 青島理t 火學(xué)丁程碩i j 學(xué)位論文 第2 章青島海泊河污水處理廠再生水利用工程簡(jiǎn)介 2 1 青島海泊河污水處理廠簡(jiǎn)介 青島市海泊河污水處理廠是青島市興建的第一座現(xiàn)代化污水處理廠，1 9 9 1 年3 月開工建設(shè)，1 9 9 3 年1 1 月試運(yùn)行；采用a b 工藝，規(guī)模8 萬噸日；工程建設(shè) 總投資折合人民幣1 3 9 億元( 其中包括奧地利政府混合貸款8 2 5 萬美元) ；服務(wù) 區(qū)域?yàn)槭斜眳^(qū)、四方區(qū)，匯水面積約2 4 平方公里，服務(wù)人口約5 3 萬。它的建成 對(duì)減輕海泊河流域?qū)δz州灣的污染、改善膠州灣生態(tài)環(huán)境、開辟青島市第二水源 具有重要意義。 2 1 1 污水廠二級(jí)處理工藝介紹 ( 1 ) a b 法處理工藝，a 段曝氣池的污泥負(fù)荷高達(dá)4k g b o d 。k g m l s s d ，為常 規(guī)普曝法的1 0 倍以上，停留時(shí)間僅為4 0 6 0 分鐘，從而大大減少生物處理的池容。 a 段對(duì)b o d 。的去除8 5 是靠生物污泥的吸附作用，因此a 段曝氣池具有較強(qiáng)的抗沖 擊負(fù)荷能力，從而保證b 段進(jìn)水的穩(wěn)定性。b 段為常規(guī)好氧處理，污泥負(fù)荷為0 4 k g b o d 。k g m l s s d ，b 段停留時(shí)間為6 小時(shí)。a b 工藝的局限性在于a 段產(chǎn)泥量大， 必須配套專門的污泥處理系統(tǒng)，a b 工藝對(duì)氮、磷的去除率相對(duì)較低。 ( 2 ) 進(jìn)出水質(zhì)設(shè)計(jì)值： 進(jìn)水水質(zhì) b o o s 8 0 0 m g l c o d 。，15 0 0 m g l s s 1l o o m g l ( 3 ) 工藝流程圖 出水水質(zhì) b o d 5 4 0 m g l c o d 。，15 0 m g l s s 4 0 m g l 1 0 青島理t 大學(xué)下程碩1 ：學(xué)位論文 ! ! ：一a 段“ j 一a 段一 - 圖2 1 海泊河污水處理廠水處理工藝流程 2 1 2 廠內(nèi)二級(jí)出水再生處理系統(tǒng) 該廠原有一套生產(chǎn)能力2 4 0 0 噸日的再生水系統(tǒng)，向廠內(nèi)提供再生水。它是將 二級(jí)出水經(jīng)消毒、纖維球過濾后直接供綠化、沖廁、洗刷用；從1 9 9 4 年開始，該 廠進(jìn)行二級(jí)出水再生利用技術(shù)研究，在小試試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，于1 9 9 5 年建成規(guī)模為 2 4 0 0 噸日的中試工程，二級(jí)出水經(jīng)絮凝反應(yīng)、沉淀、消毒、纖維球過濾后，供沼 氣發(fā)動(dòng)機(jī)、沼氣提升泵循環(huán)冷卻及濾帶沖洗等，每年可替代自來水約2 0 萬噸，節(jié) 省了寶貴的水資源，降低了運(yùn)行費(fèi)用，被省、市評(píng)為“節(jié)水示范單位 。同時(shí)為再 生水的規(guī)模發(fā)展提供了技術(shù)基礎(chǔ)和運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)。 2 2 再生水工程介紹 1 9 9 8 年，海泊河污水廠利用德國政府贈(zèng)款在廠內(nèi)建成規(guī)模4 萬噸日再生水 工程，1 9 9 9 年建成運(yùn)行，總投資為2 4 8 5 萬元。 青島理下大學(xué)t 程碩_ ：學(xué)位論文 2 2 1 設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì) 進(jìn)水：c o d 。，6 0 一l o o m g l ， b o d 。2 0 。3 0 m g l ， s s2 0 3 0 m g l 。 出水：c o d 。，5 0 m g l ， b 0 0 5 l o m g l ，s s 5 m g l ， 濁度5 度，色度3 0 倍。 2 2 2 工藝流程圖 ( 1 ) 常規(guī)工藝流程 ( 2 ) 二級(jí)出水水質(zhì)好時(shí)，可超越混凝沉淀池，直接進(jìn)入濾站過濾。 2 2 3 主要工藝參數(shù) ( 1 ) 自污水廠二級(jí)出水口取水。進(jìn)水泵三臺(tái)，2 用1 備，單臺(tái)流量9 2 6 m 3 h 。 ( 2 ) 機(jī)械攪拌池。機(jī)械攪拌機(jī)兩臺(tái)，功率7 5 k w ，采用電磁調(diào)速器現(xiàn)場(chǎng)調(diào)速p a c 系統(tǒng)采用a l l d o s 整套設(shè)備，配制系統(tǒng)由干料推進(jìn)器和配水溶解系統(tǒng)組成，推進(jìn)器 投加干料量由變頻器調(diào)整，可精確控制配藥濃度。投加泵兩用一備，由變頻器控 制投加量。p a m 系統(tǒng)由溶解和投加系統(tǒng)組成，人工定量配制溶液，投加泵采用進(jìn)口 計(jì)量泵，兩用一備。 ( 3 ) 反應(yīng)池為豎向柵條反應(yīng)池，兩組，每組三段，每段八格，第一段過柵流速 1 2 青島理t 人學(xué)t 程碩 ：學(xué)位論文 v = 0 2 4 m s ，第二段過柵流速v = 0 1 9 m s ，停留時(shí)間1 5 m i n 。 ( 4 ) 沉淀池斜管長l 米，傾角6 0 0 ，液面上升流速v = 2 5 m m s ，顆粒沉降速度 v = 0 3 m m s ，停留時(shí)間3 0 分鐘。排泥方式為吸泥橋虹吸排泥，排泥周期可以通過時(shí) 間繼電器調(diào)節(jié)。 ( 5 ) 濾站共兩組六個(gè)濾池，無煙煤石英砂雙層濾料，單池過濾面積5 2 0 8 m 2 ，設(shè) 計(jì)濾速5 8 7 m h ，強(qiáng)制濾速8 8 0 m h ，氣洗強(qiáng)度1 9 2 lm 3 s ，水洗強(qiáng)度8 0 1m 3 s ， 反沖洗水泵兩用一備，每臺(tái)流量7 5 0m 3 h ，反沖水壓0 1 2 m p a 。氣洗由羅茨鼓風(fēng)機(jī) 提供空氣，空氣壓力6 0 0 m b a r ， ( 6 ) 清水池消毒采用二氧化氯。二氧化氯發(fā)生器采用a l l d o s 設(shè)備，共三臺(tái)，二氧 化氯產(chǎn)量2 5 k g h ，投加泵三臺(tái)，總流量9m 3 h 。 2 3 經(jīng)濟(jì)分析 青島市海泊河污水處理廠再生水再生利用設(shè)施日處理再生水4 萬噸，以滿負(fù)荷 運(yùn)行測(cè)算與技術(shù)相關(guān)的費(fèi)用情況如下： 。 2 3 1 藥劑費(fèi) ( 1 ) p a m ( 聚丙烯酰胺) ：投加濃度：l m g l 單價(jià)：4 0 元k g 0 0 4 元噸水 ( 2 ) 混凝脫色劑( 碧海3 號(hào)) ： 投加濃度：0 5 m l l 單價(jià)：o 2 8 元k g o 1 4 元噸水 ( 3 ) c 10 2 ( 二氧化氯消毒劑) ：投加濃度：5 m g l 相當(dāng)于n a c i o ：及h c l 投加 濃度分別為1 0m g l n a c i o ：?jiǎn)蝺r(jià)：2 4 元k g 0 2 4 元噸水 h c l 單價(jià)：o 8 元l ( g 0 0 0 8 元噸水 2 3 2 電費(fèi) 0 0 6 6 元噸水 設(shè)備運(yùn)行功率：1 5 7 7 k w 青島理1 _ 火學(xué)丁程碩 ：學(xué)位論文 電費(fèi)單價(jià)：0 7 0 元度0 0 6 6 元噸水 2 3 3 人工費(fèi) 包括管理人員2 名，四班運(yùn)行人員8 名，化驗(yàn)人員2 名。每人平均月工資2 0 0 0 元，則0 0 2 元噸水。 2 3 4 折舊費(fèi) 構(gòu)筑物折舊按2 5 年限，總投資1 5 0 0 萬元，0 0 4 2 元噸水 設(shè)備折舊費(fèi)按1 2 年限，總投資9 9 3 6 萬元，0 0 5 7 元噸水 以上四項(xiàng)費(fèi)用單價(jià)總計(jì)為：0 6 1 元噸水 1 4 青島理工人學(xué)t 程碩 ：學(xué)位論文 第3 章工業(yè)循環(huán)冷卻水及工業(yè)鍋爐給水處理研究 3 1 工業(yè)循環(huán)冷卻水及工業(yè)鍋爐給水供輸形式的選擇 供輸循環(huán)水有兩種形式可選擇：一種是將常規(guī)再生水深度處理達(dá)循環(huán)冷卻水標(biāo) 準(zhǔn)后供給用戶。此辦法對(duì)再生水廠要求高，增加成本，且對(duì)于其它不需要這么高 水質(zhì)的用戶沒有必要，如用于沖洗、綠化等。 另一種是將常規(guī)再生水集中供給各用戶，用戶根據(jù)各自的需求和經(jīng)濟(jì)條件，選 擇是否進(jìn)一步深度處理。此方案對(duì)各種用戶都能滿足要求，成本不必增加。 3 2 工業(yè)循環(huán)冷卻水工藝選擇的研究 3 2 i 研究范圍 海泊河流域工業(yè)循環(huán)水用戶在取自來水作水源時(shí)，大多采用自來水加軟化工 藝制取工業(yè)循環(huán)水。而采用海泊河污水廠再生水作水源時(shí)，需將再生水中c o d 。n n i l + n 、t p 、色度、濁度等污染物處理到循環(huán)冷卻水標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定范圍內(nèi)，再進(jìn)入軟化 工藝去除硬度。因此本課題著重研究去除海泊河污水廠再生水中n i l + n 、c o d 。，、t p 、 色度、濁度的工藝和材料。 3 2 2 海泊河污水廠再生水質(zhì)的特點(diǎn) 表3 1 海泊河污水廠再生水水質(zhì)與工業(yè)循環(huán)水水質(zhì)對(duì)比表( m g l ) 項(xiàng)目c o d 。， n h 。+ 一nt p總?cè)芙庑怨腆wc 1 一色度濁度 污水廠再生水 5 0 4 01 21 0 0 02 5 03 0l o 循環(huán)冷卻水 6 01 0 1 01 0 0 02 5 03 05 因海泊河污水廠處理工藝為a b 法，受工藝限制，該廠二級(jí)出水c o d 。，、n i l + n 、 t p 經(jīng)常超出標(biāo)準(zhǔn)?？?cè)芙庑怨腆w、c l 一在標(biāo)準(zhǔn)限值處上下波動(dòng)。根據(jù)該廠的長期數(shù) 據(jù)總結(jié)，其總?cè)芙庑怨腆w、c l 一值升高的時(shí)間與海水漲潮的時(shí)間具有一定的相關(guān)性， 1 5 青島理t 火學(xué)t 程碩 ：學(xué)位論文 因此推斷濃度較高的原因可能是因?yàn)楹拥孜鬯艿罎B透海水所至，海泊河河道上 的防潮閘門不嚴(yán)密引起漲潮時(shí)的海水倒灌，造成二級(jí)出水中總?cè)芙庑怨腆w、c l 值 隨海水漲潮的周期而波動(dòng)，但大部分時(shí)間都在標(biāo)準(zhǔn)范圍，本課題不再對(duì)總?cè)芙庑?固體、c l 一的去除進(jìn)行研究。 處理后再生水用于鍋爐給水時(shí)，與自來水一樣都須進(jìn)行軟化處理，再生水軟 化是本研究課題的重點(diǎn)考核指標(biāo)。對(duì)再生水和自來水的硬度進(jìn)行了對(duì)比監(jiān)測(cè)，由 圖3 - 1 所示，再生水硬度與自來水硬度相比，差別不大，因此，再生水中有機(jī)物 含量對(duì)樹脂的影響程度，是本研究考核的重點(diǎn)。 1 6 青島理t 人學(xué)t 程碩i ：學(xué)位論義 7 6 j 粵3 惻 落 2 1 0 時(shí)間d 圖3 1自來水與再生水硬度比 1 7 飛 拶。 5 4 一【o署 青島理t 大學(xué)t 程碩士學(xué)位論文 3 2 3 確定小試的工業(yè)循環(huán)冷卻水處理工藝流程 本課題考慮到再生處理水中n h 。+ 一n 超標(biāo)，c o d 。，可能對(duì)樹脂離子交換造成影響， 因此本研究以去除c o d 。，、n h 4 + 一n 為主，擬采用方案為： i 二級(jí)出水r 叫再生水卜- 1 沸石過濾卜_ f 離子交換卜_ 叫鍋爐給水和循環(huán)冷卻水 i il r 雜用水( 沖洗水、沖廁、綠化、開放式冷卻水) 在沸石過濾的研究中，根據(jù)鍋爐對(duì)其給水中含氧量的要求不同，本課題組重點(diǎn) 研究了兩種運(yùn)行方式：沸石直接過濾和曝氣生物沸石，考核了兩種方式的水質(zhì)情 況和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。 3 3 再生水沸石直接過濾試驗(yàn)研究 3 3 1 沸石特性 3 3 1 1 結(jié)構(gòu)特性 沸石是一種呈結(jié)晶陰離子型架狀結(jié)構(gòu)的多孔隙硅鋁酸鹽礦物質(zhì)，它們的含水量 隨處界溫度和濕度的變化而變化。 本試驗(yàn)用的濾料為甘肅產(chǎn)沸石，其化學(xué)組成見表3 2 。 表3 - 2 沸石的化學(xué)成分 化學(xué)成份s i 0 2a 1 2 0 3 f e 2 0 3 c a 0 m g o k 2 0n a 2 0 t i 0 百分比 6 8 5 21 1 5 91 0 4 3 2 71 1 31 6 90 6 80 1 其化學(xué)通式為： ( n a ，k ) 。( m g ，c a ，s r ，b a ) a 1 ，岬s in - ( i + 2 ，) 0 2 。 m h 2 0 其中：x 一堿金屬離子數(shù)； y 一堿土金屬離子數(shù)； n 一硅、鋁離子個(gè)數(shù)之和； m 一水分子數(shù)。 構(gòu)成沸石結(jié)晶陰離子型架狀結(jié)構(gòu)的最基本單位是硅氧( s i0 4 ) 四面體和鋁氧 ( a i o , ) 四面體。在這種四面體中，中心是硅( 或鋁) 原子，每個(gè)硅( 或鋁) 原子的 1 8 青島理丁大學(xué)丁程碩f j 學(xué)位論文 周圍有4 個(gè)氧原子，各個(gè)硅氧四面體通過處于四面體頂點(diǎn)的氧原子互相連接起來， 形成所謂的巨大分子見下圖。其中在鋁氧四面體中由于1 個(gè)氧原子的價(jià)電子沒有 得到中和，使得整個(gè)鋁氧四面體帶有1 個(gè)負(fù)電荷，為保持電中性，附近必須有l(wèi) 個(gè)帶正電荷的金屬陽