申请日2000.08.11
公开(公告)日2002.03.06
IPC分类号C02F1/50; C02F5/10; C02F1/66
摘要
本发明涉及将达标排放污水回用于循环水系统的方法,包括:(1)在达标排放的污水中加入杀菌剂进行消毒,(2)加入碱性物质使污水的pH值达到9.5～14,(3)将上述处理过的污水引入循环水系统。本发明方法有效抑制了微生物的生长和繁殖,降低了循环水的腐蚀性,减轻了水冷器换热面上的结垢程度,达到了使达标排放污水回用于循环水系统的目的。此外,本发明方法污染小,操作简单,处理费用低,可使企业节约大量新鲜水,减少污水排放。
权利要求书
1.将达标排放污水回用于循环水系统的方法，包括：(1)在达标排 放的污水中加入杀生剂进行消毒，(2)加入碱性物质使污水的pH值达 到9.5～14，(3)将上述处理过的污水引入循环水系统。
2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，所说碱性物质选自 锂、钠和钾的氧化物、氢氧化物、碳酸盐和碳酸氢盐或其混合物。
3.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，所说碱性物质的投 加浓度为50～2000mg/L。
4.按照权利要求1或3所述的方法，其特征在于，所说碱性物质 的投加浓度为l50～800mg/L。
5.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，所说杀生剂选自卤 素、次卤酸盐、季铵盐和季磷盐，或其混合物。
6.按照权利要求1或5所述的方法，其特征在于，所说杀生剂选 自氯气、次氯酸钠、次氯酸钾、次氯酸钙、二氯异氰尿酸、三氯异氰 尿酸、二氧化氯、溴水、次溴酸钠、次溴酸钾、次溴酸钙、季铵盐和 季磷盐之一，或其中两种或两种以上的混合物。
7.按照权利要求6所述的方法，其特征在于，所说杀生剂选自次 氯酸钠、二氯异氰尿酸和三氯异氰尿酸。
8.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，所说杀生剂的投加 浓度为2～300mg/L。
9.按照权利要求1或8所述的方法，其特征在于，所说杀生剂的 投加浓度为5～50mg/L。
10.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，将处理过的污水 引入循环水系统后，还可投加0～300mg/L的缓蚀剂和阻垢剂，所说 缓蚀剂选自羟基乙叉二膦酸、羟基膦基乙酸、胺基三甲叉膦酸、乙二 胺四甲叉膦酸和苯并三氮唑类铜缓蚀剂，所说阻垢剂选自聚丙烯酸或 盐、聚马来酸酐、丙烯酸与丙烯酸酯的二元共聚物、丙烯酸与2-丙 烯酰胺基-2-甲基-丙磺酸的二元共聚物、丙烯酸与2-丙烯酰胺 基-2-甲基-丙磺酸和马来酸酐的三元共聚物。
说明书
将达标排放污水回用于循环水系统的方法
本发明涉及将达标排放的污水回用于循环水系统的方法，确切地 说，是用于抑制达标排放污水回用于循环水系统后产生的腐蚀、结垢 和微生物繁殖的方法。
众所周知，全球面临水资源危机和水污染等严重问题。因此，达 标排放污水资源化问题得到世界大多数国家的高度重视。将污水回用 于循环水系统，一方面可为工业企业节约35%～45%的用水量，另一 方面可以减少工业企业80%以上的达标污水排放量。美国在20世纪 六十年代就实现将达标排放的城市污水回用于发电循环水系统，九十 年代实现将达标排放的工业污水回用于石化装置循环水系统。所采取 的方法是将达标排放污水进行进一步处理，以降低污水中的COD(化 学耗氧量)、悬浮物和微生物浓度，再用高剂量的水处理剂控制设备 的腐蚀和结垢，采用连续加氯或臭氧的方法控制循环水中的微生物。 这种方法处理过的达标排放污水，腐蚀速率小于0.125mm/a，粘附速 率小于15mg/cm2.mon.，循环水中的微生物可控制在104个/mL以下， 可以满足工业生产对循环水的要求，实现了将达标排放污水回用于循 环水系统的目的。
但是，这种处理方法存在两个方面的不足，1、对回用的达标排 放污水的水质要求高，需要进行深度处理，增加了设备投资。2、需 要使用剂量达300mg/L的高浓度缓蚀阻垢剂，给循环水带来富营养化 污染，使微生物的控制难度增加，同时也增加了水处理费用。另外， 对于钙硬和碱度之和小于50mg/L的水质，现有缓蚀阻垢剂控制设备 腐蚀的效果并不理想，而当水中硬度和碱度之和大于250mg/L时，有 效控制设备结垢的难度也较大。
CN1166459提出用生物酶和常规水处理剂结合来处理污水，使 其可回用于循环水系统，达到抑制循环水系统的腐蚀、结垢和微生物 繁殖的目的。但实际应用中该方法的处理效果很差，解决不了微生物 繁殖、设备腐蚀和结垢等问题，满足不了工业生产的要求。
本发明的目的在于克服现有技术的上述缺陷，提供一种简单、有 效、经济的使达标排放污水回用于循环水系统的方法，解决达标排放 污水回用于循环水系统后，换热器腐蚀、结垢加剧、微生物繁殖和生 物粘泥滋生等问题。
本发明提供的达标排放污水回用于循环水系统的方法，包括：(1) 在达标排放的污水中加入杀生剂进行消毒，(2)加入碱性物质使污水的 pH值达到9.5～14，(3)将上述处理过的污水引入循环水系统。
本发明所说的碱性物质可以是锂、钠和钾的氧化物、氢氧化物、 碳酸盐或碳酸氢盐或其混合物，例如，可以是NaOH、KOH、Na2CO3、 K2CO3、NaHCO3、KHCO3、Na2O、K2O、Li2O、LiOH、Li2CO3和LiHCO3之一或其中两种或两种以上的混合物。优选NaOH和KOH。碱性物 质的投加浓度为50～2000mg/L，优选150～800mg/L。在上述浓度范围 内，循环水的pH值控制在9.5～14，优选10.0～12.0。
本发明所说的杀生剂可以是氧化性杀生剂，也可以是非氧化性杀 生剂，其中氧化性杀生剂选自卤素、次卤酸盐或其混合物，非氧化性 杀生剂选自季铵盐类和季磷盐类或其混合物。具体地说，氧化性杀生 剂可以是氯气、次氯酸钠、次氯酸钾、次氯酸钙、二氯异氰尿酸、三 氯异氰尿酸、二氧化氯、溴水、次溴酸钠、次溴酸钾、次溴酸钙等， 非氧化性杀生剂可以是二甲基苄基十四烷基氯化铵，三丁基十四烷基 氯化磷、异噻唑啉酮，以及其它水溶性或水不溶性聚合物型季铵盐、 季磷盐杀生剂。所说杀生剂优选次氯酸钠、二氯异氰尿酸和三氯异氰 尿酸。杀生剂的投加浓度为2～300mg/L，优选5～50mg/L。此外，氧 化性杀生剂和非氧化性杀生剂适用的pH值范围是不同的，一般来说， 氧化性杀生剂适宜在较低pH值下投加，而非氧化性杀生剂可以在较 高pH值下投加，这一点本领域普通技术人员可以根据常识判断。
所说达标排放污水包括工业污水，城市污水和其它处理过的达标 排放污水。
采用本发明方法，将达标排放污水回用于循环水系统时，还可适 量投加缓蚀剂和阻垢剂，以进一步控制运行中产生的腐蚀和结垢问 题。所说缓蚀剂可以是羟基乙叉二膦酸、羟基膦基乙酸、胺基三甲叉 膦酸、乙二胺四甲叉膦酸，苯并三氮唑类铜缓蚀剂等。所说阻垢剂可 以是聚丙烯酸或盐、聚马来酸酐、丙烯酸与丙烯酸酯的二元共聚物、 丙烯酸与AMPS(2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸)的二元共聚物、 丙烯酸与AMPS和马来酸酐的三元共聚物。缓蚀剂和阻垢剂的用量可 以是0～300mg/L，优选0～100mg/L。
采用本发明方法将污水回用于循环水系统，在循环水排放时只需 加入无机酸，调节pH值到6.5～8.5即可排放，不污染环境。
本发明的特点在于在高pH值下将达标排放的污水回用于循环水 系统。众所周知，循环水的pH值对循环水的腐蚀性、结垢性和微生 物繁殖都有重要影响。现有技术认为，在低pH值下，水的腐蚀性强， 结垢性弱，微生物易于繁殖，而在高pH值下，则相反，水的腐蚀性 弱，结垢性强，微生物不易繁殖，而且一般认为pH值高于9.5时， 结垢性难以控制，因此，尚未检索到在pH值高于9.5的条件下处理 和运行循环水的方法。
本发明采用在9.5～14的高pH值下将达标排放的污水回用于循环 水系统，克服了现有技术的偏见，达到了发明目的。这是由于，在现 有技术采用的低pH值下，碳酸钙、碳酸镁生成速度比较缓慢，逐渐 沉积在器壁上，形成难以除去的硬垢。而在本发明采用的高pH值下， 循环水流经凉水塔时从空气中吸收大量的二氧化碳，与水中的氢氧化 钙、氢氧化镁等迅速生成碳酸钙、碳酸镁等悬浮于水中的软垢，随着 循环水的流动很容易被管线中的滤网捕获而被除去，使水的结垢性大 幅度降低。
因此，本发明具有以下突出优点：
1.破坏了微生物的生长和繁殖的环境，可使循环水中微生物浓度 控制在标准所要求的105个/mL以下。
2.大大降低了循环水的腐蚀性，碳钢腐蚀速率可以控制在 0.09mm/a以下。
3.大大降低了水中钙、镁离子浓度和水冷器换热面上的结垢程 度，粘附速率可以控制在20mg/cm2.mon.以内。
此外，本发明方法减少了有机物的添加量，降低了富营养化污染， 操作简单，处理费用低。采用本发明方法可以大幅度降低企业的新鲜 水消耗，减少污水排放。