中水回用于循環冷卻水系統的探討

盧勇　張悅

（中國聯合工程公司　310052）

中水回用于循環冷卻水系統的探討

盧勇張悅

（中國聯合工程公司310052）

隨著我國現代社會經濟的不斷發展，我國國內對于資源的消耗量正在不斷攀升，其中以水資源的消耗量較大，加之我國屬于貧水國家，因此給我國的經濟發展造成了一定的阻礙。中水回用循環冷卻系統是對于水資源的再利用系統，其能夠大大提升我國水資源的合理利用，降低“貧水”壓力。本文即是對中水回用于循環冷卻水系統進行的探討，分析了目前國內外對于這項技術的應用情況，并詳細探討了這項技術在應用過程中所需要面對的各類影響因素，最后分析了目前我國應用的各類中水回用于循環冷卻系統的深度處理方法，以期能為相關工作提供參考。

中水回用；循環冷卻系統；影響因素；處理方法

水資源是生物得以生存的重要資源之一，生物體在生存過程中如果不攝入食物僅靠飲水還能夠生存很長時間，由此可見水資源的重要性。我國是世界貧水大國之一，根據2014年的統計顯示，我國國內的水資源分布極為不均，其中東部地區的水資源分布較為豐富，而西部地區的水資源極度匱乏。同時我國的水資源總量位居世界第6位，但是由于我國人口眾多，使得我國的人均水資源占有量僅排名世界110位，是世界平均水平的1/4，在我國有6個省份的人均水資源占有量不足500m3，屬于極度缺水狀態。因此，對于水資源的再利用就顯得尤為重要。

1　中水回用于循環冷卻系統國內外應用情況

“中水”主要是針對于水體在整個水處理當中所處的位置不同而產生的稱呼，其中“上水”為給水、“下水”為排水，而“中水”就是指正在利用還未進行排放的水資源。中水回用技術主要就是將小區居民生活當中產生的廢水經過集中處理后應用在綠化灌溉、汽車清洗、道路清洗等多個方面，以此達到節約水資源的目的。其中將中水回用應用在循環冷卻系統中的技術已經被應用在各行各業中，在國內外得到了一致的好評。

1.1國外的應用情況

在國際上，對于中水回用于循環冷卻技術的應用非常廣泛，其中以美國、日本以及南非等國家擁有著較為先進的技術。其中美國運用這種技術的時間相對較早，從20世紀30年代開始大部分的發電廠就已經開始利用中水回用技術來代替新鮮水資源作為循環冷卻系統的供水，其中以美國西南部地區應用最為廣泛，其主要采用的是中水回用處理技術，篩選水質最好的中水進行回用。而在日本地區，其所選擇的中水大部分是來自于城市居民用水，利用規模較大的污水處理工廠對中水進行凈化處理，并按照其處理功能將其進行分級，以此作為循環冷卻供應的參考標準。南非地區多采用中水二級處理技術，利用城市污水作為電廠循環冷卻系統的補給水。

1.2國內的應用情況

相對于美國等發達國家，或非洲等極度缺水國家，我國的中水回用技術的應用比較晚，但經過我國的相關研究者不懈的努力，我國自主的中水回用于循環冷卻水系統也在逐漸壯大。其中被應用的中水不再僅限于城市居民污水，而是將企業自身排除的污水進行深度處理和凈化后再進行循環利用，大大促進了我國水資源的節約使用，加快了我國可持續性發展的戰略實施。

2　中水回用于循環冷卻水系統的影響因素

2.1氨氮的影響

在整個系統進行應用的過程中，氨氮物質對系統能夠造成一定的影響。其中氨能夠和系統中的銅發生電化學反應，這樣就能夠產生絡合反應，同時還能夠使溶解氧發生還原情況，降低水體中氧氣的含量。同時，氨氮物質在冷卻塔內如果與外界發生了接觸，就可能會引發硝化反應，導致硝化細菌能夠快速繁殖，對于水體產生較大的影響，并且能夠腐蝕發生裝置。另外，氨氮物質如果濃度過高，不僅會使得含有氯離子的殺菌劑的效果降低，還可能與水體中的碳酸或碳酸氫根發生反應，產生氨氣，降低水體的pH值，導致水體偏酸性，對反應設備產生腐蝕效果。

2.2有機物的影響

眾所周知，有機物是細菌和其它微生物得以生存的主要營養來源，因此當水體中有機物含量較高時，就會使微生物大量的繁殖。①微生物的代謝產物會導致水體酸堿度降低，腐蝕設備中的金屬構件。②微生物在生存和繁殖的過程中會對水體中的氧分產生大量的消耗，使得水體內部分區域產生濃差電池，缺氧的區域會形成陽極，導致金屬構件發生溶解現象。③在陰極區域的水體當中，如果含有具有氫化酶的還原菌，那么就會導致鐵質構件表面的氫離子被剝離，進一步生成硫酸鹽，加快了金屬構件的溶解速度。

2.3氯離子的影響

在整個系統當中含有不銹鋼制成的換熱器，而水體中的氯離子是導致這一部件發生侵蝕的主要原因，如果其本身的材料處在較高的溫度下，就會加快腐蝕的程度，導致整個不銹鋼材質結構的應力發生較大的轉變，并造成裂痕的產生。

2.4硫酸根

硫酸根本身在水體當中的含量較小，并且對于整個循環系統的危害性不大，但是這一種物質也不能夠忽略。①硫酸根離子能夠對金屬構件表面鍍的鈍化膜進行反應，導致鈍化膜作用降低，造成腐蝕加快的情況。②當硫酸根離子濃度過高時，其就會與水體中的鈣離子結合，生成硫酸鈣沉積在金屬構件的表面，引發沉積垢腐蝕。③硫酸根離子本身能夠促進具有硫酸鹽消化酶的細菌的生長，嚴重影響整個水體環境，同樣也會加快金屬構件的腐蝕速度。

3　中水回用于循環冷卻水系統的深度處理方法

3.1石灰混凝沉淀法

這種方法主要被用于去除水體當中含有的硫酸根離子，并且能夠有效對有機物和無機物進行沉淀，同時還可以降低水體中細菌的含量，降低細菌對于金屬構件的腐蝕速度。根據我國的相關研究顯示，利用石灰能夠有效使水體中的懸浮物發生沉積，并且這一技術已經被廣泛地應用在我國的火力發電廠領域，但是從其整體效果上來看，其對于水體中氨氮物質的去除效果一般，同時容易發生結垢的情況，需要相關人員定期對設備進行疏通，但石灰混凝沉淀方法總體處理成本較低，能夠實現利益最大化發展。

3.2生物處理方法

一般情況下，中水回用系統當中應用較多的深度處理方法為生物接觸氧化法和曝氣生物濾池法，其大多數情況下被用來進行居民污水的二級處理，并且能夠被應用在電廠的冷卻循環過程中。但是在應用過程中需要進行注意，雖然這種方法能夠有效去除水體中的細菌和相關離子，但是其對于部分特殊污染物，例如硫化物、揮發酚以及油脂含量過高的水體凈化效果一般，應該加入活性炭等吸附力較強的物質進行物理吸附，增加整體處理效果。

3.3膜處理法

這種方法主要是利用小孔徑生物膜對污染物進行攔截，將水體的凈化效果大大提升，能夠有效去除水體中絕大部分的懸浮物、膠狀物質和細菌，處理效果較為穩定，但處理成本較高，需要具有一定經濟實力的污水處理廠才能夠進行應用。

4　結語

將中水回用應用在循環冷卻水系統當中能夠有效解決我國的水資源短缺問題，但相關技術還需要進一步發展和不斷創新。

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2015-4-8