CAOT组合工艺在循环水场应用时的节水减排效果王显训

第25卷第4期2009年8月　　哈尔滨商业大学学报(自然科学版)JournalofHarbinUniversityofCommerce(NaturalSciencesEdition)　　Vol.25No.4Aug.2009:2009-04-10.:国家自然科学基金(50808052).:王显训(1974-),男,工程师,研究方向:给排水.CAOT王显训1,谢敬萱1,贾学斌2,3(1.,266043;2.,150090;3.,150080)　:用CAOT组合工艺建设的循环水场,可以获得直接使用边沟水、各类杂排水的可能,并且实现长周期免清洗、免预膜、免置换的高浓缩工艺基础,节约污水深度净化投资、减少深度净化运行负担、降低新鲜水补用量,减少排水、排污量,同时简化现场管理操作,实现循环水场低消耗运行的目的.:CAOT组合工艺;直接使用杂排水;循环水;低消耗:X701　　　　:A　　　　:1672-0946(2009)04-0424-04StudyoneffectofeffluentreducinginapplicationofcirculatingwaterbyCAOTcombinationprocessWANGXian-xun1,XIEJing-xuan1,JIAXue-bin2,3(1.SinopecQingdaoRefiningChemicalCo.LtdofChinaPetrochemicalCorporation,Qingdao266043,China;2.SchoolofMunicipalEnvironmentalEngineering,HarbinInstituteofTechnology,Harbin150090,China;3.SchoolofCivilEngineering,HeilongjiangUniversity,Harbin150080,China)Abstract:Forcirculatingwatertreatment,bytheCAOTcombinationprocesscangetthedi-rectlyutilizationofsidedrainandotherdrain.Thehighconcentrationprocessbaseisnocleaningforalongperiod,nopre-blooming,noreplacement.Thispapergetstheadvantagesincludingsavingtheinvestmentofwastewaterdeeppurification,reducingtherunningbur-den,decreasingthefreshwatersupplementandeffluent,simplifyingthemanagement,andfufillthegoaloflowerconsuming.Keywords:CAOTcombinationprocess;directlyutilizationofdrain;circulatingwater;lowconsuming1　CAOT组合工艺背景聂梅生先生提出:水处理技术是围绕解决水中的污染物质而展开的,那么当前水污染问题的龙头是什么?按照国家“十一五”计划,到2010年污染物减排要求达到10%,单位GDP能耗要求下降20%[1].按此要求,各类企业在生产运行中,即使狠抓源头控制,仍然不可避免地会在不同生产区域排出很多废水,这些污水的被污染程度也是在不断变化的,时而清洁、时而污浊.按照一般概念,排水只要达不到排放标准就不能直接排放,必须送污水处理场处理达到排放标准.由此,污水处理场要留出相当规模的空间,让清洁水占据有限的污水净化资源,而水的浓度波动往往会增加污水场处理时的调控难度,增加资源消耗[2-3].在污水排放要求提高的今天,势必加重企业负担.寻找经济、有效、安全的方法,使废水得到资源化利用,意义更加重大.近年来,各项绿色水处理技术的诞生为上述问题的解决和相关设定的实现奠定了基础,CAOT组合工艺技术完全符合上述概念,并已在工业中得到DOI:10.19492/j.cnki.1672-0946.2009.04.010了很好的应用,有效地使企业实现了零散排放杂排水的直接使用,显示出很好的效果[4-6].2　CAOT组合工艺技术体系的构成2.1　CAOTCAOT组合工艺技术是20世纪90年代诞生的,能解决循环水场因泄漏产生的多种问题.15a来已广泛应用于众多大规模工业化现场,技术相对成熟[7-9].它的基本构想是多项技术的有机组合,形成多机制、多角度的补充与完善状态,使得该技术在现场应用中运行效果稳定、应用代价低廉、适应性广泛且实施操作方便[10-11].2.2　CAOT目前,膜分离、绿色氧化、绿色中和、绿色絮凝以及超声波、微波、电磁场被公认为5类绿色水处理技术.通过图1可以清楚地了解到,CAOT组合工艺技术是由多种技术有机结合形成的组合工艺,涉及到多项绿色水处理技术内容.CAOT组合工艺技术的处理过程基本不产生固体废弃物.在循环水场采用CAOT组合工艺技术后,即可建立起符合循环经济理念的水处理净化体系,可以在不增加水处理成本的背景下实现各类杂排水的直接使用.CAOT组合工艺技术的体系建立十分方便,新建、改造的可实现性都强,不影响原有装置运行.1　CAOT2.3　CAOT1)CAOT组合工艺装备组成之一是采用CAOT组合工艺系列配套的活性生物制剂系列产品,强化对矿物质油份及其衍生物的净化作用.同时采用CAOT组合工艺系列组合设备,由此建立满足循环水系统对净化、缓蚀、阻垢、黏泥控制、菌藻控制等要求的工艺体系,形成资源节约型循环水系统.2)CAOT组合工艺装备组成之二是采用CAOT组合工艺反冲水回收装置,利用CAOT组合工艺中的浮选原理,先将汇集后的反冲洗水送入CAOT处理装置,然后经过过滤,有效地进行短流程的固液分离.3)CAOT组合工艺装备组成之三是补充水活化,通过补充水活化技术的使用可以大幅度降低氧化性杀菌剂的消耗,减少水体卤代物等致癌物质的产生.3　CAOT组合工艺技术体系的使用杂排水运行背景　　1)使用CAOT组合工艺的循环水场系统设计参数设计规模为12000m3/h,保有水量8000m3.2)使用CAOT组合工艺的循环水场的补充水和杂排水水量情况如表1所示.1　(:t/h)月份新鲜水(再生水)制氢软化水杂排水二次水补水合计其中杂用水合计一月03327309090二月03722369595三月53319268378四月24313837130106五月50292054133103六月54282059141107七月61282066155114八月62262069157115九月42261663147105十月4825274014092十一月19292872148129十二月4283.5931281253)使用CAOT组合工艺的循环水场的充水和杂排水水质情况如表2所示.2　pH值Ca2+总碱正磷总磷总铁K+新鲜水7.303652740.2300.143.6新鲜水+再生水7.09-8.30124-45360-5690.06-0.77——0-3.000.06-7.20制氢软化水10.492127.70000杂排水7.492801940.030.110.564一热力回水7.85364.3145.50.581.463.62—二次水7.60626.8101.80.47—1.168.274)减少污水水量效果分析如表3所示.3　月份制氢软化水杂排水二次水杂用水合计年度推算量(t/年)252840198624425832877296　　该系统使用杂用水开始与2002年前,表3粗略统计今年一年可利用杂排水87.7万t以上,加·425·第4期　　　　　　　　　　　王显训,等:CAOT组合工艺在循环水场应用时的节水减排效果上该系统采用免清洗、免预膜、免冲击性杀菌技术,预计年度最低估计减少置换排水20万t以上.由此,实际形成排水量减少可以达到100万t.3.5　补充水为新鲜水和再生水的混合体,由于补充水、二次水是该循环水场消耗水的主体,日常只对补充水、二次水的COD进行分析,边沟数据少,我们暂且统计这一部分的污染物总量.11个月由再生水和二次水接收的COD总量约48.0t.以此推算,年度消减COD总值在50t以上.4　CAOT组合工艺现场应用效果分析4.1　CAOT由表3可以看出,循环水场在CAOT组合工艺控制下,使用大量的多品种杂排水,腐蚀速率、黏附速率远远低于水质控制指标的要求.表明该技术可以从根本上解决系统在来水水质很差、系统存在泄漏时的腐蚀、结垢的问题.为有效地直接使用污水奠定基础.水场2008年1～10月份的水场挂片及监测器腐蚀结垢数据如表4所示.4　20081～10日期挂片腐蚀速率mm/a监测器腐蚀速率mm/a监测器黏附速率mcm控制指标≤0.100≤0.100≤15.001月份0.0200.0274.572月份0.0210.0284.163月份0.0160.0241.604月份0.0180.0292.115月份0.0150.0352.616月份0.0110.0391.947月份0.0100.0353.298月份0.0080.0191.559月份0.0090.0161.3810月份0.0080.0181.6611月份0.0100.0294.8912月份0.0130.0182.20平均值0.0130.0262.664.2　CAOT如表5所示.由表5内数据系统对比可以发现,采用免清洗、预膜技术的循环水场虽然由于泄漏又使用再生水,水质最差,但腐蚀得到有效控制,浓缩倍数大于3.5倍,碱加钙最高,但系统的黏附量却最小.5　CAOT工艺背景CAOT常规技术对照结果腐蚀速度/(mm·a-1)0.03200.01600.03600.03000.0320达标,好级黏附速度/mcm1.740014.800022.60005.920017.5000最低,可免清洗挂片腐蚀/(mm·a-1)0.01800.00700.01900.00800.0100达标,好级浓缩倍数/倍3.723.675.306.083.59来水波动数值偏低铁离子/(mg·L-1)0.520.450.330.360.16受补水影响碳酸钙质量浓度/(mg·L-1)1242.01162.1687.51201.01199.8偏高总碱度/(mg·L-1)189.4134.777.737.231.0最高COD/(mg·L-1)122.874.350.361.844.8微泄漏最高浊度/ntu32.210.25.19.75.8微泄漏最高氯离子/(mg·L-1)694.1536.8207.5357.8452.9受回用水影响最高碱加钙/(mg·L-1)1431.41296.8765.21238.21231.8最高4.3　CAOT、、、依据粗略统计,三年检修周期中,每年都或有部分装置检修,按照常规工艺要求,每次都要进行清洗预膜,每次实际统计用水量十分客观.而每月要进行1到2次冲击性杀菌,杀菌后要置换,每次置换用水大多约需保有水量的2倍以上.在这方面本循环水场年度节水、减排20万t[9].表6统计了本循环水场在使用CAOT组合工艺前后检修期的情况.数据表明,清洗、预膜、置换不但要消耗大量水资源,清洗、钝化、预膜剂的化学品消耗也是惊人的,一次消耗几十吨,以及为数不少的消泡剂、缓蚀剂,这些药剂在系统内很少留存,大多随置换水排出系统流向大环境,对环境污染极为严重.·426·哈尔滨商业大学学报(自然科学版)　　　　　　　　　　　第25卷6　、项　　目常规技术CAOT水处理技术循环量(t/h)80008000药剂费/万元14.270.5用水量/t165000用水费/万元1.650排水量/t165000排污费/万元1.65极少总费用/万元17.570.55　结　语CAOT组合工艺技术建设的循环水场,使得循环水场的净化潜力获得提高,可以循环水场直接使用边沟水、各类杂排水,并