1 旁流處理工藝

1.1 過(guò)濾法

過(guò)濾是的旁流處理方式(通稱旁濾)，其處理量通常為循環(huán)水量的2～5，可以去除水中大部分懸浮固體、粘泥和微生物等，但不能降低水的硬度和含鹽量，反沖洗時(shí)雜質(zhì)將隨反洗水排出系統(tǒng)。由于反洗水中雜質(zhì)濃度比排污水高得多，所以系統(tǒng)排出的雜質(zhì)多而消耗的水量少，即通過(guò)旁濾可使排污量顯著降低。

大型循環(huán)水系統(tǒng)一般采用以石英砂或無(wú)煙煤為濾料的重力無(wú)閥旁濾池，其濾速只能控制在10m/h以下，而水的懸浮物濃度只能控制在10mg/L以下，過(guò)濾及占地面積的導(dǎo)致基礎(chǔ)投資較大。

與石英砂相比，纖維濾料具有孔隙率高、孔隙分布合理和比表面積大等特點(diǎn)，采用纖維濾料時(shí)濾速可高達(dá)20～85m/h。由于纖維具有柔軟性和可壓縮性，故隨著水流阻力的而逐漸被壓縮，使濾料上層受力小、孔隙大，下層受力大、孔隙小，充分體現(xiàn)出纖維濾料納污量大、過(guò)濾周期長(zhǎng)的特點(diǎn)。纖維濾料過(guò)濾器通常需采用氣水反沖，借助氣體的攪動(dòng)使截留的懸浮物與濾料分離，再隨反洗水排出。纖維過(guò)濾器對(duì)懸浮物、鐵、錳、微生物粘泥都具有良好的截留作用，其過(guò)濾精度高，通常出水濁度＜1NTU。 環(huán)境技術(shù)網(wǎng)!

近幾年來(lái)，新型的離子交換纖維濾料過(guò)濾器在循環(huán)水旁流處理中的作用正在逐步引起人們的重視，除具有過(guò)濾作用外，還可與水中鈣、鎂離子進(jìn)行離子交換，具有水質(zhì)的功能。

1.2 膜分離法

反法和電滲析法是常見的兩種膜分離方法，可以去除水中的硬度、微生物等有害成分，有較高的脫鹽率，水回收率可以達(dá)到75～90。

由于膜易被污染導(dǎo)致運(yùn)行成本不斷，通常先采用石灰法去除大部分硬度和懸浮物后，再采用反法做進(jìn)一步的降硬處理，以達(dá)到循環(huán)水補(bǔ)充水的水質(zhì)要求。

膜分離法的缺點(diǎn)是對(duì)進(jìn)水水質(zhì)要求苛刻，且運(yùn)行過(guò)程中的壓力波動(dòng)易導(dǎo)致膜被破壞，水中的腐蝕產(chǎn)物和微生物易使預(yù)濾裝置和反膜堵塞、污染，頻繁的清洗了運(yùn)行費(fèi)用(處理成本可能高達(dá)5～15元/m3)且一次性投入成本較高，故該法不適用于大型循環(huán)水系統(tǒng)。

1.3 化學(xué)沉淀法

通常采用石灰—純堿法來(lái)降低水中的碳酸鹽硬度和非碳酸鹽硬度。在化學(xué)沉淀法中加入混凝劑可使呈膠體狀態(tài)的CaCO3和Mg(OH)2等形成大的絮狀顆粒并吸附水中的懸浮物而沉降下來(lái)，達(dá)到了同時(shí)降低濁度和硬度的目的。

首都鋼鐵公司的高爐煤氣洗滌水在運(yùn)行過(guò)程中各種離子及懸浮物含量不斷、二氧化碳大量損失，導(dǎo)致水質(zhì)穩(wěn)定效果下降，而采用石灰—混凝沉降及二氧化碳相結(jié)合的方法，使循環(huán)水的硬度和濁度降低后返回洗滌水系統(tǒng)，取得了良好的節(jié)水效果。石化公司化肥廠采用投加碳酸鈉、和混凝劑的方法處理硬度、濁度和鐵離子含量較高的外排污水，其水水質(zhì)達(dá)到了《污水處理回用于循環(huán)水的擬用標(biāo)準(zhǔn)》的要求，進(jìn)一步的試驗(yàn)表明，水與新鮮水以1∶1混合后可以滿足工藝用水的需要。

羅基煌介紹的大型水系統(tǒng)(2×104m3/h)采用石灰—純堿、加酸調(diào)pH值的方法同時(shí)處理補(bǔ)充水和部分排污水，取得了良好的節(jié)水效益。Nurdogan等的研究表明，在化學(xué)沉淀法中將PAC改為投加25～50mg/L的Mg(OH)2有助于凝聚效果，而投加750mg/L的Na2CO3和10～15mg/L的陰離子型聚丙烯酰胺則可將濃縮6倍的火電廠水中鈣離子、鎂離子和SiO2含量分別降至30、10和20mg/L以下后回用于水系統(tǒng)。

由于循環(huán)水中碳酸鹽硬度較高、非碳酸鹽硬度較低，而旁流處理并不要求，故大型循環(huán)水系統(tǒng)采用石灰法同時(shí)進(jìn)行排污水與原水的處理是可行的。

化學(xué)沉淀法的缺點(diǎn)是出水殘留硬度和pH值較高(需加酸調(diào)節(jié))、泥渣量過(guò)多，且加酸使水中的鹽含量(包括離子和硫酸鹽)，加劇了水的腐蝕傾向。該法作為旁流處理工藝時(shí)水中酸鹽緩蝕阻垢劑的存在可能干擾處理過(guò)程；而石灰對(duì)阻垢劑的性能也有不利影響(如在除鈣鎂的同時(shí)也將阻垢劑除去、加劇阻垢劑的等)，它加劇阻垢劑本身因吸附和沉淀而產(chǎn)生的消耗，影響了系統(tǒng)的處理效果。

1.4 離子交換法

用于制備純水的離子交換法日常運(yùn)行需消耗大量酸堿，并產(chǎn)生大量廢水，處理成本很高，如采用Na型樹脂進(jìn)行處理，則購(gòu)置工業(yè)鹽的成本較高，時(shí)可能帶入大量Cl-離子，增加了水的腐蝕傾向。

在水質(zhì)處理中弱酸陽(yáng)離子交換樹脂的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。弱酸樹脂的羧酸基團(tuán)對(duì)Ca2+、Mg2+具有較大的親和力，能去除水中的碳酸鹽硬度(理論上可將硬度去除到相當(dāng)于HCO3-堿度的程度)，其工作交換容量是強(qiáng)酸樹脂的2倍以上(通常可以達(dá)到2000 mmol/L)，劑耗量約為理論值的1.05～1.10倍，因而很經(jīng)濟(jì)。劑可以是或硫酸(前者的成本是后者的3倍)，但采用硫酸時(shí)嚴(yán)格控制液的濃度和流速以CaSO4的生成。采用雙流式離子交換器可以節(jié)約投資、水耗和占地，并可獲得較高的效率。

弱酸樹脂用于循環(huán)水旁流處理的研究始于1998年。研究表明，弱酸系統(tǒng)的建設(shè)規(guī)模與循環(huán)水阻垢劑所能維持的堿度有關(guān)，堿度越高則處理量越小、經(jīng)濟(jì)性越好。弱酸樹脂工藝的缺點(diǎn)是水中懸浮物和物的存在對(duì)樹脂的運(yùn)行周期有嚴(yán)重的影響，樹脂較高、操作復(fù)雜也了其應(yīng)用。

1.5 其他方法 環(huán)保BLOG,

將排污水經(jīng)加熱蒸發(fā)—蒸汽壓縮冷凝，可使水中的有害成分得到濃縮，并使95的排污水以冷凝液的形式得到回收、作為循環(huán)水和鍋爐補(bǔ)充水返回系統(tǒng)，但這種方法能耗過(guò)高，只可能在特別缺水的地區(qū)采用。以酸鹽控制釋放水處理劑可以實(shí)現(xiàn)恒速投藥［11］，采用自動(dòng)加藥裝置和提高水處理技術(shù)水平則有助于循環(huán)水的水質(zhì)、提倍數(shù)、節(jié)約用水量。此外，石油化工企業(yè)常用隔油池來(lái)去除因泄漏而進(jìn)入水系統(tǒng)中的油，但對(duì)水中正酸鹽和二氧化硅的旁流去除工藝尚未見報(bào)導(dǎo)。

2 旁流處理工藝、設(shè)備的組合

2.1 纖維過(guò)濾—控釋投藥工藝

2.1.1 原理

纖維過(guò)濾與控制釋放水處理劑相結(jié)合的工藝流程如圖1所示。

循環(huán)水經(jīng)射流器加入混凝劑后在管道中混合均勻再進(jìn)入纖維過(guò)濾器，在濾床上方的反應(yīng)區(qū)發(fā)生微絮凝反應(yīng)，水中的懸浮物生成絮狀顆粒與微生物粘泥一起被纖維濾料截留、去除，濾后水的濁度＜1NTU。采用這種方法，旁濾水中的正酸鹽可被纖維濾料及其所截留的絮狀顆粒物吸附、去除。

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