CN101468842B - 一种用于循环水系统的回用污水的预处理方法 - Google Patents

一种用于循环水系统的回用污水的预处理方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种用于循环水系统的回用污水的预处理方法，其中，该方法包括使所述回用污水中的锰含量降低到0.3mg/L以下。通过本发明提供的方法，以所述污水作为补充水的循环水系统不会发生水质变黑、浊度升高以及出现大量黑色沉积物的现象，从而可有效提高循环水水质，延长循环水系统的寿命。

Description

一种用于循环水系统的回用污水的预处理方法
技术领域
本发明涉及一种用于循环水系统的回用污水的预处理方法。
背景技术
随着我国国民经济的飞速发展，各方面对水资源的需求量也越来越大。如今，水资源短缺已成为制约经济发展不可忽视的因素。回用污水已成为重要的第二水源，较好地解决了工业发展与水资源不足、工业发展与水环境污染之间的矛盾。回用污水不但可以节约大量新水，而且可以大幅度减少污水外排，因而成为工业企业节水减排的重点。其中作为工业循环冷却水是回用污水的主要应用方面。
化工化纤等行业的废水尽管经过工业污水处理过程后达到中华人民共和国国家标准GB8978-1996污水综合排放标准，但是这种污水在回用用作工业循环冷却水的补充水时，往往存在如下问题：1、循环水颜色容易发黑，浊度容易升高；2、异养菌超标，严重时会使得在循环水系统内大量滋生粘泥；3、为了抑制系统腐蚀以及微生物滋生，需要提高缓蚀阻垢剂和氧化性杀菌剂的用量，但是这会进一步造成水质色度和浊度的恶化，而且会提高成本；4、循环水系统的循环水塔池底部以及换热器内容易出现黑色粘泥沉积，换热器垢下腐蚀严重。
因此，将上述达标的污水直接回用用作工业循环冷却水时，虽然实现了污水回用，但是这种污水常常会加速循环水系统的设备的腐蚀和结垢，给生产设备的安全、高效、长周期运行带来隐患，大大缩短水冷设备和输水管线的使用寿命。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术中回用污水作为工业循环水的补充水时循环水的色度和浊度容易增加、形成黑色沉积物以及对循环水系统腐蚀严重的缺点，提供一种用于循环水系统的回用污水的预处理方法，该方法通过降低回用污水中的锰含量，从而避免上述缺点。
本发明提供了一种用于循环水系统的回用污水的预处理方法，其中，该方法包括使所述回用污水中的锰含量降低到0.3mg/L以下。
本发明的发明人经研究发现，通过降低上述回用污水中的锰含量可以有效解决上述问题。由此可见，上述问题产生的原因与回用污水中的锰密切相关。例如化纤工业产生的污水、合成脂肪酸产生的污水以及电解锰产生的污水，这些污水尽管符合中华人民共和国国家标准《GB8978-1996污水综合排放标准》中规定的污水中的锰含量不超过2mg/L的要求，但是在将这些污水用于循环水系统的补充水时，随着时间的增加，循环水颜色发黑，浊度升高，而且循环水塔池底部以及换热器内容易出现黑色粘泥沉积，换热器垢下腐蚀严重，从而缩短循环水系统寿命。而通过本发明提供的方法，即使经过很长时间，以所述污水为补充水的循环水也不会发生变黑、浊度升高以及产生粘泥的现象，从而可以有效提高循环水系统的寿命。
具体实施方式
本发明的用于循环水系统的回用污水的预处理方法包括使所述回用污水中的锰含量降低到0.3mg/L以下。所述回用污水可以是锰含量不超过5mg/L的工业污水，所述工业污水优选为除锰含量之外的其它指标均达到排放标准的污水。所述的“排放标准”是指GB8978-1996《污水综合排放标准》，其中锰含量的排放标准为不超过2mg/L。
按照本发明方法，只要将回用污水中的锰含量控制在0.3mg/L以下即可，更优选控制在0.1mg/L以下。使回用污水中的锰含量降低到0.3mg/L以下的方法可以是任意的方法。本发明优选将回用污水与氧化剂和絮凝剂接触，然后过滤，来降低所述回用污水中的锰含量。
所述氧化剂可以是各种能将回用污水中的二价锰离子氧化成二氧化锰的物质，例如，可以是各种具有氧化性的有机物或无机物，优选为液氯、次氯酸钠、次氯酸钙、二氧化氯、高锰酸钾、高铁酸钾、臭氧、过氧化氢、氯化异氰脲酸、二氯异氰脲酸、二氯异氰脲酸钠、三氯异氰脲酸中的一种或几种，进一步优选为三氯异氰脲酸、液氯、次氯酸钠、高锰酸钾中的一种或几种。所述氧化剂可以商购或自制。
所述絮凝剂可以是各种能将二氧化锰沉淀的物质，例如，可以是常规用作絮凝剂的硫酸铝、三氯化铁、硫酸亚铁、聚合氯化铝、聚合硫酸氯化铝铁、聚合硫酸铝、聚硅酸、甲壳素、壳聚糖、聚丙烯酰胺、聚丙烯酸钠、丙烯酸-丙烯酰胺共聚物中的一种或几种，优选为三氯化铁、聚合氯化铝、聚丙烯酰胺中的一种或几种。所述絮凝剂可以商购或自制。
所述回用污水中的锰含量越低，在用作工业循环水的补充水时，循环水的色度以及浊度越不容易增加，越不容易出现粘泥，对设备和输水管线的损害也越小。一般来说，对于同一种氧化剂，所述回用污水中的锰含量越高，所需氧化剂的用量也相应较大；对于同一种回用污水，氧化剂的用量越大，降低回用污水中的锰含量的效果也越明显。对于絮凝剂和氧化剂的具体用量，本领域技术人员可以根据需要得到的锰含量来进行相应的调节。为了有效降低回用污水中的锰含量，同时考虑到处理的成本，氧化剂的用量优选使得回用污水中的氧化剂的浓度为0.1-50mg/L，絮凝剂的用量优选使得回用污水中的絮凝剂的浓度为0.1-50mg/L。
所述回用污水与氧化剂和絮凝剂可以以任意的顺序进行混合。本发明的发明人发现，通过将回用污水先与絮凝剂混合接触，再与氧化剂混合接触，在其它条件相同的情况下，可以进一步提高降低回用污水中锰含量的效果。因此，优选情况下，回用污水与絮凝剂和氧化剂接触的方法为依次将絮凝剂和氧化剂加入到回用污水中。
所述回用污水与絮凝剂接触的温度为5-40℃，接触的时间为1-100分钟；所述回用污水与絮凝剂接触的时间是指从将絮凝剂加入到回用污水中至过滤出沉淀的时间间隔。所述回用污水与氧化剂接触的温度为5-40℃，接触的时间为1-100分钟。所述回用污水与氧化剂接触的时间是指从将氧化剂加入到回用污水中至过滤出沉淀的时间间隔。
另外，为了使得氧化剂和絮凝剂与回用污水充分混合，该混合优选在搅拌下进行。
所述过滤的方法可以是常规各种过滤方法。例如，可以采用砂过滤器、多介质过滤器、保安过滤器等进行过滤。
下面通过实施例来进一步说明本发明的方法。
实施例1
本实施例说明本发明的用于循环水系统的回用污水的预处理方法。
采用经化纤污水处理装置排放的达标污水作为回用污水，其中，锰含量为1.9mg/L。在常温(25℃)下向该回用污水中加入氧化剂并通过ZR4-6型混凝试验搅拌机在50r/min下搅拌5分钟，然后加入絮凝剂，再在转速为160r/min搅拌1分钟，在转速为20r/min下搅拌10分钟。然后用砂过滤器进行过滤得到滤液。通过ICP原子发射光谱法测定滤液中锰含量。结果如表1所示。所述氧化剂和絮凝剂的种类和用量(在回用污水中的浓度)如表1所示。
实施例2-9
按照实施例1的方法对回用污水进行处理和测定滤液中锰含量，不同的是，所述氧化剂和絮凝剂的种类和用量如表1所示进行添加。
实施例10
按照实施例4的方法对回用污水进行处理和测定滤液中锰含量，不同的是，所述回用污水先与絮凝剂接触，再与氧化剂接触。
实施例11
按照实施例1的方法对回用污水进行处理和测定滤液中锰含量，不同的是，所述回用污水为采用经电解厂污水处理装置排放的污水，其中，所述锰含量为4.9mg/L，其它指标均达到排放标准，所述氧化剂为高锰酸钾，在回用污水中的浓度为20mg/L；所述絮凝剂为聚丙烯酰胺和聚合氯化铝；回用污水中，聚丙烯酰胺的浓度为1mg/L，聚合氯化铝的浓度为5mg/L。
表1
实施例编号   氧化剂   絮凝剂   滤液中的锰含量(mg/L)
  种类   浓度(mg/L)   种类   浓度(mg/L)
  实施例1   三氯异氰脲酸   8   聚合氯化铝   20   0.3
  实施例2   三氯异氰脲酸   9   聚合氯化铝   20   0.2
  实施例3   三氯异氰脲酸   10   聚合氯化铝   20   小于0.1
  实施例4   高锰酸钾   8   聚丙烯酰胺   2   0.2
  实施例5   高锰酸钾   10   聚丙烯酰胺   2   0.1
  实施例6   高锰酸钾   12   聚丙烯酰胺   2   小于0.1
  实施例7   液氯   20   聚丙烯酸钠   10   小于0.1
  实施例8   高锰酸钾   12   聚合氯化铝   15   小于0.1
  实施例9   次氯酸钠   30   壳聚糖   30   小于0.1
  实施例10   高锰酸钾   8   聚丙烯酰胺   2   小于0.1
实施例11 高锰酸钾 20   聚丙烯酰胺   1 小于0.1
  聚合氯化铝   5
上述表1中，聚合氯化铝为北京市海洁尔水环境科技公司的型号为H-701的聚合氯化铝；聚丙烯酰胺为北京市海洁尔水环境科技公司的型号为H-706的非离子型聚丙烯酰胺；壳聚糖为青岛市盛洋化工有限公司产的工业级壳聚糖。
从表1可以看出，本发明的方法能有效降低回用污水中的锰含量。另外，实施例10与实施例4的不同之处在于氧化剂和絮凝剂的添加顺序不同，从滤液中的锰含量来看，先将回用污水与絮凝剂混合，再与氧化剂混合，降低锰含量的效果更加明显。
实施例12
以实施例4得到的滤液作为循环水的补充水，按照HG/T 2160-1991《冷却水动态模拟试验方法》进行动态模拟试验。试验进行15天，试验过程中分析循环冷却水和补充水的浊度，试验结束后，观察塔池是否有沉积物，测试监测试管的腐蚀速率和粘附速率。结果如表2所示。其中循环水浊度测试方法按照GB 13200-91《水质浊度的测定》进行；监测试管的腐蚀速率和粘附速率的测试方法按照HG/T 2160-1991《冷却水动态模拟试验方法》进行。
实施例13
用实施例10得到的滤液代替实施例12中的实施例4得到的滤液，其它处理步骤以及测试方法均与实施例12相同，结果如表2所示。
对比例1
用实施例1中的经化纤厂污水处理装置排放的达标污水代替实施例12中的实施例4得到的滤液，其它处理步骤以及测试方法均与实施例12相同，结果如表2所示。
表2
编号   浊度(FTU)   腐蚀速率(mm/a)   粘附速率(mg/cm2·月)   观察塔池中是否有沉积物
  补充水   循环水
  实施例11   5   40   0.075   20   无
  实施例12   5   20   0.060   15   无
  对比例1   10   80   0.095   50   有黑色沉积物
从表2可以看出，通过降低回用污水中的锰含量，循环水浊度升高明显变慢，不容易变黑，而且塔池底部不会产生黑色沉积物，同时循环水对设备腐蚀性也大大降低。

Claims (11)

1.一种用于循环水系统的回用污水的预处理方法，其特征在于，该方法包括使回用污水中的锰含量降低到0.3mg/L以下，使回用污水中的锰含量降低到0.3mg/L以下的方法包括将回用污水与氧化剂和絮凝剂接触，然后过滤。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述氧化剂的用量使得回用污水中的氧化剂的浓度为0.1-50mg/L，所述絮凝剂的用量使得回用污水中的絮凝剂的浓度为0.1-50mg/L。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述回用污水与絮凝剂和氧化剂接触的方法为依次将絮凝剂和氧化剂加入到回用污水中。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述回用污水与絮凝剂接触的温度为5-40℃，接触的时间为1-100分钟。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述回用污水与氧化剂接触的温度为5-40℃，接触的时间为1-100分钟。
6.根据权利要求1-5中任意一项所述的方法，其中，所述氧化剂为能将回用污水中的二价锰离子氧化成二氧化锰的物质，所述絮凝剂为能将所述二氧化锰沉淀的物质。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述氧化剂为液氯、次氯酸钠、次氯酸钙、二氧化氯、高锰酸钾、高铁酸钾、臭氧、过氧化氢、氯化异氰脲酸和二氯异氰脲酸钠中的一种或几种。
8.根据权利要求6所述的方法，其中，所述氧化剂为二氯异氰脲酸和/或三氯异氰脲酸。
9.根据权利要求6所述的方法，其中，所述絮凝剂为硫酸铝、三氯化铁、硫酸亚铁、聚合氯化铝、聚合硫酸铝、聚合硫酸氯化铝铁、聚硅酸、甲壳素、壳聚糖、聚丙烯酰胺、聚丙烯酸钠和丙烯酸-丙烯酰胺共聚物中的一种或几种。
10.根据权利要求1所述的方法，其中，所述回用污水是锰含量不超过5mg/L的工业污水。
11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述工业污水除锰含量之外的其它指标均达到排放标准。
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