CN105585213A - 一种工业废水低成本资源化利用方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及工业废水处理技术领域，具体公开了一种工业废水低成本资源化利用方法,将工业废水简单预处理后，作为工业循环冷却水系统的补充水；补充水在工业循环冷却水系统中的循环过程中发生厌氧反应和好氧反应，其通过调节该系统的保有水量和循环水流量进行控制；工业循环冷却水系统的循环水中定期加入阻垢缓蚀剂、缓蚀预膜剂和杀菌灭藻粘泥剥离剂。本发明方法将工业废水处理作为工业循环冷却水补充水，利用工业循环冷却水系统，实现工业废水的低成本处理和资源化利用，大幅降低工业废水的处理成本和循环冷却水对洁净水的使用量，避免循环水设备结垢、腐蚀现象的发生。

Description

一种工业废水低成本资源化利用方法

技术领域

本发明涉及工业废水处理技术领域。

背景技术

目前，国内外最为先进的废水资源化利用方法是：废水经预处理、生化处理、超级氧化、膜处理、多效蒸发、结晶分离后达到废水零排放，纯水回用。然而其缺点也很明显：设备投资巨大，能耗极高。因此，众多中小企业望而却步，无力采用。因此亟需一种低成本处理工业废水的方法。

与此同时，循环冷却水是工业用水中的用水大项，其在运行中必须要排出一定量的浓水和补充一定量的新水，工业循环冷却水的常用补充水为地表水、地下水、中水或多种洁净水的混合水，当前的循环冷却水处理都在按照《循环冷却水处理设计技术规范》中规定的循环水水质控制标准进行控制，控制的手段是加酸加碱和排水，发生大量的排污水。排污水或重新处理，或排入自然水体，造成了极大的浪费。同时，循环水设备还经常发生结垢、腐蚀现象，造成设备使用寿命降低、维护成本增高。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种工业废水低成本资源化利用方法，能够将工业废水处理成为工业循环冷却水补充水，实现工业废水的低成本处理和资源化利用，能够降低工业循环冷却水对补充水的水质要求和控制难度，大幅降低工业循环冷却水对洁净水的使用量，有效节约水资源，同时，能够避免或降低循环水设备结垢、腐蚀现象的发生。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种工业废水低成本资源化利用方法，包括：

将工业废水pH值调整为5.0～10.0、水温在30℃以下、除去漂浮油、浊度降至100NTU以下，作为工业循环冷却水系统的补充水,补入工业循环冷却水系统中；NTU是指散射浊度单位，表明仪器在与入射光成90°角的方向上测量散射光强度；

所述补充水在工业循环冷却水系统中的循环过程中发生厌氧反应和好氧反应，其通过调节该系统的保有水量和循环水流量进行控制；

所述工业循环冷却水系统的循环水中定期加入阻垢缓蚀剂、缓蚀预膜剂和杀菌灭藻粘泥剥离剂。

进一步地，所述工业循环冷却水系统包括终端冷却设备、冷却塔和冷却塔下方的冷却水池，冷却水池出水口和终端冷却设备进水口之间以进水管连通，冷却塔进水口和终端冷却设备出水口之间以回水管连通，所述进水管上设有循环泵，所述循环泵的入水口还连通废水管；

所述补充水通过废水管补入工业循环冷却水系统，其在进水管、回水管和冷却水池发生厌氧反应，其在终端冷却设备和冷却塔发生好氧反应。

进一步地，所述工业循环冷却水系统还包括旁滤器，循环水经旁滤器降浊。

进一步地，所述工业循环冷却水系统还包括沉淀池，循环水经沉淀池降浊。

进一步地，所述阻垢缓蚀剂由下列组份按质量百分比配制而成：磷酸盐5～15％，磺酸盐5～15％，膦酸盐25～45％，聚羧酸5～25％，唑类0.5～3.0％，余量为水。

所述阻垢缓蚀剂配制步骤为：在容器内先加入水，再加磷酸盐、磺酸盐固体搅拌溶解，在溶解液中再加入膦酸盐、聚羧酸液体搅拌混合，最后加入唑类，搅拌均匀成成品。

进一步地，所述缓蚀预膜剂由下列组份按质量百分比配制而成：甲醇10～15%，乙醇10～15%，丁醇10～15%，苯并三氮唑10～15%，甲基苯并三氮唑10～15%，硫酸锌10～15%，余量为水；（原交底中水的含量为30～50%，但其不符合“某一组分的上限值＋其他组分的下限值≤１００”的规定）

进一步地，所述缓蚀预膜剂每次的添加量为循环水保有水量的50ppm，其每周的添加次数随循环水中氯离子浓度的增大而增加。

进一步地，所述杀菌灭藻粘泥剥离剂由下列组份按质量百分比配制而成：活性物含量为14%的异噻唑啉酮30～40%，活性物含量为40%的十二烷基苄基氯化胺30～40%，水30～40%。

进一步地，所述阻垢缓蚀剂、缓蚀预膜剂和杀菌灭藻粘泥剥离剂在循环泵入口处添加。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：

1）本发明方法与现有技术废水处理方法相比，废水处理流程更短，所用废水处理设备使用现有工业循环冷却水系统，不需要额外添置设备，使得处理成本大幅降低、处理消耗能耗大幅降低；本发明方法中废水经过简单处理后作为循环水的补充水，废水中的污染物在循环水系统自然降解，结垢物质析出后成为水渣沉淀，水分蒸发。消耗掉一吨废水的处理费用仅4.0元左右。而传统的废水深度处理及回用技术，处理一吨废水的费用在30元以上，甚至上百元。

2）本发明将工业废水处理成为工业循环冷却水补充水，有效实现了水资源的重复利用，循环水补充水不需要使用新鲜洁净水，大大降低了企业用水成本，保护了有限的环境水资源。

3）本发明方法应用于工业循环冷却水系统中，不需要按照《循环冷却水处理设计技术规范》中规定的循环水水质控制标准进行控制，对循环水水质的控制不用加酸加碱和排水，循环水水质的控制难度和成本更低，效果更好，有效防止循环水设备内部结垢。

4）本发明方法废水资源化利用率高。废水中的微量重金属离子被阻垢缓蚀剂络合后在设备表面预膜。重金属离子膜可抵御循环水中高氯离子、高硫酸根的腐蚀。而现有技术中，排放废水造成重金属离子污染环境，或循环水补充洁净水，因缺少重金属离子，设备不能预膜，致使设备严重腐蚀。

附图说明

图1是本发明一种循环冷却水系统的结构示意图。

具体实施方式

本发明提供一种工业废水低成本资源化利用方法，将工业废水经简单预处理后直接用作循环冷却水的补充水，通过物理处理和化学处理相结合的方法，使废水中的污染物得到彻底降解，实现废水的资源化利用和零排放，并且达到循环水设备的百分之百不结垢、不腐蚀等多重效果。

下面对本发明方法做进一步说明。

一种工业废水低成本资源化利用方法，将多种工业废水汇集到污水处理厂调节池混合，进行简单的预处理：pH值调整为5.0～10.0、水温在30℃以下、除去漂浮油、浊度降至100NTU以下，即可作为工业循环水的补充水。

见图1，工业循环冷却水系统包括终端冷却设备（换热器）、冷却塔和冷却塔下方的冷却水池，冷却水池出水口和终端冷却设备进水口之间以进水管连通，冷却塔进水口和终端冷却设备出水口之间以回水管连通，所述进水管上设有循环泵，所述循环泵的入水口还连通废水管，所述补充水通过废水管补入工业循环冷却水系统。

工业废水的深度处理过程，其在进水管、回水管和冷却水池发生厌氧反应，其在终端冷却设备和冷却塔发生好氧反应。具体原理如下。

预处理后的废水进入循环冷却水池出口（循环水泵入口）水面以下，在经过换热器换热时，废水温度升高，水中溶解氧含量降低，多余的氧与污染物发生氧化还原反应。如：氧与氨氮反应生成硝酸根和亚硝酸根；氧与硫化氢反应生成硫酸根；氧与酚、氰化合物反应生成无机盐等。废水经过循环水管道时是缺氧处理过程，硝酸盐和亚硝酸盐分解出氮气。在冷却塔处，水与空气换热，氮气溢出，空气中的氧进入循环水中，又是一个好氧过程。废水在冷却水池中是个厌氧过程，废水中的微生物将污染物的大分子分解成小分子，为后序的氧化还原反应创造了条件。在废水深度处理过程中，通过调节循环水系统的保有水量和循环水流量，使废水的厌氧处理和好氧处理达到最佳契合点。从而使废水中的污染物在循环水系统的无限循环过程中得到彻底的降解。

工业废水的浊度处理过程。废水中的污染物降解后成为无机盐，提升了循环水的浊度，可以通过循环水的旁滤器降浊，或者把循环水排出一部分到一个沉淀池静止沉淀，然后上清水再返回循环水系统。通过降浊处理，保证循环水系统正常运行。

为保证循环水设备不结垢不腐蚀，循环水中定期加入阻垢缓蚀剂、缓蚀预膜剂和杀菌灭藻粘泥剥离剂。

阻垢缓蚀剂采用授权公告号为CN101838057B、名称为“多功能阻垢缓蚀剂及其配制方法”的专利中公开的多功能阻垢缓蚀剂。其由下列组份按质量百分比配制而成：磷酸盐5～15％，磺酸盐5～15％，膦酸盐25～45％，聚羧酸5～25％，唑类0.5～3.0％，余量为水；其配制步骤为：在容器内先加入水，再加磷酸盐、磺酸盐固体搅拌溶解，在溶解液中再加入膦酸盐、聚羧酸液体搅拌混合，最后加入唑类，搅拌均匀成成品。

根据废水的水质确定多功能阻垢缓蚀剂的型号；根据模拟实验的结果、保有水量、循环水量、换热量等参数确定多功能阻垢缓蚀剂的日用量；当日用量连续滴至循环泵入口处，可确保循环水设备长期不结垢不腐蚀。

为了保证循环水设备在高氯离子情况下不腐蚀，还需投加缓蚀预膜剂。其由下列组份按质量百分比配制而成：甲醇10～15%，乙醇10～15%，丁醇10～15%，苯并三氮唑10～15%，甲基苯并三氮唑10～15%，硫酸锌10～15%，余量为水。按系统保有水量的50ppm，冲击式投入循环泵入口处。用法为：循环水氯离子在3000～6000mg/L，每周投加1次；在6000～10000mg/L，每周投加两次；在10000～15000mg/L，每周投加3次；在15000～30000mg/L，每周投加7次。

废水中的有机物为微生物的繁殖提供了丰富的营养，而循环水的高氯离子又抑制了菌藻和生物粘泥的疯长。为防止万一，视菌藻和生物粘泥生长情况，适度适量投加杀菌灭藻粘泥剥离剂，确保循环水系统正常运行。

杀菌灭藻粘泥剥离剂由下列组份按质量百分比配制而成：活性物含量为14%的异噻唑啉酮30～40%，活性物含量为40%的十二烷基苄基氯化胺30～40%，水30～40%。

本发明方法经实践证实，将石化废水、焦化废水、制药废水以及反渗透浓水、脱硫液等作为循环水的补充水进行处理，实现了零排放，都取得了非常好的处理效果。

例如，山西某焦化有限公司在焦化一期循环水系统用蒸氨废水做循环水补充水，实现零排放，循环水水质除了硬度一项高于废水外，其它水质指标都低于补充的废水水质，说明了废水中的污染物在循环水的无限循环中得到了降解，结垢物质析出沉淀，重金属离子在设备表面预膜。经检测，其水质达到如下标准：

唐山某焦化有限公司二期高温循环水系统采用生化废水或蒸氨废水作循环水补充水，实行零排放，经计算，一年时间节约新水65.8万吨，减少废水排放42.2万吨，降低生产成本625.7万元。循环水处理的效果是：设备不结垢不腐蚀。对循环水池中的钢板试样表面分析检测（百分比含量）：Mn0.28、Mo＜0.04、Cu0.057、Pb0.16、Cr＜0.027、Ni＜0.076、W1.21、Fe98.2。说明了废水中的重金属离子确实在设备表面预膜。

宁夏某制药股份有限公司在处理生物制药废水时，每吨废水处理成本高达65元，也很难实现达标排放。利用本发明方法后，生物制药废水简单处理后用作循环水补充水，实现零排放。循环水的氯离子高达10290mg/L、电导49600us/cm、硬度达4400mg/L，而循环水设备的处理效果非常优异，消耗掉1吨废水的处理费用仅3.2元。

山东某石油化工有限公司利用本发明方法在炼化八循环水系统中采用未生化的汽提酸性废水作补充水，实现循环水零排放。半年时间里，就将原来用黄河水4.0倍率时结的老垢和锈瘤去除掉，保持了设备运行一年来不结新垢、不产生新的腐蚀。该系统一年来利用废水52.6万吨，节约黄河水80.08万吨。

Claims (9)

1.一种工业废水低成本资源化利用方法，其特征在于，包括：

将工业废水pH值调整为5.0～10.0、水温在30℃以下、除去漂浮油、浊度降至100NTU以下，作为工业循环冷却水系统的补充水,补入工业循环冷却水系统中；

所述补充水在工业循环冷却水系统中的循环过程中发生厌氧反应和好氧反应，其通过调节该系统的保有水量和循环水流量控制；

所述工业循环冷却水系统的循环水中定期加入阻垢缓蚀剂、缓蚀预膜剂和杀菌灭藻粘泥剥离剂。

2.根据权利要求１所述的一种工业废水低成本资源化利用方法，其特征在于，所述工业循环冷却水系统包括终端冷却设备、冷却塔和冷却塔下方的冷却水池，冷却水池出水口和终端冷却设备进水口之间以进水管连通，冷却塔进水口和终端冷却设备出水口之间以回水管连通，所述进水管上设有循环泵，所述循环泵的入水口还连通废水管；

所述补充水通过废水管补入工业循环冷却水系统，其在进水管、回水管和冷却水池发生厌氧反应，其在终端冷却设备和冷却塔发生好氧反应。

3.根据权利要求2所述的一种工业废水低成本资源化利用方法，其特征在于，所述工业循环冷却水系统还包括旁滤器，循环水经旁滤器降浊。

4.根据权利要求2所述的一种工业废水低成本资源化利用方法，其特征在于，所述工业循环冷却水系统还包括沉淀池，循环水经沉淀池降浊。

5.根据权利要求1-4中任一所述的一种工业废水低成本资源化利用方法，其特征在于，所述阻垢缓蚀剂由下列组份按质量百分比配制而成：磷酸盐5～15％，磺酸盐5～15％，膦酸盐25～45％，聚羧酸5～25％，唑类0.5～3.0％，余量为水；

所述阻垢缓蚀剂配制步骤为：在容器内先加入水，再加磷酸盐、磺酸盐固体搅拌溶解，在溶解液中再加入膦酸盐、聚羧酸液体搅拌混合，最后加入唑类，搅拌均匀成成品。

6.根据权利要求1-4中任一所述的一种工业废水低成本资源化利用方法，其特征在于，所述缓蚀预膜剂由下列组份按质量百分比配制而成：甲醇10～15%，乙醇10～15%，丁醇10～15%，苯并三氮唑10～15%，甲基苯并三氮唑10～15%，硫酸锌10～15%，余量为水。

7.根据权利要求6所述的一种工业废水低成本资源化利用方法，其特征在于，所述缓蚀预膜剂每次的添加量为循环水保有水量的50ppm，其每周的添加次数随循环水中氯离子浓度的增大而增加。

8.根据权利要求1-4中任一所述的一种工业废水低成本资源化利用方法，其特征在于，所述杀菌灭藻粘泥剥离剂由下列组份按质量百分比配制而成：活性物含量为14%的异噻唑啉酮30～40%，活性物含量为40%的十二烷基苄基氯化胺30～40%，水30～40%。

9.根据权利要求1所述的一种工业废水低成本资源化利用方法，其特征在于，所述阻垢缓蚀剂、缓蚀预膜剂和杀菌灭藻粘泥剥离剂在循环泵入口处添加。