為了提高循環(huán)水的水質(zhì)穩(wěn)定性,以煉油一號(hào)循環(huán)水場(chǎng)為試驗(yàn)裝置,在日常使用氧化性殺菌劑三氯異氰尿酸(以下簡(jiǎn)稱為TCCA)基礎(chǔ)上連續(xù)投加10%的次氯酸鈉溶液,以提高循環(huán)水質(zhì)為試驗(yàn)?zāi)繕?biāo),為大量回用污水的循環(huán)水場(chǎng)提供水質(zhì)管理經(jīng)驗(yàn)。
1、次氯酸鈉殺菌劑
1.1 優(yōu)點(diǎn)
次氯酸鈉是一種強(qiáng)氧化性殺菌劑,具有較好的殺菌效果,該溶液為淡黃色的透明液體,帶有刺鼻的氣味,常用于循環(huán)水殺菌滅藻。次氯酸鈉水解出次氯酸速度快,安全性高,藥劑成本低,能快速提高水中游離氯,起到良好的粘泥剝離作用。
1.2 殺菌機(jī)理
次氯酸鈉溶液通過水解后形成次氯酸根,再通過水解反應(yīng)生成次氯酸和氫氧化鈉,其中次氯酸能起到殺菌滅藻作用,氫氧化鈉能提高循環(huán)水的總堿度。當(dāng)使用較高濃度的次氯酸鈉溶液后,能有效降低生物粘泥量和異養(yǎng)菌總數(shù),從而提高水質(zhì)合格率?;瘜W(xué)反應(yīng)方程式如下:
2、次氯酸鈉殺菌劑的應(yīng)用試驗(yàn)
2.1 試驗(yàn)條件
試驗(yàn)裝置為煉油一號(hào)循環(huán)水場(chǎng),試驗(yàn)時(shí)間為2016年9月至2017年12月,以煉油區(qū)回用水比例占總補(bǔ)水超過60%為基礎(chǔ)條件,研究投加次氯酸鈉的效果。2017年7—8月煉油區(qū)大修,導(dǎo)致回用水量大量減少,低于60%,其余各月回用水比例均超過60%,滿足試驗(yàn)條件。
2.2 工藝流程
試驗(yàn)使用的次氯酸鈉溶液濃度為10%,通過加藥泵輸送至塔池,連續(xù)投加,游離氯控制指標(biāo)為0.1~0.5mg/L。
2.3 試驗(yàn)數(shù)據(jù)
2.3.1 游離氯和異養(yǎng)菌
煉油一號(hào)循環(huán)水場(chǎng)采用的是連續(xù)加氯方式,游離氯控制指標(biāo)為0.1~0.5mg/L;異養(yǎng)菌能反映循環(huán)水中微生物的生長(zhǎng)情況,工藝控制指標(biāo)為≤1.0×105個(gè)/mL,2016年9月至2017年12月一循水質(zhì)游離氯合格率和異養(yǎng)菌總數(shù)如圖1和2所示。
由圖1和圖2可知,與2016年數(shù)據(jù)相比,一循在大量回用低濃度的污水后,通過連續(xù)投加10%的次氯酸鈉溶液,系統(tǒng)的游離氯合格率明顯提高,異養(yǎng)菌總數(shù)明顯減少,其中2017年9月的游離氯合格率同比提高了25.58百分點(diǎn),異養(yǎng)菌總數(shù)同比減少了1.08×106個(gè)/mL,說明在使用TCCA基礎(chǔ)上投加10%的次氯酸鈉溶液能夠達(dá)到較好的殺菌效果。
2.3.2 總堿度和腐蝕速率(試管)
總堿度和腐蝕速率是循環(huán)水場(chǎng)控制的重要指標(biāo),采用監(jiān)測(cè)換熱器,通過模擬水冷器工況,可測(cè)得循環(huán)水的腐蝕速率。2016年9月至2017年12月一循總堿度和腐蝕速率數(shù)據(jù)如圖3和圖4所示。
由圖3和圖4可知,與2016年數(shù)據(jù)相比,一循的總堿度明顯提高,主要原因是次氯酸鈉水解生成了NaOH,腐蝕速率(試管)均有所下降,且均在水質(zhì)指標(biāo)范圍內(nèi),說明次氯酸鈉的投加提高了系統(tǒng)的總堿度,有效降低了水質(zhì)的腐蝕性。
2.3.3 電導(dǎo)率和氯離子
電導(dǎo)率反映循環(huán)水中溶解鹽類含量,氯離子增加水質(zhì)的腐蝕性,其工藝控制指標(biāo)為≤1000mg/L,2016年9月至2017年12月一循電導(dǎo)率和氯離子含量分別如圖5、6所示。
由圖5和圖6可知,與2016年數(shù)據(jù)相比,一循在短時(shí)間內(nèi)連續(xù)投加了次氯酸鈉溶液后,系統(tǒng)的氯離子、電導(dǎo)率有所升高,但均未超出水質(zhì)控制指標(biāo),通過合理控制次氯酸鈉的投加量,以游離氯在0.1~0.5mg/L為工藝指標(biāo),可滿足水質(zhì)要求。
2.3.4 生物粘泥
生物粘泥反映循環(huán)水中微生物、懸浮物的生長(zhǎng)情況,2016年9月至2017年12月一循生物粘泥數(shù)據(jù)如圖7所示
由圖7可知,從2016年9月開始投加次氯酸鈉后,系統(tǒng)的生物粘泥量有所下降,但仍存在超標(biāo)現(xiàn)象,主要原因是試驗(yàn)期間出現(xiàn)了水冷器泄漏,導(dǎo)致系統(tǒng)的生物粘泥滋生較快。
3、試驗(yàn)過程中的出現(xiàn)的問題和應(yīng)對(duì)措施
3.1 水冷器工藝介質(zhì)泄漏
2016年9月至2017年12月,一循總共出現(xiàn)了9次工藝介質(zhì)泄漏情況,泄漏物料主要是油類,泄漏量大、泄漏時(shí)間長(zhǎng),導(dǎo)致系統(tǒng)水質(zhì)惡化嚴(yán)重,異養(yǎng)菌、粘泥滋生難控。2016年10月泄漏渣油,涼水塔池附著大量黏度高的渣油,水質(zhì)恢復(fù)難度大。
為加強(qiáng)循環(huán)水質(zhì)管理工作,建議:①加強(qiáng)查漏,關(guān)注水質(zhì)分析數(shù)據(jù),出現(xiàn)異常應(yīng)及時(shí)查找原因;②上游生產(chǎn)裝置加大自查頻率;③泄漏期間應(yīng)加強(qiáng)殺菌剝離,加大排水置換量,減輕水質(zhì)惡化程度。
3.2 水質(zhì)分析不及時(shí)
試驗(yàn)期間,以游離氯0.1~0.5mg/L為主要控制指標(biāo)來調(diào)整次氯酸鈉泵的加藥量,分析頻次為每天3次,但因一循裝置缺乏在線游離氯分析儀,無法實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控,導(dǎo)致加藥量調(diào)整滯后,游離氯控制合格率總體仍然偏低,有待進(jìn)一步改進(jìn)。
建議提高裝置自動(dòng)化控制水平,循環(huán)水管線增加在線分析控制儀,實(shí)時(shí)監(jiān)控循環(huán)水質(zhì),減輕人工分析和加藥勞動(dòng)強(qiáng)度,進(jìn)一步提高加藥控制合格率。
4、環(huán)保效益和經(jīng)濟(jì)效益分析
4.1 環(huán)保效益
煉油一號(hào)循環(huán)水場(chǎng)在大量回收污水后連續(xù)投加次氯酸鈉溶液,系統(tǒng)的水質(zhì)得到明顯改善。2017年,該水場(chǎng)排污量為15.37萬t,同比減少7.12萬t,不僅減少了循環(huán)水排污量,同時(shí)也減少了新鮮水的消耗量,踐行節(jié)水減排,環(huán)保效益明顯。
4.2 經(jīng)濟(jì)效益
2017年,煉油一號(hào)循環(huán)水場(chǎng)新鮮水費(fèi)用55.63萬元,同比減少5.43萬元;2017年排污量15.37萬t,按2017年污水處理成本5.02元/t折合計(jì)算,排污費(fèi)為77.16萬元;2016年排污量22.49萬t,按2016年污水處理成本4.41元/t折合計(jì)算,排污費(fèi)為99.18萬元,2017年排污費(fèi)同比減少22.02萬元;藥劑總成本為208.93萬元,同比減少67.49萬元,合計(jì)可節(jié)約94.94萬元。綜上所述,在一循投加了次氯酸鈉后取得了一定的經(jīng)濟(jì)效益。
5、結(jié)論
試驗(yàn)表明,大量回用污水后,煉油一號(hào)循環(huán)水場(chǎng)在使用氧化性殺菌劑TCCA基礎(chǔ)上連續(xù)投加10%次氯酸鈉溶液,異養(yǎng)菌、游離氯、腐蝕速率等指標(biāo)可控,水質(zhì)各項(xiàng)指標(biāo)合格率有所提高,基本達(dá)到試驗(yàn)?zāi)繕?biāo)。在大量回用污水和工藝介質(zhì)泄漏情況下,建議增加氧化性殺菌劑和非氧化性殺菌劑的投加量,提高水質(zhì)合格率,避免水質(zhì)進(jìn)一步惡化。( >
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