中水回用前端殺菌在化肥循環(huán)水系統(tǒng)的應(yīng)用

羅 旭 陳 華 郭景玉 杜天悅

(1.烏魯木齊石化公司研究院，新疆 烏魯木齊 830019；2.烏魯木齊石化公司凈化水廠，新疆 烏魯木齊 830019)

0 引言

中水回用[1]是提高水資源利用率的一種重要途徑，某石化公司化肥廠利用公司凈化水廠處理的中水作為化肥廠循環(huán)冷卻水補(bǔ)水，較好解決了用水需求，對(duì)節(jié)約工業(yè)用水具有重大意義。與新鮮水相比，中水回用于循環(huán)冷卻水系統(tǒng)時(shí)富含微生物生長(zhǎng)和繁殖所需要的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，對(duì)微生物繁殖十分有利，使循環(huán)水中微生物控制難度增加。在中水回用系統(tǒng)中，有很多都是微生物控制不當(dāng)而引起的結(jié)垢和腐蝕問(wèn)題，嚴(yán)重影響了設(shè)備的安全長(zhǎng)效運(yùn)行，同時(shí)降低了設(shè)備使用壽命，增加了生產(chǎn)安全隱患[2]。

向循環(huán)冷卻水中投加各種殺菌劑是一種常用的控制微生物的方法，但化肥廠在中水回用后，加大各種殺菌劑的投加量和投加頻次，檢測(cè)的異養(yǎng)菌數(shù)量仍然超標(biāo)，選擇合適的殺菌劑和殺菌位置是解決化肥循環(huán)水微生物超標(biāo)的有效途徑。

1 化肥循環(huán)水補(bǔ)水水質(zhì)及循環(huán)水控制指標(biāo)

1.1 循環(huán)水補(bǔ)充水質(zhì)

化肥循環(huán)水系統(tǒng)補(bǔ)充水由新鮮水和中水兩部分組成。系統(tǒng)需補(bǔ)水量約600m3/h，中水回用量約100m3/h。其控制指標(biāo)見(jiàn)表1。

表1 化肥循環(huán)水系統(tǒng)的補(bǔ)充水水質(zhì)數(shù)據(jù)

1.2 系統(tǒng)循環(huán)水水質(zhì)控制指標(biāo)

化肥循環(huán)水回用中水后，為了保證水質(zhì)平穩(wěn)運(yùn)行，制定了影響較大的循環(huán)水水質(zhì)分析項(xiàng)目和控制指標(biāo)，具體見(jiàn)表2。

表2 回用中水后的循環(huán)水水質(zhì)分析項(xiàng)目和頻率

2 中水回用存在問(wèn)題分析

2.1 增大殺菌劑投加量和投加頻次，異養(yǎng)菌數(shù)量未得到有效控制

化肥廠循環(huán)水一直使用氧化型殺菌劑KF-507控制異養(yǎng)菌，但在中水回用后，殺菌劑的控制效果明顯變差。表3為中水回用前后，循環(huán)水殺菌劑使用和異養(yǎng)菌檢測(cè)情況對(duì)比。

表3 中水回用前后的循環(huán)水中殺菌情況對(duì)比

2.2 異養(yǎng)菌超標(biāo)原因分析

(1)微生物滋生速度過(guò)快，循環(huán)水系統(tǒng)殺菌，難以控制其數(shù)量。

化肥廠化驗(yàn)室對(duì)中水中的異養(yǎng)菌含量進(jìn)行跟蹤分析，檢測(cè)異養(yǎng)菌平均為77500個(gè)/毫升，一般細(xì)菌的代時(shí)是20-30分鐘，在循環(huán)水系統(tǒng)這樣適宜的生長(zhǎng)環(huán)境條件下，以大腸桿菌為例，一個(gè)大腸桿菌細(xì)胞8小時(shí)后，可繁殖到200萬(wàn)個(gè)以上，10小時(shí)后可超過(guò)10億個(gè)，24小時(shí)后，細(xì)菌繁殖的數(shù)量可龐大到難以計(jì)數(shù)的程度。

(2)循環(huán)水系統(tǒng)濁度和COD升高弱化了日常殺菌劑的效用。

中水相對(duì)新水而言含有較多的微生物，在敞開(kāi)式系統(tǒng)中，空氣中的粉塵等顆粒極易進(jìn)入系統(tǒng)，連同微生物一起形成帶電的生物微團(tuán)，吸附水中的雜物質(zhì)，并在水中穩(wěn)定存在，同時(shí)由于使用中水后，容易發(fā)生水中膠體脫穩(wěn)，就使得循環(huán)水多呈現(xiàn)渾濁的狀態(tài)；COD值過(guò)高也可以為各種微生物提供過(guò)多營(yíng)養(yǎng)源，也造成微生物的大量繁殖，又會(huì)助推COD值升高，弱化了緩蝕阻垢劑及殺菌劑的效用[3]。

3 采用中水回用前端殺菌的處理措施

在中水回用前端殺菌，能大大消減微生物的母體數(shù)量，減輕各下游生產(chǎn)廠循環(huán)水系統(tǒng)日常殺菌處理的壓力，減少中水回用帶給循環(huán)水系統(tǒng)異養(yǎng)菌超標(biāo)的風(fēng)險(xiǎn)。

3.1 殺菌劑投加點(diǎn)的確定及設(shè)施的配備

通過(guò)對(duì)石化公司凈化水廠的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研，確定在雙膜池處設(shè)置殺菌劑投加點(diǎn)，加裝投加藥劑的設(shè)施。

3.2 選擇合適的氧化型殺菌劑

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)異養(yǎng)菌分析，先以的次氯酸鈉作為優(yōu)選的氧化型殺菌劑，進(jìn)行沖擊性投加。次氯酸鈉能在水中生成次氯酸和次氯酸根，次氯酸是一種極強(qiáng)的氧化劑，易通過(guò)微生物的細(xì)胞擴(kuò)散，與細(xì)胞的蛋白質(zhì)生成化學(xué)穩(wěn)定的N-Cl鍵，從而殺死微生物，其殺菌效果較好。具體方法是每日投加2次，每次投加量75kg。

4 對(duì)殺菌處理后的中水進(jìn)行異養(yǎng)菌分析及殺菌評(píng)價(jià)

(1)中水前端殺菌處理經(jīng)過(guò)5個(gè)月的實(shí)施后，水質(zhì)有明顯的提高。表4為中水處理前后的水質(zhì)對(duì)比。

表4 中水殺菌處理前后的水質(zhì)對(duì)比

表5 化肥廠循環(huán)水系統(tǒng)在中水殺菌前后的對(duì)比

(2)中水殺菌處理后，化肥廠循環(huán)水系統(tǒng)達(dá)到了預(yù)期的效果。表5為化肥廠循環(huán)水系統(tǒng)在中水前端處理前后的殺菌情況對(duì)比，圖1為中水前端處理前后6個(gè)月循環(huán)水異養(yǎng)菌合格率對(duì)比。

圖1 中水處理前后的循環(huán)水異養(yǎng)菌合格率對(duì)比

5 結(jié)論

中水回用前端殺菌處理能將中水回用帶給循環(huán)水系統(tǒng)異養(yǎng)菌超標(biāo)的風(fēng)險(xiǎn)消減，同時(shí)減輕下游各生產(chǎn)廠循環(huán)水系統(tǒng)日常殺菌處理的壓力。

[1]武淑文, 楊迎冬.中水回用技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀分析[J]. 廣西輕工業(yè),2011,(6):88.

[2]王煒,魏志朝.中水回用對(duì)石化循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的危害及對(duì)策[J].廣州化工, 2011,39(5): 65-67.

[3]印勝偉. 控制熱電廠循環(huán)水系統(tǒng)微生物腐蝕和粘泥的措施[J].中國(guó)給水排水, 2006, 22(22):99-102.