開式冷卻水塔排污水再利用可行性分析

趙杰瑛

摘 要：該論文介紹了開式冷卻循環水塔在運行過程中，為了確保循環水質量要求需要定期排放循環水，根據最新的排污標準《石油化學工業污染物排放標準（GB31571-2015）》，規定企業冷卻水塔排污水必須按照石油煉制工業廢水進行處理，對運行企業從環保和經濟性都帶來了壓力。該論文以東方終端開式冷卻水塔為例進行了分析說明，并提出了通過適當措施后將排污水進行綠化的可行性，對所有循環水塔用戶都有借鑒和參考作用。

關鍵詞：循環水；排污；化學藥劑；綠化

中圖分類號：TM621 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）23-0110-02

1 概述

東方終端共有三套相同的循環水處理系統。全部采用的是間冷開式循環冷卻水系統，共有9座循環水冷卻塔。表1統計2014年和2015年的循環水排污量。從表中可以看到，開式冷卻循環水塔的排污水水量占補充水比重大，合理利用排污水對企業很關鍵。

開式冷卻循環水塔排污的目是保證循環水質量的關鍵，循環水排污的目的主要包括以下三個方面：

（1）循環冷卻水通過冷卻塔時水份不斷被濃縮，隨著蒸發過程的進行，循環冷卻水中的溶解鹽類不斷被濃縮，含鹽量不斷增加，會引起結垢和腐蝕，特別是氯離子含量增高對不銹鋼的換熱器、管線有腐蝕作用，因此必須不斷地排掉一部分循環水，補充新鮮水，保持一定的鹽度。

（2）在冷卻塔中，水與空氣直接進行接觸交換，水通過冷卻塔時把空氣中的大量灰塵洗滌到水中，增加了循環水的濁度，有的成為污泥沉積在設備、管道、水池底部。故必須排掉一部份水，才能防止大量的污泥沉積。

（3）冷卻水在運行中，不斷加入化學藥劑、工藝介質的意外泄漏、水中污染物、雜質不斷的增加影響水質，故也須排掉部分循環水，補充新鮮水，保證污物雜質在允許的指標范圍內。

2 開式冷卻水塔排污水存在問題

2.1 開式冷卻排水塔排污水排放標準的變化

（1）在國家標準《GB 50050-2007工業循環冷卻水處理設計規范》中對于間冷開式循環冷卻水水質的指標進行了要求，間冷開式系統循環冷卻水水質指標應根據補充水水質及換熱設備的結構型式、材質、工況條件、污垢熱阻值、腐蝕速率并結合水處理藥劑配方等因素綜合確定。

東方終端循環水系統的管線和換熱器的材質主要為不銹鋼，由于循環水中的氯離子對于不銹鋼管線和設備具有較強的腐蝕作用，東方終端一直將氯離子的濃度作為循環水排污的重要指標，綜合循環水原水中的氯離子含量以及其他指標的情況，根據廠家建議終端循環冷卻水的排污指標為氯離子含量為100ppm左右（根據循環水國標標準是小于700ppm）。

東方終端循環系統原設計采用的污水排放標準為《GB8978-1996綜合污水排放標準》，標準規定循環水和鍋爐排污水作為清凈可以進入雨水系統進行排放。

（2）根據最新的排污標準《石油化學工業污染物排放標準（GB31571-2015）》，取消了清凈下水的概念，并將循環冷卻水的排污水直接定義為石油煉制工業廢水。并對工業廢水中的污染物排放標準進行了規定，并強制要求現有企業于2017年7月1日起按照新的標準執行。

根據排污標準的變化，對污染物限制的項目增加了，涉及到的污染物除常規外，增加了磷等含量的限制。

2.2 開式冷卻水塔循環水污染物來源

正常情況下開式冷卻水塔循環水來源為自來水環網或者按照自來水水質標準進行補水，其水源是滿足直接排放標準的，開式冷卻水塔循環水污染物來源主要是運行過程中加入的化學藥劑。

東方終端循環水在運行過程中一共添加有兩種化學藥劑：（1）V-422阻垢緩蝕劑，主要作用是抑制循環水對管線的腐蝕。主要成分為膦羧酸、磺酸多元共聚物。該化學藥劑含磷，磷的作用主要是起緩蝕作用。（2）V-429殺菌滅藻劑，主要作用抑制微生物在水中的生長。主要成分為復合異塞唑啉酮水溶液。通過于循環水化學藥劑廠家進行溝通，添加的化學藥劑中會帶入兩種化學元素：磷、鋅。其中排污水中總磷的含量約為2-3mg/l，超過限制小于1.0mg/g。則按照直接排放標準，磷元素超標，是不能滿足排放標準的。

因此目前東方終端循環水中的污染物基本為兩種，磷和氯離子兩種，磷是通過添加的化學藥劑進入系統的，氯離子是自來水消毒添加的，由于蒸發等原因導致氯離子含量較高。

3 開式冷卻水塔排污水綠化分析

3.1 綠化用水標準

綠化用水的相關的國家標準主要包括有《GB 25499-2010城市污水再生利用—綠地灌溉水質》、《GBT 18920-2002城市污水再生利用 城市雜用水水質》，根據標準使用法則，如果用于綠化，則需要滿足這兩個標準中最嚴格的要求。

（1）《GB 25499-2010城市污水再生利用—綠地灌溉水質》，對綠地灌溉用水的水質標準進行了包括重金屬離子濃度在內的多項控制項目，對于終端的循環冷卻水排污水中需要關注的內容包括：溶解性總固體物、氯化物、鋅、鐵等。

（2）《GBT 18920-2002城市污水再生利用 城市雜用水水質》，該標準中關于適用范圍的描述如下“本標準適用于廁所便器沖洗、道路清掃、消防、城市綠化、車輛沖洗、建筑施工雜用水。”其中對于城市綠化雜用水的解釋為“除特種樹木及特種花卉以外的公園、道邊樹及道路隔離綠化帶、運動場、草坪，以及相似地區的用水。”

根據東方終端循環水化驗報告與對標綠化用水標準，發現目前東方終端排污水滿足國家標準綠化用水。

3.2 解決措施---化學藥劑換型

循環冷卻水的排污水在《石油化學工業污染物排放標準（GB31571-2015）》中被明確定義為工業廢水，即使根據《城市雜用水》的標準滿足綠化用水的指標，但是依舊存在加入循環水中的化學藥劑可能會導致地下水污染的可能，在2016年1月由環境保護部最新發布的《HJ610-2016環境影響評價技術導則—地下水環境》中也明確了需要對“對地下水環境可能產生影響的建設項目的環境影響評價”。因此對于磷等超標元素需要處理才能滿足要求。

目前循環水已知的污染物來源主要是來自于添加的阻垢緩蝕劑和殺菌滅藻劑。導致循環水中磷等元素超標后期不能滿足循環水污水的排放標準。根據了解，目前國內已有部分企業的循環水采用的化學藥劑為無磷的阻垢緩蝕劑，直接避免了循環冷卻水排污水磷元素超標的問題。

目前從新國家標準的要求看，最好的做法就是更換化學藥劑，直接使用無磷等符合新排放標準的化學藥劑，這樣在排放標準上就達到了要求。

3.3 循環冷卻水的排污水對于草地的影響

對于循環冷卻水的排污水中已知的另一個主要污染物為氯離子，通過查閱相關資料發現氯是農作物生長發育不可缺少的微量元素，在一定深度范圍內，它能促進作物的生長發育。當然高濃度的氯離子對于植物也會產生有害的作用。而《城市污水再生利用—綠地灌溉水質》和《農田灌溉水質標準》中對于氯化物的要求分別為250mg/l和350mg/l，而東方終端的排污水中氯離子濃度為小于100mg/l，遠遠小于這兩個標準中的要求，故應該能夠滿足要求。

3.4 定期取樣分析，防止介質泄漏導致排污水污染的問題

循環排污水綠化為了防止設備及工藝流程出現泄漏等意外事件造成排污水污染，從而導致在綠化過程中污染土壤及地下水，需要建立合理的流程及管理制度，一方面所有的循環排污水都要有流程去事故池，一旦出現介質泄漏可以隨時切換到事故池進行處理，不能進入綠化流程污染土壤及地下水；另一方面需要定期取樣分析，及時了解綠化用水所有指標是否符合綠化標準要求。

因此通過優選化學藥劑以及流程優化，可以使循環排污水滿足綠化灌溉、地下水質量等標準規定的各項指標。東方終端實現排污水的綠化，每年可以減少約5.9-8.5萬方的淡水消耗量，根據國家規定工業用水價格為3.6元/方（廣東省），污水處理價格1.4元/方（廣東省），綜合每方水價格為5.0元人民幣，如果利用排污水進行綠化每年可以節約費用為：29.5萬-42.5萬人民幣，經濟效益明顯。endprint