為了提高循環(huán)水的水質(zhì)穩(wěn)定性，以煉油一號循環(huán)水場為試驗裝置，在日常使用氧化性殺菌劑三氯異氰尿酸(以下簡稱為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?zāi)繕?biāo)，為大量回用污水的循環(huán)水場提供水質(zhì)管理經(jīng)驗。
1、次氯酸鈉殺菌劑
1.1 優(yōu)點
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。化學(xué)反應(yīng)方程式如下：
2、次氯酸鈉殺菌劑的應(yīng)用試驗
2.1 試驗條件
試驗裝置為煉油一號循環(huán)水場，試驗時間為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%，滿足試驗條件。
2.2 工藝流程
試驗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 試驗數(shù)據(jù)
2.3.1 游離氯和異養(yǎng)菌
煉油一號循環(huán)水場采用的是連續(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)水中微生物的生長情況，工藝控制指標(biāo)為≤1.0×105個/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，異養(yǎng)菌總數(shù)同比減少了1.08×106個/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)水場控制的重要指標(biāo)，采用監(jiān)測換熱器，通過模擬水冷器工況，可測得循環(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、試驗過程中的出現(xiàn)的問題和應(yīng)對措施
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、泄漏時間長，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
試驗期間，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，無法實現(xiàn)實時監(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)。
建議提高裝置自動化控制水平，循環(huán)水管線增加在線分析控制儀，實時監(jiān)控循環(huán)水質(zhì)，減輕人工分析和加藥勞動強(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
煉油一號循環(huán)水場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，煉油一號循環(huán)水場新鮮水費(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
試驗表明，大量回用污水后，煉油一號循環(huán)水場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)各項指標(biāo)合格率有所提高，基本達(dá)到試驗?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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