工厂废水再生回用水质及模式

出　　自： 《中国给水排水》 1991年第5期第52页
发表时间： ： 1991-5

黄晓家

( 机电部设计研究院)

　　工厂废水再生回用，在国内己有成功经验，但对其水质研究较少。本文通过理论推导公式和生产实测数据，对此问题进行探讨。

一、回用水中的污染物质

　　一般工厂废水再生回用，多采用部分循环使用。其再生回用水中污染物质的物料平衡关系，见图1。

　　设i——循环使用处理的次数；
　　C i ——i次循环使用处理后回用水中污染物质的浓度。
　　又设新鲜补充水中的污染物质的浓度为零。根据物料平衡关系图，假设系统中的Q、M、N、K、E、e均为常数，则再生回用水中的污染物质的浓度，随着循环使用处理的次数而发生变化。

　　由此可见，回用水中的污染物质的浓度与循环使用处理次数的关系，实际是一个公比为K( )的等比数列。
　　式(4)根据等比数列和的公式可化为:

　　因0<K<1、0<E<1、e<E，则根据极限公式有:

　　由式(6)可知，当K、e值越少，E值越大时，C 11 趋向C 1 ，系统能稳定运行。
　　设某工业废水再生回用系统，M=0，N=40mg/L，e=0，根据公式(1)和(6)绘制图2。
　　由图2可知，K值越少，亦即水的回用率越低，C n 趋向C 1 。无论K值多大，随着E值的增大，亦即是处理设施对污染物质去除率的提高，C n 值趋向C 1 值。当E>0.8时，C n 和C 1 相近，说明当系统中对污染物质的去除率>80%时，再生回用水水质与循环次数，K值无关。
　　某厂废水再生回用水系统主要污染物质为油和COD，1988年正式运行以来，回用水水质稳定。图3为该回用水系统1990年又重新启动后，取前50天的实测数据绘制的。该回用水系统的补充水量为10～20%。

　　平均进入的污染物质油为45mg/L系统回用水平均油量为1.97mg/L，平均去除率为91.33%。
　　根据上述实际例子，有N=45mg/L，M=0，E=0.9133，e=0，则根据公式(1)、(6)可得:
　　C 1 =3.90mg/L，C n =4.21mg/L
　　在实际生产运行中，回用水中的油在3.7～0.7mg/L之间变化，均小于上述计算的C 1 和C n 值。说明系统对污染物质的去除率>80%时，回用水中污染物的浓度和循环次数及K值无关，仅与E值相关。

二、回用水中的无机盐

　　一般工厂废水再生回用系统中的无机盐的物料平衡关系，见图4。
　　又设i为循环使用处理次数；C si 为i次循环使用处理后回用水中无机盐的浓度。则有
　　当i=1时

　　当i=2时

　　

　　因e<K、0<K<1、0<e<1，则C n 的极限为:

　　式(14)为循环冷却水系统中理想的浓缩倍数公式。
　　废水再生回用水系统中无机盐的量不仅与系统中水的蒸发和补充量有关，还与系统中水的结垢、混凝剂、消毒剂的选用以及水处理设施中是否有脱盐工艺有关。
　　表1、2为某厂废水再生回用系统(无脱盐工艺)在1989、1990年的部分实测数据。
　　由表1可得再生回用水系统中无机盐的浓缩倍数为1431.8/627.6=2.3；氯离子的浓缩倍数为532.7/119.6=4.4。
　　由表2得再生回用水系统中无机盐的浓缩倍数为40.6/26=1.6；氯离子的浓缩倍数为306。3/120=2.6。

　　注:生产中采用碱式氯化铝为混凝剂，Cl 2 消毒。

注:生产中采用精制硫酸铝作为混凝剂，Cl 2 消毒。
表1中，混凝剂采用碱式氯化铝，混凝剂在水中电离，阳离子随着沉渣而去除，阴离子则留在水中。所以氯离子浓缩倍数，大于无机盐的浓缩倍数。
表2中的混凝剂采用精制硫酸铝，其反应后由于水中 增加，引起CaSO 4 的结晶沉积，因而无机盐浓缩倍数和氯离子浓缩倍数小于表1相应数值，但生产中以Cl 2 作为消毒剂，故氯离子浓缩倍数亦大于无机盐浓缩倍数。