出　　自： 《中國給水排水》 1991年第5期第52頁
發(fā)表時(shí)間： ： 1991-5

黃曉家

( 機(jī)電部設(shè)計(jì)研究院)

　　工廠廢水再生回用，在國內(nèi)己有成功經(jīng)驗(yàn)，但對其水質(zhì)研究較少。本文通過理論推導(dǎo)公式和生產(chǎn)實(shí)測數(shù)據(jù)，對此問題進(jìn)行探討。

一、回用水中的污染物質(zhì)

　　一般工廠廢水再生回用，多采用部分循環(huán)使用。其再生回用水中污染物質(zhì)的物料平衡關(guān)系，見圖1。

　　設(shè)i——循環(huán)使用處理的次數(shù)；
　　C i ——i次循環(huán)使用處理后回用水中污染物質(zhì)的濃度。
　　又設(shè)新鮮補(bǔ)充水中的污染物質(zhì)的濃度為零。根據(jù)物料平衡關(guān)系圖，假設(shè)系統(tǒng)中的Q、M、N、K、E、e均為常數(shù)，則再生回用水中的污染物質(zhì)的濃度，隨著循環(huán)使用處理的次數(shù)而發(fā)生變化。

　　由此可見，回用水中的污染物質(zhì)的濃度與循環(huán)使用處理次數(shù)的關(guān)系，實(shí)際是一個(gè)公比為K( )的等比數(shù)列。
　　式(4)根據(jù)等比數(shù)列和的公式可化為:

　　因0<K<1、0<E<1、e<E，則根據(jù)極限公式有:

　　由式(6)可知，當(dāng)K、e值越少，E值越大時(shí)，C 11 趨向C 1 ，系統(tǒng)能穩(wěn)定運(yùn)行。
　　設(shè)某工業(yè)廢水再生回用系統(tǒng)，M=0，N=40mg/L，e=0，根據(jù)公式(1)和(6)繪制圖2。
　　由圖2可知，K值越少，亦即水的回用率越低，C n 趨向C 1 。無論K值多大，隨著E值的增大，亦即是處理設(shè)施對污染物質(zhì)去除率的提高，C n 值趨向C 1 值。當(dāng)E>0.8時(shí)，C n 和C 1 相近，說明當(dāng)系統(tǒng)中對污染物質(zhì)的去除率>80%時(shí)，再生回用水水質(zhì)與循環(huán)次數(shù)，K值無關(guān)。
　　某廠廢水再生回用水系統(tǒng)主要污染物質(zhì)為油和COD，1988年正式運(yùn)行以來，回用水水質(zhì)穩(wěn)定。圖3為該回用水系統(tǒng)1990年又重新啟動后，取前50天的實(shí)測數(shù)據(jù)繪制的。該回用水系統(tǒng)的補(bǔ)充水量為10～20%。

　　平均進(jìn)入的污染物質(zhì)油為45mg/L系統(tǒng)回用水平均油量為1.97mg/L，平均去除率為91.33%。
　　根據(jù)上述實(shí)際例子，有N=45mg/L，M=0，E=0.9133，e=0，則根據(jù)公式(1)、(6)可得:
　　C 1 =3.90mg/L，C n =4.21mg/L
　　在實(shí)際生產(chǎn)運(yùn)行中，回用水中的油在3.7～0.7mg/L之間變化，均小于上述計(jì)算的C 1 和C n 值。說明系統(tǒng)對污染物質(zhì)的去除率>80%時(shí)，回用水中污染物的濃度和循環(huán)次數(shù)及K值無關(guān)，僅與E值相關(guān)。

二、回用水中的無機(jī)鹽

　　一般工廠廢水再生回用系統(tǒng)中的無機(jī)鹽的物料平衡關(guān)系，見圖4。
　　又設(shè)i為循環(huán)使用處理次數(shù)；C si 為i次循環(huán)使用處理后回用水中無機(jī)鹽的濃度。則有
　　當(dāng)i=1時(shí)

　　當(dāng)i=2時(shí)

　　

　　因e<K、0<K<1、0<e<1，則C n 的極限為:

　　式(14)為循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中理想的濃縮倍數(shù)公式。
　　廢水再生回用水系統(tǒng)中無機(jī)鹽的量不僅與系統(tǒng)中水的蒸發(fā)和補(bǔ)充量有關(guān)，還與系統(tǒng)中水的結(jié)垢、混凝劑、消毒劑的選用以及水處理設(shè)施中是否有脫鹽工藝有關(guān)。
　　表1、2為某廠廢水再生回用系統(tǒng)(無脫鹽工藝)在1989、1990年的部分實(shí)測數(shù)據(jù)。
　　由表1可得再生回用水系統(tǒng)中無機(jī)鹽的濃縮倍數(shù)為1431.8/627.6=2.3；氯離子的濃縮倍數(shù)為532.7/119.6=4.4。
　　由表2得再生回用水系統(tǒng)中無機(jī)鹽的濃縮倍數(shù)為40.6/26=1.6；氯離子的濃縮倍數(shù)為306。3/120=2.6。

　　注:生產(chǎn)中采用堿式氯化鋁為混凝劑，Cl 2 消毒。

注:生產(chǎn)中采用精制硫酸鋁作為混凝劑，Cl 2 消毒。
表1中，混凝劑采用堿式氯化鋁，混凝劑在水中電離，陽離子隨著沉渣而去除，陰離子則留在水中。所以氯離子濃縮倍數(shù)，大于無機(jī)鹽的濃縮倍數(shù)。
表2中的混凝劑采用精制硫酸鋁，其反應(yīng)后由于水中 增加，引起CaSO 4 的結(jié)晶沉積，因而無機(jī)鹽濃縮倍數(shù)和氯離子濃縮倍數(shù)小于表1相應(yīng)數(shù)值，但生產(chǎn)中以Cl 2 作為消毒劑，故氯離子濃縮倍數(shù)亦大于無機(jī)鹽濃縮倍數(shù)。