工業上如何提高水的重復利用率

1. 工業用水重復利用率是什麼

工業用水重復率是工業用水中重復利用的水量與總用水量的比值。

工業用水應當推廣採用新技術、新材料、新工藝和新設備，提高施工生產中的用水效率，增加循環用水次數，提高工業用水的重復利用率。工業用水的重復利用率在一定的計量時間（年或月）內，生產過程中使用的重復利用水量與總用水量之比。

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注意事項：

由於工業所涉及的行業太多，不同的行業對其生產用水水質要求都有不同，國內還沒有一個工業水質標准涵蓋所有工業行業的，按照不同的工業行業，有不同的用水水質要求或保准。

如工業鍋爐用水有國家標准《工業鍋爐水質》GB/T1576-2018；標准規定了工業鍋爐運行時給水、鍋水、蒸汽回水以及補給水的水質要求。

2. 工業企業如何節約用水

工業用水是城市用水的大戶，工業節水是緩解我國城市供水壓力的有效措施。工業用水主要包括冷卻用水、熱力和工藝用水、洗滌用水。其中工業冷卻用水占工業用水總水量的80%左右，取水量占工業取水總量的30%~40%。火力發電、鋼鐵、石油、石化、化工、造紙、紡織、有色金屬、食品與發酵等行業取水量約佔全國工業總取水量的60%（含活力發電直流冷卻用水）。

一般而言，工業節水可分為技術性節水和管理型節水兩類。其中技術性措施包括：①建立和完善循環用水系統，以提高工業用水重復率。用水重復率越高，取用水量和耗水量就越少，工業廢水產生量也相應降低，從而可大大減少對水環境的污染，減緩水資源供需緊張的壓力。②改革生產工業和用水工業，主要技術包括採用省水新工藝，採用無污染或少污染的技術，推廣新的節水器具等。同時，開發城市污水再生（中水）工業利用是工業節水的新途徑。

3. 工業循環水處理的機理與方法

工業循環水通常應用在冷卻水系統中，其目的是提高水的利用率。在工業循環水中，包含有大量的沉澱物、膠體、懸浮物等雜質，這些物體的穩定性均較差。近幾年，工業循環水處理技術不斷進步與發展，為提高工業循環水的利用率提供了技術保障。本文主要對工業循環水處理塵中的機理進行了深入分析，並詳細介紹了工業循環水處理的化學方法與物理方法，以期為同行提供借鑒與幫助。
工業循環水實質就是循環冷卻水。一般而言，工業冷卻水的用水量在工業用水中的所佔比例超過90%。冷卻水主要是用來冷卻產品及設備，以有效提高設備的生產效率，而所用工業循環水必須有較低的水溫、較低的濁度、不易結垢、不易滋生細藻等特性。對循環水進行處理，指的是選取正確的阻垢劑、緩蝕劑等處理劑對循環水進行相應的處理，以提高循環水的利用率。
1、關於工業循環水處理的機理分析
1.1緩蝕機理的相關分析
緩蝕機理的作用原理是選擇合適的緩蝕劑以保證金屬對循環水的緩蝕作用。常用的緩蝕劑有鑰酸鹽、磷酸鹽、鋅鹽、鉻酸緩蝕劑、聚磷酸鹽等，這些緩蝕劑都可以於鋼鐵表層較好地形成一種保護膜，起到緩蝕作用。其中，鋅鹽的成本相對較低，但其毒性較強，所以工業部門及環保部門都對該緩蝕劑的使用做出了嚴格規定；鑰酸鹽與別的葯劑一同使用時，能夠有效地抑制點蝕，尤其是對鋼、銅、鋁的緩蝕作用均較好，但其葯劑用量相對較大，且成本較高；聚磷酸鹽與磷酸鹽盡管會促進藻類生長，但其價格、毒性均較低，反而得到了較廣泛的應用[1]。
1.2阻垢機理的相關分析
水垢一般指的是水中微溶性鹽類汪冊在換熱面上沉積而成的一種垢層，該種垢層在水派陵山循環中最為常見，同時其危害也是最為嚴重的。阻垢劑是一種控制水垢的技術，一般情況下，添加阻垢劑之後，循環冷卻水都能保持很高的至垢離子濃度，從而有效抑制水垢產生，並能將其濃縮的倍數大幅度提高，起到降低補水量與排污量的目的。結晶、聚合、沉積是水垢形成的常規過程，因此阻垢劑的阻垢機理也極具復雜性，具體表現如下：①晶體品格發生畸變，水垢碳酸鈣結晶的堅硬度與緻密度均較高，使用阻垢劑後，會對水垢結晶形成一種干擾，此時晶體內部應力會相應加大，最終晶體漸漸發生畸變、破裂，阻止了水垢的形成；②絡和增溶，指的是阻垢劑與水中鈣鎂離子所形成的穩定性較強的螯合物，既能增加鈣鎂鹽的溶解度，又能有效阻止水垢的形成；③凝聚與分散，陰離子型的阻垢劑，其陰離子能夠與碳酸鈣的微晶產生物理化學反應，在微晶表層所形成的雙電層 阻止了水垢的形成，除此之外，阻垢劑的阻垢機理還有再生解脫膜假說、雙電層作用機理等，此處不一一贅述[2]。
2、工業循環水的物理處理方法
現階段，在工業循環水的處理中，較常用的是化學處理方法，但由於其毒性與腐蝕性較高，因此其使用受到了較大的限制。在物理處理方法中，尤以陰極保護與膜處理法發展速度較快。
2.1陰極保護的相關分析
陰極保護指的是利用直流電流，讓含有離子的保護介質流至處於保護范圍內的金屬，而被保護的金屬，其負電位能夠在該種作用下移至保護的電位圈內，金屬則不會被腐蝕。陰極保護方法一般有兩種：一種是外加電流的陰極保護，另一種是犧牲陽性的陰極保護，外加電流的陰極保護主要是靠施加外加電流來完成，犧牲陽性的陰極保護則是靠陰、陽兩極的偶聯來完成。工業循環水的物理處理方法主要是利用循環水的物理特性，以保持工業循環水的特性為前提，實現循環水的凈化、冷卻利用，該方法的應用前景較為廣泛。相關技術人員應不斷加大資金投入，並對此進行更深入的分析研究，盡量減少其缺陷，提高其技術性與專業性，使該方法在工業循環水的處理中得到更好的發展。
2.2膜處理法的相關分析
膜處理法指的是通過藉助特殊的薄膜對循環水裡的某些成分進行選擇性的過濾，該方法具體包括了納濾處理法與反滲透處理法。納濾處理法在現階段的工業循環水處理技術中是最為常見、發展較快的一種，其滲透率較高，納濾的工藝、技術也較為先進；反滲透處理法指的是給工業循環水施加一些壓力，循環水由於受到壓力作用，會進入到水分離的過程，在該過程中，就可提取出符合標準的工業循環水[3]。反滲透處理法可以對工業循環水進行更深度的凈化處理，有效加快水與多餘物質的分離速度。與化學處理法相比，膜處理法的毒性與刺激性雖然較低，但其所取得的效果卻比不上化學處理法。
3、工業循環水的化學處理方法
工業循環水的化學處理方法指的是通過藉助阻垢劑、緩蝕劑、殺生劑、復合水處理劑等處理劑來實現對工業水的冷卻處理，使用化學處理方法可以將冷卻水的利用率大大提高，可以很好地控制結垢腐蝕，並能有效節約能源、延長設備的使用期限。由於上文已對阻垢劑與緩蝕劑作了相關介紹，以下著重對復合水處理劑與殺生劑進行相關研究。
3.1復合水處理劑的相關分析
和單一水處理劑比較，復合水處理劑有許多優點：緩蝕劑和阻垢劑、緩蝕劑和緩蝕劑之間通常會有協同增效的功效；能簡化許多加葯的手續；能同時實現對多種金屬材質腐蝕、污垢產生的控制等。較典型的復合水處理劑一般主要有以下幾種配方，分別為：有機磷系水處理葯劑配方、鉻系水處理葯劑配方及鑰系水處理葯劑配方[4]。
3.1.1有機磷系配方的相關分析
有機磷系配方是工業循環水的化學處理中效果較為顯著的方法，該配方葯源較豐富、葯劑性能較穩定，同時具有緩蝕劑與阻垢劑的功效，且溫度較高、抗氧化性也較好，使用方便、簡捷，能用在鹼性水處理中，最常見的配方為HEMA+HEDP+Zn2+。
3.1.2鑰系配方的相關分析
該配方毒性較低且無污染，最常見的配方為鉬酸鈉+PAA+Zn2++木質素磺酸鹽+葡萄糖酸鈉。
3.1.3鉻系配方的相關分析
鉻系配方可以將工業循環水中鋅的穩定性大大提高，起到減少由微生物造成的腐蝕與粘泥，被認為是當前國內葯源最豐富、技術最成熟的配方，較常見的配方為六偏磷酸鈉+HEDP+PAA+Zn2+。值得注意的是，要注重對微生物進行有效控制。
3.2殺生劑的相關分析
在控制工業循環水系統微生物的方法中，殺生劑是最主要的一種。殺生劑一般主要有兩種：氧化性殺生劑、非氧化性殺生劑。
3.2.1氧化性殺生劑的相關分析
在氧化性殺生劑中，較常見的有Cl、ClO2、O3等。Cl一直有用於水中殺菌消毒的歷史，其價格較低、殺菌力較強、操作方便；ClO2則是較新型的氧化性殺生劑，殺菌力強、不易產生致癌有機物，一般適用於生活飲用水的處理；O3的氧化性較強、穩定性較差，但不會使水中的氯離子濃度有所增加，排放時也不會對環境造成污染，且能在光合作用下分解出氧氣。Br2作為Cl的替代品，其殺生速度也十分快，在一樣的環境下，Br2能在4分鍾內使細菌的存活率下降到0.0001%。
3.2.2非氧化性殺生劑的相關分析
使用頻率較高的非氧化性殺生劑主要有潔而滅與新潔而滅。非氧化性殺生劑能在水溶液中分解出陽離子活性基因，高效、毒性低、生物降解性能好是其顯著的特點，此外，非氧化性殺生劑的PH使用范圍較廣，且使用濃度較低，投葯十分方便。
總而言之，在大多的循環水系統中，一般以氧化性殺生劑和非氧化性殺生劑的聯合使用所取得的效果為佳。
4、小結
綜上所述，工業循環水處理技術在近幾年得到了較大的進步與發展，尤其是化學處理方法與物理處理方法，都憑借其獨自的優勢，有效抑制了水垢的產生，並使循環冷卻水的重復使用率得到大大提高，延長了設備的使用期限。在未來的發展中，相關技術人員還應加大資金投入，並加大研究力度，爭取找出更多、更好的方法來凈化工業循環水，為企業創造更多的效益。

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