城市污水经常规的二级处理后尽管可除去大部分的有机物,但与天然水相比,出水中的ＣＯＤ非凡是氨氮浓度仍较高,若再采用常规的深度处理,不仅提高了中水回用设备水的成本,还增加了环境污染。为此,以城市污水厂的二级处理出水为原水,进行了动态模拟试验,以研究二级处理出水直接回用于循环冷却水系统时氨氮和ＣＯＤ的变化,探索其直接回用作循环冷却水的可行性。
循环冷却水系统动态模拟装置图,图中设计内容和材质主要参照了化工行业标准冷却水动态模拟试验方法的设计要求和试验条件,还参考了化工行业标准中的水处理剂缓蚀性能测定旋转挂片法。
试验开始时取城市污水处理设备厂二级处理出水置入系统进行调试(控制浓缩倍率在2～3左右),试运行30ｄ后开始试验研究。试验时,首先排尽试运行时的水样,加入城市污水厂二级处理出水、调节流量和控制冷却水在进、出冷却塔的温度,进行启动试验和不同浓缩倍率试验,其试验条件:Ｑ=0.06Ｌ/ｓ;水浴锅温度为55℃;冷却水进塔温度为40℃;冷却水出塔温度为32℃;旋转器速度为80ｒ/ｍｉｎ;排污时间为6ｈ。
在试验初期,氨氮浓度迅速下降(由12ｍｇ/Ｌ降至2ｍｇ/Ｌ),并最终稳定在2ｍｇ/Ｌ。当系统运行30ｈ后,冷却水中的氨氮浓度开始不再受补充水中的高氨氮浓度的影响。有研究表明［4］:当氨氮的浓度>6ｍｇ/Ｌ时,铜管的腐蚀开始快速增加并超过标准,这说明了若采用普通的静态试验,城市污水厂二级处理出水中高浓度的氨氮(>10ｍｇ/Ｌ),对试验的结果影响很大。但在敞开式循环冷却水系统中,由于冷却水系统的作用可以大大降低其浓度,且最后维持在2ｍｇ/Ｌ左右,故对铜管的腐蚀影响较小。