玉米深加工企业再生水回用于循环冷却系统的可行性研究

论文摘要

玉米深加工行业是耗水大户,其中循环冷却系统补充水用量占整个生产用水量的近30%,如果能够将企业废水处理到循环冷却系统补充水标准并回用,可以降低新鲜水用量,减少污染物的排放,具有环境效益和经济效益。本文是“十一五”国家水专项“辽河源头区水质改善与生态修复技术及示范研究”课题的部分内容,依托中粮生化能源（公主岭）有限公司再生水回用项目开展研究。本论文主要针对企业循环冷却系统的现状进行调查分析；采用旋转挂片腐蚀试验与电子扫描电镜相结合,研究影响较大的腐蚀因子对不锈钢及碳钢材质的腐蚀情况,探索水质与系统腐蚀程度的关联性；针对企业废水深度处理小试装置出水开展腐蚀试验,与企业目前补充水对系统的腐蚀影响进行比较分析,讨论该类废水回用于循环冷却系统的可行性。通过现场调查和监测分析,企业各循环冷却系统内水质波动较大,其中糊精车间氯离子瞬时浓度高达1140mg/L,存在腐蚀隐患。氨氮、有机物、氯离子、硫酸根对碳钢和不锈钢的影响均较大,且腐蚀速率随各因子浓度的增加而增大。对于不锈钢材质,氨氮浓度大于20mg/L、CODCr浓度大于50mg/L、氯离子浓度大于500mg/L、硫酸根浓度大于200mg/L时不能满足《工业循环冷却水处理设计规范》（GB50050-2007）中规定的要求,且氯离子及硫酸根的腐蚀方式类似；对于碳钢材质,氨氮浓度大于5mg/L、BOD5浓度大于20mg/Cr浓度大于25mg/L时不能满足要求,而氯离子和硫酸根对碳钢的影响较不锈钢严重,在50mg/L和30mg/L时就已超过标准约2倍。考察企业目前补充水对系统各材质的腐蚀影响,试验结果显示海军铜材质较不锈钢耐受性差,腐蚀速率为0.006mm/a,不锈钢各型号腐蚀速率均低于0.005mm/a。各材质对该地区地下水的耐受性排序为不锈钢316>不锈钢304>不锈钢321>海军铜；将深度处理小试装置出水与目前企业补水进行10%-50%的配比,并改变缓蚀阻垢剂的投加浓度,在不同比例不同药剂量情况下与企业目前补充水对系统的腐蚀状况进行比较分析,同时结合扫描电子显微镜观察试验挂片的腐蚀程度,得出BAF及MBR出水直接作为循环冷却系统补充水不具有可行性,其中氯离子是引起腐蚀的最主要因子。反渗透工艺能够有效降低氯离子浓度至小于0.5μg/L,且出水水质各指标均优于地下水,采用反渗透出水作为循环冷却系统补充水,可以减少新鲜水的用量,节约药剂费用与排污费用,目前企业循环冷却系统运行成本为2.38元/吨,在不考虑反渗透装置投资折旧成本的前提下,采用反渗透工艺作为再生水回用工艺的成本为2.05元/吨。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 第一章 绪论
• 1.1 我国玉米深加工行业概况及排放废水特征
• 1.1.1 玉米生产布局特征
• 1.1.2 玉米深加工企业特征
• 1.1.3 玉米深加工品种结构特征
• 1.1.4 玉米深加工行业需求变化
• 1.1.5 玉米深加工行业排放废水特征
• 1.2 再生水回用的意义与途径
• 1.2.1 我国水资源状况
• 1.2.2 吉林省水资源状况
• 1.2.3 再生水回用的意义
• 1.2.4 再生水回用的途径
• 1.3 冷却水系统概述
• 1.3.1 直流冷却系统
• 1.3.2 循环冷却系统
• 1.4 再生水回用于循环冷却系统应用现状
• 1.4.1 国外再生水回用于循环冷却系统的应用现状
• 1.4.2 国内再生水回用于循环冷却系统的应用现状
• 1.5 再生水回用于循环冷却系统影响因素
• 1.5.1 氨氮
• 1.5.2 有机物
• 1.5.3 氯离子
• 1.5.4 硫酸根
• 1.5.5 浊度
• 1.6 再生水回用于循环冷却系统的深度处理方法
• 1.6.1 石灰混凝沉淀法
• 1.6.2 生物处理法
• 1.6.3 膜处理法
• 1.7 我国现行的回用标准及规范
• 1.8 循环水处理方法
• 1.8.1 缓蚀剂
• 1.8.2 阻垢剂
• 1.8.3 杀生剂
• 第二章 研究内容与研究方法
• 2.1 任务来源与研究内容
• 2.1.1 任务来源
• 2.1.2 研究内容
• 2.2 研究目的与意义
• 2.3 技术路线
• 2.4 试验方法
• 2.4.1 试验仪器
• 2.4.2 试验材料
• 2.4.3 试验条件
• 2.4.4 试验过程
• 第三章 循环冷却系统影响因素研究
• 3.1 氨氮对系统的影响试验
• 3.1.1 试验用水
• 3.1.2 试验材料
• 3.1.3 试验结果分析
• 5对系统的影响试验'>3.2 BOD₅对系统的影响试验
• 3.2.1 试验用水
• 3.2.2 试验材料
• 3.2.3 试验结果分析
• Cr对系统的影响试验'>3.3 COD_Cr对系统的影响试验
• 3.3.1 试验用水
• 3.3.2 试验材料
• 3.3.3 试验结果分析
• 3.4 氯离子对系统的影响试验
• 3.4.1 试验用水
• 3.4.2 试验材料
• 3.4.3 试验结果分析
• 3.5 硫酸根对系统的影响试验
• 3.5.1 试验用水
• 3.5.2 试验材料
• 3.5.3 试验结果分析
• 3.6 本章小结
• 第四章 玉米深加工企业再生水回用对循环冷却系统的影响
• 4.1 企业循环冷却系统基本情况
• 4.1.1 循环冷却系统设置情况
• 4.1.2 循环冷却系统补水及循环水水质情况
• 4.1.3 循环冷却系统维护措施及效果
• 4.1.4 企业循环冷却系统存在的主要问题
• 4.2 企业污水深度处理工艺及出水水质情况
• 4.2.1 污水处理站出水水质
• 4.2.2 深度处理工艺试验及出水水质
• 4.3 企业目前补水水质对系统的影响研究
• 4.4 BAF出水对系统的影响研究
• 4.4.1 海军铜材质
• 4.4.2 不锈钢304材质
• 4.4.3 不锈钢316材质
• 4.4.4 不锈钢321材质
• 4.5 MBR出水对系统的影响研究
• 4.6 反渗透出水对系统的影响研究
• 4.7 本章小结
• 第五章 玉米深加工企业再生水回用于循环冷却系统的综合分析
• 5.1 玉米深加工企业再生水对循环冷却系统影响分析
• 5.1.1 玉米深加工企业废水处理工艺效果分析
• 5.1.2 不同再生水对循环冷却系统的影响分析
• 5.2 经济效益分析
• 5.2.1 目前实际成本
• 5.2.2 再生水回用成本分析
• 5.3 本章小结
• 第六章 结论与建议
• 6.1 结论
• 6.2 建议
• 参考文献
• 致谢
• 参加科研项目及发表学术论文