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优选适用于工业用水的水源介绍

【摘要】:对用水量不大的中小型企业,还可以直接使用城市自来水作水源。地表水易受工业废水和生活污水排放的污染物影响,各种污染物排向地表水时,地表水的水质会急剧恶化。地下水由于与外界隔绝,水质受气候、季节影响小,水质稳定、浊度低、溶氧少、有机物少、微生物少,但由于地壳活动的原因,地下水含CO2多。

工业用水(industrial water)水源通常为地表水(河水、湖水、水库水)和地下水(井水)。对用水量不大的中小型企业,还可以直接使用城市自来水作水源。在某些特殊场合,如沿海地区和缺水地区,现在越来越多地使用海水和经二级处理后的城市污水(中水)作水源。

1.地表水

地表水(surface water)通常包括河水、湖水、水库水。这些水主要由雨水、冰川融水和泉水等地面径流汇合而成,所以一般来说水质较好,含盐量较低,含氧充足,CO2含量少;但水质受气候、季节影响大,水质波动大,水中悬浮物多,水中生物及微生物多。在沿海地区,地表水还易受到海水倒灌的影响,含盐量大幅增高。相对于河水来讲,湖水、水库水受气候、季节影响小,水质波动小。但由于水体流动性差,水中生物活动频繁,水中腐殖质类有机物含量偏高,有时还会出现一些复杂的有机胶体,给某些要求高的水处理工艺带来困难。

地表水易受工业废水和生活污水排放的污染物影响,各种污染物排向地表水时,地表水的水质会急剧恶化。当排向水体的污染物量在水体自身可以承受的范围内时,水体自身会通过一系列物理、化学、生物作用(如稀释、沉淀、生物氧化、细菌死亡等)恢复水体的本来面貌,将被污染的不洁水体变为清洁水体,这称为水体自净。当排向水体的污染物量多,超过水体自净能力时,水质就会急剧恶化,发黑、发臭。

因此,对以地表水为水源的工业企业,应定期地对水源水质进行分析,通常每月一次,建立水源水质资料档案。要注意洪水期及枯水期的水质资料。还要了解本企业取水点附近及上游的工业废水和生活污水排放情况及变化趋势,掌握它们对本企业取水水质的影响,必要时要采取相应措施。

2.地下水

地下水(ground water)即通常所说的井水或泉水。它是雨水或地表水经过地层的渗流而形成的。地下水按深度可以分为表层水、层间水和深层水。表层地下水包括土壤水和潜水,它是地壳不透水层以上的水;层间水是指不透水层以下的中层地下水,这是工业使用较多的地下水源;深层水为几乎与外界隔绝的地下水层。由于地壳构造的复杂性,不同地区(甚至是相邻地区)同一深度的井,有的可能引出的是表层地下水,有的可能引出的是中层地下水(图1-1),水质会有很大不同。

图1-1 表层水井和间层水井位置示意图

由于地下水长期与土壤、岩石接触,土壤和岩石中矿物质会逐渐溶解于水中。一般来说,水层越深,含盐量越高,有的甚至可以达到苦咸水水质。地下水水质还与地下水流经的岩石矿区有关,如流经铁矿区,水中含铁、锰较高;流经石灰岩地区,水的硬度较高等。

地下水由于与外界隔绝,水质受气候、季节影响小,水质稳定、浊度低、溶氧少、有机物少、微生物少,但由于地壳活动的原因,地下水含CO2多。

某些地表的工业废水和生活污水污染源,会通过土壤渗流,对附近浅井地下水水质产生影响,使水中污染物增多。近海地区的某些井水也可能会渗入海水,使井水含盐量急剧升高。

以井水为水源的企业也应建立水质档案,由于井水水质较稳定,水质分析次数可适当减少(如每季一次),但是应建立取水用井的详细档案资料,包括本地区的水文地质资料、凿井的地层标本和地质柱状图,以及井位、井深、井管结构、动水位、静水位、泵、流量、水温等有关资料。

浅井附近应禁止污水的排放和污物的堆放。

3.城市自来水

由于经济成本问题,使用城市自来水(city water)作水源的都是用水量较少的中小型企业,有时仅是企业的某个车间、工段。

城市自来水有的取自地表水,经混凝、澄清、过滤、消毒处理后供出,有的取自地下水(井水、泉水),仅经过滤、消毒后供出。城市自来水的水质应符合《生活饮用水卫生标准》(GB 5749-2006)。

城市自来水水质稳定,受气候影响小,特别是水的浊度,可以很好地稳定在很小的范围内。但是,由于工业企业使用的自来水都是从管网上引出的,有的甚至在管网末端,企业引入的水质还会受管道影响,流经某些使用年代很久的管道,尤其是在长期停运后刚投运时,水质很差,有色,浊度高,有时甚至发黑、发臭,这时应加强管道冲洗、排放。

对城市自来水作水源的企业,也应对其水质进行定期分析,建立档案。

4.海水

沿海地区的工业企业,经常取用海水(sea water)作冷却水。在某些淡水资源紧缺的地区,也可以取用海水,进行淡化处理后,作为工业的其他用途,但其费用昂贵。

海水水质差,含可溶盐多,但水质稳定。海水的盐度(salinity)可达3.3%~3.7%,海水总含盐量中氯化物可达88.7%,硫酸盐为10.8%,碳酸盐仅0.3%(碳酸盐波动较大),海水表层pH8.1~8.3,深层约为pH7.8。

由于海水水质差,作为冷却水使用时,设备与管道的腐蚀严重,防腐工作很突出。另外,海生生物在冷却水系统的繁殖和黏附会堵塞管道,影响冷却效果,必须采用有效的措施。

近年来,近海地区的海水也常常受到工业和生活排放的污染,水质中有机物质,特别是N、P含量上升,富营养化,海生生物繁殖严重,由于工业企业多使用近海海水,所以这些工业企业应注意近海海水水质的变化。

5.中水

某些严重缺水的城市地区,工业已广泛使用中水(reclaimed water)作水源。所谓中水是指城市污水或生活污水经二级处理(生化处理及过滤消毒处理)达到一定的水质标准要求后,在非饮用范围内重复使用的水,其应用范围如厕所冲洗、绿地浇灌、道路清洁、建筑施工、工业冷却水、非食品饮料的工业产品用水等,工业上还可直接将中水作水源水再经一系列净化处理后作为工艺用水,如锅炉用水、洗涤用水等。

由于城市生活污水水质差异不大,处理技术也比较成熟,所以中水水质也相对比较稳定。中水水质的特点是:悬浮物含量不高(<30mg/L),pH变化不大,碱度、硬度、总溶解固体均在可接受的范围,但氯离子有时变化大,有机物含量高(CODcr<120mg/L),有腐蚀、结垢、生物繁殖和起泡沫倾向。

中水可以直接(或稍经处理)作为工业冷却水使用。

如果要将中水用作工厂企业工艺用水水源,则必须对中水进行深度处理,以达到相应工艺用水的水质要求,这在技术上有较高要求,在经济上,处理费用也较高。当然,有的时候还要考虑人们的心理承受能力,特别是与食品、饮料、医药等有关的工业企业,应尽量避免使用中水水源。