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用TMF和RO回收冷卻塔排水是有意義的

回收冷卻塔排水的意義是非常大

在炎熱的夏季，用水量急增，冷卻塔消耗的水量大大增加，排放的水量很大，每天會(huì)排放好幾次。回收這部分水的關(guān)鍵是盡可能的使循環(huán)濃度提高或增加循環(huán)的次數(shù)才排放。每次循環(huán)都會(huì)使污染物的濃度提高，為了避免系統(tǒng)腐蝕和損壞，溶液循環(huán)濃縮到一定濃度時(shí)必須排放。

標(biāo)準(zhǔn)的化學(xué)處理方法是：水軟化和中和后使循環(huán)周期延長(zhǎng)。

“但是單獨(dú)的加藥有一定的局限性，”西門子水處理部的Bill Willersdorf說，“在冷卻塔中的一定濃度的鈣、硅、氯和其他組分可以造成其故障，為了進(jìn)一步的回收這部分水，投資特別的過濾和RO是有意義的”。

RO費(fèi)用高，一般用來生產(chǎn)高質(zhì)量的飲用水。但是，在水資源短缺的地方或脫鹽非常中耀的現(xiàn)場(chǎng)、水費(fèi)高的城市，是相當(dāng)不要的。

近來的一個(gè)應(yīng)用顯示了：Constellation能源，巴爾迪摩財(cái)富2000的公司，希望在加利福尼亞高沙漠建一個(gè)新的電廠，但是發(fā)現(xiàn)當(dāng)?shù)刈鳛檠h(huán)冷卻水的水源不充足。僅有的辦法是：進(jìn)行將近100%的回收。微濾或超濾和先進(jìn)的RO處理系統(tǒng)，與2003年被安裝。以至于現(xiàn)在Bill Willersdorf說：“實(shí)際上，電廠的所有水，包括冷卻塔排水都經(jīng)過了高質(zhì)量的處理，經(jīng)過不同的冷卻工藝后，2000加侖/分被處理后再打回，沒有一滴被浪費(fèi)，剩余的RO濃水進(jìn)行結(jié)晶（固體被填埋），蒸餾產(chǎn)物作為補(bǔ)給水。進(jìn)水冷卻塔的水是平衡的，終排水為0。

在這個(gè)和其他幾個(gè)相關(guān)的案例中，一系列嚴(yán)格的限制和專門的要求迫使回收上的創(chuàng)新。項(xiàng)目經(jīng)理Willersdorf說：“如果你不能回收當(dāng)?shù)氐氖姓鬯蛴酶哐h(huán)周期的冷水塔來設(shè)計(jì)電廠，你就不能建濕式冷卻的電廠。”

為了節(jié)水，用RO

這聽起來像一個(gè)感冒藥，但在幾年前，Greensboro NC的一個(gè)工程顧問Paul Levy說服了一個(gè)當(dāng)?shù)氐墓こ坦救タ疾煸谝粋�(gè)大學(xué)校園用RO作為解決缺水的辦法。他說，很可能的，你將RO作為鍋爐脫鹽水和其它昂貴的或敏感的系統(tǒng)，罐裝和釀酒工廠。Levy指出，在循環(huán)冷卻水回用的應(yīng)用中通常不會(huì)馬上被想到，回收系統(tǒng)往往是較貴的，初的費(fèi)用往往很高，是否能收回投資，取決于當(dāng)?shù)氐乃M(fèi)和排污費(fèi)。在一些水費(fèi)高的城市，如波士頓、三藩市、休斯頓和奧斯汀，你可以發(fā)現(xiàn)用RO是非常經(jīng)濟(jì)的。RO和微濾系統(tǒng)越來越被證明是可行的。Willersdorf說，冷卻塔排水的回收不是以飲用為目的，而是用在對(duì)脫鹽和澄清有相對(duì)高要求的場(chǎng)合。回收冷卻塔排水能節(jié)約大量的自來水。

問題在于有時(shí)候沒有足夠的水，和接著的案例顯示的一樣，如果水干涸，快速發(fā)展的城鎮(zhèn)和城市將停止。RO將逐步變成“僅有的辦法”。Levy指出，作為一個(gè)廣泛的標(biāo)準(zhǔn)，用RO回收冷卻塔排水，將可以使循環(huán)周期延長(zhǎng)兩倍或更多，所以投資很容易證明是正當(dāng)?shù)摹?/p>

回收冷卻塔排水系統(tǒng)圖

一個(gè)大實(shí)驗(yàn)室

LOS Alamos國家實(shí)驗(yàn)室（LANL）——一個(gè)的研究中心，跨騎在干涸的新墨西哥的7000英尺的山脈上，十年前就有嚴(yán)格的用量限制，LANL的工藝工程師和運(yùn)行項(xiàng)目負(fù)責(zé)人Steve Hanson指出。不久，這些限制被證明是不夠的。到上世紀(jì)90年代末為止，LANL正計(jì)劃建一個(gè)300，000平方英尺的大組合體，一英畝的空間將需要。Hanson說：“相當(dāng)精確的溫度控制，僅冷卻塔每天要求50，000加侖的水。這個(gè)水量遠(yuǎn)多于容易得到的水量。”他記得實(shí)驗(yàn)室已經(jīng)沒有辦法了。

不要過于擔(dān)心，LANL的廢水站提供了大量潛在的回收水流，Hanson和其他的工程師可以想象很好的前景。

這里，他們面對(duì)一個(gè)高SiO2（105ppm）的大挑戰(zhàn)，當(dāng)SiO2很容易析出，這意味著不到兩倍的濃縮濃度就大道了這個(gè)值，一旦形成結(jié)垢，SiO2的結(jié)垢的去除是非常困難的。SiO2很容易損害RO膜，非預(yù)期的修理費(fèi)用大大增加，所以制造商對(duì)SiO2有限制。這樣，一系列的危險(xiǎn)藥品必須被用，包括HCl、MgCl2、NaOH、FeCl3、NaClO、NaHSO3。一般的維修人員對(duì)這些物質(zhì)的技能和經(jīng)驗(yàn)很可能是有限的。因此，未知的處理和保存問題出現(xiàn)了。在這個(gè)案例中，為了避免錯(cuò)誤成分的不利混合（在LANL保存區(qū)域易發(fā)生），化學(xué)罐接受管道被改變它們只有與正確的噴嘴一起才可能操作。

另一難題是實(shí)際所需要的化學(xué)藥品量。例如，比例、次序和應(yīng)用步驟。在初的試驗(yàn)和測(cè)試階段，LANL允許兩個(gè)膜廠家（Usfilter和Aquatax），兩個(gè)化學(xué)品公司（West和Nalco）來進(jìn)行兩個(gè)小冷卻塔并排進(jìn)行測(cè)試，化學(xué)品、過濾系統(tǒng)和技術(shù)的結(jié)合進(jìn)一步加大了水的回收量。

Hanson記得，所有四個(gè)廠商都取得了好的結(jié)果，膜系統(tǒng)使?jié)饪s倍數(shù)提高了4倍，化學(xué)公司達(dá)到了3倍，理論上甚至可以更多，他補(bǔ)充說，但是4倍就是目標(biāo)值。這個(gè)比率與未處理時(shí)相比幾乎是4倍，使工廠建一個(gè)大的RO系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)上是可行的。

當(dāng)Usfilter贏得了這次競(jìng)爭(zhēng)和合同后，組合了促使SiO2沉淀的裝置、公司旗下的Memtek膜和RO膜。建設(shè)花了一年，2005年春天工廠投入運(yùn)行。從那以后，Hanson高興地報(bào)告結(jié)果和性能已經(jīng)滿足和超過了所有的預(yù)期。

在個(gè)階段，HCl把pH調(diào)到4.5左右。然后，MgCl2和FeCl3都加入和SiO2反應(yīng)，pH調(diào)到10.5后，加NaOH產(chǎn)生沉淀。接著，微濾攔截了固體物，去除高濃度SiO2后但TDS依然很高的水含SiO2在5-6ppm，透過RO后，RO幾乎去除了所有的TDS和SiO2。在系統(tǒng)的末端，SiO2實(shí)際上幾乎沒有了，總固體濃度僅20mg/l,而在進(jìn)口TDS是800mg/l，SiO2是105mg/l。SiO2形成的殘?jiān)�，�?jīng)壓濾機(jī)后到填埋廠。

水的回收率可以高達(dá)97%，液體排放為0，3%會(huì)因蒸發(fā)而丟失。

Hanson又一次說在運(yùn)行方面，工廠是夢(mèng)幻般的，每班有兩個(gè)工人管理它。化學(xué)條件、流量、流速、透鹽和其他的知識(shí)都能接觸（備注：在一個(gè)的實(shí)驗(yàn)室運(yùn)行一個(gè)廢水站，意味著你優(yōu)先接觸的系統(tǒng)）。

一個(gè)機(jī)警的化學(xué)藥品用量能在之前預(yù)測(cè)到：MgCl2的用量下調(diào)了，F(xiàn)eCl3稍微增加了，從整體上看，費(fèi)用降低了。

Hanson繼續(xù)說“這是容易維護(hù)的”，雖然工廠的運(yùn)行曾經(jīng)被中斷，驚奇的是初的微濾膜仍然在用，它們工作得“非常好”，他報(bào)告到，產(chǎn)生了“超過99%的脫鹽”，“通過量沒有絲毫的下降，性能沒有退化”。

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