出　　自： 《中國給水排水》 1991年第5期第52頁
發表時間： ： 1991-5

黃曉家

( 機電部設計研究院)

　　工廠廢水再生回用，在國內己有成功經驗，但對其水質研究較少。本文通過理論推導公式和生產實測數據，對此問題進行探討。

一、回用水中的污染物質

　　一般工廠廢水再生回用，多采用部分循環使用。其再生回用水中污染物質的物料平衡關系，見圖1。

　　設i——循環使用處理的次數；
　　C i ——i次循環使用處理后回用水中污染物質的濃度。
　　又設新鮮補充水中的污染物質的濃度為零。根據物料平衡關系圖，假設系統中的Q、M、N、K、E、e均為常數，則再生回用水中的污染物質的濃度，隨著循環使用處理的次數而發生變化。

　　由此可見，回用水中的污染物質的濃度與循環使用處理次數的關系，實際是一個公比為K( )的等比數列。
　　式(4)根據等比數列和的公式可化為:

　　因0<K<1、0<E<1、e<E，則根據極限公式有:

　　由式(6)可知，當K、e值越少，E值越大時，C 11 趨向C 1 ，系統能穩定運行。
　　設某工業廢水再生回用系統，M=0，N=40mg/L，e=0，根據公式(1)和(6)繪制圖2。
　　由圖2可知，K值越少，亦即水的回用率越低，C n 趨向C 1 。無論K值多大，隨著E值的增大，亦即是處理設施對污染物質去除率的提高，C n 值趨向C 1 值。當E>0.8時，C n 和C 1 相近，說明當系統中對污染物質的去除率>80%時，再生回用水水質與循環次數，K值無關。
　　某廠廢水再生回用水系統主要污染物質為油和COD，1988年正式運行以來，回用水水質穩定。圖3為該回用水系統1990年又重新啟動后，取前50天的實測數據繪制的。該回用水系統的補充水量為10～20%。

　　平均進入的污染物質油為45mg/L系統回用水平均油量為1.97mg/L，平均去除率為91.33%。
　　根據上述實際例子，有N=45mg/L，M=0，E=0.9133，e=0，則根據公式(1)、(6)可得:
　　C 1 =3.90mg/L，C n =4.21mg/L
　　在實際生產運行中，回用水中的油在3.7～0.7mg/L之間變化，均小于上述計算的C 1 和C n 值。說明系統對污染物質的去除率>80%時，回用水中污染物的濃度和循環次數及K值無關，僅與E值相關。

二、回用水中的無機鹽

　　一般工廠廢水再生回用系統中的無機鹽的物料平衡關系，見圖4。
　　又設i為循環使用處理次數；C si 為i次循環使用處理后回用水中無機鹽的濃度。則有
　　當i=1時

　　當i=2時

　　

　　因e<K、0<K<1、0<e<1，則C n 的極限為:

　　式(14)為循環冷卻水系統中理想的濃縮倍數公式。
　　廢水再生回用水系統中無機鹽的量不僅與系統中水的蒸發和補充量有關，還與系統中水的結垢、混凝劑、消毒劑的選用以及水處理設施中是否有脫鹽工藝有關。
　　表1、2為某廠廢水再生回用系統(無脫鹽工藝)在1989、1990年的部分實測數據。
　　由表1可得再生回用水系統中無機鹽的濃縮倍數為1431.8/627.6=2.3；氯離子的濃縮倍數為532.7/119.6=4.4。
　　由表2得再生回用水系統中無機鹽的濃縮倍數為40.6/26=1.6；氯離子的濃縮倍數為306。3/120=2.6。

　　注:生產中采用堿式氯化鋁為混凝劑，Cl 2 消毒。

注:生產中采用精制硫酸鋁作為混凝劑，Cl 2 消毒。
表1中，混凝劑采用堿式氯化鋁，混凝劑在水中電離，陽離子隨著沉渣而去除，陰離子則留在水中。所以氯離子濃縮倍數，大于無機鹽的濃縮倍數。
表2中的混凝劑采用精制硫酸鋁，其反應后由于水中 增加，引起CaSO 4 的結晶沉積，因而無機鹽濃縮倍數和氯離子濃縮倍數小于表1相應數值，但生產中以Cl 2 作為消毒劑，故氯離子濃縮倍數亦大于無機鹽濃縮倍數。