第六篇废水回用及其他处理技术第十九章废水再用系统的水质处理第一节概述在水资源普遍感到短缺和水环境普遍受到污染的今天，废水再用率的高低已成为衡量一个国家水资源合理利用程度的重要技术指标。在一些发达国家的冶金企业中，水的再用率已高达95～97％。我国对废水的再用也十分重视，制定了各种废水再用的技术政策和指标。在"七五"和"八五"期间开展了规模较大的科学研究和生产性实践工作，在一些领域还取得了可喜的成效。对水资源的合理利用具有重要影响的两项废水再用技术为：(1)冷却水的循环再用；(2)城市污水的接续再用。工业企业中，冷却水的水量往往很大，它的再用具有重要的经济意义。冷却水的循环再用要解决三个水质处理问题：(1)水的降温冷却；(2)水质稳定；(3)水的澄清。水的冷却技术已在多年的实践中得到了较为满意的解决。水质稳定的特异性多，技术上尚不成熟。水的澄清只存在于浊环系统中，基本方法已在第二篇的有关章节中介绍过了。城市污水是另一项水量很大且普遍存在的废水，它由生活污水和工业废水组成，成分复杂，污染物种类繁多。目前探索的水质控制方法侧重于深度澄清(对二级处理的出水施行混凝沉淀和过滤)和消毒。如用水单位对水质有更高要求时，还可附加软化和活性炭吸附等工序。本章重点介绍循环冷却水系统的水质处理和城市污水的水质处理。第二节循环冷却水的冷却处理一、循环冷却水系统工业生产过程中，用水冷却生产设备(如各种高温炉体)、产品(如铸铁块、焦炭)和工作介质(如汽轮机排出的蒸气)的用水系统，称为冷却水系统。冷却水系统排出的热废水，如经降温和其它处理后再回用于原用水系统，则此用水系统称为循环冷却水系统。循环冷却水系统的主要水质处理任务为降温冷却和水质稳定。降温冷却的目的是使水恢复其作为冷却水的基本品质--低温；而水质稳定的目的则是防止循环水对系统中设备和管道的腐蚀和结垢。此外，浊环系统的水尚需进行澄清处理。冷却水是工业用水量中数量最大的一种，经适当处理后循环使用，对节约基建投资、解决水资源短缺和防止污染环境都具有极其重要的意义。二、水的冷却构筑物分类热废水的降温冷却主要通过与空气的接触而实现。水的冷却机理有二：接触传热与蒸发散热。就冷却塔而言，主要是蒸发散热。(1)接触传热热废水的温度高于空气温度时，热量即通过接触面由热水向空气传递。接触传热量按下式计算：(19-1)式中──接触传热量，kJ/h；t、θ──分别为接触面处的水温和气温，℃：F──接触面积，m2；──传热系数，kJ/m2.h·0C。由上式可知，传热量与接触面积成正比。因此，将水分散成小水滴或薄水膜是强化传热的重要途径。此外，必须注意到传热是有方向性的，即热量由高温介质向低温介质传递。只有水温高于气温时，热量才能由热水向空气传递。(2)蒸发散热水分子蒸发时要带走汽化潜热，因蒸发而使水温降低的过程，称为蒸发散热。lkg水因蒸发而带走的热量，称为汽化潜热，用r(kJ/kg)表示，蒸发散热量按下式计算：(19-2)式中──蒸发散热量，kJ/h；──面积传质系数，kg/m2.h.kPa；──空气温度等于水温时的饱和蒸气压，kPa;──空气温度为的蒸气压，kPa：──蒸发水量，kg/h；──水气接触面积，m2。由上式知、蒸发散热量除与水气接触面积成正比外，还与传质推动力(-)成正比。一般认为，水面空气处于饱和状态，其温度与水的温度t相同，故空气表面的实际蒸气压为夕。远离水面的空气温度为，其实际蒸气压为。由此可知传质的实际推动力为(-)。由公式(19-1)、(19-2)知，强化水的冷却过程的基本措施是尽量增大水气接触面积，并让干冷空气与水连续接触，以增大传质推动力。三、水的冷却构筑物分类主要的冷却构筑物有三类：(1)冷却湖(池)—利用天然湖泊或水池中水体表面的自然蒸发而降低水温的构筑物；(2)喷水冷却池—在人工的水池上安装成组的喷头，通过喷水蒸发而降低水温的构筑物；(3)冷却塔—塔体内安装各种淋水装置，热废水在与自然或人工造成的空气流接触的过程中，降低水温的构筑物。冷却湖(池)只有在自然条件适宜的情况下，方可建立。喷水冷却池过去应用较多，因其占地面积大，现在采用较少。冷却塔是最主要的冷却构筑物。冷却塔的分类及构造见表19-1及图19-l。表19-1冷却塔的分类系数类型通风方式淋水种类气流与水流交汇方式自然通风冷却塔开放式喷水式点滴式横流式横流式风筒式点滴式薄膜式点滴薄膜式逆流式，横流式逆流式逆流式，横流式机械通风冷却塔鼓风式点滴式薄膜式点滴薄膜式逆流式逆流式逆流式抽风式点滴式薄膜式点滴薄膜式逆流式，横流式逆流式逆流式，横流式混合通风冷却塔塔式+鼓风式点滴式薄膜式点滴薄膜式逆流式逆流式逆流式塔内有淋水装置，它是扩大水气接触面积的主要设施。共有三种淋