量损失，导致水质稳定效果下降，而采用石灰软化

—混凝沉降及二氧化碳相结合的方法，

使循环水的硬度和浊度降低后返回洗涤水系统，取得了良好的节水效果。乌鲁木齐石化公司
化肥厂采用投加碳酸钠、氢氧化钠和混凝剂的方法处理硬度、浊度和铁离子含量较高的外排
污水

[5]，其再生水水质达到了《污水深度处理回用于循环冷却水的拟用标准》的要求，进一

步的试验表明，再生水与新鲜水以

1

∶1 混合后可以满足工艺用水的需要。

罗基煌

[6]介绍的大型冷却水系统(2×104m3/h)采用石灰

—纯碱软化、加酸调 pH 值的方法同

时处理补充水和部分排污水，取得了良好的节水效益。

Nurdogan 等的研究表明[7]，在化学

沉淀软化法中将

PAC 改为投加 25～50mg/L 的 Mg(OH)2 有助于改善凝聚效果，而投加

750mg/L 的 Na2CO3 和 10～15mg/L 的阴离子型聚丙烯酰胺则可将浓缩 6 倍的火电厂冷却水
中钙离子、镁离子和

SiO2 含量分别降至 30、10 和 20mg/L 以下后回用于冷却水系统。

由于循环冷却水中碳酸盐硬度较高、非碳酸盐硬度较低，而旁流处理并不要求深度软化，故
大型循环冷却水系统采用石灰软化法同时进行排污水与原水的软化处理是可行的。
化学沉淀法的缺点是出水残留硬度和

pH 值较高(需加酸调节)、泥渣量过多，且加酸使冷却

水中的盐含量增高

(包括氯离子和硫酸盐)，加剧了冷却水的腐蚀倾向。该法作为旁流处理工

艺时冷却水中磷酸盐缓蚀阻垢剂的存在可能干扰软化处理过程；而石灰乳对阻垢剂的性能
也有不利影响

(如在除钙镁的同时也将阻垢剂除去、加剧阻垢剂的分解等)，它加剧阻垢剂本

身因吸附和沉淀而产生的消耗，影响了冷却系统的处理效果。
1.4 离子交换法
用于制备纯水的离子交换法日常运行需消耗大量酸碱，并产生大量废水，处理成本很高，
如采用

Na 型树脂进行软化处理，则购置工业盐的成本较高，再生时可能带入大量 Cl-离子，

增加了冷却水的腐蚀倾向。
在水质软化处理中弱酸阳 离子交换树脂的应用越 来越广泛 。弱酸树脂的 羧酸基团 对
Ca2+、Mg2+具有较大的亲和力，能有效去除水中的碳酸盐硬度(理论上可将硬度去除到相当
于

HCO3- 碱度 的程 度) ，其 工作 交换 容量 是强 酸树 脂的 2 倍以 上( 通常 可以 达到 2000 

mmol/L)，再生剂耗量约为理论值的 1.05～1.10 倍，因而很经济。再生剂可以是盐酸或硫酸
(前者的成本是后者的 3 倍)，但采用硫酸时必须严格控制再生液的浓度和流速以抑制
CaSO4 的生成[8]。采用双流式离子交换器可以节约投资、水耗和占地，并可获得较高的再生
效率

[9]。

弱酸树脂用于循环冷却水旁流处理的研究始于

1998 年。研究表明，弱酸系统的建设规模与

循环冷却水阻垢剂所能维持的碱度有关，碱度越高则处理量越小、经济性越好

[10]。弱酸树

脂软化工艺的缺点是水中悬浮物和有机物的存在对树脂的运行周期有严重的影响，树脂价
格较高、再生操作复杂也限制了其应用。
1.5 其他方法
将排污水经加热蒸发

—蒸汽压缩冷凝，可使冷却水中的有害成分得到浓缩，并使 95%的排

污水以冷凝液的形式得到回收、作为循环水和锅炉补充水返回系统，但这种方法能耗过高，
只可能在特别缺水的地区采用。以磷酸盐控制释放水处理剂可以实现恒速投药

[11]，采用自

动加药装置和提高水处理技术水平则有助于改善循环冷却水的水质、提高浓缩倍数、节约用
水量。此外，石油化工企业常用隔油池来去除因泄漏而进入冷却水系统中的油，但对冷却水
中正磷酸盐和二氧化硅的旁流去除工艺尚未见报导。

 

2 旁流处理工艺、设备的组合
2.1 纤维过滤

—控释投药工艺

2.1.1 原理
纤维过滤与控制释放水处理剂相结合的工艺流程如图

1 所示。

循环冷却水经射流器加入混凝剂后在管道中混合均匀再进入高效纤维过滤器，在滤床上方