工业用水:我们的基本指南，污染，处理和解决方案

没有水，许多公司和他们提供的产品将无法生存。水的使用几乎是世界各地制造和生产过程的每一步的基本商品。无论是用于电子和制药行业的去离子水，还是用于锅炉给水的软化水，水都是必不可少的，而且根植于地球上创造的虚拟物品的足迹之中。从另一个角度来看:工业用水占总用水量的40%左右。然而，与此同时，许多全球性公司在世界缺水地区设有生产设施，目前有超过三分之二的公司报告面临水风险。本文旨在为您提供关于工业用水和废水的一切必要的指导。亚博全网网页登录

水的工业用途

什么是工业用水?

制造和其他行业在生产过程中使用水，以便在制造其产品的产品或冷却设备时使用。根据美国地质调查（USGS），工业用水用于制造，加工，洗涤，稀释，冷却或运输产品。

工业用水和废水是工业或商业活动的副产品。亚博全网网页登录无论是我们吃的食物还是我们消费的产品，在许多不同的行业中，水几乎是生产的每一步都需要的。产生的废水必须仔细管理。亚博全网网页登录

根据所制造的产品和该地区的原水质，将需要不同水平的治疗技术。例如，对于医疗，电子制造和食品加工，去离子水是必不可少的成分。叫超纯水（EUP），这几乎所有的矿物质，溶解气体和从水中取出的污垢颗粒，否则可能会干扰制造精确和敏感的产品，例如电路板。

同时，给水用于锅炉和冷却塔，以确保效率，最大限度地延长锅炉和系统的寿命，降低维护成本和保持运行性能水平。

具有高含水和治疗需求的行业包括：啤酒厂和碳酸饮料水;乳制品产业;糖厂和炼油厂;纺织制造;纸浆和造纸厂;油和气;汽车和飞机行业和许多其他人。

企业可持续发展努力的晴雨表

由于许多工业设施使用淡水将废物从工厂运到河流、湖泊和海洋中，因此有责任确保污染物被清除并最小化。

鉴于较重的制造发生，工业用水可含有多种污染物，包括：铅，汞，硝酸盐，磷酸盐，硫，油和石化。

水的四种工业用途

使用重水的行业包括食品、造纸、化工、精炼石油或主要金属。下面是几个不同行业用水的清单。

1. 半导体制造中超纯水的使用

水是半导体和芯片制造的重要组成部分，这些产品每天都被用于电脑、手机和汽车。超纯水贯穿整个过程，包括去除硅片中的杂质。例如，一个8英寸的晶圆片，是大约100个芯片的基础，可能需要高达2000加仑的UPW。因此，半导体生产商正专注于回收、再利用和减少运营所需的水的方法。一个值得注意的案例是美国的英特尔公司创造了最大的水再利用开发作为希尔斯伯勒新D1X工厂的一部分。

2. 冷却水

冷却系统用于从过程或设备中除去热量。从一种培养基中除去的热量转移到另一个培养基或过程流体中，其最常是水。根据Suez Water Technologies手册，热量转移的驱动力是两个介质之间的温度差异，在大多数冷却系统中，在10-200摄氏度的范围内。包括它含有的污染物的行为受到温度的影响。结果，系统腐蚀，尺度或支持微生物生长的趋势也受水温的影响。

3. 石油和天然气市场的用水

在全球范围内，油气行业占总采收率的不到5%，但这些行业在保护其运营地区的水质量方面发挥着重要作用。水是石油工业中大量使用和生产的原材料，从开采活动到炼油厂和石化。用途包括:注水、生产用水、工艺用水、废水、雨水、冷却水、水箱清洗用水等。亚博全网网页登录

4. 纸浆和造纸厂用水

尽管数字化促使人们不再使用印刷产品，但纸浆和造纸行业仍是美国最大、欧洲第二大工业过程用水用户之一。在造纸生产的三个阶段，即纸浆制造、纸浆加工和纸/纸板制造，以及它们相关的烹饪、漂白和洗涤活动中，有85%都与水密切相关。纸浆和造纸工业消耗的大量水只用于处理，因此，导致产生大量受污染的废水。亚博全网网页登录

什么是工业水污染?

除了在生产过程中消耗大量的淡水外，工业还会产生含有副产品的废水。亚博全网网页登录根据国家和地区的不同，有不同程度的规定来规定什么可以排放到当地的水道，什么不能排放到当地的水道。以下是一些最严重的水污染例子，尽管不应该被解读为全球整个工业的总括性声明。

纺织制造业水污染

纺织制造业被称为“地球上最大的污染者之一”，据说纺织厂产生的工业水污染占全球的五分之一。例如，在中国，多达20%的工业水污染来自纺织印染和处理。据估计，全球纺织品生产中使用的化学品多达2万种。

尽管纺织生产工厂的用水量很高，但排放的废水——可能含有混合的化学物质——同样令人担忧。亚博全网网页登录这些废水可亚博全网网页登录能含有铅、邻苯二甲酸盐、有机氯和其他化学物质，这些物质被排入水体后最终会进入水体消费，并可能导致人类严重的健康问题和疾病。

石油化学水污染

石油炼油是世界上最大的产业之一。然而，根据EPA的说法，与炼油厂相关的潜在环境危害导致社区的关注。炼油过程涉及一系列步骤，包括石油产品的分离和混合。

炼油厂是造成地下水和地表水污染的潜在主要因素。一些炼油厂使用深水井来处理工厂内产生的废水，其中一些废水最终进入了含水层和地下水。亚博全网网页登录这些废物随后根据该场址在哪个国家/地区运作而受到管制。

亚博全网网页登录炼油厂的废水可能受到高度污染，因为在炼油过程中，它可能接触到许多来源(如设备泄漏和溢出，以及原油脱盐)。总的来说，陆地河流和城市径流来源构成了由于人类活动而流入北美沿海水域的石油污染的一半以上，以及流入全球海洋水域的石油污染的20%。

当来自这些亚博全网网页登录来源的废水进入海洋环境时，通常是通过河口，即陆地淡水与海水混合的区域。

煤植物水污染

据塞拉俱乐部(Sierra Club)称，燃煤电厂导致砷、硼和汞等有毒金属进入水道。在某一阶段，美国72%的有毒水污染来自燃煤电厂。2015年，美国环保署发布了一项停止排放的规定，据估计，此举每年将阻止14亿磅有毒金属、营养素和其他污染物的排放。然而，据《科学美国人》报道，在特朗普政府的领导下，这一规定被削弱了。

工业水处理

水在工业上有许多用途。进入工业工厂的原水通常需要经过处理以满足严格的质量要求。与此同时，使用过的水也需要处理，使之适合再次使用或处理。简而言之，工业水处理系统处理水，因此它更适合特定的用途，无论是消费，制造，甚至处置。

常见的工业水处理系统通常包括:

• 原水处理系统
• 冷却塔的治疗
• 锅炉供给水系统
• 亚博全网网页登录污水处理系统

原水处理系统用于对水源进行预处理和优化，通常是为了提高生产效率和特定应用的工艺性能。悬浮物/胶体固体、铁、细菌和硬度通常在原水处理过程中被去除。例如预处理冷却塔/锅炉给水，工艺/生产用水和/或饮用水。通常，原水处理的重点是保护下游设备免受水垢、污垢、腐蚀和其他形式的损坏或由于源水中存在的污染物造成的过早磨损。

与此同时，锅炉给水处理系统用于保护锅炉部件不受补给给水中某些污染物的损害。这些可能包括溶解固体、悬浮物和无机物，如铁、铜、钙、镁、铝和溶解气体。一个有效的锅炉给水处理系统的工作原理是在进入锅炉之前除去有害的杂质，同时控制水的酸度和导电性。

由于污染物存在于给水、循环水和/或排污水中，冷却塔水处理系统用于保护冷却塔组件免受损坏。这些污染物包括氯化物、硬度、铁、生物材料、二氧化硅、硫酸盐、TDS和或TSS。

在工业用水环境中，废水处理系统用于将废水流处理成废水，该废水既可以在运行中重复亚博全网网页登录使用，也可以安全地排放到环境中。处理系统的复杂性将在很大程度上取决于影响工厂和废物流组成的符合性规定。然而，在许多操作中，以下步骤代表了您可能会看到的常见技术:澄清;消毒;软化和分布。

工业水质要求

工业用水质量要求取决于应用，地区和地方治理。例如，用于食品和饮料制造的超纯水将与油和天然气提取和治疗所需的水有所不同。即使在这些细分市场中，水质也会在食物之间变化 - 例如乳品到糖果和饮料，从软饮料到酒精饮料。加上当地法规和全球范围内的质量要求的复杂混合。然而，食品行业的水应符合当地标准的安全饮用水要求或满足世界卫生组织（世卫组织）饮用水质量指南的要求。

即使在超纯水分类下，也可以有五个级别的纯水可用，每个级别由不同的标准和惯例定义。甚至“高纯”水的定义也被用来描述一系列纯净水规格。每种级别的纯水都有许多应用，包括:

• 去离子水中式压力锅炉饲料，肾透析构成，电池充值;
• 纯净水——制药、化妆品、化工制造;
• 热原水-小瓶清洗，组织培养，注射用水;
• 高纯水-高压锅炉，热电联产系统，实验室;
• 超纯水-微电子学，超临界锅炉。超纯水的TOC限值为0.05 mg/l as C，电阻率为18 Megohm.cm。

工业用水解决方案

有许多工业水解决方案可获得，选择的选择受到若干因素的管辖：该地区的原水质，管理设施的区域规定，许多其他人的制造和纯净水的产品类型。例如，可以获得用于半导体制造的超纯水的解决方案对于从纸浆和纸张制造处理废水所需的溶液将变化。亚博全网网页登录通常用于市政水处理的水溶液，如膜，也用于工业应用。此外，由于污染物的更广泛的污染物，浓度和时间可变性，工业水处理解决方案往往比市政替代品多样化。下面我们列出了五种工业水解决方案和流程。

厌氧消化(广告)

纸浆和造纸厂等工业场所产生了大量的有机废物，这些废物可以以甲烷的形式转化为可再生能源。厌氧消化是有机物质在无氧情况下分解的过程，在一个被称为厌氧消化器的密封无氧槽中进行。

厌氧处理磨矿废水已被广泛接受，但只适用于少数选定的溪流。亚博全网网页登录在全规模反应器中，化学需氧量(COD)去除率在30%至90%之间，其中化学制浆(75-90%)的凝析液流和造纸废水(60-80%)的COD去除率最高。

消电离(DI)

去离子化(DI)是通过离子交换过程从溶液中去除所有的离子化矿物和盐。因为大多数非颗粒水杂质是溶解盐，去离子化产生高纯水，通常类似于蒸馏水。去离子化过滤器的操作是通过交换正的氢和负的氢氧化物分子为正的和负的污染物分子在水中。正的化学物质如钠、钙、铁和铜与氢分子交换位置，负的化学物质如碘、氯和硫酸盐与氢氧根分子交换位置。

这一过程通常由两个电荷相反的离子树脂床完成:阳离子(负)树脂和阴离子(正)树脂。正离子从溶液中被阳离子树脂除去，以交换化学等量的氢离子。负电荷离子被阴离子树脂去除，以交换化学等量的氢氧根离子。在这个过程中引入的氢离子和氢氧根离子结合形成纯水分子。

膜

膜技术在各种级别纯水的生产中起着重要的作用。根据可用的给水，可以采用额外的膜技术作为预处理技术。超滤(UF)或微滤(MF)技术可以有效地用于反渗透(RO)的前处理，这取决于水处理系统给水的性质和可变性。

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