循环冷却水的水质稳定性处理(精选7篇)
循环冷却水的水质稳定性处理
节约用水的最大潜力是节约工业冷却用水,而循环冷却水是节约水源的一条重要途径.但循环冷却水结垢、腐蚀现象严重,容易滋生茵藻,以致影响设备的.传热效率,降低工效,缩短设备的使用寿命,因此,对循环冷却水进行水质稳定性处理是必不可少的,并在工业生产中得到应用,起到了节约用水、降低成本的作用,保证了长期安全可靠的生产,取得了良好的经济效益和社会效益.
作 者:宋福香 SONG Fu-xiang 作者单位:新乡职业技术学院,河南,新乡,453700;新乡市技师学院,河南,新乡,453700 刊 名:湖南农机 英文刊名:HUNAN AGRICULTURAL MACHINERY 年,卷(期): 36(11) 分类号:X703 关键词:循环冷却水 水结垢 水质稳定 水质处理1 现状
本厂循环水系统采用不锈钢、碳钢、铜等材质,设计循环水量3200m3·h-1,满负荷生产时循环水量甚至超过最大设计能力。由于未进行水质处理,制冷机组蒸发器、冷凝器换热效果差,机组常常发生喘振、冷凝器压力高等设备故障,影响制冷效果,冷量不足使得生产岗位只能降量生产或者停车检修;另一方面,未进行水质处理的时间较长,设备腐蚀严重,制冷机组油冷却器不时漏油,使得循环冷却水的含油量大,容易滋生细菌,水质容易变坏,严重影响制冷效果。为不影响生产,车间采取的处理方法是一边排污一边加入补充水进行置换,每次需要连续置换3d水质才基本正常,造成水资源极大浪费,生产成本居高不下,更不利于节能减排。表1为该厂循环水补充水(河水)的水质情况。
2 解决方案
对管道垢样进行分析的结果是:垢样中碳酸钙的含量高达70%以上,而氧化铁等杂物的含量仅占20%~30%。因此,该循环冷却水系统中主要的问题是水垢的堵塞及藻类的清除。针对该水质特点,我们通过实验确定了相应的水处理配方及处理方案,该方案在严格控制腐蚀和结垢的同时兼顾杀菌。为此,必须对冷却水系统进行藻类剥离、除垢清洗、预膜和水质稳定处理,以控制设备的腐蚀。同时对该系统存在的工艺及管理的问题进行改进。
2.1 水质处理
2.1.1 药剂选择
针对该水质特点,经过多次取样做小型实验,确定使用某公司研制的下列水处理剂进行清洗维护,可保证完全清除水垢又可使设备不被腐蚀。
2.2.2 化学清洗步骤
水冲洗:运行时间24~48h,操作要求:水池内注满水,开泵循环,将系统内的机械杂质和悬浮物冲洗干净。
渗透剥离清洗:运行时间24h,操作要求:在系统中,以800mg·L-1的浓度,投加渗透剥离剂LXS-128计136kg,循环清洗24h。利用该药剂的除油作用,去除油污、渗透、疏松和溶解腐蚀产物及粘泥(注:清洗过程中若泡沫过多,可按系统水量,投加1~2mg·L-1的消泡剂)。
水质监测:每2~4h,分析循环水pH、总铁。绘制总铁~时间变化曲线,以确定操作转换时间。
系统换水:运行时间24~48h,操作要求:清洗结束后,采用同时补排水的操作方法,将清洗液置换出系统,有条件时,可将循环水池排空,进行清池,以确保清洗后的循环水达到如下指标:pH值:7~9,总Fe<1mg·L-1。
水质监测:置换排放过程中,每隔4h分析循环水pH值、M碱度、浊度、总Fe等指标,确定置换时间。
防腐预膜:运行时间72h,操作要求:系统水质达标后,以500mg·L-1的浓度,投加有机防腐预膜剂LXY-175计85kg,系统热态预膜24h,冷态预膜48h。
水质监测:预膜过程中,控制系统总磷50~70mg·L-1,预膜效果监测:碳钢监测试片表面可见蓝色光晕,不锈钢试片表面光洁,铜试片表面颜色变暗。
2.2.3 正常运行
置换预膜液:系统正常运行后24h,应采用连续补排水的方式,对系统中的预膜液进行适当置换,确保系统水质达到如下标准:pH值8.3~8.5,浊度≤40Ntu,总磷酸盐≤7mg·L-1。
基础投加:系统水质达标后,按照系统保有水量计,以50mg·L-1的浓度,在循环水池中一次性投加阻垢缓蚀剂LXZ-181,使系统转入正常运行。
2.2.4 水处理日常运行管理
阻垢缓蚀剂投加量管理:系统转入正常运行后,每天根据系统补充水量,按50mg·L-1浓度,投加阻垢缓蚀剂(LXZ-181),可将此投加量通过自动加药装置均匀投加。
杀菌灭藻剂投加管理:系统细菌总数超标或目测冷却塔填料及支撑架、池壁菌藻滋生严重时,可交替投加氧化型杀菌剂或非氧化型粘泥剥离剂。投加次数为氧化型杀菌剂隔周投加一次,非氧化型粘泥清洗剂一般隔周投加一次(即两种杀菌剂交替投加)。
水质管理:每7d取样分析循环水系统pH值、电导率、钙硬、全碱度、总铁、总磷、Cl-等指标,并根据相应分析数据适当加药调节。表3为本厂的循环水水质控制指标。
2.3 漏油处理
为了避免油冷却器穿漏而导致漏油污染水质,定期对油冷却器进行检修,腐蚀严重无法修补的油冷却器应进行更换,原先厂里采用的是定期隔油的方式,改进后采用根据现场循环水的水质情况不定期隔油的方式,在水质差时增加隔油次数,避免细菌滋生。
2.4 更换旧设备
备注:(Ca2+/0.40+M碱度)应小于900mgCaCO3·L-1
把原有冷却塔的填料进行规整,不能使用的进行更换,并将填料上的垃圾清理,改善了布水不均的状况,提高了冷却塔的效率。原先冷却塔风机经常出故障,检修配件需从厂家采购,检修周期较长,影响正常生产,针对这一状况,利用全厂停车检修的时间,对风机进行较为彻底的检修,及时更换相应的部件,并加强对风机等设备的维护保养。正常开车后,风机一直正常使用,较少出现问题。
3 应用效果
在进行水处理的同时,逐台对制冷机组冷凝器、蒸发器循环冷却水列管进行高压清洗,以便进行水处理前后的对比。正常运转后,机组运行状况良好,之前因为冷凝器、蒸发器换热效果差引起的喘振现象大为减少,只在夏季天气炎热,循环水温较高的情况下偶有发生,因机组制冷量不足导致降量生产的现象大大减少,保障了生产。自2010年2月实施水质处理以来,一年的现场实践表明,效果显著。2011年1月大检修拆开冷凝器、蒸发器两边封头,发现冷凝器、蒸发器循环冷却水列管表面污垢和黏泥很少,列管内壁干净,没有堵塞现象发生,说明阻垢效果很好。日常分析表明,缓蚀效果也不错,其中碳钢、不锈钢、铜的腐蚀率平均为0.075mm·a-1、0.005mm·a-1、0.005mm·a-1,符合国家标准。冷却塔框架及循环水池内、循环水管表面不生藻类及青苔,表明杀菌剂效果达到要求。更换和检修油冷却器后,几乎没有再发生漏油事故,不会造成水质污染。水质控制好之后,除非出现突发水污染事故,几乎不用排水置换,大大节约水资源。综上所述,采取的解决方案确实有效可行。
摘要:南宁化工股份有限公司化合厂的循环冷却水系统存在着严重的结垢与腐蚀问题。针对该水质特点,通过现场实验,确定了水质处理的药品及处理方案。方案实施后,确保了制冷系统的换热效率,维护了正常的生产任务,提高了经济效益,达到节约水资源,减小排污量的目的。
关键词:循环冷却水,缓蚀阻垢剂,杀菌剂
参考文献
[1]高溪,陈洪波.炼油厂循环冷却水技术的研究及应用[J].工业水处理,2009,(10):80-82.
《游泳场所卫生标准GB9667-1996》通常为我国卫生检疫、疾病预防和控制监督及管理游泳池水质的标准。如何确保游泳池场所的卫生、健康及安全达到标准和规范的要求,防止传染病的传播,确保水质卫生及水质安全,保障游泳者的身体健康问题,是我们游泳池场所经营管理者及游泳池场所使用者最关心的问题。
游泳池日常维护工作的关键内容是水质维护及水处理循环设备操作。如何进行水质维护及水处理循环设备操作之前,我们首先需要了解的是游泳池水质标准是什么?下面我们来介绍游泳池水质指标。1.浊度:参考国家标准GB9667-1996指出泳池水质浊度宜在0.5 NTU,而考虑我国的国家行业标准GJ244-2007,将水质浊度限值定为1 NTU。2.pH值:标准规定为6.5-8.5,建议游泳池管理者将浊度控制在7.0-7.8。
3.菌落总数与总大肠菌群:菌落总数(36±1℃,48h)≤200个/mL;总大肠菌群(36±1℃,24h)每100mL不得检出。
4.余氯——游离性余氯限定在0.2~1.0mg/L内;化合性余氯≤0.4mg/L。
5.尿素:游泳池水中的尿素是用来评价池水水质卫生的一个重要指标,国家标准GB9667-1996及国家行业标准CJ244-2007规定尿素≤3.5 mg/L。我们每天都要检测游泳池水质,看以上几项指标是否达标。然后根据检测结果对游泳池进行水质处理,这就是游泳池水质维护所需要做的工作,游泳池水质维护和处理有五大步骤: 1.灭藻与抑藻(防止青苔的生长及水体发绿);
2.游泳池消毒与杀菌(使用游泳池氯系消毒剂及结合臭氧等方式进行游泳池消毒);
3.PH调节(使用碳酸钠或者盐酸将pH控制在7.0-7.8之间有利于游泳池消毒的高效持续性);
4.投放混凝沉淀澄清水质(通过阳离子的吸附将水中的细小杂质形成稍大的微粒,使其随着水流进入循环系统,通过沙缸过滤或者沉入池底吸污使水质变清);
5.吸污过滤(采用全自动吸污机或手动吸污机)。
一、关于游泳池水质处理维护 1.初次放入新水水质调试
1.1.新投入使用的泳池在未放新水前对游泳池池壁、池底、溢水沟、蓄水池等进行彻底的清洗;
1.2.灭藻与抑藻:投加量按泳池总水量计算,每立方投入0.02g,并一次加完;
1.3.杀菌与消毒:投加量按泳池总水量计算,每立方投入0.03g,并一次加完。采用消毒粉可用水溶解后均匀洒入池中,采用消毒片应使用速溶型产品(若消毒片含氯量不足,应适量增加投加量); 1.4.PH调节:使用PH调节剂(氢氧化钠)调节游泳池水体的PH值(应在投入消毒剂后3小时监测投加),使其保持在7.0-7.8之间最为理想。(一般使用游泳池消毒粉或游泳池消毒片进行水体消毒时,水质的PH值会降低,因此一般使用提高PH值的调节剂)。每升高1度PH值,按照每立方米池水10g投放;
1.5.澄清:加入澄清剂进行澄清处理,投加量按每立方加0.01g进行计算,投加时可用水溶解后均匀洒入池中,这时必须打开游泳池循环设备,使其水中出现矾花后,静止6-8小时后池底下有一层黄色的沉淀物,而池水已经变清,最后进行池底吸污。2.游泳池水质的日常维护及应急处理:
2.1.杀菌、消毒游泳池水消毒一般采用游泳池消毒片或游泳池消毒粉,最好分两次投放,一次在每天的收场后,另一次在开放前 1-2 小时进行。这是每天必须做的,否则水质很容易变坏。使用方法:晚上投药时,最少按总水量每立方0.02g的量进行投加;如果水质已经发绿或泛白,则最好是加量投加。游泳池在开放前投加游泳池消毒片或游泳池消毒粉,最好提前 0.5-1小时进行,投加前要先检测余氯,然后按每立方加入0.02g实际约能提高余氯0.5-1.0mg/L的比例来计算其投加量。例如:500立方的游泳池要提高余氯 0.5-1.0mg/L,那就要加1.0公斤的消毒片或消毒粉。中途补充加药可使用专用的投药设备,按100KG水溶解1KG游泳池消毒药后,自动投加。1.6.PH 调节每天在泳池开放前检测水的PH值,如PH低于7.0则使用PH调节剂(盐酸)将PH调到7.0-7.8,如PH高于7.8则使用PH调节剂(碳酸钠)将PH调到7.0-7.8,投加量按每升高1度PH值,按照每立方米池水10g投放;
2.2.杀藻与防藻一般是每10天到半个月左右按1立方投加0.01g的量加一次杀藻剂,以预防藻类生长。如发现水体有发绿或池底池壁长青苔也可马上加入双倍的杀藻剂,并且在晚上收场时进行冲击性处理(即加入平时2-3倍的消毒药进行处理);
2.3.澄清剂日常维护时可由系统投药泵投加,投加量按每立方0.01g/周的用量投加。但如果人流量较大,感觉水比较浑浊、泛白或有点绿时,也可以人工一次性按每立方加0.01g进行投加; 2.4.吸污澄清处理只能将水中的悬浮物过滤掉使水变清,当池底有沙粒、头发或树叶等脏物时,使用游泳池吸污机或人工吸尘工具进行吸尘,将池底清理干净。
2.5.室外游泳池如果遇下雨天气应急处理,则最好在雨后马上检测水的 PH 值,如低于7.0则加入调节剂将PH调高,并加入2倍的消毒药,以防止下雨带入的藻类生长使水发绿。
二、水处理循环设备保养操作
1.游泳池补水每天开场前,如泳池水位过低,则需要进行手动操作补水;如设有自动补水箱则无需手动操作,其会在水位低时自动进行补水; 2.循环水泵每天检查一次循环水泵,看是否有漏水及异响,如有则通知专业人员进行检查;
3.过滤砂缸每天检查一次过滤砂缸,其管道开关是否在正常过滤位置,砂缸的多向阀是否在正常过滤时应在的FILTER位置;另检查砂缸上的压力表,看压力是否高于 1.5,如高于则要进行反冲洗。反冲洗:
3.1.先停止循环泵及投药泵;
3.2.把过滤沙缸的多向阀打向 BACKWASH 位置; 3.3.将反冲洗手动开关打到开的位置;
3.4.开启循环泵(备用泵除外),冲洗时间视压力表压力及透视镜中水清澈度适当调整,一般为8-10分钟;
3.5.反冲洗过后,停止循环泵,把过滤沙缸的多向阀打向RINSE位置,开启循环泵运行2分钟;
3.6.停止循环泵,把过滤沙缸的多向阀打向FILTER位置,并将反冲洗手动开关打到关的位置,整个反冲洗过程结束。
4.检查自动加药设备检查自动加药设备是否能正常加药,检查在线监测仪是否能正常显示并控制自动加药泵。
附:过滤沙缸的多向阀名称及作用: FILTER:正常过滤; BACKWASH:反冲洗; WASTE:排水; RECIRCULATE:不经过滤沙缸循环; CLOSED:将过滤沙缸之功能关闭 ;RINSE:将反冲洗后留在管内之污物排出。
三、强化游泳池场所的管理及游泳者健康意识的教育
1.游泳者是游泳池水质的主要污染源,所以对游泳者必须要加强健康意识教育及游泳池公共卫生环境保护意识教育管理。即使对游泳者入池前严格采取了相应的各项措施,但游泳者在游泳过程中仍会不可避免地从毛孔、皮肤等处分泌出各种排泄物来。因此,对池水进行严格的消毒杀菌,是防止各种疾病传播、保障游泳者健康与池水水质所必需的重要环节,特别是在夏季游泳者较多的情况下,更应对此引起高度的重视。
1 工艺循环冷却水温控制
循环冷却水进水水温是最核心的控制要素, 也是较难控制的, 最主要的原因是当地气温及湿度等气象条件制约, 年平均气温为25.6℃, 夏季最高温度能突破50℃, 历年最热月的平均相对湿度75%, 历年最冷月的平均相对湿度81%, 对于冷却系统是相当不利的。冷却工艺系统核心就是逆流式方形冷却塔, 由国内厂家生产, 由于厂家也无在当地运用的具体实例, 考虑到当地的气象条件, 在设计产品配套电机时放大了一个规格。按照设计回水通过冷却塔冷却后, 最大降温可达10℃。在实际生产运行中一般降温为2℃~5℃, 当然降温高低与回水温度高低有直接的关系, 回水温度高温降就高。从图1可以看出, 回水经降温后再供出去的水温受气温变化影响不大, 最直观的体现在中午12:00的水温与早上2:00的水温对比上, 有时早上水温甚至比白天的水温还高。在这期间还有对水温采取的一些控制手段, 促成这种结果的出现。
水温的控制方法及措施有以下方面:
1) 及时排污并补充新水。在循环水系统运行过程中, 水质及水温有时会超标, 不能满足生产需求, 这时最直接的办法就是及时排污, 通过启动排污泵, 将热水池中的底部浊度较大的水排出一部分, 同时补充新水, 而新水的水温较低, 通过一段时间运行混合冷水池的水温就降下来了, 从而保证生产使用要求。
2) 加大循环水量。将循环水泵工况进行调整, 达到最大流量。但在一般运行中循环水系统运行参数也基本达到了最佳的运行工况, 调整流量只适用于非满负荷运行的情况。
3) 检查冷却塔运行状况。冷却塔长时间运行后, 其中的填料就会老化、脆裂、变形, 甚至局部缺失, 造成塔内水流呈沟流、束流、壁流、垮塌等现象, 使冷却塔冷却效果严重降低, 尤其在热带地区这种情况就更为严重, 填料的寿命往往大打折扣。这就需要在日常的运行点检中注意观察冷却塔落水的均匀性, 如发现局部不均匀水流出现, 应及时进行检查, 对填料进行彻底或局部更换。保证冷却塔的冷却效果及系统的正常运行。
2 水质控制
水质控制的主要目的就是将循环水水质人为地控制在一定的工艺要求范围内, 防止冷却管道结垢与腐蚀, 延长设备使用寿命, 保障安全生产。
2.1 浊度的控制
循环水浊度升高的主要原因有循环冷却水的浓缩作用、大气中的多种杂质通过冷却塔敞开部分进入冷却水系统中、微生物的繁殖及其分泌物形成的粘性污垢等等。1) 循环冷却水的浓缩作用导致的循环水浊度及含盐浓度升高会导致管道腐蚀及结垢, 在生产中主要采取以下几种措施进行控制:a.加强排污, 通过水质监控, 定时进行排污, 保证浊度在一定的范围内;b.通过对回水进行旁滤, 对回水5%的水量进行过滤, 从而降低循环水浊度;c.补充新水, 通过加入新水的稀释作用降低循环水浊度。2) 大气中杂质进入冷却系统中导致浊度上升这种情况最常见也是比较难解决的。在当地雨水比较多, 风雨经常把树叶树枝带入冷却系统中, 导致循环水中杂质集聚, 堵塞填料及冷却管道, 导致流量下降, 影响冷却效果。还有就是工厂烟尘落入冷却塔中, 这种情况比较少见, 在设计时, 只要将冷却塔位置尽量不要选择在烟囱下风向就行。偶尔有乱风将少量烟尘带入冷却塔中也不是多么要紧的事情。还有一种情况, 就是当地雨季的飞虫特别多, 而且个头巨大, 晚上有大量的飞虫通过冷却塔进风口飞入循环水池中, 进而进入循环系统中, 导致炉壁冷却铜管堵塞, 严重影响系统正常运行, 而且一旦堵塞极难处理。鉴于以上情况我们采取两项措施:一是在冷却塔进风口加装尼龙防虫网;二是在循环水泵出水口管路上加装自动冲洗过滤器。实践证明这两项措施是非常有效的, 起到很好的作用。但是加装防虫网也导致了进风量减少, 影响了冷却效果。3) 微生物的繁殖及其分泌物形成的粘性污垢导致的浊度上升的情况也是存在的, 尤其是在热带地区, 微生物繁殖也比较快。在系统中我们采取了在回水管道上加装灭菌灵的方法。在近一年的运行观察中未出现严重的微生物粘性污垢, 尽管有些地方出现, 但影响很小。
2.2 硬度控制
按工艺要求, 冷却水进水硬度不能超过10 mg/L, 当地的江水经处理后工业用水的硬度大致在30 mg/L~50 mg/L之间。因此在工艺上采取了用软水器对来水进行软化后通过补水进入循环系统。软水器软化后的水硬度在2 mg/L以下, 完全能满足工艺使用要求。但循环水在长时间的循环后, 硬度有所提高, 有时也超过10 mg/L。在这种情况下采取了加强排污与加强补水的方法降低循环水硬度, 保证工艺正常生产需求。
2.3 p H值控制
p H值按工艺设计要求在7.5~9.0之间, 经过长时间的运行观测, 数据显示pH一直在要求的范围内, 并未有酸碱度特高或特低的情况出现, 在生产中也并未采取特别的措施进行控制。当然对于补充的软化水水质一直严格控制, 严格避免不合格软化水进入循环水系统中, 也保证了pH值一直保持稳定。
2.4 电导率的控制
电导率的高低主要取决于两个因素, 一个是循环水的温度, 电导率与水温近似成正比例关系;另一个因素就是水溶液含溶质盐的浓度。水温的控制方法前面已经进行了论述, 关键在于循环水总盐度的控制。首先从来源上进行控制, 主要防止软化器在日常运行过程中出现漏盐现象, 这就需要严格控制软化器运行参数, 不能超负荷运转, 并且随着出水水质情况及软水器运行工况随时调整反冲洗时间, 保障出水合格。总之, 通过长时间的冷却水循环系统运行实践, 针对在特殊的气象条件下的运行环境, 依据电炉熔炼系统的特殊工艺要求, 根据现有的技术及现场条件, 科学系统地制定出切实可行的技术措施, 采取相应的处理方法, 对循环水系统的水质进行有效的控制, 从而满足电炉生产工艺的要求, 保障了生产的安全运行, 为整个项目的效益实现提供了坚实的基础保障。
摘要:结合某热带地区具体工程实例, 通过系统的运行实践, 对镍铁精炼循环水水温及水质控制进行了深入研究, 针对运行中出现的具体问题提出了科学有效的解决办法, 为同类型的系统运行提供了有价值的参考依据。
1 深度处理污水试验流程
冷却用水必须对以下水质加以考虑:冷却水系统不存在腐蚀现象;不具备供产生黏液的微生物所需的营养物。此外, 对循环冷却水补水的水质有着极为严格的要求, 由于钙、镁等一些硬度离子的存在, 不同程度上会出现部分特殊的问题。
按照原污水的水质特征以及对深度处理出水的具体要求, 在深度处理污水过程中, 应根据以下条件选择合适的工艺, 即可以将原污水中遗留下来的COD、BOD进一步降低;能够除磷、除氮气的;能够清理悬浮物、减少浊度的;能杀毒、灭菌的。由于原污水中含有一定的盐量和钙镁离子, 以及对出水提出的要求, 工艺选择时, 必须涵盖软化及除盐方法。
在通过一番详细的论证后得出下列深度工艺流程。不过, 因原水中存在诸多的细菌, 所以, 先进行臭氧杀菌, 然后加入适当量的加氯予以消毒。所选择的工艺流程是:原水—生物接触氧化—絮凝沉降—过滤—O3氧化—CI2消毒—纳滤膜过滤—出水。以下对这些工艺流程进行概述:
生物接触氧化;主要是在有氧的情况下, 凭借好氧微生物的作用, 确保有机物能够顺利的产生生化反应。在这一过程中, 废水中存在的溶解性有机质会通过微生物的细胞壁及细胞膜被良好的吸收, 有的有机物会通过微生物氧化成为简单的有机物, 还有的有机物会通过微生物转化成生物体不可缺少的营养物质, 进而构成新的细胞促进微生物持续良好的生长与繁殖, 产生出大量的菌体。
混凝沉淀;混凝主要指的是将化学药品投入到污水中, 对使悬浮固体相互分离的力量予以去除的过程。该过程主要在快速搅拌池中产生物理作用。絮凝指的是悬浮物的聚焦作用, 发生因重力影响而沉降的颗粒;沉淀指的是悬浮固体因重力和污水的影响而发生分离。通过实验明确了絮凝剂、助凝剂的类型规格以及具体加量, 对他们的实际反应时间和凝聚后的悬浮物沉降时间予以了掌握, 为絮凝池的设计提供了重要的依据。在同时加入絮凝剂和助凝剂后, 胶体颗粒会逐渐的凝聚, 溶液电位不同程度发生变化。絮凝剂与助凝剂在相应的范围领域内如果电位较低, 那么, 效果就会特别明显, 直观矾花就会越大。
过滤;目的在于消毒之前提供洁净的水, 这样, 就能够减少诸多的有机物、胶状物、悬浮物。颗粒物去除之后, 消毒会不同程度上有了改善。要想制定详细的出水浊度标准, 就必须做好过滤这一环节。实验过程中, 对精密过滤器的操作条件进行了认真的考核, 最理想的运行压力是>0.45MPa, 对反洗周期、反洗水量等设计所需参数加以了明确。
臭氧消毒;臭氧能够使废水中的细菌、细菌孢子以及营养型微生物失活, 同时将有害的病毒去除掉。另外, 臭氧和废水中产生的化学氧化物质反应, 会使BOD5与COD进一步降低, 进而出现氧化有机中间体与最终产物。通过臭氧处理还能够使废水中存在的气味和颜色不断减轻。
加氯消毒;主要在废水中加入氯气或者次氯盐酸。如果采用的是氯, 其在和水结合后会产生次氯酸和盐酸。次氯酸属于重要的消毒剂。所以, 应确保p H在7.5以下, 从而避免次氯酸离解成次氯酸离子。
反渗透;具有三个组成部分, 即前处理、反渗透脱矿质、后处理。实验过程中, 针对反渗透膜与新型膜材料—纳滤膜的比较, 发现只要采用操作条件简单的纳滤膜就能够达到出水的水质要求。
2 缓蚀阻垢剂配方筛选及监测挂片的腐蚀率
2.1 缓蚀阻垢剂配方筛选
通过市场中常见的缓蚀剂, 制定出新的缓蚀阻垢剂配方, 做相关的旋转挂片腐蚀实验, 不仅要对锌盐和其他组分的配伍性、药剂的稳定性加以考察, 还必须详细认真的考察水中Zn2+浓度和试片腐蚀率间的关联性。
在化肥厂循环冷却水现场取出一定量的已回用了的深度处理污水后的循环冷却水, 其的水质分析数据是:磷整体浓度是6.2mg/L, p H值是8.0, 钙实际硬度是805m g/L, Z n2+浓度是1.10mg/L。将去离子水和实验用水进行调配, 再分别添加浓度在200mg/L的含磷预备液, 确保各烧杯溶液的整体磷浓度不会存在太大差距, 最后, 分别加入浓度在60mg/L的含锌预备液, 以逐渐增加各烧杯溶液的Zn2+浓度。将去离子水当做补充水, 每天的早上与晚上进行一次补水, 确保液位的稳定性。通过实验得出, 当实验水中的Zn2+浓度进一步升高时, 挂片腐蚀率就会逐渐降低, 这足以证明Zn2+浓度是减少挂片腐蚀率的最佳方法。随水溶液中的Zn2+浓度低于1.2mg/L, 随Zn2+浓度的不断升高时, 大大降低了缓蚀率;而当水溶液中的Zn2+浓度高出2mg/L时, 缓蚀率没有特别明显的提高。
2.2 监测挂片的腐蚀率
使用新配方缓蚀阻垢剂之后, 循环冷却水系统的锌离子浓度保持在二到四mg/L的范围。在回用深度处理污水之前, 循环冷却水的挂片腐蚀率实际控制的较好;回用深度处理污水后的初期阶段, 对挂片腐蚀率进行监测后, 发现其远远高于0.075mm/a的石化行业上限控制指标, 于是, 开始使用新研发的缓蚀阻垢剂, 挂片腐蚀率有了显著的下降;不过后来由于深度处理污水水质进一步恶化, 并且, 回用量不同程度上加大, 导致循环冷却水的水质发生了极为严重的恶化;此时, 应及时的对循环冷却水中缓蚀阻垢剂的有效含量加以适当的控制, 以防止循环冷却水发生腐蚀情况。
3 结论
综上所述可知, 首先, 因深度处理污水的水质呈现出不稳定现象, 所以, 当其回用进入到循环水系统后, 会导致循环水的水质出现了极为严重的恶化, 对缓蚀阻垢剂的缓蚀作用发挥造成了阻碍, 主要监测到腐蚀率有升高的现象。其次, 新的缓蚀阻垢剂有着较好的缓释性能, 在实际中应用效果显著, 循环冷却水的腐蚀率有了进一步的降低, 并且, 要比石化行业规定的标准上限值低很多, 社会效益、经济效益、环境效益客观。
摘要:本文以某石化公司为例, 首先指出了深度处理污水试验流程, 其次对缓蚀阻垢剂配方筛选及监测挂片的腐蚀率进行了一番分析研究。旨在为相关人员提供相应的借鉴。
关键词:深度污水处理,循环冷却水,系统回用
参考文献
1.1 氧化型
1.1.1氯, 是一种氧化性很强的化学物质, 可以对细菌以及真菌和藻类的酶系进行破坏, 因此在冷却水的杀菌剂中作为广泛药剂使用。并且其有着绝对的优势:价格较为低廉且杀菌能力强, 使用方便、工艺简单, 但是氯的腐蚀性也很强, 而且不能持久性杀菌, 需要配合非氧化性的杀菌剂使用。此外水中的氯的含量也必须严格控制才能达到除菌的效果, 因为超过了0.5~1mg/L时, 氯就不能穿透附着的粘泥层。
1.1.2 次氯酸钠
在杀菌原理上同氯相同。
1.1.3 二氧化氯
二氧化氯独特的化学结构和特性使得其在水中和有机物接触后能够对微生物的细胞结构进行分解, 去除或者防止粘附的粘泥。并且只需要少计量的二氧化氯就可以快速有效的杀菌。但是局限性是由于沸点低使得运输受限, 只能现场发生制作, 然后再使用。
1.2 非氧化型
1.2.1 氯酚
常用的冷却水杀菌剂是三氯酚以及五氯酚, 其在杀菌的效果上是最好的, 并且通常对于氯酚的使用是在冷水塔中进行喷洒, 增强木材对真菌的抵抗力。当然, 直接加入冷却水中的效果也是非常好的。
1.2.2 季胺
季铵盐是有机胺盐的一种, 具有一般阳离子化合物的特性, 并且其作为一种良好的杀菌剂, 穿透性以及表面的活性作用都性能良好。但是极易和水中的阴离子发生化学反应而失去杀菌性能, 且对真菌的处理能力较差, 当水中的微生物主要是霉菌和真菌时则需要配合灭杀真菌性能良好的杀菌剂使用。
2 常用的杀菌系统
2.1 加液氯的系统
2.1.1 系统简介
液氯系统的组成部分主要是液氯钢瓶以及液压称还有自动压力切换仪、气液汇流排组件、真空加氯仪、液氯的蒸发器还有扩散器等。主要的过程是, 液氯从液氯钢瓶通过汇流排中的液氯管进入到蒸发器中, 蒸发器对液氯进行蒸发, 产生的绿漆经过滤器进入加氯仪, 然后进入到循环的冷却水中。
2.1.2 特点
因为一般的工业用氯都为液态氯, 使用钢瓶盛装, 并且钢瓶的压力要保证, 在使用时才将液态氯转化为气态。并且常温下的氯是气态的, 氯气具有毒性因此在使用时注意避免泄露。因此, 加氯时要保证设备的密封。
2.2 加次氯酸钠系统
2.2.1 电解制氯原理
一定浓度 (3%~4.5%) 的稀盐水在直流电的作用下将发生如下电化学反应。
电离反应:NaCl-Na++Cl-
H2O-H++OH-
阳极:2Cl-→Cl2↑+2e
阴极:2H++2e→H2↑
溶液中:2NaOH+Cl2→NaClO+NaCl+H2O
总反应:NaCl+H2O→NaClO+H2↑
2.2.2 系统的简介
对盐水点解制得次氯酸钠的系统主要包括了次氯酸钠的发生器、盐水的配置装置、贮液罐、以及清洗和整流装置还有自控系统。主要的制取工艺为:
次氯酸钠发生器是这个系统最关键的设备, 稀盐水发生电解后再电解槽中产生的就是次氯酸钠以及氢气。电解槽本身就有分离和排放氢气的功能, 并且由于氢气属于易燃易爆的气体, 所以在排放中应当注意使得氢气和空气比例低于百分之一后排放。
2.2.3 系统的控制
系统通过设置两个远传信号的接口对设备的状况进行反馈, 通过全自动化的控制系统对浓盐池的加药至出口的设备进行管理控制。两个接口一个负责对运行装袋进行监控, 另一个对故障状态进行监控。
2.3 直接进行次氯酸钠投放的系统
2.3.1 系统简介
此系统是新型的净水系统, 通过加入次氯酸钠进行水处理。主要的设备包括了水射器以及投加药品的设备和恒流阀。若是投入的是粉状以及药片的化学药物则需要添加溶液箱以及干投机。
2.3.2 特点
该系统通过使用真空装置---水射器将次氯酸钠溶液从储罐抽到投加点。利用V型槽控制阀和SCU/PCU控制器实现可靠精确的投加。从流量计上可显示投加量。4~20mA输出或高/低报警开关可用于远程流量监控, V型槽控制阀的行程可手动或自动调节。
2.3.3 主要装置
a.液体投加器。包括一个V型槽调节孔、电动执行器、流量计、真空调节器、PCU专用控制器, 以上均安装在一个壁挂式安装板内, 盖板是可移动的。V型槽有一个可调节的流量孔, 对任何流量均能提供可靠、稳定、连续、精确的计量, 可重复性好, 能通过手动或自动控制。
b.恒流阀。自动加药系统中带有恒流阀, 该阀可根据罐内水位的变化自动减缓流出水的压力变化, 使投加量不受罐中水位的变化的影响, 保持稳定的液体投加。而来自储罐内的液压对隔膜产生向下作用力, 导致隔膜又回到原来位置, 拉动阀体回到阀座, 关闭流量。这种真空吸力和储罐内的液压产生液压平衡, 保证了液体投加器的稳定性。
c.水射器。在整个设备中充当的是投加装置的角色。水流进过此设备就可以将设备中的次氯酸钠吸入循环系统中, 通过压力对速度进行转变, 通过压力的调整行程负压区, 药品就通过真空作用进入投加器与水混合, 之后进入投加点。
2.3.4 控制
a.手动控制。通过手动调节定位器的调节旋钮可以实现对小孔面积进行调节。
b.启停程序控制。系统真空的启停通过射水水源的电磁阀或电动阀动作进行控制, 此阀门接在泵、开关、控制器或定时器的控制电路上。
c.SCU信号调节器。这种信号调节器提供了单一变量的自动工艺控制, 即流量。
3 杀菌处理系统比较
3.1加液氯的系统在运行方面较为简单, 操作系统方便, 且费用较为经济。但是由于氯气是高毒性气体对人体以及环境的危害较大, 因此在操作和运输方面则需要十分的注意。因此在目前的火电厂水处理系统中很少应用了。
3.2电解盐水制次氯酸钠系统运行安全、可靠, 自动化程度高, 是目前应用最广泛的系统;但其系统复杂, 占地面积大, 运行费用较高。
1 反渗透技术在电厂循环冷却水处理中的应用
1.1 系统简介
山西金驹煤电化股份有限公司煤矸石电厂于2005年10月安装一套超滤-反渗透装置,主要用于循环冷却水的旁流过滤、脱盐。系统主要包括一台以色列阿科过滤器有限公司生产的100μm自清洗过滤器、一台PUROTEC公司生产的10×2.54 cm超滤和一台40 t/h的反渗透装置,其流程为:原水(循环冷却水)→自清洗过滤器→超滤→反渗透装置→循环冷却水前池,即原水由冷却塔抽出经旁流过滤、脱盐处理后返回到循环冷却水前池。
1.2 原理
1)自清洗过滤器过滤一定量的水时,杂质就会积累在滤网上。由于滤网内外压力不同,当压差达到控制器设定值时,控制器就会发出触发信号,滤器内部的集污器会将滤网表面清洗干净,保证正常产水通量。
2)超滤和反渗透是目前水处理技术中发展较快、应用广泛的膜分离技术。膜分离技术是用膜对混合物的组分进行分离、分级、提纯和浓缩的方法。超滤膜能截留大分子或尺寸大于约0.001μm~0.020μm的粒子[1],主要应用于净化、分级大分子或细小胶体物。在系统中主要用于反渗透进水的深度除浊。反渗透技术是利用半透膜的选择透过特性,在外力的推动下,有区别地让水而不让盐透过,从而将水中的离子去除[2],实现循环水的脱盐。
1.3 效果与效益分析
从投运以来的运行情况来看,这套循环水旁流处理系统具有特殊的优越性:操作程序简单,极大地提高了循环水水质,节约了水资源。
1)循环水水质得以好转,浑浊度明显减小,由投运前的15℃降至了3℃左右;水中的含盐量(以CL-的体积分数计)明显降低,由原来的49 mg/L降至38 mg/L,酚酞碱度由原来的0.56 mmol/L降至0.42 mmol/L。
2)循环水水质合格率大幅提高,由原来的50%~80%提高至98%以上,尤其是每年5月—10月高气温时效果更加明显。
3)循环水补水量明显减少,平均少补水8 000t/月,甚至有可能减少10 000 t,这将节约大量水资源,节水100 000 t/a,大大缓减工业用水紧张局势。
4)经旁流处理后的二次浓水回收至回用水池,用作生活区冲厕用水、绿化浇花用水、矸山喷水用水、渣沟冷渣用水以及除尘脱硫用水等低质用水,可减少新鲜水取水量,提高废水的综合利用,又可节水约3 000 t/月。
5)由于循环水水质的提高,将会大大减少凝汽器铜管的腐蚀、结垢、污物污染等,提高凝汽器的冷却效果,改善机组真空度,确保机组安全经济运行。山西金驹煤电化股份有限公司煤矸石电厂2004年5月—2005年10月三台机组凝汽器的酸洗均进行了2次,而2006年则未进行过酸洗,机组出力未受到影响。
2 反渗透技术在应用中中存在的问题
2.1 自清洗过滤器的设计缺陷
1)自清洗过滤器作为超滤的预过滤,主要用于去除水中的固体颗粒。一般超滤预过滤的精度约为流道宽度的1/10[1],即90μm~100μm,而该过滤器的过滤精度为50μm~400μm,远大于预过滤精度要求,使超滤在运行过程中极易造成膜污染,从这一点超滤的运行实践中得到了充分证明。超滤装置自动反洗时出水污泥多,且自动反冲洗不能满足系统运行要求,还需定期进行手动反洗来冲洗超滤膜中截留的污泥。
2)敞开式循环冷却水系统是各种微生物生长繁殖的优异环境,所以在循环水中含有大量以微生物代谢产物为主体,并混合有泥沙、尘土、无机物等杂质的微生物粘泥[2]。微生物粘泥极易附着在自清洗过滤器的滤网上,自清洗过程难以去除,就需要设备解体将滤网抽出进行体外冲洗。在春、夏季节表现尤为明显,最多一天须清洗三次滤网。可见,自清洗过滤器以循环冷却水为介质作为超滤的预过滤装置有其固有的局限性。
2.2 超滤-反渗透存在的问题
1)反渗透进水污染指数设计要求小于4,超滤产水水质在2005年投运初期污染指数小于1,完全满足系统运行要求,自2006年6月开始超滤产水污染指数呈逐渐增大趋势。经过分析,我们认为主要由于自清洗过滤器预过滤精度达不到要求,使超滤中空纤维膜堵塞,造成进水压力和膜内外压差增大,引起中空纤维膜断丝。断丝处进水与产水相通,不能有效截留胶体物和固体颗粒等,最终将造成反渗透的胶体污染。所以超滤出水水质必须加强监督,并对超滤膜的断丝进行堵丝,以防出现进一步的水质恶化。
2)反渗透自2005年10月投运至2006年5月运行稳定。之后产水量逐渐下降、压差变化不大,2006年6月8日进行投运以来第一次清洗,首先用0.2%的EDTA和0.1%的Na OH清洗,后用2%的柠檬酸酸洗,最后用1%的甲醛消毒。清洗后流量恢复到设备投运初期值。到10月份产水量下降20%、压差由投运初期0.3 MPa增加到0.5 MPa,经清洗流量恢复正常,压差没有变化。分析原因:一是超滤出水水质差,引起反渗透膜胶体污染,二是循环水中微生物繁殖快,系统定期消毒不能满足反渗透运行要求,造成微生物污染。
2.3 两种反渗透技术在运行中的缺陷
1)针对系统存在的缺陷,为满足超滤和反渗透进水要求,必须对系统进行优化。例如:为了改进预过滤装置,可采用多介质过滤器和精密过滤器(保安过滤器)改进自清洗过滤器存在的缺陷。针对循环水水质特点,可以在过滤前进行絮凝处理,除去大量悬浮固体和胶体物质,增加在线杀菌装置,防止微生物污染反渗透膜。
2)循环水药剂的选用对改善反渗透运行条件具有重要的作用。山西金驹煤电化股份有限公司煤矸石电厂循环冷却水缓蚀阻垢剂是有机磷酸盐阻垢剂,为微生物的生长提供营养[3]。所以选用低磷或无磷阻垢剂,可以有效缓解微生物对反渗透膜的污染,改善反渗透运行工况。
3 结束语
利用反渗透对循环冷却水进行脱盐处理,对控制循环冷却水水质,防止凝汽器腐蚀、结垢,确保机组安全经济有着良好的效果。注重反渗透运行实践研究,可改进运行工况,延长设备运行周期,更好发挥系统作用,取得更大的经济效益和社会效益。
参考文献
[1]华耀祖.超滤技术与应用[M].北京:化学工业出版社,2005.
[2]王晓林,丁宁.反渗透和纳滤技术与应用[M].北京:化学工业出版社,2005.
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