循環(huán)水冷卻水處理方案

1、循環(huán)冷卻水系統(tǒng)水處理方案2018年4月一、前言隨著我國(guó)工業(yè)的發(fā)展，淡水耗量急速增加，我國(guó)北方地區(qū)更是面臨嚴(yán)重的水源緊缺狀況。據(jù)報(bào)道我國(guó)人均擁有水量為2400噸，而北方地區(qū)的人均擁有水量為240噸。在城市用水中，工業(yè)用水約占總用水量的6080，而工業(yè)冷卻水用量占整個(gè)工業(yè)用水量的7080。然而，有關(guān)資料顯示我國(guó)的工業(yè)用水重復(fù)利用率平均為4050。我國(guó)城市工業(yè)萬(wàn)元產(chǎn)值耗水量達(dá)340立方米，是發(fā)達(dá)國(guó)家的1020倍，耗水量高，重復(fù)利用率低，是我國(guó)工業(yè)系統(tǒng)水資源利用的突出問(wèn)題。因此，節(jié)約工業(yè)冷卻水，使有限的水源得到最大限度的利用，是工業(yè)領(lǐng)域節(jié)水工作的重中之重。采用循環(huán)冷卻水技術(shù)是工業(yè)領(lǐng)域節(jié)水的主要方法。在

2、工業(yè)循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的運(yùn)營(yíng)管理中，濃縮倍數(shù)是判定系統(tǒng)狀態(tài)的一個(gè)重要技術(shù)指標(biāo)。采用循環(huán)冷卻水處理技術(shù)后，當(dāng)濃縮倍數(shù)達(dá)到2.0倍時(shí)與直流水相比，可節(jié)約淡水95以上。本技術(shù)方案在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施后，可達(dá)到下列水處理技術(shù)指標(biāo)：（1） 腐蝕率： 不銹鋼0.005mm/y（2） 污垢熱阻 ： 3.44×104 m2·/w（3） 異養(yǎng)菌總數(shù)： 5×105個(gè)/ml （夏天） 1×105個(gè)/ml （冬天）二、循環(huán)水系統(tǒng)工況條件及水質(zhì)條件2.1 工況條件：系統(tǒng)保有水量：300m3循 環(huán) 水 量 ：600m3/h補(bǔ) 充 水 量 ：12m3/h蒸 發(fā) 水 量 ：9 m3/h排 污 水 量

3、 ：3 m3/h循環(huán)水溫差 ：10換熱設(shè)備材質(zhì)：不銹鋼濃 縮 倍 數(shù) ：4.0（目前運(yùn)行值）2.2 水質(zhì)條件：系統(tǒng)循環(huán)水及補(bǔ)充水的分析數(shù)據(jù)如下：分析項(xiàng)目單位補(bǔ)充水循環(huán)水Ca2+mg/l7.358.17Mg2+mg/l3.474.46總硬度mmol/l0.330.39總堿度mmol/l6.49.6Cl-mg/l36.83111.46SiO2mg/l1840總鐵mg/l0.231.2正磷（以PO43-計(jì)）mg/l1.1166.12總無(wú)機(jī)磷（以PO43-計(jì)）mg/l1.869.31總磷（以PO43-計(jì)）mg/l1.75271.91從分析結(jié)果看出，系統(tǒng)補(bǔ)充水屬于高堿度水質(zhì)，濃縮運(yùn)行后，極易發(fā)生結(jié)垢現(xiàn)象

4、。從循環(huán)水水質(zhì)分析結(jié)果可以看出系統(tǒng)目前已經(jīng)發(fā)生了結(jié)垢問(wèn)題，需要我們及時(shí)采取有效處理措施，一方面將系統(tǒng)運(yùn)行濃縮倍數(shù)控制在適度的范圍內(nèi)；另一方面盡快實(shí)施投加水處理藥劑的保護(hù)措施，使系統(tǒng)的運(yùn)行恢復(fù)正常狀況。根據(jù)我們多年處理循環(huán)水的經(jīng)驗(yàn)，并參考循環(huán)水系統(tǒng)最佳運(yùn)行濃縮倍數(shù)測(cè)試軟件的測(cè)試結(jié)果，我們建議廠方最好將循環(huán)水系統(tǒng)運(yùn)行濃縮倍數(shù)控制在3.0左右。這樣的話，可以確保加藥處理的最佳緩蝕阻垢效果。系統(tǒng)目前的運(yùn)行濃縮倍數(shù)（4.0），已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了水處理藥劑的處理極限，運(yùn)行時(shí)間不長(zhǎng)就會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的結(jié)垢和垢下腐蝕，提請(qǐng)廠方重視這一問(wèn)題。三、冷卻水處理方案的確定思路系統(tǒng)補(bǔ)充水為高堿度結(jié)垢型水質(zhì)且水中存在一定的腐蝕性離

5、子，隨著水溫、pH值的上升以及濃縮倍數(shù)的提高，結(jié)垢趨勢(shì)將更加嚴(yán)重，腐蝕在一定程度上將受到阻垢效果的影響，因此在確定水處理藥劑及配套控制條件上一定要嚴(yán)格控制結(jié)垢，同時(shí)兼顧緩蝕，另外也要控制菌藻的滋生。緩蝕阻垢劑產(chǎn)品要求：第一、產(chǎn)品具有優(yōu)良的阻垢性能和緩蝕性能，選定的阻垢分散劑不僅對(duì)碳酸鈣垢、磷酸鈣垢具有優(yōu)異的阻垢性能，而且對(duì)氧化鐵、粘泥及水中濁度物質(zhì)也有良好的分散作用；選定的緩蝕阻垢劑容易在金屬表面形成一層薄而致密的防腐膜；第二、產(chǎn)品在循環(huán)水中的穩(wěn)定性，耐氯分解能力強(qiáng)，適應(yīng)高濃縮倍數(shù)要求產(chǎn)品在水中停留時(shí)間長(zhǎng)的特點(diǎn)；第三，盡量選用低磷環(huán)保型產(chǎn)品，隨著工業(yè)的發(fā)展環(huán)境問(wèn)題日益引起人們的重視。近年來(lái)由于

6、江河污染，海水富營(yíng)養(yǎng)化，赤潮現(xiàn)象屢見不鮮，世界各地禁磷呼聲越來(lái)越高，因此選擇低磷、無(wú)磷等環(huán)保型水處理藥劑是今后冷卻水處理技術(shù)的發(fā)展方向。一般而言水中鈣硬度（以CaCO3計(jì)）與總堿度（以CaCO3計(jì)）之和大于1000mg/l時(shí)，藥劑的阻垢性能會(huì)急劇下降，在此條件下，生產(chǎn)裝置中個(gè)別高溫、低流速換熱器就會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的結(jié)垢現(xiàn)象。目前，國(guó)際上在對(duì)待結(jié)垢型水質(zhì)提高濃縮倍數(shù)的問(wèn)題上，也是普遍采用優(yōu)異緩蝕阻垢劑，可達(dá)到可觀的節(jié)水、節(jié)藥、增加經(jīng)濟(jì)效益的目的。四、試驗(yàn)情況4.1 試驗(yàn)用水水質(zhì)： 根據(jù)水質(zhì)分析結(jié)果，配水模擬現(xiàn)場(chǎng)濃縮倍數(shù)為3.0的循環(huán)水。4.2 阻垢試驗(yàn)：4.2.1 試驗(yàn)條件： 溫度60，24hr4.2

7、.2 試驗(yàn)結(jié)果：產(chǎn)品編號(hào)不同使用濃度下的阻垢率（）50ppm60ppm70ppm80ppmHZ-185.2491.1795.2295.46HZ-284.5690.3093.8294.28HZ-387.5092.7095.9896.86HZ-483.8284.7888.2690.35HZ-584.2791.0294.1695.07HZ-689.4593.9397.9298.174.2.3 試驗(yàn)結(jié)論：從上述試驗(yàn)結(jié)果可以看出，綜合考慮產(chǎn)品的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性，HZ-6緩蝕阻垢劑配方產(chǎn)品的阻垢效果最佳，使用濃度為70ppm時(shí)，完全可以滿足現(xiàn)場(chǎng)的阻垢要求。4.3 腐蝕試驗(yàn)：4.3.1試驗(yàn)條件：采用旋轉(zhuǎn)掛片腐蝕儀

8、水浴溫度：50，精度±1.0， 時(shí)間：72hr 轉(zhuǎn)速：75r/min，精度±3%4.3.2 試驗(yàn)結(jié)果：產(chǎn)品編號(hào)不同使用濃度下材質(zhì)的腐蝕率（mm/y）50ppm60ppm70ppm80ppmHZ-10.0100.0070.0060.003HZ-20.0090.0070.0050.002HZ-30.0060.0050.0030.002HZ-40.0090.0090.0080.006HZ-50.0050.0030.002未檢出HZ-60.0020.001未檢出未檢出4.3.3 試驗(yàn)結(jié)論：從上述試驗(yàn)結(jié)果可以看出，綜合考慮產(chǎn)品的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性，HZ-6緩蝕阻垢劑配方產(chǎn)品的緩蝕效果最佳，使

9、用濃度為70ppm時(shí)，完全可以滿足現(xiàn)場(chǎng)的緩蝕要求。4.4 緩蝕阻垢劑的耐氯氧化能力選定的HZ-6緩蝕阻垢劑在無(wú)活性氯的情況下是相當(dāng)穩(wěn)定的,在用氧化性殺菌劑控制循環(huán)冷卻水中微生物滋生時(shí)，正常劑量的活性氯，對(duì)HZ-6的氧化分解能力很輕微，不會(huì)對(duì)緩蝕阻垢劑性能產(chǎn)生明顯影響，但是當(dāng)活性氯嚴(yán)重偏高（例如余氯2ppm）持續(xù)時(shí)間太長(zhǎng)，將影響緩蝕阻垢劑的緩蝕阻垢性能。4.5 緩蝕阻垢劑與殺菌滅藻劑配伍性選定的HZ-6緩蝕阻垢劑與目前國(guó)內(nèi)通用的非氧化性殺菌滅藻劑具有良好的共存性。4.6 緩蝕阻垢劑的復(fù)配性能試驗(yàn)選定的HZ-6緩蝕阻垢劑按照大生產(chǎn)程序復(fù)配后，放置于冰箱內(nèi)冷藏?cái)?shù)天，產(chǎn)品依然穩(wěn)定。五、循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的

10、日常運(yùn)行方案鑒于目前循環(huán)水水質(zhì)日趨惡化，在實(shí)施水處理方案之前，應(yīng)先對(duì)系統(tǒng)水質(zhì)進(jìn)行置換排放，恢復(fù)正常水質(zhì)狀況后，開始藥劑的基礎(chǔ)投加。5.1 基礎(chǔ)投加一次性向水池中投加HZ-6緩蝕阻垢劑120ppm，即37.5公斤，控制循環(huán)水中總磷>7.0ppm。進(jìn)入濃縮運(yùn)行后，控制排污量1m3/hr，并按HZ-6緩蝕阻垢劑70 ppm進(jìn)行補(bǔ)藥，即每天補(bǔ)藥2.0公斤（具體補(bǔ)藥量依分析結(jié)果調(diào)整，控制循環(huán)水中總磷5.06.0 ppm 。當(dāng)循環(huán)水濃縮至3.0倍后，控制循環(huán)水中總磷4.06.0 ppm。5.2 日常運(yùn)行當(dāng)循環(huán)水濃縮至4.0倍時(shí)，轉(zhuǎn)入日常運(yùn)行操作：1、 每天投藥量，計(jì)算公式如下： 70g/m3

11、5;排污量m3/h×24hHZ-6緩蝕阻垢劑（公斤）= ×K 1000當(dāng)排污量B=4.5 m3/hr，藥劑損失量系數(shù)K=1.2時(shí)，每天補(bǔ)藥量為9公斤。2、 控制指標(biāo)：pH: 維持自然平衡總磷: 4.06.0 ppm濁度: 20 mg/lCa2+: 50 mg/lCl¯: 150 mg/l濃縮倍數(shù): 3.03、 補(bǔ)藥方式應(yīng)通過(guò)分析監(jiān)測(cè)，調(diào)整每天配藥量，使之在控制指標(biāo)內(nèi)，若水中藥量缺的太多時(shí)，應(yīng)按下式計(jì)算補(bǔ)藥量，一次性投入水池中。HZ-6緩蝕阻垢劑（公斤）(總磷控制指標(biāo)水中總磷分析值）g/m3×系統(tǒng)貯水量m31000×6.0%5.3 殺菌滅藻劑的投

12、加1、 氧化性殺菌滅藻劑，每周投加一次，投加濃度2030ppm；2、 非氧化性殺菌劑考慮兩種交替投加，每次投加100ppm，即30公斤，夏季每15天投加一次，冬季每月投加一次。投加殺菌滅藻劑時(shí)應(yīng)減少排水和補(bǔ)水，保持藥劑運(yùn)行24小時(shí)后，恢復(fù)正常補(bǔ)排水控制。六、分析監(jiān)測(cè)項(xiàng)目及頻率序號(hào)分析項(xiàng)目補(bǔ)充水循環(huán)水1pH一次/周一次/天2電導(dǎo)率一次/周一次/天3Cl¯一次/周一次/4小時(shí)4總磷-一次/4小時(shí)5Ca2+一次/周一次/天6總堿度一次/周一次/天7濁度一次/周一次/天七、循環(huán)水崗位加藥操作濃縮倍數(shù)HZ-6緩蝕阻垢劑加藥量（公斤/天）3.03.27.23.23.46.53.43.66八、循環(huán)水崗位補(bǔ)藥操作按每天正常加藥量操作后，測(cè)定循環(huán)水中總磷值，假如低于4.0mg/l，可按下表追加藥量。總磷分析值與4.0mg/l的差值（mg/l）對(duì)應(yīng)緩蝕阻垢劑補(bǔ)藥量（公斤）0.10.50.21.00.31.50.42.00.52.50.63.00.73.50.84.00.94.51.05.0九、水處理藥劑年用量及費(fèi)用計(jì)算：9.1 計(jì)算依據(jù)：系統(tǒng)保有水量：300m3循 環(huán) 水 量 ：600m3/h補(bǔ) 充 水 量 ：12m3/h蒸 發(fā) 水