工業(yè)水處理技術(shù)培訓(xùn)全課件

工業(yè)循環(huán)水處理技術(shù)

培訓(xùn)資料北京拓凱化工技術(shù)有限公司工業(yè)循環(huán)水處理技術(shù)

培訓(xùn)資料北京拓凱化工技術(shù)有限公司目錄第一章循環(huán)水的基本知識(shí)第二章水處理的必要性第三章循環(huán)水處理的基本知識(shí)第四章循環(huán)水處理的應(yīng)用領(lǐng)域第五章解決方法-水處理藥劑介紹第六章水處理達(dá)到的目標(biāo)-GB50050第七章循環(huán)水處理技術(shù)方案的制定步驟目錄第一章循環(huán)水的基本知識(shí)第一章循環(huán)水的基本知識(shí)

什么是循環(huán)冷卻水以水作為冷卻介質(zhì)，并循環(huán)運(yùn)行的一種給水系統(tǒng)，由換熱設(shè)備、冷卻設(shè)備、處理設(shè)施、水泵、管道及其他相關(guān)設(shè)施組成。循環(huán)冷卻水的分類(lèi)循環(huán)冷卻水分為：開(kāi)式循環(huán)冷卻水和閉式循環(huán)冷卻水循環(huán)冷卻水的作用循環(huán)水系統(tǒng)的功能是將冷卻水(河水/井水)送至換熱器去冷卻爐體、汽輪機(jī)、工藝物料等。第一章循環(huán)水的基本知識(shí)循環(huán)冷卻水的作用過(guò)程開(kāi)式冷卻水系統(tǒng)常用冷卻塔作為水的冷卻設(shè)備，這種系統(tǒng)在鋼鐵、電力、石油化工、煤化工、化肥、制藥等行業(yè)中有廣泛使用。在開(kāi)式循環(huán)水系統(tǒng)中，冷卻水通過(guò)熱交換器后水溫提高成為熱水，熱水經(jīng)冷卻塔曝氣與空氣接觸，由于水的蒸發(fā)散熱和接觸散熱使水溫降低，冷卻后的水再循環(huán)使用。循環(huán)冷卻水的作用過(guò)程循環(huán)水系統(tǒng)基本流程為：吸取井→循環(huán)水泵房前池→攔污柵→濾網(wǎng)→循環(huán)水泵→出口閥→供水管路→換熱設(shè)備→回水管路→冷卻塔→攔污柵→濾網(wǎng)→供水管路→循環(huán)水泵房前池。工業(yè)水處理技術(shù)培訓(xùn)全課件循環(huán)冷卻水系統(tǒng)流程圖水源預(yù)處理冷水池泵換熱器排污水熱水涼水冷卻塔循環(huán)冷卻水系統(tǒng)流程圖水預(yù)冷水池泵換排污水熱水涼水冷卻塔第二章水處理的必要性第一節(jié)水處理的必要性天然水中含有較多雜質(zhì)，若直接將此水用于冷卻系統(tǒng)，則會(huì)在設(shè)備傳熱面上析出結(jié)晶物，即發(fā)生結(jié)垢現(xiàn)象，大大降低換熱效率，影響設(shè)備的正常使用。水中溶解氧常引起設(shè)備管線或傳熱面腐蝕，成為腐蝕因素，縮短金屬材料的壽命。地表水或敞開(kāi)式循環(huán)水與大氣接觸機(jī)會(huì)較多，適宜微生物生長(zhǎng)，往往因此生成粘泥影響設(shè)備性能。因此為了使設(shè)備安全、高效運(yùn)行對(duì)用于工業(yè)生產(chǎn)的循環(huán)水必須進(jìn)行水處理。第二章水處理的必要性第一節(jié)水處理的必要性第二節(jié)循環(huán)水在冷卻塔中運(yùn)行

所帶來(lái)以下變化水分不斷蒸發(fā),水中的溶解鹽類(lèi)不斷被濃縮,鹽度不斷增加。水和空氣充分接觸,大量灰塵被洗滌到水中,造成污泥的增加。空氣中的氧氣很容易溶解在水中,引起腐蝕。第二節(jié)循環(huán)水在冷卻塔中運(yùn)行

所帶來(lái)以下變化水分不斷蒸發(fā)溶解氧的腐蝕機(jī)理溶解氧的腐蝕機(jī)理腐蝕機(jī)理的三個(gè)步驟與冷卻水接觸的鐵在陽(yáng)極開(kāi)始溶解。電子釋放并轉(zhuǎn)移至陰極。在陰極電子與氧生成氫氧根離子，腐蝕就此產(chǎn)生。腐蝕機(jī)理的三個(gè)步驟與冷卻水接觸的鐵在陽(yáng)極開(kāi)始溶解。工業(yè)水處理技術(shù)培訓(xùn)全課件工業(yè)水處理技術(shù)培訓(xùn)全課件工業(yè)水處理技術(shù)培訓(xùn)全課件工業(yè)水處理技術(shù)培訓(xùn)全課件污垢的沉積冷卻水中溶解有各種成垢鹽類(lèi)，如碳酸鹽、碳酸氫鹽、硫酸鹽和磷酸鹽，這些兩價(jià)金屬鹽的溶解度很小，并且是負(fù)的溫度效應(yīng)，隨濃度和溫度的升高很容易形成難溶性結(jié)晶從水中析出，附著在水冷器傳熱面上成為水垢。如冷卻水中的碳酸氫根離子濃度較高，當(dāng)冷卻水經(jīng)過(guò)水冷器的換熱面時(shí)，受熱發(fā)生分解，發(fā)生如下反應(yīng)：

Ca(HCO3)2CaCO3+H2O+CO2

當(dāng)冷卻水通過(guò)冷卻塔時(shí)，溶解于水中的二氧化碳溢出，水的pH值升高，碳酸氫鈣在堿性條件下發(fā)生如下反應(yīng)：

Ca(HCO3)2+2OH-CaCO3+2H2O+CO32-

污垢的沉積冷卻水中溶解有各種成垢鹽類(lèi)，如碳酸鹽、碳酸氫鹽、硫難溶性碳酸鈣可以是無(wú)定型碳酸鈣、六水碳酸鈣、一水碳酸鈣、六方碳酸鈣、文石和方解石。方解石屬三方晶系，是熱力學(xué)最穩(wěn)定的碳酸鈣晶型，也是各種碳酸鈣晶型在水中轉(zhuǎn)變的終態(tài)產(chǎn)物。當(dāng)冷卻水中有過(guò)量磷酸根離子時(shí)，發(fā)生如下反應(yīng)：

Ca2++PO43-Ca3(PO4)2難溶性碳酸鈣可以是無(wú)定型碳酸鈣、六水碳酸鈣、一水碳酸鈣、六方嚴(yán)重結(jié)垢的管道

嚴(yán)重結(jié)垢的管道

微生物的滋生冷卻水系統(tǒng)為微生物的生長(zhǎng)繁殖提供了理想的環(huán)境。據(jù)統(tǒng)計(jì)不進(jìn)行微生物控制導(dǎo)致的問(wèn)題占所有問(wèn)題的90％。微生物的滋生冷卻水系統(tǒng)為微生物的生長(zhǎng)繁殖提供了理想的環(huán)境。循環(huán)水中的微生物細(xì)菌-有好氧菌和厭氧菌好氧菌--粘泥制造者，生長(zhǎng)在氧氣充足的地方，對(duì)冷卻水系統(tǒng)產(chǎn)生持續(xù)的危害。表面有粘液層，可附著在金屬表面。其代謝產(chǎn)物具有很強(qiáng)的粘性和腐蝕性，可使懸浮物和其它雜物沉積。厭氧菌--強(qiáng)腐蝕性可生存在氧氣缺乏的地方?？僧a(chǎn)生強(qiáng)烈的破壞性：尤其在營(yíng)養(yǎng)源充足的地方，比如硫，其產(chǎn)物具有強(qiáng)腐蝕性?？蓪?dǎo)致局部腐蝕，穿孔，極難處理。藻類(lèi)生長(zhǎng)在陽(yáng)光充足的地方。循環(huán)水中的微生物細(xì)菌-有好氧菌和厭氧菌工業(yè)水處理技術(shù)培訓(xùn)全課件工業(yè)水處理技術(shù)培訓(xùn)全課件第三節(jié)循環(huán)水處理的方法物理處理：過(guò)濾化學(xué)處理：投加水處理劑第三節(jié)循環(huán)水處理的方法物理處理：過(guò)濾第四節(jié)敞開(kāi)式循環(huán)冷卻水處理的重要性冷卻水在循環(huán)系統(tǒng)中不斷循環(huán)使用，由于水的溫度提高，水流速度的變化，水的蒸發(fā)，各種無(wú)機(jī)離子和有機(jī)物質(zhì)的濃縮，冷卻塔和冷水池在室外受到陽(yáng)光照射、風(fēng)吹雨淋、灰塵雜物的進(jìn)入，以及設(shè)備結(jié)構(gòu)和材料等多種因素的綜合作用，會(huì)產(chǎn)生比直流系統(tǒng)更為嚴(yán)重的沉積物的附著、設(shè)備腐蝕和微生物的大量滋生，以及由此形成的黏泥污垢塞堵管道等問(wèn)題，它們會(huì)威脅和破壞工廠長(zhǎng)周期的安全生產(chǎn)，甚至造成經(jīng)濟(jì)損失，因此必須要重視循環(huán)冷卻水的水處理問(wèn)題。第四節(jié)敞開(kāi)式循環(huán)冷卻水處理的重要性冷卻水在循環(huán)系統(tǒng)中不斷第五節(jié)水處理能帶來(lái)的好處穩(wěn)定生產(chǎn)節(jié)約水資源減少環(huán)境污染延長(zhǎng)換熱設(shè)備壽命、提高經(jīng)濟(jì)效益第五節(jié)水處理能帶來(lái)的好處穩(wěn)定生產(chǎn)第三章循環(huán)水處理的重要參數(shù)

蒸發(fā)損失量（E）在敞開(kāi)式循環(huán)水處理系統(tǒng)中，熱水經(jīng)過(guò)冷卻塔蒸發(fā)達(dá)到冷卻目的，在這個(gè)過(guò)程中損失的水量稱(chēng)為蒸發(fā)量。關(guān)于蒸發(fā)損失量可用如下公式進(jìn)行粗略計(jì)算：

E=K×△t×R（m3/h）

式中：△t一冷卻塔進(jìn)出水溫差，℃；

R一循環(huán)水量，m3/h；

K一系數(shù)，夏季采用0.16%；春秋季采用0.12%；冬季采用0.08%。第三章循環(huán)水處理的重要參數(shù)

蒸發(fā)損失量（E）風(fēng)吹損失量(F)

指循環(huán)水在冷卻塔處的飛濺和霧沫夾帶損失的水量，此量與冷卻塔的型式和當(dāng)?shù)仫L(fēng)速有關(guān)。一般來(lái)說(shuō)，自然通風(fēng)冷卻塔的飛散損失量占循環(huán)水量的0.1%（有捕水器）；0.3-0.5%（無(wú)捕水器）。風(fēng)吹損失量(F)強(qiáng)制排污量（B）為防止水系統(tǒng)腐蝕和結(jié)垢而保持系統(tǒng)中濃縮倍數(shù)的要求而從系統(tǒng)中不斷排出的水量。

B=E/（N-1）補(bǔ)充水量(M)

相當(dāng)于單位時(shí)間內(nèi)，因蒸發(fā)、飛散、排污損失的總和。

M=E+B+W強(qiáng)制排污量（B）濃縮倍數(shù)（N）循環(huán)水中的鹽類(lèi)濃度與補(bǔ)充水中鹽類(lèi)濃度之比，其值用式定義。

N=CR/CMCR：循環(huán)水中鹽類(lèi)濃度；

CM：補(bǔ)充水中的鹽類(lèi)濃度。濃縮倍數(shù)（N）第四章循環(huán)水處理的應(yīng)用領(lǐng)域鋼鐵冶金電力石油化工化肥煤化工制藥第四章循環(huán)水處理的應(yīng)用領(lǐng)域鋼鐵冶金鋼鐵冶金鋼鐵行業(yè)是冷卻水用水量最大的行業(yè)，特點(diǎn)為單套系統(tǒng)循環(huán)用水量不大，但系統(tǒng)多總用水量大，系統(tǒng)間差別大，處理方法迥異；周邊環(huán)境差空氣中粉塵污染水質(zhì)。鋼鐵冶金鋼鐵行業(yè)是冷卻水用水量最大的行業(yè)，特點(diǎn)鋼鐵行業(yè)循環(huán)冷卻水系統(tǒng)

焦化廠凈環(huán)水系統(tǒng)制氧廠凈環(huán)水系統(tǒng)球團(tuán)廠凈環(huán)水系統(tǒng)燒結(jié)廠凈環(huán)水系統(tǒng)煉鐵廠凈環(huán)水系統(tǒng)、高爐熱風(fēng)爐密閉軟水系統(tǒng)煉鋼廠凈環(huán)水系統(tǒng)、結(jié)晶器密閉或開(kāi)式軟水系統(tǒng)、轉(zhuǎn)爐除塵濁環(huán)水系統(tǒng)、連鑄二冷濁環(huán)水系統(tǒng)軋鋼廠凈環(huán)水系統(tǒng)、濁環(huán)水系統(tǒng)發(fā)電廠凈環(huán)水系統(tǒng)汽化冷卻（鍋爐）水系統(tǒng)

鋼鐵行業(yè)循環(huán)冷卻水系統(tǒng)

焦化廠凈環(huán)水系統(tǒng)電力電力開(kāi)式冷卻系統(tǒng)具有以下不同點(diǎn)：冷卻水量大冷卻系統(tǒng)簡(jiǎn)單、換熱器數(shù)量少--凈環(huán)水系統(tǒng)無(wú)工藝泄漏污染冷卻水質(zhì)電力電力開(kāi)式冷卻系統(tǒng)具有以下不同點(diǎn)：煤化工一般煤化工只有凈環(huán)水系統(tǒng)，特點(diǎn)為冷卻水量不大，冷卻統(tǒng)簡(jiǎn)單、換熱器數(shù)量少，工藝泄漏、空氣中飄塵污染冷卻水質(zhì)。采用德士古氣化爐或航天爐的煤化工企業(yè)還有灰水系統(tǒng)?；宜h(huán)系統(tǒng)特點(diǎn)：高溫150-250℃

高壓4.0-8.7MPa

高硬（CaO的加入增加了鈣硬）高懸浮物（煤種復(fù)雜多變，灰分大）高堿煤化工一般煤化工只有凈環(huán)水系統(tǒng)，特點(diǎn)為冷卻水量不大，冷卻灰水系統(tǒng)工藝流程灰水系統(tǒng)工藝流程石油化工開(kāi)式冷卻系統(tǒng)具有以下不同點(diǎn)：?jiǎn)翁桌鋮s水量較大冷卻系統(tǒng)簡(jiǎn)單、換熱器數(shù)量少--凈環(huán)水系統(tǒng)工藝泄漏經(jīng)常發(fā)生污染冷卻水質(zhì)石油化工開(kāi)式冷卻系統(tǒng)具有以下不同點(diǎn)：化肥開(kāi)式冷卻系統(tǒng)具有以下不同點(diǎn)：?jiǎn)翁桌鋮s水量不大冷卻系統(tǒng)簡(jiǎn)單、換熱器數(shù)量少--凈環(huán)水系統(tǒng)工藝泄漏經(jīng)常發(fā)生污染冷卻水質(zhì)化肥開(kāi)式冷卻系統(tǒng)具有以下不同點(diǎn)：制藥開(kāi)式冷卻系統(tǒng)具有以下不同點(diǎn)：?jiǎn)翁桌鋮s水量小冷卻系統(tǒng)簡(jiǎn)單、換熱器數(shù)量少--凈環(huán)水系統(tǒng)工藝泄漏經(jīng)常發(fā)生污染冷卻水質(zhì)制藥開(kāi)式冷卻系統(tǒng)具有以下不同點(diǎn)：第五章解決方法-水處理藥劑介紹

清洗劑：新投產(chǎn)設(shè)備或老設(shè)備經(jīng)檢修重新啟動(dòng)在預(yù)膜之前對(duì)循環(huán)水系統(tǒng)設(shè)備和管道進(jìn)行清潔的藥劑，根據(jù)設(shè)備、管道表面污物的不同，會(huì)采用相應(yīng)的清洗劑。公司通常采用的藥劑有陽(yáng)離子表面活性劑、殺菌剝離劑、酸和堿等。第五章解決方法-水處理藥劑介紹

清洗劑：新投產(chǎn)設(shè)備或老預(yù)膜劑磷系配方處理的循環(huán)水系統(tǒng)，運(yùn)行前加大緩蝕劑的投加量，可以很好地抑制設(shè)備和管道的初期腐蝕，這種大量的緩蝕劑成為預(yù)膜劑，有資料說(shuō)明未預(yù)膜的碳鋼腐蝕速率為0.12-0.17mm/a;預(yù)膜后碳鋼腐蝕速率降低到為0.006-0.008mm/a。公司常用的預(yù)膜劑為六偏磷酸鈉和七水硫酸鋅。預(yù)膜劑磷系配方處理的循環(huán)水系統(tǒng)，運(yùn)行前加大緩消泡劑在清洗或殺菌剝離過(guò)場(chǎng)中，使用的水處理劑為表面活性劑，有泡沫產(chǎn)生，大量的泡沫會(huì)影響換熱效果，投加消泡劑用以抑制泡沫的產(chǎn)生。公司使用的消泡劑為硅氧烷類(lèi)消泡劑。消泡劑在清洗或殺菌剝離過(guò)場(chǎng)中，使用的水處理劑緩蝕劑添加到水中，能抑制或降低金屬腐蝕過(guò)程的藥劑。

循環(huán)水中常用的緩蝕劑屬于陰極沉淀膜或吸附膜緩蝕劑，公司常用的緩蝕劑有碳鋼、不銹鋼用磷酸鹽和鋅鹽、銅及銅合金用MBT和BTA，清潔表面用有機(jī)胺。緩蝕劑添加到水中，能抑制或降低金屬腐蝕過(guò)程的阻垢分散劑具有溶限效應(yīng)的一類(lèi)藥劑，通過(guò)螯合、絡(luò)合、晶格畸變達(dá)到阻止CaCO3、MgCO3等微溶鹽類(lèi)沉積的目的。這類(lèi)物質(zhì)主要是低分子量的水溶性丙烯酸共聚物或馬來(lái)酸聚合物。頭架構(gòu)會(huì)抑制污垢在換熱器表面上的沉積，同時(shí)使緩蝕劑更好的發(fā)揮作用。公司的產(chǎn)品有三元、聚馬和馬丙共聚物。阻垢分散劑具有溶限效應(yīng)的一類(lèi)藥劑，通過(guò)螯合、絡(luò)合、晶格殺菌劑氧化性殺菌劑：具有強(qiáng)烈氧化性的殺生劑，通常是一種強(qiáng)氧化劑，對(duì)水中微生物的殺生作用強(qiáng)烈。常用的殺生劑有：含氯化合物，過(guò)氧化物等，具體的產(chǎn)品有液氯、二氧化氯、次氯酸鈉、次氯酸鈣（漂白粉）、氯化異氰尿酸（優(yōu)氯凈）、臭氧、過(guò)氧化氫（雙氧水）、活性溴殺生劑、DBNPA、溴氯二甲基海因、二溴二甲基海因等。殺菌劑氧化性殺菌劑：具有強(qiáng)烈氧化性的殺生劑，通常是一種強(qiáng)氧化

非氧化性殺生劑：非氧化性殺生劑不是以氧化作用來(lái)殺死微生物，而是致毒作用于微生物的特殊部位，因此不受水中還原物的影響。非氧化性殺生劑通常是季胺鹽、異噻唑啉酮。非氧化性殺生劑是對(duì)殺生作用有一定持久性，對(duì)沉積物和粘泥有滲透剝離作用，受硫化氫、氨等還原物質(zhì)和水中PH值影響較小等優(yōu)點(diǎn)。但處理費(fèi)用相對(duì)氧化性殺生劑要高，容易引起環(huán)境污染，微生物容易產(chǎn)生抗藥性。非氧化性殺生劑：非氧化性殺生劑不是以氧化作用來(lái)殺死微復(fù)合阻垢緩蝕劑復(fù)合阻垢緩蝕劑是集分散、阻垢和緩蝕性能于一體的高效藥劑，含有有機(jī)磷酸鹽、丙烯酸磺酸多元共聚物，藥劑通過(guò)吸附在結(jié)晶表面，使之不能正常生成，而發(fā)生晶格畸變阻止了傳熱表面水垢的生成；或者是與Ca2+、Mg2+形成穩(wěn)定的絡(luò)合物增加CaCO3等的溶解度，這種成分還可以對(duì)微小晶粒起到有效的分散作用。復(fù)合藥劑中的有機(jī)膦及碳鋼緩蝕劑活化后的金屬表面形成一層致密的沉淀型保護(hù)膜或表面絡(luò)合物，而有效抑制碳鋼的腐蝕。復(fù)合阻垢緩蝕劑復(fù)合阻垢緩蝕劑是集分散、阻垢和緩蝕性能于一體的混凝劑濁環(huán)水中含有懸浮物、油、這些物質(zhì)在水中呈現(xiàn)膠體狀態(tài)，通常不能依靠自身重力自然沉降去除，需要向水中加入化學(xué)藥劑，使微粒之間的靜電斥力減弱或小時(shí)，膠體微粒相互容易吸附結(jié)成大顆粒，此過(guò)程稱(chēng)為凝聚。進(jìn)一步由高分子物質(zhì)對(duì)這些懸浮物大顆粒起架橋吸附作用，最終破壞膠體的沉降穩(wěn)定性和聚合穩(wěn)定性,使膠體逐漸形成絮狀沉淀物，此過(guò)程稱(chēng)為絮凝。混凝是這兩個(gè)過(guò)程同時(shí)發(fā)生的總成，所用藥劑稱(chēng)為混凝劑。公司常使用的混凝劑為聚合氯化鋁及不同分子量和水解度的聚丙烯酰胺。