循環(huán)水系統(tǒng)加藥系統(tǒng)方案

循環(huán)水系統(tǒng)投藥系統(tǒng)蘇州得潤水處理設備有限公司2010年10月編制單位：蘇州得潤水處理設備有限公司～1~ 2二、循環(huán)冷卻水處理設計的原則和要求 2三、工藝流程的確定 3四、循環(huán)水系統(tǒng)設計參數(shù) 4五、設計規(guī)范標準 6六、藥劑選用原則 7七、補充水及旁濾處理 7八、循環(huán)水處理 7九、清洗與預膜處理 十、藥劑的選用及投藥量 十一、投藥設備的選型 十二、供貨清單 在冷卻水循環(huán)使用的過程中，通過冷卻構(gòu)筑物的傳熱與傳質(zhì)交換，循環(huán)水中Ca2、Mg2、CL、SO2-等離子，溶解性固體，懸浮物相應增加，空氣中污染物如塵土、雜物、可溶性氣體和換熱器物料滲漏等均可進入循環(huán)水，致使微生物大量繁殖和在循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的管道中產(chǎn)生結(jié)垢、腐蝕和粘泥，造成換熱器換熱效率降低，能源浪費，過水斷面減少，通水能力降低，甚至使設備管道腐蝕穿孔，釀循環(huán)冷卻水處理的目的就在于消除或減少結(jié)垢、腐蝕和生物粘泥等危害，使循環(huán)水中能產(chǎn)生的鹽垢有許多種，如碳酸鈣、硫酸鈣、碳酸鎂、氫氧化錳、硅酸鈣等，其中以碳酸鈣垢最為常見，危害最大。二、循環(huán)冷卻水處理設計的原則和要求1、安全生產(chǎn)、保護環(huán)境、節(jié)約能源、節(jié)約用水是在工業(yè)循環(huán)冷卻水處理設計中需要貫徹的國家技術(shù)方針政策的幾個重要方面。在符合安全生產(chǎn)要求方面：循環(huán)冷卻水處理不當，首先會使用權(quán)冷卻設備產(chǎn)生不同程度的結(jié)垢和腐蝕，導致能耗增加，嚴重時不僅會損壞設備，而且會引起工廠停車、停產(chǎn)和減產(chǎn)的生產(chǎn)事故，造成極大的經(jīng)濟損失。因此，安全生產(chǎn)首先應保證循環(huán)冷卻水處理設施連續(xù)、穩(wěn)定地運行并能達到預期的處理要求。其次，在循環(huán)冷卻水處理的各個環(huán)節(jié)如循環(huán)水處理、旁流水處理、補充水處理及輔助生產(chǎn)設施如倉庫、加藥間等，設計中都應考慮生產(chǎn)上安全操作的要求。特別是使用的各種藥劑如酸、堿、阻垢劑、殺菌滅藻劑等，常常是有腐蝕性、有素，對人體有害的。因此，對各種藥劑的貯存、運輸、配制和使用，設計上都必須有保證工作人員衛(wèi)生、安全的設施。并按使用藥劑的特性，具體考慮其防火、防腐、防素、防塵等安全生產(chǎn)要求。2、循環(huán)冷卻水處理，可以概括為去除懸浮物、控制泥垢、控制腐蝕及微3、敞開式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中冷卻水吸收熱量后，以冷卻塔與大氣直接接觸，二氧化碳逸散，溶解氧和濁度增加，水中溶解鹽類濃度增加以及工藝介質(zhì)泄漏等，使循環(huán)水水質(zhì)惡化，給系統(tǒng)帶來結(jié)垢、腐蝕、污泥和菌藻問題。設計方案循環(huán)水系統(tǒng)投藥及其設備設計方案~3~3~4、根據(jù)《工業(yè)循環(huán)冷卻水處理設計規(guī)范》敞開式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)阻垢、緩蝕劑的加藥量，可按下列公式計算：式中G?——系統(tǒng)運行時的加藥量(kg/h);Q——蒸發(fā)水量(m3/h)。根據(jù)以上原則，本循環(huán)水處理系統(tǒng)確定本工藝流程。冷卻塔水池熱交換器冷卻塔水池熱交換器軟水器(補充水)水質(zhì)穩(wěn)定劑加藥裝置殺菌劑加藥裝置阻垢劑加藥裝置1)、經(jīng)過冷卻塔的循環(huán)水，經(jīng)過蒸發(fā)、風飄損失等，循環(huán)水量越來越少，水中的含鹽量逐漸升高。向循環(huán)水中補充一定量的水量。根據(jù)貴方要求，貴方循環(huán)根據(jù)循環(huán)水設計規(guī)范，循環(huán)水補充水水量分別為：100m2/h和150m3/h;2)、循環(huán)水池為敝開式，有大量的泥沙及大量的飄浮物進入水池。為保持循環(huán)水質(zhì)的清潔，對其循環(huán)水進行處理。按照循環(huán)水設計規(guī)范，濃縮倍數(shù)按4進3)、由于蒸發(fā)、風吹損失等因素，經(jīng)過一定時間的運行，循環(huán)的水質(zhì)逐漸惡化。同時由于循環(huán)水的溫度較高，比較適應于菌類的繁殖。因此在整個循環(huán)系統(tǒng)中，向循環(huán)水中投加水質(zhì)穩(wěn)定劑、殺菌劑及阻垢劑。以利于循環(huán)水系統(tǒng)的正常運根據(jù)貴方提供的數(shù)據(jù)，循環(huán)水水量分別為2000m2/h和2×1500m3/h,各自成獨立系統(tǒng)。2、補充給水的水質(zhì)條件檢測結(jié)果水樣一水樣二樣品數(shù)平均值超標率最大超標倍數(shù)樣品數(shù)平均值超標率最大超標倍數(shù)6電導率(ms/m)6溶解氧6高錳酸鉀指數(shù)6化學需氧量6五日生化需氧量6氨氮6總磷6總氨6總銅6總鋅6循環(huán)水系統(tǒng)投藥及其設備氟化物6總砷6總汞6總鎘6六價鉻6總鉛6總氰化物6揮發(fā)酚6石油類6硫化物6糞大腸菌群(個/L)6懸浮物陽離子表面活性劑3、冷卻水系統(tǒng)水質(zhì)控制指標(國標)冷卻水水質(zhì)控制參數(shù)控制范圍單位電導率總硬度(以CaCO?計)鈣硬度(以CaCO?計)總堿度(以CaCO?計)氯離子(以Cl計)總正磷鋅細菌總數(shù)循環(huán)水系統(tǒng)投藥及其設備控制標準公司控制標準國家控制標準腐蝕速度，mpy微生物控制，CFU/ml環(huán)?？刂婆盼鬯螱B8978-1996《污水綜合排放標《建筑抗震設計規(guī)范》《通風機油漆技術(shù)條件》~7~~7~《機電產(chǎn)品包裝通用技術(shù)條件》《電氣設備安裝導則》《外殼基本技術(shù)要求》《包裝儲運圖標記》循環(huán)水系統(tǒng)處理分成二大部分，第一部分：補充水處理，第二部分：循環(huán)水處理。循環(huán)水處理可以概括為去除懸浮物、控制泥垢及結(jié)垢、控制腐蝕及微生物殺菌等四個系統(tǒng)。泥垢及結(jié)垢、控制腐蝕及微生物等一般采用加藥控制。七、補充水及旁濾處理1.結(jié)垢的控制結(jié)垢的控制方法，目前常用向循環(huán)水中投加阻垢、分散劑的方法來防止鹽類垢。采用阻垢劑有以下優(yōu)點：a)阻垢效果好。即使在Mg2、Ca2、SiO?含量較大時，仍有較好的阻垢效果。b)化學穩(wěn)定性好。在高濃縮倍數(shù)和高溫情況下，以及與緩蝕劑、殺生劑并e)原料易得，易于制備、運輸、貯存及價格低廉。常用的阻垢劑為：聚磷酸鹽。聚磷酸鹽對膠體顆粒具有分散穩(wěn)定作用，對鈣鎂離子螯合能力也很強，也與沉淀在管壁上的膠體結(jié)合，或與附在管壁上的Ca2和Mg2等形成絡合或螯合離子，然后借布朗運動或紊流作用，把管壁的這些物質(zhì)重新分散到水中。聚磷酸鹽在水中可摻和在碳酸鈣晶體中，使晶體結(jié)構(gòu)發(fā)生畸變，防止出現(xiàn)碳酸鈣沉淀，因而它對碳酸鈣有良好的阻垢性能。聚磷酸鹽不僅是阻垢劑，而且還是緩蝕劑，它的緩蝕、阻垢作用，隨聚合值n不同而稍有差異。聚磷酸鹽中常用的是三聚磷酸鈉。三聚磷酸鈉(以100%計)的加藥量，一般按2～5mg/1計算，其極限碳酸鹽硬度約為5mg-N/1。聚磷酸鹽在水中會分解生成正磷酸鹽的現(xiàn)象，此現(xiàn)象稱為磷酸鹽的水解。在應用磷酸鹽時必須注意的問題：影響聚磷酸鹽水解的因素有PH值、溫度、時間、在采用三聚磷酸鹽時，須注意以下幾個事宜：1)用于阻垢作用，聚磷酸鹽通常是短鏈的，一般n=3～7。2)PH值范圍在6.5～7.5之間。3)水溫在45℃~50℃之間。4)水中有些微生物可分泌出磷酸酶，使聚磷酸鹽迅速水解，故應注意殺菌。5)藥品在系統(tǒng)內(nèi)停留時間不大于5小時。6)注意系統(tǒng)排污對環(huán)境富營養(yǎng)化的影響。2.腐蝕的控制循環(huán)水系統(tǒng)中的金屬腐蝕一般可分為三種類型：化學腐蝕、電化學腐蝕及微生物腐蝕。腐蝕的形式有均勻腐蝕、點蝕、浸蝕、選擇性浸蝕、縫隙腐蝕和腐蝕1)水中溶解固體及懸浮物4)溶解氣體~9~~9~5)金屬的相對面積效應控制循環(huán)水系統(tǒng)腐蝕的方法有很多種，藥劑法是其中的一種，藥劑法緩蝕是通過向循環(huán)水中投加并保持一定量的緩蝕藥劑，使之在金屬表面生成一層致密連續(xù)的金屬氧化膜或其他類型的膜，以抑制腐蝕過程，從而達到控制腐蝕的目的。聚磷酸鹽是一種陰極緩劑。聚磷酸根與水中鈣離子(或其他兩價金屬離子)絡合，形成一個帶正電的絡合離子，它以膠溶狀態(tài)存在于水中，當它與鋼鐵的腐蝕產(chǎn)物Fe2相遇時，則絡合生成以聚磷酸鈣鐵為主要成分的絡合離子。以腐蝕電流的作用下沉積在陰極表面形成沉淀膜，這種膜具有一定的致密性，能產(chǎn)生陰極腐蝕電流逐漸減少，沉積也就逐漸減弱。聚磷酸鹽也具有較弱的陽極效應，因為能把金屬離子包含在膜內(nèi)。1～5mg/1其劑量為20～25mg/1,水中鈣離子濃度要大于50mg/1。1)水中必須有一定的溶解氧(大于2mg/1和二價金屬離子，聚磷酸鹽才2)要求有一個活化的清潔的金屬表面。3)聚磷酸鹽不宜單獨使用。4)水溫過高時，易水解生成羥基磷灰石污泥，腐蝕會加劇。5)PH值通?？刂圃?～7。3.微生物的控制在循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中，水溫和PH值均適宜多數(shù)微生物的生長，微生物的濃度和它們生長所需的營養(yǎng)源均因循環(huán)濃縮而增加，冷卻塔循環(huán)水池又常年露置于室外，陽光充足，有利于微生物的生長。循環(huán)水中微生物常見有四類：即藻類、真菌、細菌和原生動物。~10~10~控制微生物生長，首先要弄清微生物類型，然后確定控制方法，選擇有效的控制微生物的殺生劑。微生物的控制一般有以下幾種方法：1)防止日光照射：水池可以加蓋。2)采用旁濾裝置：循環(huán)水中一部分用旁濾池過濾，去除水中濁度、藻類等3)加強補充水的前處理，改善水質(zhì)：經(jīng)過處理的水，不僅可以除去懸浮物，也可除去部分浮游生物和細菌。4)投加殺生劑：這是目前抑制微生物的通行辦法。殺生劑的種類有許多種，現(xiàn)在一般采用：優(yōu)氯凈。優(yōu)氯凈的作用機理與氯相在使用優(yōu)氯凈的過程中，為能達到最大的殺生效果，應注意下列幾個方面的內(nèi)保持余氯量在0.5～1.0mg/1。3)含油量大的水不宜用氯，油對氯有吸附作用。4)防止堿性物質(zhì)，如氨的泄漏。5)注意藥劑與氯的反應，銅緩蝕劑巰基苯駢噻唑能被氯氧化，避免同時投敞開式循環(huán)冷卻水的加氯量處理宜采用定期投加，每天投加1～3次，余氯量控制在0.5～1.0mg/1之內(nèi)。每次加氯時間采用3～4h。加氯量按下式計算：g——單位循環(huán)冷卻水的加氯量，采用2～4mg/1循環(huán)冷卻水系統(tǒng)開車前，應進行清洗、預膜處理。循環(huán)冷卻水系統(tǒng)清洗、預~11~11~膜水應通過旁路管直接回到冷卻塔集水池。在安裝或運行中，不可避免地會有油污、鐵銹、泥沙、灰塵、水垢等進入系統(tǒng)，由于這些雜質(zhì)的存在很難使金屬表面活化，影響緩蝕劑形成的保護膜。清洗是處理過程中極為重要的一項操作，無論新老系統(tǒng)都必須對金屬表面進行清洗，以除去雜質(zhì)，為下一步預膜做好準備工作。清洗方法有物理清洗及化學清洗兩種。物理清洗的優(yōu)點：①可以省去化學清洗所需的藥劑費用。②避免了化學清洗后清洗廢液帶來的排放或處理問題。③不易引起被清洗設備的腐蝕。①一部分機械清洗方面需在冷卻水系統(tǒng)中斷運行后才能進行。②對于粘結(jié)性強的硬垢和腐蝕產(chǎn)物，機械清洗的效果不佳。③清洗操作比較費工。2)化學清洗：化學清洗就是利用酸、堿或有機螯合劑，分散劑等化學藥劑，通過化學作用將附著的水垢、污泥等沉積物溶解、清洗干凈的方法。在確定采用化學清洗法時，首先需要了解沉積物的化學組成，然后針對各種不同組成的垢，選擇適合的化學藥劑和清洗程序。如污垢組成是碳酸鹽、磷酸鹽和金屬氧化物，用酸清洗效果好。最好先做沉積物溶解試驗，再確定清洗配方。(1)酸洗：酸洗主要用來除去易溶解于酸的硬垢，金屬氧化腐蝕產(chǎn)物等，一般可采用鹽酸、硫酸、磷酸、檸檬酸等。主要為鹽酸和硫酸兩種，其中以鹽酸用得最普遍。兩種酸常用的濃度是5%~10%。如果系統(tǒng)中有不銹鋼設備則不能選用鹽酸，而宜選用10%的稀硝酸或15%的磷酸清洗較合適。鹽酸清洗的溫度，一般控制在20～30℃之間。(2)堿洗：堿洗主要是對新設備清洗以除油脂，或使運轉(zhuǎn)后設備里的硬垢變軟。新設備清洗時可以表面活性劑為主體，如磺化琥珀酸鈉等，并添加一些堿性劑進行；對硬垢進行處理時，可增加藥劑濃度及延長時間和提高溫度。~12~12~(3)投加清洗劑：清洗劑中除了酸、堿之外，還有一些特殊的或?qū)Ｓ玫那逑磩┤缃j合物、聚電解質(zhì)、殺生劑、有機溶劑等，通常是一類表面活性劑，用于清洗金屬表面的油污、砂泥、浮銹等雜物?；腔晁徕c就是一種陰離子表面活性劑，以有機磷酸鹽和聚丙烯酸鈉的混合物作為清洗劑，也有較好的效果。①開車前清洗：新系統(tǒng)開車之前或者系統(tǒng)經(jīng)過停車檢修后重新開車，均需進行清洗，然后再進行預膜處理。②停車前清洗：有時當循環(huán)冷卻水系統(tǒng)長期運轉(zhuǎn)后、生物污泥嚴重、在決定停車清洗時，常先對整個系統(tǒng)進行一次清洗剝離，然后根據(jù)清洗的效果和打開換熱器情況，而決定主要換熱器單臺設備清洗方式。清洗剝離主要是針對系統(tǒng)中的生物粘泥嚴重，采取殺菌分散的辦法。清清剝離時間一般3-5d,第一天以殺菌剝離為主，可在循環(huán)水中投加大劑量的殺菌劑，并通以大量氯氣，使余氯量控制在1~2mg/L,同時PH控制在6~6.5范圍內(nèi)，第二天以分散清洗為主，在循環(huán)水中投加大劑量的清洗劑，第三天再加殺菌劑，并通大量氯氣，第四天則加分散劑和清洗劑。經(jīng)過如此反復清洗剝離，基本上可洗去生物粘泥，但對硬垢和銹瘤的清洗效果較差。③不停產(chǎn)清洗：即在系統(tǒng)中加入大劑量的分散劑。一般常用聚丙烯酸100mg/L以上，經(jīng)過24h清洗后，對提高換熱器的傳熱效率和延續(xù)生產(chǎn)周期有一定效果。也可用螯合劑如EDTA,檸檬酸等藥劑清洗。清洗完后，一般都就將清洗排放，置換干凈的清水，再進行下一步的操作如預膜等。著清洗時間的延長，逐漸增高，到最大值后，穩(wěn)定幾小時，又逐漸下降，后加入單臺設備清洗，根據(jù)設備的材質(zhì)，分別選用鹽酸、硝酸或硫酸等，同時配合相應的緩蝕劑，作為酸洗的藥劑。1)預膜的目的：預膜就是在系統(tǒng)正常運行之前，先投加預膜劑，使金屬表面形成一層完好的緩蝕的保護膜，然后投入正常運行。由于保護膜的開成比較~13~13~緩慢，需要相當長的時間，因此加大初期投加濃度，可以加快保護膜的形成。當預膜轉(zhuǎn)入正常處理后，就業(yè)可以使用低濃度的緩蝕劑，以對保護膜起維持和修補的作用。另一種預膜方式是采取專用預膜劑，例如六偏磷酸鈉加硫酸鋅。實距證明預膜與否及預膜操作的好壞對緩蝕效果影響很大。循環(huán)冷卻水系統(tǒng)除了在運行時必須進行預膜外，在發(fā)生下列情況進也需進行①年度大檢修系統(tǒng)停水后。②系統(tǒng)進行酸洗之后。③停水40h或換熱設備暴露空氣中12h。④循環(huán)水系統(tǒng)PH<4達2h。6)預膜劑：預膜劑一般采用與正常緩蝕劑同一體系的配方，應根據(jù)試驗或相似條件的運行經(jīng)驗確定。阻垢、緩蝕劑本系統(tǒng)采用組合成緩蝕阻垢劑的低磷復合配方。緩蝕阻垢劑的復合配方為：鉻酸鹽+聚磷酸鹽該種配方藥劑具有以下優(yōu)點：1)、對不同的水質(zhì)適應性強。2)、緩蝕效果好，對鋼鐵、銅及其合金、鋁都有緩蝕效果。循環(huán)水中的投藥量(不考慮系統(tǒng)的滲漏損失)由于蒸發(fā)水量缺乏數(shù)據(jù)，現(xiàn)暫按補充水量進行計算根據(jù)前面所述系統(tǒng)補充水量分別為：2000m3/h循環(huán)水系統(tǒng)：100m3/h2×1500m3/h循環(huán)水系統(tǒng)：150m/h注：正常情況下，蒸發(fā)水量小于補充水量，現(xiàn)按補充水量為基準，是出于對~14~14~2)藥劑投加量殺生劑選用以非氧化性殺菌劑為主，輔以氧化性殺生劑，盡可能減少循環(huán)2mg/1,余氯：余氯量保持在0.5～1.0mg/1之間。一周加1-2次，人工添加十一、投藥設備的選型~15~15~根據(jù)前面計算可知，本系統(tǒng)緩蝕阻垢劑加藥量為160kg/天，(90%純度按每天溶藥二次，藥劑配制濃度按20%設計，則每天的溶藥量為160÷0.2=800kg/d,每次的溶藥量為800kg/次。每小時投加量為800÷24=33L/h。據(jù)此，加藥裝置選用參數(shù)如下：溶解攪拌罐：V=0.5m2計量泵最小投加