水處理新技術論文(2)
水處理新技術論文
水處理新技術論文篇二
循環冷卻水處理技術
摘要：循環冷卻在在石油化工、飲料、食品等生產領域發揮相當重要的作用，事關工藝生產及安全的重要影響因素。且用水量也越來越大，給有限的自然水資源帶來巨大挑戰。循環冷卻水水質變化帶來的一系列影響不容忽視，隨著當前國家對節能環保的高度重視，如何做到即能節約用水，減少環境污染又能保證工藝生產，延長設備壽命。成為水處理領域重要的研究課題。
關鍵字：現狀;節水環保;創新
水循環系統水質的好壞可以對設備系統產生直接影響，不僅影響使用效果，而且縮短設備使用壽命;環境條件的影響直接導致循環水水質變化。工業冷凍系統中循環冷卻水處理，最重要的是解決換熱設備的結垢和設備腐蝕問題。結垢直接影響換熱效率，造成水、電能源的過渡浪費。腐蝕會減少設備使用壽命，并存在安全隱患。因此保證設備的換熱效率和使用年限，循環利用資源，不僅給企業省下了很大的成本浪費。也響應了國家節能降耗的號召。
一、循環冷卻系統現狀
將使用中的水循環冷卻器拆解下來進行觀察和分析，可以明顯觀察到厚重的結垢層及大量垢下腐蝕的兩種情況：一種是銹垢。這種垢大多為瘤狀，瘤周邊為黑色，這些主要是水質PH值偏低，鐵細菌和硫酸鹽還原菌繁殖導致的結果;另一類是污垢與金屬接觸部位細菌繁殖導致的后果。主要是水的流速慢，換熱面上或系統設備上積存污垢和雜質所造成。
在一些大企業集團，均有后勤保障的專業隊伍，很多時候用人工物理清除結垢層或定時化學清洗，雖然可能解決換熱問題，但這種方式既浪費水，又污染環境;通過人工清理降低設備使用壽命是難免的。一些大型化工企業價值昂貴的換熱器，因頻繁進行化學清洗或人工清除而提前報廢。由此也說明污垢的危害性和循環冷卻水處理中存在的問題。
二、原因分析
1、水垢的產生：由于循環流通冷卻過程中水會不斷蒸發，使水中含鹽濃度不斷增高，超過某些鹽類的溶解度而沉淀。常見的有碳酸鈣、磷酸鈣、硅酸鎂等垢。水垢比較致密是一個共性，雖然可以防止對金屬面的腐蝕，但是卻大大的阻礙了傳熱效率，0.6毫米的垢厚能使傳熱系數降低18%左右。
2、污垢產生：主要由水中的有機物、微生物菌和分泌物、空氣中的粉塵等構成，污垢的質地雖然松軟，但同樣能降低傳熱效率而且還能引起垢與金屬接觸面的腐蝕。
3、電化腐蝕：循環冷卻水對換熱設備的腐蝕，主要是電化腐蝕，產生的原因有設備設計制造缺陷、水中所含的氧氣、水中所含的腐蝕性Cl-、Fe2+、Cu2+以及微生物分泌的黏液所生成的污垢等因素，如果不加控制會極大地縮短設備使用壽命，提前報廢設備。對企業成本控制造成不利影響。
4、微生物的孳生： 因為循環冷卻水中所含有的定量的氧氣、適宜的溫度及豐富的營養，給微生物的生長繁殖創造了條件，如不加以控制將迅速導致水質變化，主要表現為：臭味、變黑、黏垢沉積、設備腐蝕加劇等。因此循環冷卻水處理的關鍵即是控制微生物的繁殖與生長。
5、濁度：即通常所說的顆粒膠體物質(粒徑一般為1nm～1μm)，一般是利用光學原理來測定。因為膠體物質對循環冷卻水產生污垢、菌藻孳生起著極為重要的作用，應將這一指標盡量控制在合理低位的水平。循環冷卻水的濁度對換熱設備的污垢熱阻和腐蝕速率影響很大，這一指標要求越低越好。
三、相關技術要求
循環冷卻水水流速度均有一定要求，走管程流速一般不宜小于1.2m/s，殼程循環冷卻水流速一不宜小于0.9m/s。當流速無法滿足上述要求時，可前置小型增壓泵保證流速及流量，以保證冷卻水流速及流量;在易沉積污垢低處部位設置排污器、排污閥或反沖洗閥，內表面同時做好必要的防腐。
一般情況下，工業冷凍循環水主要指標應控制為：
PH值 6.5-8.5
電導率 μs/cm <2500
總堿度(M) mg/L <500
總硬度(H) mg/L <500
氯離子(CI-) mg/L <250
鐵離子(Fe-) mg/L ≤0.5
銅離子(Cu+) mg/L <0.1
濁度 FUN <20
氨氮 mg/L ≤25
硫化物 mg/L ≤0.5
四、磷系配方水處理技術
為了防止結垢和腐蝕，我們近年來一直大力推廣使用磷系配方水處理技術，而且使用面較廣，雖然有效控制了水垢和腐蝕。但實踐證明磷系藥劑存在諸多不容忽視的問題，主要有以下弊端：
1、磷是營養物質，可以加速水系統中菌藻類微生物的繁殖，所以必須附加氯和各類殺菌滅藻劑成為組合產品，靜化循環處理一段時間后需要排放處理，導致有大量含磷和含殺菌滅藻劑廢水排放，無形中造成工廠污水處理成本的增加。
2、磷系配方藥劑在換熱系統內停留時間有限制，水解成磷酸鈣垢，循環水濃縮倍數低，不利于節約用水。
3、殺菌滅藻劑一般均為有毒或毒性較強。水域污染和富營養化程度成了公害性問題。對企業對社會環境危害影響較大。
4、磷系藥劑處理配方由于堿度最高允許指標為500mg/L，為了防止堿度升高，必須加酸處理。但磷酸鹽本身要增加堿度，因此只有不斷排放循環水或控制低濃縮倍數，才能正常運行，很不利于節水和環保。
五、新型節水環保水處理技術
由于國家對節能環保的日益重視和加大支持力度，新型水處理技術不斷開發，目前的聚合物LHE多功能水質穩定劑技術，更適應可持續發展的需要，也更受企業的歡迎。正在取代磷系配方的處理技術。
1、理論上的創新。變過去投加有機磷等富營養性水處理劑，改為投加可與水中多價離子絡合、在設備系統水循環過程中經過一定時間的融合，循環后使之成為不溶物而沉淀分離的多功能LHE聚合物。使循環水中營養物質降低，消除微生物和菌藻之類難以大量繁殖生長的必須條件，而且不必再投加任何殺菌滅藻劑有毒元素，水處理管理變得簡便，降低了相應成本和污水處理難度。
2、技術上的創新。過去的理論是防止循環水鈣鎂物質析出防止結垢，現在變成為加LHE聚合物后使鈣鎂物質絡合后析出，使新生成的絡合不溶物自動從循環水中分離，達到水質的自行凈化，可以真正循環重復使用，減少廢水排放。減少了人工除垢的勞動強度。
3、緩蝕機理上的創新。高分子有機聚合物在正常運行情況下，使水處理系統的金屬面上逐漸形成一層有機保護膜，有效抵御了多種因素的腐蝕，延長了設備運行壽命，為工廠的高產、穩產、安全、低消耗、長周期經濟運行提供了可靠的技術保障。
4、除垢方法上的創新。過去用人工剝離和化學清洗十分普遍。但是化學清洗廢液污染環境、腐蝕設備。采用新型多功能LHE聚合物，由于是在循環水系統正常運行中實現的，不需停產，沒有污染，也不腐蝕設備。垢物去除后，金屬面上同時自然形成一層有機防護膜，以后只要正常投加聚合物藥劑，系統再無結垢腐蝕之慮。對循環水系統和設備的安全運行十分有利。
上述四大創新，免去了要嚴格控制濃縮倍數、送檢測定循環水繁雜的各類水質數據指標。使水處理操作變得既簡便易操作，又節水環保，且對設備運轉無損傷。
全面響應推進無磷、無有害金屬水處理配方。減少有害廢水的排放，減少腐蝕對設備帶來的危害，無磷水處理配方盡早更多地大力推出，是企業對社會責任感的體現，不僅環境污染問題迎刃而解，而且節約了大量能源，給社會、為企業帶來的效益非常巨大。重視科學，尊重人才。從可持續發展、以人為本的方針政策出發，我們應有所作為。
參考文獻：
[1]工業水處理發展現狀及展望2009 鄭書忠
[2]《工業循環冷卻水處理規范》GB50050-2007
[3]工業循環冷卻水處理設計規范 GB50050―95
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