工业循环水处理系统解决方案

任庆元

[摘 要]水资源是我国重要的资源与能源，是对工业生产与发展也有着推动的作用。尤其是在化工行业等用水量比较大的行业中，水资源是其发展不可缺少的重要资源之一。水资源一旦遭到污染会对人们的生活带来一定影响，而且水资源是一种不可再生的资源，为了使企业更加符合可持续发展要求，企业在用水的过程中必须通过循环水水处理等节水技术，避免对水资源的浪费，以下参考了大量文献资料与案例，介绍了循环水水处理技术，希望其可以有效的改善工业生产中浪费水资源的问题。

[关键词]工业循环水；影响因素；处理方法

中图分类号：F402.4 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）31-0063-02

1 工程概况

北方某电力有限公司（2*600MW）的发电机组采用开放式循环冷却方式，循环冷却水补充水水源为运河水及地下水经处理后的混合水。一期2*600MW机组（2008年投运）循环冷却水系统材质为316L不锈钢、碳钢。

循环冷却水的补水采用河水经混凝澄清处理出水和地下水混合水。当前实际运行浓缩倍数为3倍左右，其补水及排污水量均非常大，取水/补水前处理/排污等方面的水费用均相当高。

从现场情况看来，循环冷却水系统的微生物控制情况不是十分理想，塔体周边及填料均有微生物藻类粘泥滋生情况发生，如果控制不当，将会不同程度上影响冷却塔和冷凝器正常的热交换效果，甚至会影响到正常的生产发电。

当前循环冷却水系统的水质调整控制基本为人工手动方式，补水和排污的控制，以及碱度指标的控制难度较大，工作量较大。

根据目前系统的工艺情况和水质特点，为达到节能降耗的目的，并保障设备高效安全运行，设计合理的处理方案。

2 早期的循环水处理概述

早期的循环水处理技术，主要根据各种盐类在不同ph值下的溶解度，来判断碳酸盐的沉积，一般采用加磷酸盐辅助加硫酸对水进行处理；灭菌一般采用加氯处理，对有氨的水还会有氯胺类污染物产生，造成第二次污染，受技术水平的限制，循环水的浓缩倍率一般在2.5以下，在应用过程中势必逐渐将被新处理技术取代。

3 现代循环水处理技术

随着循环水处理技术的发展，现代循环水处理技术采用有机阻垢剂、缓蚀剂、杀菌灭澡剂综合运用的方法，轮换交替使用，这样可以达到药剂间相互增效的作用。

3.1 目前有机阻垢剂品种繁多，主要有有机磷系列、聚羟酸系列、聚羟酸脂系列等，一般来讲，复合配方的阻垢剂的性能会更好。

3.2 阻垢剂，特别是含磷阻垢剂在使用的过程中很容易产生腐蚀，所以通常在使用阻垢剂的时候要加缓蚀剂。

3.3 循环水中有机物含量较高，养分高，促使一些生物繁殖较快，这样可以采用多种杀菌剂交替使用来提高杀菌效果，有些杀菌灭藻剂还有剥离污泥的作用。比如使用非常多的二氧化氯杀菌灭藻剂，安全、广谱，高效，杀菌效果不受PH的影响，而且不与大多数胺类反应的特点；还有臭氧杀菌剂，生产过程只需要空气和电，没有废排放，后期也不会出现二次污染，目前倍受关注，应用前景可观。

4 生产实践中影响循环水浓缩倍率的因素

4.1 循环水系统内长期漏油

由于设备老化等原因，循环水系统长期漏油，久而久之，这样就会使装置换热设备内表面形成一层油膜，影響循环水的处理效果，泄漏的油脂还会成为众多微生物丰富的营养源，造成循环水系统微生物大量迅速繁殖难以控制，微生物粘泥、藻类急剧增多，使换热器内表面长期被油泥覆盖，致使缓蚀阻垢剂无法与换热器内表面接触从而丧失其缓蚀阻垢作用，导致换热器极易产生结垢和腐蚀。

4.2 加酸配方的缓蚀性能有一定局限性

在打开的换热器中发现有明显的腐蚀现象，说明加酸配方缓蚀能力相对较差，需进一步摸索着改进。

4.3 阻垢缓蚀效果差

由于不同时期水质和生产工艺条件都会发生变化或波动，就要及时改进、调整、优化缓蚀阻垢剂配方，如果配方长期不换，菌藻对杀菌剂已产生了免疫功能，阻垢缓蚀效果抗冲击和污染能力就会降低，杀菌效果差。

4.4 水冷器操作工艺存在不足

部分装置在停工待料期间，因装置不退料，冷却器水线虽然开着，但是阀门开度较小。循环水流速太低，水量偏小，粘泥、菌藻及附着物沉降、会加速它们滋生的速度。

4.5 凉水塔排泥设施不完善，水池没有做到定期清淤

凉水塔底部一般呈平底状，池底排泥阀无法排掉池底的淤泥，所以循环水厂的排泥阀不起作用，淤泥只能靠清扫水池才能排掉。但由于生产的连续不间断性，给清池工作带来很大的困难。

4.6 循环水场的硬件设施都比较陈旧、老化，主体部分更新亟待更新解决。

4.7 腐蚀

金属腐蚀是经由化学或电化学反应而导致金属毁坏的现象。最主要的腐蚀问题是由氧气所引起的，冷却水于冷却水塔中与空气密切接触，水中溶氧高达8～10ppm极易促成腐蚀。

4.7.1 铁材质与水中氧气作用而腐蚀，其反应如下：氧气所引起的腐蚀呈点蚀（pitting）状态有愈深的倾向（如图1），若未有效抑止可能穿透管壁而造成穿孔、泄漏。点蚀是最具腐蚀破坏力之一，并且也是最难在实验室预测得知。

4.7.2 当微生物繁殖时，其微生物体的分泌物与冷却水有机物、无机物聚积而形成的黏泥，沉积在系统中时，将造成沉积下腐蚀。沉积物上下界面因溶存氧浓度不同将会造成氧浓淡电池（Oxygenconcentrationcell）于沉积物下发生严重的腐蚀现象。两种不同金属互相接触时，因金属间电位差造成流电腐蚀（galvaniccorrosion），例如热交换器的铜管与碳钢端板，其接触部份的钢铁材质会因此加速腐蚀。

4.7.3 其它影响腐蚀的因素尚有pH、间隙、溶解盐类、温度、流速等。endprint

5 采取的对策

5.1 对循环水补充水进行加酸处理、冷凝过滤处理以及软化处理等，改善进入机组循环水的水质，从而提高循环水的浓缩倍率，提高工厂的经济效益和社会效益。

5.2 循环水一般采用复合处理的方法，除了加酸加阻垢剂，常见的还有补充水石灰处理、离子交换软化处理等，近年来，我国采用的复合腐蚀缓蚀剂主要有聚磷酸盐，如：三聚磷酸钠；有机磷酸盐，如：EDTMP或HEDP，这样可以使浓缩倍率达到4-8。

5.3 自动反冲洗丝网过滤器在国内已研制成功，采用旁流过滤，能够降低循环水的悬浮物含量，减少对设备的冲刷磨损。

5.4 定期对设备进行检修，加强冷换设备的监察力度，包括使用新水量、系统压力、流量、新水互串等，发现问题及时汇报，及时处理，使系统运行可靠高效。

5.5 清洗和预膜处理：为防止换热器受循环水损害，应先在换热器壁上预先形成完整的保护膜的基础上，再进行运行过程中腐蚀，沉积物质和微生物控制。预处理就是要形成保护膜，简称预膜。为了有效预膜，必须对金属表面进行清洁处理。循环水系统的处理包括：化学清洗剂清洗→清洗干净→预膜。然后转入正常进行。

常用的化学清洗剂有很多，根据所清除的污垢成分选用；以粘垢为主的污垢应选用以杀菌剂为主的清垢剂；泥垢为主的污垢应选用混凝剂成分或分散剂为主的清垢剂；以结构为主的应选用螯合剂、渗透剂、分散剂为主的清垢剂；以腐蚀产物为主的应采用渗透剂、分散剂等表面活性剂。

预膜的好坏往往决定缓蚀效果的好坏。预膜在循环水系统运行之前，每次大修、小修之后，设备酸洗之后，系统发生特低pH值之后等情况必须进行。预处理可以采用缓蚀剂配方，也可以使用专门的预膜剂配方。

5.6 采用无填料喷雾冷却塔新技术。冷却塔由于结构设计不合理，虽经多次检修、更换填料、喷头等，仍存在夏季水温高现象，制约了设备的平稳生产。无填料喷雾冷却塔充分利用循环水系统中存在的压力，带动喷管及风叶旋转，克服喷头中空现象，有效改善冷却性能，达到循环水降温的目的。

6 运用实例

北方某电厂补水水质（表1）：

筛选使用具有缓蚀、阻垢和分散性质的多功能复合药剂，控制药剂的质量浓度为4-6mg/L（以總磷计），循环水的“钙硬度+碱度”维持在1400mg/L以下，硫酸根为600-800mg/L，氯离子控制在500mg/L以内。以保证循环冷却水系统长周期安全稳定运行。复配的非氧化性杀菌剂，对青苔藻菌、及油污细菌之抑除效果非常良好，含有特殊配方的渗透剂及剥离剂，可弥补氧化性杀菌剂效果的不足，很好的控制微生物滋生。现场监测数据系统腐蚀速率0.002mm/a，粘附速率0.291mcm，均达到国家标准。

7 结语

通过某厂处理循环水的真实案例可以看出，循环水水处理技术对工厂的正常运营有很大的帮助，如果循环水出现问题会影响装置设备的正常运转，还会给企业的生产带来很大的安全隐患，如果不对循环水进行处理与治理，还会加剧装置设备的损坏情况，降低工厂的生产效益，通过引进先进的水处理技术，改进工厂的循环水水处理的硬化设施以及管理措施，可以有效的提高循环水水处理的效率，保持循环水的清洁性以及装置运行的稳定性，使处理后的循环水达到相关要求与标准。

参考文献

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