工业循环水处理系统解决方案

朱佳威

[摘 要]水作为人类在地球上赖以生存的一种重要资源，在人类社会生产的各个方面都有着广泛的应用，而近些年水资源短缺问题越来越严重，水处理费用也很昂贵，因此要提倡节约用水，促进水资源的健康、良性发展。因而本文针对工业循环水的利用特点，总结了工业循环水处理的机理以及循环水处理的物理、化学、生物方法，并就工业循环水处理技术的改进措施做了分析，旨在提高工业循环水处理效果、延长设备使用寿命、节省工业用水。

[关键词]工业循环水；处理技术；改进策略

中图分类号：TQ085.4 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）06-0001-01

由于在天然水中有着大量的无机质和有机质，所以在工业生产过程中，要对天然水进行专门处理，这样才能有效防止由于水中盐类浓缩而造成污垢、水垢、腐蚀等情况，目前很多工业循环水处理工作不理想，大部分冷却水用直流水，加药措施基本没有，水浪费严重，同时换热设备结垢严重、菌澡类滋生，系统内粘泥积聚堵塞设备，设备点蚀、片蚀严重，系统热交换率明降低，尾气放空量增加，为设备的安全运行带来严重的影响。因而需要实施工业循环水处理技术，以节省大量工业用水，取水费与排污费相应减少，更重要的是减缓了设备腐蚀，设备使用寿命延长，系统长周期稳定运行得到保障。

一、循环水处理的原理

（一）阻垢原理

水垢在工业水循环中较为常见的一种结垢，它是由于水中的微容性盐因为溶解度的变化而在换热面上发生沉积的现象，沉积过多便会产生垢层。这能够对水循环造成最为严重的危害。为有效控制水循环中的水垢，阻垢剂是最常用的除垢技术之一。该技术是将阻垢剂添加到循环冷却水中之后，能够让水中的致垢离子处于较高的浓度状态，防止产生水垢，从而提升浓缩倍数，相应减少补水量与排污量。

（二）缓蚀原理

缓蚀机理相比于阻垢机理，有着相类似的作用原理，通过运用环保、经济实用的缓蚀剂（诸如铬酸缓蚀剂、聚磷酸盐、锌盐、磷酸盐、钥酸盐和有机多元磷酸等），达到减少金属腐蚀的作用。通过使用缓蚀剂使得钢铁表面产生一层保护膜。由于多了一层保护膜，金属就不容易发生腐蚀，从而达到缓蚀的作用。尤其是钥酸盐可以同其他药剂一起使用，能够有效防止点蚀，对于钢、铝、铜均可起到很好的缓蚀作用。但是钥酸盐成本相对较高，需要大量使用才能取得效果。另外，锌盐不需要太高的成本，但是毒性比较强，所以在工业生产中，都对锌盐的使标准有着严格的限定。对于聚磷酸盐与磷酸盐的使用，虽然有利于藻类的成长，但是这两种药剂有着钥酸盐和锌盐不具备的优点，即毒性不强、价格低廉，因此聚磷酸盐与磷酸盐在工业生产中运用的很广泛[1]。

二、循环水处理的方法

（一）物理方法

物理方法主要包括阴极保护法和镀膜法。

阴极保护主要利用了直流电流，能改变含有离子的保护介质流向，让这些保护介质积聚在需要保护的金属四周，让需要保护的金属负电位处于电位保护范围之内，金属处于该状态下，能够避免出现腐蚀。

膜处理法主要通过使用一种特殊的薄膜，选择性透过工业循环水中的某些特定成分。目前纳滤处理法与反渗透处理法是主要的膜处理法，其中反渗透处理法主要通过将一定压力施加到工业循环水中，在压力的作用下，工业循环水能够进入水分离阶段，在分离的过程中能够获得符合相关标准的工业循环水。

（二）化学方法

在使用化学方法处理工业循环水时，主要使用杀生剂、缓蚀剂、阻垢剂、复合水处理剂等对工业水进行冷却处理。运用化学方法处理工业水，不仅能够让冷却水的重复利用率得到显著提升，对结垢腐蚀进行抑制，节约水资源，还延长了设备使用使命。但是在使用化学方法处理工业循环水的过程中，难以避免出现一定的腐蚀性与毒性，这在一定程度上限制了化学处理方法是使用对象与范围。因此，也要根据实际情况具体选择。

对于杀生剂。工业上主要有氧化性杀生剂和非氧化性杀生剂两种。一方面，氯、溴、次氯酸盐等是目前常见的氧化杀性生剂。在工业循环水处理过程中，氯作为杀菌消毒剂很早就得到了运用，有着杀菌能力强、便于使用和价格低廉等优点。在工业循环水中使用另一种氧化杀生剂，即臭氧，不会对环境造成太大的危害，并且有着较快的杀生速度。另一方面，工业循环水中所使用的非氧化性杀生剂，有着较宽的pH使用范围、生物降解性好和使用浓度不高等优点。在工业循环水处理过程中，一般需要配合使用氧化性杀生剂与非氧化性杀生剂，只有这样才能获得较好的效果。此外还有复合水处理剂。就是对阻垢剂和缓蚀剂进行复合使用，从而达到较好的处理效果，同时有效控制各种材质的金属[2]。

（三）生物方法

循环水的生物处理主要借助微生物的分解作用把水中有机物转化为简单的无机物，使循环水得到净化。按对氧气需求情况可分为厌氧生物处理和好氧生物处理两大类。厌氧生物处理系利用厌氧微生物把有机物转化为有机酸，甲烷菌再把有机酸分解为甲烷、二氧化碳和氢等，如厌氧塘、化粪池、污泥的厌气消化和厌氧生物反应器等。好氧生物处理系采用机械曝气或自然曝气（如藻类光合作用产氧等）为水中好氧微生物提供活动能源，促进好氧微生物的分解活动，使循环水得到凈化，如活性污泥、生物滤池、生物转盘、污水灌溉、氧化塘的功能。生物处理效果好，费用低，技术较简单，应用比较简单。当简单的沉淀和化学处理不能保证达到足够的净化程度时，就要用生物的方法作进一步处理。生物处理中要特别注意掌握净化循环水的微生物的基本特点，满足其要求条件；水中BOD与COD比值要大于0.3。温度影响较大，冬季一般效果较差[3]。

三、循环水处理技术的改进措施

（一）循环水系统的改进

对于常规循环水系统来说，压缩冷却用水、机泵用水、转化采暖等冷却用水均为直流式，水质难以控制。如果改为闭路循环，将循环水系统装置中不必要的导淋去掉，机泵用水改为直供水，大大减少水流失，为循环水加药控制创造了良好条件。另外可以在循环水系统增设监测换热器及挂片，定期称重、分析、观察，随时掌握系统腐蚀、结垢情况，以便及时调整加药量，为更好地控制循环指标创造条件。

（二）加强设备表面处理

对设备表面的处理主要包括设备表面清洗以及设备表面金属镀膜两个方面。在工业循环水运行时，虽然严格控制了各项指标，但是整个系统仍然会有粘泥、腐蚀和结垢现象，因此必须在维修系统时对其进行清洗。并且在清洗过程中，技术人员要重视指标检测，要量化控制系统设备本体的腐蚀程度。要建立科学的清洗检测指标，为获得较好清洗效果提供保障。在系统设备清洗达标后，金属表面已经具备活性，需要对金属进行预膜，在金属表明产生一层致密氧化膜，这样可有效避免金属腐蚀。

总之，工业循环水是一个艰巨而复杂的工程，为让粘泥、腐蚀、结垢、微生物等问题得到更好的解决，在工业生产过程中，必须针对循环水系统设备发生的问题，采取适当的处理措施。同时要重视加强对整个工业循环水系统的管理，做好监测工作，最大限度提高水质的稳定性，在降低能耗的基础上，有效保障工业循环水系统的安全稳定运行。

参考文献

[1] 潘姣，郑伟，张名超.静电水处理技术在工业循环冷却水处理中的应用[J].机电信息，2014，21：88-89.

[2] 廉美蓉，王蓟斌.新型循环水处理系统的设计及应用[J].中国环保产业，2013，10：50-53.

[3] 苏倩.工业循环水处理技术改机措施[J].工业生产，2013，4：18-19.