1、 工業(yè)循環(huán)水知識探討 2003年9月工業(yè)用水分類及要求工業(yè)用水包括： 工藝用水 洗滌用水 鍋爐用水 空調(diào)用水 冷卻用水用水作為冷卻介質(zhì)的特點(diǎn)化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，不易分解；熱容量大，常溫下不會產(chǎn)生明顯膨脹或壓縮；沸點(diǎn)高，通常條件下在換熱器中不致汽化；流動性好，易于輸送和分配；價格低。對于冷卻水質(zhì)要求水溫要盡可能低一些 水溫對于冷卻效果有明顯作用，同時水溫高用水量要加大，但是水溫控制（降溫）需要借助動力實(shí)現(xiàn)，因此從經(jīng)濟(jì)性來講必須綜合處理水溫的高低；對于冷卻水質(zhì)要求水的渾濁度要低 水中懸浮物帶入冷卻系統(tǒng)，會沉積在換熱管道中，甚至使管子堵塞；渾濁度過高還會加速金屬設(shè)備的腐蝕，在國外一般控制在2ppm以內(nèi)，在

2、國內(nèi)根據(jù)不同用途可控制在10ppm（）、50ppm（），100ppm（）對于冷卻水質(zhì)要求水質(zhì)不易結(jié)垢工業(yè)冷卻水控制的一個重要因素水質(zhì)對金屬設(shè)備不易產(chǎn)生腐蝕水質(zhì)不易滋生菌藻不免因菌藻繁殖而形成大量的粘泥污垢，過多的粘泥污垢會使管道堵塞和腐蝕循環(huán)冷卻水處理封閉式循環(huán)冷卻水系統(tǒng) 1234敞開式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)循環(huán)冷卻水處理水源123循環(huán)冷卻水處理原水處理方法1.自然沉淀利用泥沙與水的密度差2.混凝雜質(zhì)與水形成溶膠狀態(tài)的膠體微粒，無法用沉淀法去除因此采用混凝法循環(huán)冷卻水處理水垢的控制 在循環(huán)水中一般無過量的PO43-和SiO2，最容易生成水垢的是碳酸鈣垢，因此控制水垢主要是防止碳酸鹽水垢的析出。一.從冷

3、卻水中除去成垢的Ca2+1.利用離子交換樹脂法2.石灰軟化法（CaO和Ca（OH）循環(huán)冷卻水處理水垢的控制二.加酸或通CO2，降低pH，穩(wěn)定重碳酸鈣1.加酸加酸降低pH值，但是很難控制2通CO2Ca（HCO3）2 CaCO3+H2O+CO2由于在敞開式冷卻塔CO2容易逸散，故不易控制循環(huán)冷卻水處理水垢的控制三.投加阻垢劑阻垢劑阻垢機(jī)理：破壞晶粒的增長1.晶格畸變論2.增加成垢化合物的溶解度3.吸附分散作用和減低沉降速度投加阻垢劑常用阻垢劑及性質(zhì)）1.聚磷酸鹽（緩蝕消垢效果不理想，在水中會水解）2.有機(jī)膦酸（能與其他藥劑混合使用，效果良好，屬于無毒藥劑）ATMP EDTMP HEDP 等3.有機(jī)

4、磷酸酯（POE）（對于含油冷卻水處理效果好）4.聚合電解質(zhì)（對于泥土、粉塵等無定型不溶物起到分散作用，同時對于含油冷卻水處理效果好）循環(huán)冷卻水處理冷卻水腐蝕的控制一.腐蝕的機(jī)理1.金屬表面的不均勻a.化學(xué)成分和金相組織不均勻b.應(yīng)力分布不均勻c.金屬表面有傷痕、裂縫2.氧的去極化作用O2+2H2O+4e=4OH-循環(huán)冷卻水處理腐蝕的形態(tài)1.均勻腐蝕2.局部腐蝕（點(diǎn)蝕、斑點(diǎn)腐蝕、垢下腐蝕、磨損腐蝕）3.奧式體不銹鋼的應(yīng)力腐蝕（Cl-）控制方法1.投加緩蝕劑法（重點(diǎn)介紹）2.電化學(xué)保護(hù)法（護(hù)屏保護(hù)、外加電流）3.圖層覆蓋法（費(fèi)用高、施工難）緩蝕劑的分類及機(jī)理一.分類陽極性緩蝕劑、陰極性緩蝕劑、混合

5、型緩蝕劑1.陽極性緩蝕劑（鉻酸鹽、亞硝酸鹽）屬于氧化劑使金屬鈍化，加入量必須大，否則不但不能起到鈍化反而引起點(diǎn)蝕，同時對于水體污染較大）2.陰極性緩蝕劑（聚磷酸鹽）使陰極過程變慢，比較安全循環(huán)冷卻水處理微生物的控制一.循環(huán)水中常見的微生物1.細(xì)菌2.真菌3.藻類二.控制1.防止日光照射微生物的控制2.采用過濾裝置可采用旁濾法除去懸浮的混濁物、藻類過濾設(shè)備有a用鋪沙子或無煙煤的過濾池（目前所用的）B微過濾機(jī)3.加強(qiáng)原水前的處理、改善4.投加殺菌劑和粘泥剝離劑微生物的控制殺菌劑的應(yīng)用一.氧化性殺菌劑(氯、次氯酸鈣、次氯酸鈉）具有較強(qiáng)的氧化性破壞微生物的細(xì)胞 在pH在6.57時使用效果最佳,在加殺菌

6、劑時必須過了“轉(zhuǎn)化點(diǎn)”后有多余的氯才能起到殺菌作用，一般余氯保持在0.11.0PPm，接觸時間在4h常用的氧化性殺菌劑目前有：1.氯及次氯酸鈉：微生物的控制2.二氧化氯：它不與氨及其它粘泥等有機(jī)物反應(yīng)，性質(zhì)比較穩(wěn)定，不受pH、溫度等因素的影響，實(shí)際消耗量小，相對經(jīng)濟(jì)，同時對環(huán)境沒有影響。3.臭氧：與氯基本相近，但是它不會增加水中的氯離子，但是成本較高。二.非氧化性殺菌劑 其殺菌效果比氧化性要好，通常為了使殺菌效果控制范圍更廣泛，就將氧化性和非氧化殺菌劑交替使用。非氧化性殺菌劑常用非氧化性殺菌劑1.氯代酚類：與細(xì)胞質(zhì)作用形成膠體，使蛋白質(zhì)沉淀（毒性大，污染嚴(yán)重）2.季胺鹽類：在堿性條件下最有效，

7、吸附到細(xì)胞壁并產(chǎn)生壓力引起細(xì)胞的溶解和死亡，系統(tǒng)如果有灰塵、油污大大降低效果殺生劑使用注意事項(xiàng)1.應(yīng)采用沖擊式間接加藥2.殺生劑必須考慮與阻垢劑、緩蝕劑相互適應(yīng)3.殺生劑的使用受冷卻水溫度、pH值的影響。循環(huán)水系統(tǒng)參數(shù)、操作一.主要參數(shù)1.濃縮倍數(shù)：循環(huán)水中某種離子（穩(wěn)定）濃度與補(bǔ)充水相應(yīng)離子濃度的比值。 K=C循/C補(bǔ) 這種離子要求它的濃度除了隨著濃縮過程改變而增加外，不受其它條件的干擾。常選用的有Cl-、SiO2、K+2.蒸發(fā)損失E（m3/h） E=a（R-B） a=e（t1-t2）%式中：a：蒸發(fā)損失率 R：系統(tǒng)中循環(huán)水量m3/h B：系統(tǒng)中排污量m3/h t1、 t2：循環(huán)水進(jìn)、出水溫

8、度 e：損失系數(shù) 夏季：0.150.16；冬季0.06-0.08；春秋：0.1-0.12循環(huán)水系統(tǒng)參數(shù)、操作3.風(fēng)吹損失D（ m3/h）D=（0.20.5%）R4.滲漏損失F （ m3/h）如果系統(tǒng)管理完善一般不考慮5.排污量B （ m3/h） B=E/（K-1）6.補(bǔ)水量M=E+D+B+F7.旁濾處理量S （ m3/h） 經(jīng)驗(yàn)值：（15）%R精確值：S=MCM（1+n）-BC/C-CSn=(c/Kcm)-1目前循環(huán)水的參數(shù)補(bǔ)充水量M：45.78 m3/h蒸發(fā)水量E：24.47 m3/h排污水量B：18.31 m3/h濃縮倍數(shù)K：2.5如何確定濃縮倍數(shù)確定循環(huán)水最適宜的濃縮倍數(shù)涉及到諸多因素：

9、水源供應(yīng)、冷卻塔形式、操作條件，冷卻水溫差流速等。1.冷卻塔的形式和操作條件當(dāng)管路損失很小、風(fēng)損失小，存在以下關(guān)系：M/R=ak/（K-1+a）M：補(bǔ)水量R：循環(huán)量K：濃縮倍數(shù)a：蒸發(fā)損失率如何確定濃縮倍數(shù)K與M和R的關(guān)系 M R從圖中發(fā)現(xiàn)：濃縮倍數(shù)過高或過低在節(jié)約補(bǔ)充水量上沒有意義循環(huán)水系統(tǒng)參數(shù)、操作二.處理過程對于一個循環(huán)水系統(tǒng)要經(jīng)過三步處理1.系統(tǒng)的清洗 對于新系統(tǒng)在開車之前必須對系統(tǒng)進(jìn)行清洗處理，清除系統(tǒng)內(nèi)的焊接碎屑、切削物、潤滑劑、建筑碎片，如不清洗或清洗質(zhì)量不高對與后道工序甚至系統(tǒng)運(yùn)行有很大危害；對于舊系統(tǒng)也應(yīng)定期清洗。1.1物理方法A人工清洗 B.沖洗 C空氣攪動 D旁濾1.2化

10、學(xué)清洗1.2.1酸洗（鹽酸、硫酸、硝酸）鹽酸用于清洗碳鋼設(shè)備，硫酸、硝酸用于清洗不銹鋼但是濃度應(yīng)控制在510%，由于酸對金屬腐蝕因此必須與緩蝕劑配合使用，酸洗后用0.2%NaOH中和后再用清水沖洗循環(huán)水系統(tǒng)參數(shù)、操作1.2.2堿洗：有效清除系統(tǒng)內(nèi)的油污，一般加入表面活性劑以便增強(qiáng)去污能力；常用的堿液有燒堿、蘇打、水玻璃等，但是系統(tǒng)中有鋁制品和鍍鋅設(shè)備不應(yīng)用堿液清洗。1.2.3投加清洗劑新系統(tǒng)開車前或舊系統(tǒng)停車檢修后常用投加清洗劑進(jìn)行清洗一般有專用清洗劑（Betz407）系統(tǒng)在停車前也應(yīng)作清洗剝離工作：第一天投加殺菌劑；第二天投加分散劑；第三天再加殺菌劑；第四天再投加分散劑和清洗劑在清洗過程中要

11、定時檢測水的濁度，以掌握清洗效果，一般認(rèn)為濁度值到達(dá)最大不在變化表示清洗完畢。2預(yù)膜處理 預(yù)膜處理：在系統(tǒng)清洗完畢后用大量緩蝕劑系統(tǒng)金屬表面形成一層保護(hù)膜，也稱基礎(chǔ)處理。對于用何種預(yù)膜劑根據(jù)不同系統(tǒng)定不同方案。3.日常的處理和現(xiàn)場監(jiān)測循環(huán)水日?？刂浦笜?biāo)序號項(xiàng)目名稱單位質(zhì)量指標(biāo)1總磷酸鹽ppm1.5-2.52混濁度mg/l153pH8.64Cl-mg/l805Mg2+mg/l3306總堿度mg/l4607Ca2+mg/l4408異氧菌個/ml夏5105冬11059備注冬季：12.1.2夏季：7.8.9指標(biāo)控制方法1.PH值 如果采取人工方法控制比較危險(xiǎn)，目前采用自動監(jiān)控PH值的設(shè)備，能夠根據(jù)PH

12、值的波動自動調(diào)節(jié)加酸量。2.濁度主要分析超標(biāo)原因：菌藻繁殖、空氣中風(fēng)沙過大等3.濃縮倍數(shù)主要依靠補(bǔ)水量調(diào)節(jié),它是循環(huán)水控制的重要指標(biāo)冷卻塔冷卻塔：主要是由于水的蒸發(fā)散熱以及水 與空氣接觸時的熱交換。散熱情況分析：tw：水溫 t：空氣溫度 Q：總散熱量 Qa：接觸散熱 Qb：蒸發(fā)散熱1.當(dāng)twt： Q= Qa+ Qb2.當(dāng)tw=t： Q= Qb3.當(dāng)twt： Q= Qb- Qa夏季：蒸發(fā)散熱量達(dá)到：80-90%，傳導(dǎo)散熱量：10-20%冬季：傳導(dǎo)散熱量：50% 甚至70%冷卻塔冷卻塔的結(jié)構(gòu)：1.淋水裝置（填料）2.配水裝置（布水器）3.通風(fēng)裝置（風(fēng)機(jī)）4.空氣分配裝置（百葉窗、導(dǎo)風(fēng)板）5.收水器6.塔體7.集水器8通風(fēng)桶9.相關(guān)管路冷