循环水处理(精选5篇)

水是生命之源,是社会经济发展的命脉。在石油化工工业用水中循环冷却水用量约占60%~80%,是大多数工业企业进行生产不可缺少的必备条件。循环冷却水的运行情况对整个企业工业用水、节水都有重大影响。如何更好地利用循环冷却水使之在工业生产中发挥其更重要的作用呢?

工艺流程:过滤水进入吸水池经加药处理,由循环水泵将水由吸水池吸入,加压至0.40~0.45MPa后,经送至生产系统各装置进行热交换后,温度较高的水经回水管线台逆流抽风式冷却塔与空气逆向接触进行降温,降温后的水回到吸水池循环使用。为确保循环水浊度符合工艺要求,有约4%的循环水通过旁滤器滤去杂质和污泥后,回到吸水池。

为了保证沉淀膜效果,防止设备、管道腐蚀和结垢,通过加药机自动向吸水池中连续投加缓蚀阻垢剂,并定期向吸水池中投入杀菌灭藻剂,控制菌藻的滋生,抑制生物粘泥的增加。由于蒸发和飞溅加损失一部分水,因此定期补充新鲜水。

循环冷却水在使用过程中,水中的Ca+、Mg+、C1-等离子、溶解固体和悬浮物不断增加,空气中污染物如灰尘、杂物、可溶性气体以及换热器泄漏物料等均可进入循环冷却水,导致水质恶化,加速循环冷却水系统中的设备和管道的结垢、腐蚀现象。

2007年我厂循环水系统水质恶化,循环水COD指标达到100mg/L,总铁离子含量接近3mg/L,循环水颜色变红,2台大型换热器多处穿孔,换热器内的物料进入循环水中形成丝状聚合物,堵塞循环水滤网,循环水的pH值在6.2左右运行,影响生产装置的正常运行,给安全生产带来严重的隐患。要解决循环冷却水系统中的这些问题,实现生产装置安、稳、长、满、优运行和节水的目标,必须进行综合治理。

工厂与水处理厂家纳尔科公司进行合作,以解决循环水存在的问题。纳尔科公司针对装置运行现状,提供了一套循环水处理的方案,这套方案包括不停车清洗预膜方案和日常运行处理方案来改善循环水运行现状。

向循环水中加入纳尔科公司提供的除油剂N7308、钙铁分散剂3DT120、粘泥剥离剂N73550清除系统中油脂、碳酸钙等的沉淀物、附锈、生物粘泥及藻类等附着物,此步骤的创新处在于采用温和的非强酸型的药剂处理,对系统的腐蚀性极小,可以保障系统不受二次腐蚀。系统清洗时间控制在24小时,之后对循环水边排边补,在过程中要保证循环水液位不低于安全液位,因为此时装置仍在生产中,边排边补到循环水的浊度指标

因为本预膜形成的是磷酸钙、磷酸铁膜,首先要调节钙离子,原水中钙离子浓度在50mg/L左右,预膜时钙离子至少要达到120mg/L才能形成膜,因此要向循环水中加入氯化钙400公斤,提高钙离子含量。

通过向循环水池中加入硫酸或碳酸钠控制循环水pH值在6.5~7.5之间,pH值在此期间预膜效果最好。

向循环水中加入缓蚀阻垢剂0.5吨3DT129,0.2吨高效分散剂。保证循环水中缓蚀阻垢剂3DT129浓度控制在200mg/L左右,分散剂3DT190浓度控制在60mg/L左右运行3天(分散剂为了在所有换热器及管道上形成的膜均匀,而不是在局部形成沉积),在预膜前要在循环水中预置3片碳钢挂片检验预膜效果(该水场系统保有水量2500立方米、循环量5000立方米/小时)。

方案包括:3D TRASAR缓蚀阻垢方案,杀菌灭藻处理技术方案。当循环水系统预膜后,为保证循环水的膜不被破坏需日常向循环水中加入药剂保护和修补破坏的膜以保证不产生腐蚀。

向循环水中加入缓蚀阻垢剂3DT129和分散剂3DT190。药剂浓度由纳尔科提供的3D TRASAR全自动智能在线检测加药机自动分析并自动控制加药量。此方案在高浓缩倍数、长停留时间条件下能有效控制缓蚀、阻垢效果。

采用连续投加氧化性杀菌剂固体氯和非氧化性杀菌剂N7330交替杀菌,每周加一个品种杀菌剂,下一周加另一品种杀菌剂,交替使用单一杀菌剂使菌藻产生抗药性。每月投加一次粘泥剥离剂N73550,对系统的粘泥和沉积物进行剥离排放,以抑制生物粘泥在管壁上沉积。每单周加杀菌剂固体氯0.125吨,每双周加0.1吨非氧化性杀菌剂N7330,两种杀菌剂交替杀菌,以避免细菌产生抗药性。

同时车间加强循环水场的管理,淘汰了过滤效果不好的纤维球旁滤器,引进了2台全自动反洗砂滤器,提高了旁滤效果;通过加酸碱调整pH值在7~9之间;车间定期召开水质分析例会,邀请循环水使用装置参加交流水质运行情况,发现漏点及时查漏堵漏。

我厂通过对先进循环水处理技术的引进、硬件设施的改造、管理方式的改进,经过2个月的调整和处理,循环水的浓缩倍数达到5以上,总铁指标、浊度等指标完全达到了中油循环水场的控制指标,循环水水质攻关取得了成功。

独山子热电厂有三台发电机组,分别为25MW、25MW、50MW,合计发电量为100MW。有三台双曲线自然通风式冷却塔,总循环水量为10 300m3/h,保有水量为11 000 m3。自投产以来,一直未做处理,同时与鱼池相连,存在着较为严重的腐蚀问题和生物粘泥问题,每年因腐蚀问题造成凝汽器铜管泄漏达200根,由于生物粘泥,每个季度都需要胶球清洗,有时需要高压水冲击,造成检修费用大大增加。因为冷却不下来,各用水部门在天热时加生水冷却,造成用水量增加。针对这些问题,我们做了全面调研,采取切断鱼池和化学加药的水处理技术方案,提高了汽轮机凝汽器的真空度和水资源的利用率,达到了经济发供电。

热电厂循环水系统水处理技术应用虽然取得较好的效果,但仍然存在较多的问题,在硬件方面缺少旁滤装置和监测换热器,在软件方面缺少综合管理和监督的体制,诸如没有建立设备大修台帐,没有设备腐蚀状况记录;对水处理药剂没有进行有效的监督和检验等等。针对这些情况建议热电厂:

(1)增设旁滤装置,为进一步提高水处理效果创造条件。增设旁滤装置一次性投资大,但运行费用低,处理效果好。在回用管上使循环水量的2~5%流经旁滤装置可有效除掉循环水中悬浮的藻类、微生物的尸骸及污垢,降低浊度。

(2)完善监测手段。大修时应选择合适部位安装监测换热器和监测挂片器,以便准确及时了解循环冷却水处理效果,确保凝汽器正常安全运行。

(3)建立设备大修台帐,采集垢样,做垢样组成分析,记录设备腐蚀状况,为调整水处理配方提供依据。

(4)加强水处理药剂监督和检验。在有铜设备的冷却水系统中,水处理药剂中BTA除了保护铜设备以外,也相应保护了碳钢设备,因为一旦铜设备腐蚀,水中铜离子会置换出铁,而使铜沉积造成碳钢的缝隙腐蚀和点蚀。因此,水处理药剂中BTA的含量至关重要,需严把药剂质量关,对进厂的每一批药剂进行质量监测和性能评定,确保水处理药剂高质量。

联泓新材料有限公司污水处理场采用了调节罐配水、溶气气浮除油除杂、A-O-O全膜法生物接触氧化池降解污染因子、涡凹气浮除脱膜悬浮物的处理工艺,对甲醇制烯烃各装置产生的化工废水和全厂生活污水进行处理,处理后的达标水进监控池由外排泵送园区污水处理场。目前满负荷生产,污水处理场处理量约为180 m3/h(出水水质指标见表1),因此,考虑通过本技术改造将达标废水作为循环水的补水。

达标污水的再生利用既有利于进一步减轻对周边环境污染,又符合国家节水减排、中水回用的产业发展方针,更能够为企业带来一定的经济效益,因而极具重要的现实意义和广泛的应用前景。通过对同类工厂的初步调研了解到:各厂依据所处的地理区域位置、自身发展规划和资金情况实施了规模不等的节水减排技改项目。如,神华包头公司由于水资源匮乏,开车3年来陆续将净化水场高浊度排泥水、循环水排污水、脱盐水反渗透浓盐水、甲醇汽包排水和污水处理场排放水尽数收集,采用石灰软化+絮凝沉淀+V型滤池+双膜脱盐的工艺路线处理后作为循环水补水。虽然投资巨大,产水成本高,循环水水质还不很稳定,但节约了宝贵的水资源,基本上解决了企业废水的零排放。

污水回用技术需要在可行范围内满足一定的技术指标,我国再生水用作冷却用水的水质控制指标(GB/T50335-2002)如表2所示[2]。

将表2与表1对照可知:我公司污水处理场出水除总磷略有超出(循环水补水总磷≤4 mg/L,对水质无影响)、溶解性总固体TDS以总盐度替代外,其余项目均优于再生水用作冷却用水水质控制指标。总磷偏高和所处理的生活污水及锅炉排水中磷含量较高有关,而一般化学分析TDS以总盐含量表示,略有误差,但影响不大,所以,污水处理厂出水可作为循环水补水。

该公司节水减排系列方案之一是《含盐污水减量化、资源化技术方案》,拟将脱盐水站、凝结水站40%清净废水和100%的循环水排污水作为工厂杂用水。该方案为系列方案之二,仍暂不考虑有较大的技术、资金投入。

(1)工艺流程的选择:污水处理场出水符合《污水综合排放标准》(GB8978―1996)[3]后,怎样将其进行再生处理达到回用标准,工艺路线有多种,但必须包含能去除脱落生物膜、浮游生物和藻类、呈分散悬浮状和溶解性的无机物和有机物等功能,故选择的工艺流程一般为气浮+过滤+吸附+杀菌的组合。

(2)工程内容简述:①气浮(已有):该公司污水处理场生化池出水后设有3台美国麦王处理能力为100 m3/h・台(平时2开1备)的涡凹气浮除悬浮物,加药絮凝刮去浮渣后水质澄清。因而此设备可不购置,仅需将出水管改接进中水回用池即可;②中水回用池1座(新建):气浮出水流进该池,停留2.5 h后用泵送后续工序进一步处理;③陶粒过滤器3台,2用1备(新增):去除气浮化学絮凝沉积物、不溶性磷,进一步除去污水中脱膜生物絮体和悬浮物,提高后道工序的安全性和处理效率;④活性碳过滤器3台,2用1备(新增):保安吸附水中剩余有机物质,如,DOC、UV254等且能完全消除生化出水的生物毒性(疏水酸、亲水性有机物等),是废水深度处理的有效方法;⑤杀菌灭藻用NaClO储罐、加药计量泵(新增):生化出水细菌较多,必须加杀菌剂以确保水质指标。

(1)项目投运后,中水回用率在50%以上(少部分不达标的废水仍需外排),可直接减少污水排放150 t/h,按园区污水处理场 3.55元/t收费计,一年节省排污费466.47万元。(2)污水再资源化用作循环水补水,水量150 t/h,按目前生产水取水价1.16元/t计,一年节省取水费152.42万元;扣除制水成本(制水成本小于1元/t水,以0.8元/t水计)以上两项可为公司年节资516.77万元。(3)按污水处理场出水水质COD 40 mg/L SS 20mg/L计,全年可减少向厂区周边环境外排COD 52.56 t,外排 SS 26.26 t,将会产生巨大的环境效益和社会效益。

(1)污水处理场出水经深度处理达到回用水标准后用作循环水补水的前提条件是污水处理场出水水质必须稳定。如诺水质发生变化:COD≥60 mg/L或某项指标陡然上升,则前提条件被破坏,此时应将污水出水仍进监控池排园,不能进中水回用流程,以免侵占活性碳吸附余量,造成制水成本过高。(2)中水回用于循环水补水后,循环水系统工艺设备条件发生变化,其运行控制要点必须注意的有:① 提高缓阻剂分散效能,加强对循环水结垢趋势的判断;②对杀菌剂的使用种类、使用浓度和使用频率做出调整,定期对系统进行剥离及清洗;③ 严格控制水换设备流速范围,管程>

0.9 m/s壳程>

0.3 m/s。(3)循环水排水水量较大,水质也相对稳定,唯盐分较高(当浓缩倍数较高时),适当除盐后可作为补水再进系统。但除盐的方法用双膜法则投资和产水成本均高,采用预处理―― 树脂吸附的方法投资和产水成本会有所下降,这也许会成为公司节水减排技术开发的下一个项目。

闭路循环水处理的“零排放”技术,是将电镀过程的水污染又消除在生产过程中。工件清洗水只在系统内循环复用,不向系统外排放,这是简便易行、 经济 实用的水处理技术。

“零排放”的 研究 始于20世纪70年代后期, 应用 盛行至90年代初期而衰落。衰败的原因是由于自动线投资巨大,收效甚微而导致。

如何以最少投资,获得水处理技术的最佳效果,一直是电镀工程技术人员所要探讨和解决的 问题 。当前应 总结 历史 教训,让“零排放”闭路循环技术重新回归到经济实用的原位上来。

镀件清洗水的循环使用不排放,由不用设备处理的自然闭路循环与少用设备处理的强制闭路循环两个系统组成。前者是单项处理,后者是综合处理,二者可分步实施,也可同时进行,但是一个不可分割的整体。

不用设备处理、成本低廉的自然闭路循环,由各镀种工艺镀槽及其4级清洗槽和高位回收液备用槽组成各自的循环系统,采用周期性的间歇逆流漂洗法。漂洗水除作镀液的补充外,只在系统内循环复用,不向系统外排放。漂洗是顺方向,回收复用不清洗是反方向的倒槽。倒槽周期的标准是:高位槽的回收液补完镀槽为正常周期倒槽,如因末槽漂洗水残留液浓度 影响 工件有效漂洗时的倒槽,则为非正常周期倒槽。

倒槽步骤:1槽漂洗水倒高位槽;2槽倒1槽,直到4槽倒入3槽,车间循环水补入4槽所需体积时,新的循环周期开始。倒槽 方法 ,因条件而异,条件好的用过滤机倒槽,稍差的可用小耐酸泵倒槽,太差的人工倒槽。

间歇逆流漂洗正常运行的关键措施:周期性间歇逆流清洗正常运行的关键是严格控制镀液的带出量,方法是:一要掌握工件出槽速度,即工件提出液面到镀槽上空的时间。这需考虑镀液浓度与气温的变化。浓度较高,黏度较大,加上气温较低(寒冬季节)吸附在工件表面脱附速度较慢,因而提出速度要慢一些,稍快黏附的镀液还未脱附完就随工件走了。以5~8s为宜,要是高温季节的夏秋,则3~5s为宜,浓度较稀溶液,粘度很小,提出速度快一些,冬春为3~5s,夏秋为2~3s.二是工件提出在镀槽上空的停留时间,只需抖动挂具,让工件上残留液滴流回镀槽。冬春抖动3~5次,夏秋2~3次,带出液基本滴流回槽;三要动态漂洗,即将挂具在漂洗槽内,来回摆动2~3次,残留液能基本漂洗干净,切忌静态浸洗,效果很差。抓好以上三点,非正常倒槽率将降至最低值。

强制(用设备处理)闭路循环为辅的综合水处理技术,是在自然(不用设备处理)闭路循环基础上进行第二次处理。

强制闭路循环的处理范围:以车间各镀种工艺不用设备处理的自然闭路循环间歇逆流漂洗所产生很少的多余量漂洗水为主,其次为镀前酸碱漂洗水与活化水等集中进行综合处理。方法采用化学法和物理化学法,用药剂处理后的物质生成新的物质为化学法;物质的质不变仅是量变的为物理化学法。

综合处理分,以水质定级。水质要求低为一级处理的达标排放;水质要求返回车间循环复用的为二级处理;要求高即循环复用水中不含重金属离子,同时还可作为镀液配制与添加剂配制,水质接近去离子水标准。此外还可排放,这样的“零排放”,对水体不产生任何污染。

一级处理:将含氰含铬多余量漂洗水,经pvc管排到处理站专用池处理后,与各镀种多余量漂洗水等排经一级处理,用化学法的沉淀法, 计算 水中所含重金属离子生成氢氧化物的ph值所需药料,启动空气搅拌,按计量投入药料,当ph仪显示在所需数值时,停止搅拌,一级处理完成。处理水质已低于排放标准,可以排放,如需循环复用,再经2~3级处理。

二级处理:先将一级处理水通过活性炭装置,吸附去除有机物和某些重金属离子后,又经微孔过滤机去除水中固体微粒与杂物,二级处理后,水质清澈透明,但还有微量重金属离子,只可作镀前循环复用。

处理:将二级处理水通过离子交换装置的交换处理,水质接近去离子水,除作镀后漂洗循环复用外,还可实现“零排放”,水质最优良,还可供镀液与光亮剂等配制用水。

以 自然 闭路循环为主强制闭路循环为辅的“零排放”水处理技术的主要特点是:联系实际,因地制宜,操作简便,灵活运用,这是一般电镀厂都能办到的。

从实际出发,就是因地因厂制宜,根据各自情况决定。有条件的,自然与强制循环两个系统同时实施,二者运行各行其道,互不干扰 影响 ,条件较差的,先上投资最少的自然闭路循环,将水污染控制住,90%的漂洗水能循环复用,实现有效节约水资源后,再进行自然闭路循环所产生的10%多余量漂洗水由强制闭路循环的综合治理集中处理。灵活性很大,也因条件而异。综合处理按水质分级处理,一级处理为达标排放,投资少,二级处理投资略大,需2台设备,处理水质能循环复用,为深度处理,投资较大,水质接近去离子标准,作为循环复用,不会带入杂质,确保电镀质量,还能作为镀液与添加剂的配制用水。

由自然与强制闭路循环两个系统组成的“零排放”系统,即主次分明,又是不可分割的整体,其投资不大, 应用 之灵活等特点,是任何单项治理与综合水处理技术所没有的。

随着工农业现代化的飞速发展,人类离不开的水资源越来越受到重视,那么水循环利用已经成为了热点问题。在发电厂中,循环冷却水用水量占据了整个厂用水量的成,因此,随着机组容量的增大及水资源的日益短缺,循环水运行浓缩倍率的提高已经受到广大专业人士的密切关注。循环水处理是一门多学科的综合应用技术,它需要不断试验和总结,循环水动态模拟试验工作也需要根据不同参数、不同季节下的水质,具体确定不同参数下的水质标准,从而做到既保证机组安全运行,又最大限度节约水资源的目的。

循环冷却水处理所包含的控制环节很多,其中最主要的有对腐蚀、污垢、结垢和微生物的控制。本文的循环水系统没有加任何水处理药剂,水源经过混凝处理后作为循环水系统补水。水源水质在一定程度上受季节变化的影响,导致在机组凝汽器中会出现铜管结垢、腐蚀现象,凝汽器铜管结水垢和粘泥后,换热效果下降,凝汽器真空下降,端差上升,垢的附着特别是粘泥的附着物下易发生局部腐蚀,从而使得机组安全、经济、长周期运行受到严重影响。

循环水与金属接触产生电化学腐蚀的基本条件有:(1)金属内部存在不一致的组成,从而导致电位差的产生。(2)电解质可以采用水中溶解盐的方式,实现导电。(3)金属本体就具有导体的作用,因此金属本体可以作为导体,对电子进行传递。

在水中加入的缓蚀剂GSP-528A在设备的表现会有致密的保护膜产生,对电池中的电子转移实现了绝缘,从而达到了抑制腐蚀的目的。

在水中加入的缓蚀剂GSP-528A其实还具有阻垢的作用,其与水中的金属离子发生络合反应,生成可溶性的络合盐,因此抑制了金属离子的结垢。缓蚀剂GSP-528A具有阻垢作用还表现在其具有吸附与分散作用,通过使结垢物质微粒表面的电荷密度提高,增大了微粒间的排斥力,结晶速度也随之降低,并且使晶体结垢发生畸变,从而使水垢的结成得以防止,使金属传热面保持清洁。

循环水中微生物生长的环境因素有很多,例如:水温、空气、PH值、养分等。针对水温和PH值而言,微生物适合生长在循环冷却水中,塔池常年暴露在室外,能够接受充足的阳光,这些都能够促进微生物繁衍滋生。微生物主要是菌藻类,他们存在能够导致水质的恶化,并且与其他杂质构成粘垢在系统内附着、沉积,因此,导致水流阻力大大增加,使得凝汽器的传热效率大大降低,另外,粘垢不仅对缓蚀剂发挥其防腐蚀功能起到了阻碍作用,并且在一定程度上促进腐蚀的发生。目前,投加杀生剂是最常用的方法。

通过采用氯系氧化性杀菌剂二氧化氯、溴系氧化性杀菌剂SY-511和非氧化性杀菌剂GPS-222交替杀菌的处理方式来对微生物含量进行有效控制,从而使得循环水系统菌藻含量合格得以保证。另外,为了将系统管路、装置内壁附着的粘泥去除掉,在循环水系统中定期投加DQ302粘泥玻璃剂,从而使得粘泥含量被有效控制。

循环水结垢和腐蚀受循环冷却水PH值的影响,因此要注意PH值的调节,PH值的调节可以通过向循环水中加注浓硫酸来进行,主要是将水中的碳酸盐硬度向非碳酸盐硬度转变,由于硫酸钙具有很大的溶解度,因此其可以防止结垢,对于浓缩倍数的提高有着促进作用,并且能够使阻垢剂的用量得以降低,进而实现了资金的节约。

将脱盐水装置生产的软化水步入到循环水系统中,能够使循环水水质得到进一步的改善,以及循环水系统浓缩倍率得以提高,等到补充软化水完成后,循环水系统离子含量就会下降,从而为循环水系统维持高浓缩倍率提供了良好的条件。

采用自动加药监控系统技术目的是精确控制。系统的水质和药剂浓度,使之始终处于药剂的最佳作用范围内,保障安全生产。自动加药系统具有4个功能:(1)自动在线监测循环水的pH值,根据pH值情况自动控制加酸量。(2)根据设定值,自动控制添加各种药剂。(3)具有友好的输人输出界面便于操作。可查阅水质历史数据。(4)具有数据通讯接口,可实现远方监控操作。自动加药系统具有以下三个优点:(1)水质控制稳定,没有滞后效应,水处理效果好,系统的运行稳定性和可靠性高。(2)实现微量连续均匀加药,最大地发挥药剂功效,节约药剂。(3)简化循环水系统管理,实现无人操作,节省人力,提高水处理装置的管理水平。

实践证明,循环水系统中加入药进行处理,明显能够改善凝汽器铜管的腐蚀结垢,系统中的碳钢和水泥构件腐蚀现象也得到了很好的缓解和消除,循环水系统运行状况也得到了明显的改善。

总而言之,随着国民经济的快速发展,面临当前水资源日益紧张严峻的形势,循环水高浓缩倍率处理问题已经成为了化学工作者的首要任务,这样能够大力节约用水,能够防止高浓缩倍率下的系统运行风险,能够保障凝汽器安全经济运行。

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