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循環水處理知識

針對企業循環水系統的特點和工藝條件,結合當地水質特點,選擇適合企業實際情況的水處理方案,通過加藥等措施,使循環水指標控制在一定的范圍內運行,既能保證生產設備的長周期運行,又能提高循環用水利用率。循環水處理技術的應用,不僅可以給企業帶來顯著的經濟效益,而且還可以產生良好的社會效益。

來源: 瑞澤能源 發布時間: 2021-04-29 09:04:54 瀏覽次數:

  針對企業循環水系統的特點和工藝條件,結合當地水質特點,選擇適合企業實際情況的水處理方案,通過加藥等措施,使循環水指標控制在一定的范圍內運行,既能保證生產設備的長周期運行,又能提高循環用水利用率。循環水處理技術的應用,不僅可以給企業帶來顯著的經濟效益,而且還可以產生良好的社會效益。

  工業化循環冷卻水系統在運行過程中,由于水分蒸發、風吹日曬等原因,循環水不斷被濃縮,其中所含的鹽類超標,陰陽離子增多,pH值發生顯著變化,導致水質惡化,而循環水的溫度、pH值和營養成分對微生物的繁殖有利,冷卻塔上充足的陽光照射更是藻類生長的理想場所。此外,結垢控制,腐蝕控制,微生物控制等,都需要循環水處理。輪渡運輸過程中出現的主要問題有:

  (1)水垢:由于循環水在冷卻過程中不斷蒸發,導致水中含鹽量持續升高,某些鹽類溶解度過高而沉淀。常用的有碳酸鈣,磷酸鈣,硅酸鎂等。水垢結構比較致密,傳熱效率大大降低,0.6毫米的水垢厚度可降低20%的傳熱系數。

  污垢:主要由水中有機物、微生物菌落和分泌物、泥沙、粉塵等組成,其質地松軟,不僅降低了換熱效率,還造成垢下腐蝕,縮短設備的使用壽命。

  (3)腐蝕:循環水對換熱設備的腐蝕,主要是電化腐蝕,其原因是設備制造缺陷,水中氧氣不足,水中有腐蝕性離子(Cl-、Fe2+、Cu2+),以及由微生物分泌的粘液產生的污垢,其腐蝕后果十分嚴重,即使換熱設備、水管設備報廢,也不能很好地控制。

  (4)微生物粘泥:由于循環水中溶氧充足,溫度適宜,富養條件適宜,因此非常適合微生物的生長繁殖,如果不加以控制,就會迅速引起水質惡化、發臭、發黑,冷卻塔大量積垢甚至堵塞,冷卻散熱效果大大降低,設備腐蝕加劇。所以循環水處理必須控制微生物繁殖。

  細菌危害

  循環水中的微生物有兩種形式。第一,冷卻塔在蒸發水時需要引入大量空氣,微生物也隨空氣帶入冷卻水;第二,冷卻水系統中補充水中或多或少存在微生物,微生物也隨補充水進入冷卻水系統。

  海藻在陽光的照射下,會與水中的二氧化碳、碳酸氫根等碳源進行光合作用,吸收碳為養分而放出氧,因此,海藻大量繁殖時,會增加水中溶解氧的量,有利于氧的去極化作用,使腐蝕過程加速。循環水系統中微生物的大量繁殖將使循環水色變黑,產生惡臭,并對環境造成污染。

  與此同時,大量粘泥的形成將導致冷卻塔冷卻效率下降,木材腐爛變質。在熱交換器內沉積粘泥,傳熱效率降低,水頭損失增大,粘泥沉積在金屬表面會造成嚴重的垢下腐蝕,同時也隔離了防垢劑對金屬的作用,使防垢劑無法發揮其應有的防垢效果。除加速垢下的腐蝕外,微生物粘泥在代謝過程中,一些細菌的分泌物直接對金屬形成腐蝕。由于上述原因,造成循環水系統長期不能安全運行,影響生產,造成嚴重的經濟損失,從而使水垢腐蝕對冷卻水系統危害不亞于水垢,甚至可以說,三種控制微生物危害的方法比較起來是最優的。

  可通過下列化學分析項目測定循環水中微生物的動態:

  (1)余氯(游離氯)加氯殺菌時,應注意余氯出現的時間和數量,因為當微生物大量繁殖時,循環水中的氯消耗量會大大增加。

  (2)氨循環水中一般不含氨,但由于工藝介質泄漏或吸入空氣中的氨也會使水中出現氨,此時不可掉以輕心,除了積極尋找氨的漏點外,還應注意水中是否含有亞硝酸根,水中的氨含量最好控制在10mg/l以下。

  NO2-當水中含有氨氣和亞硝酸根時,說水中已有亞硝酸菌將氨氣轉化為亞硝酸根,循環水系統加氯變得非常困難,耗氯量增加,余氯難以達到指標時,NO2-含量最好控制在小于1mg/l。

  (4)化學需氧量水體中微生物大量繁殖會使COD升高,由于細菌分泌的粘液會增加水體中有機物的含量,因此通過化學需氧量分析,可以觀察到水體中微生物的變化趨勢,一般情況下,水體中的COD最好小于5mg/l(KMnO4法)。

  循環水中微生物引起的危害是非常嚴重的,如果要在微生物引起危害后采取措施,往往事倍功半,還要花費大量的殺生劑和金錢。所以有必要對循環冷卻水的微生物狀況進行提前全面的監測。

  濃水倍數

  循環用水濃縮倍數是循環用水系統在運行過程中,由于水分蒸發、風吹損失等原因,循環用水不斷濃縮的倍數(以補充水為基準進行比較),是水質控制和管理的重要綜合指標。濃度倍數低,耗水量大,排放口排放濃度高,水處理藥劑的效能不能充分發揮;濃度倍數高,水處理藥劑會降低水量,節省水處理費用;濃度倍數高,水的結垢傾向增大,結垢控制和腐蝕控制的難度加大,水處理藥劑會失效,不利于微生物控制,故對循環水的濃度倍數有一個合理的控制指標。

  積垢的形成

  循環水系統中,水垢是由過飽和水溶性成分形成的,在水中溶解有各種鹽類,如碳酸氫鹽、碳酸鹽、氯化物、硅酸鹽等,其中溶解在冷卻水中的Ca(HCO3)2,Mg(HCO3)2,Mg(HCO3)2等鹽類最不穩定,很容易分解生成碳酸鹽,因此,當冷卻水中溶解的碳酸氫鹽較多時,水流經過換熱器表面,特別是在高溫條件下,受到熱解作用,水中溶有磷酸鹽和鈣離子時,也會產生磷酸鈣的沉淀;碳酸鈣和Ca3(PO4)等都屬于難溶解鹽類,它們的難溶解度并不隨溫度的升高而增加,而是隨著溫度的升高而降低。

  這樣,在換熱表面上,這些難溶性鹽易在水中結晶,特別是當水流流速小或換熱面較粗糙時,這些結晶沉淀會沉積在換熱表面,形成通常所說的水垢,因為這些水垢結晶致密且較堅硬,也稱為硬垢,常見的水垢成分是:碳酸鈣、硫酸鈣、磷酸鈣、鎂鹽、硅酸鹽。

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