循环水处理
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循环水处理范文第1篇
Abstract: Circulating water treatment is to save water, is mainly used in cooling water system. The processing mechanism of circulating water are analyzed, and the treatment of circulating water in a pharmaceutical factory as an example of circulating water treatment project and process characteristics are introduced in detail, the purpose is to provide reference for counterparts.
Key words: circulating water treatment; corrosion inhibitor; bactericide
中图分类号：TQ46 文献标识码：文章编号
0前言
工业用水中循环冷却水的用水量占了相当大的比重，而我国冶金、发电、石油、化工、制药等行业占到了工业用水的50%-80%。应用循环冷却水系统，提高工业用的循环利用效率和冷却水系统运行浓缩倍数是节水的重要途径之一，也是解决我国工业用水紧缺、减少水污染物排放的关键环节。循环冷却水的处理主要是指选择合适的缓蚀剂、阻垢剂以及处理剂来对循环水进行基础的和正常运行的处理。
1、循环水处理的机理
1．1 阻垢
水垢是水循环中危害最为严重的结垢，阻垢剂是控制水垢的技术之一，循环冷却水在添加阻垢剂之后可以保持较高的至垢离子浓度，抑制水垢的产生，提高浓缩的倍数，进而降低排污量和补水量。结晶、聚合和沉积是水垢常规的形成过程，因而阻垢剂的阻垢机理也比较复杂。
1．2 缓蚀
缓蚀机理是利用缓蚀剂保证金属的缓蚀作用。缓蚀剂有铬酸缓蚀剂、铝酸盐、锌盐、磷酸盐、聚磷酸盐以及有机多元磷酸等，它们都能在铁的表面形成一种保护膜。其中钼酸盐和美池药剂共同使用可以很好的抑制点蚀，对铜、铝、钢都有较好的缓蚀作用，但该药剂的用量大成本高。锌盐的成本较低但有较强的毒性，工业部门对其的使用都进行了严格的规定。磷酸盐和聚磷酸盐虽然会促进藻类的生长，但价格较低、没有毒性而获得到了广泛利用。
2、循环水处理的化学方法
工业循环水处理的化学方法就是利用缓蚀剂、阻垢剂、杀生剂以及复合水处理剂来对工业水进行冷却处理的方法，化学处理办法能够明显提高冷却水的重复利用率，有效的抑制结垢腐蚀，节约能源并延长设备的使用寿命。在对阻垢剂和缓蚀剂进行上述了解的前提下，此处重点对杀生剂以及符合处理技术进行了解。
2．1 杀生剂
杀生剂是对工业循环水中的微生物进行处理的方法，它通常可以分为氧化杀生剂和非氧化杀生剂。氧化性杀生剂有氯、臭氧、溴、次氯酸盐等。其中氯是最常见的杀菌消毒剂，具有价格低、使用方便和杀菌力强的优点，而二氧化氯是新型的杀生剂，具有无毒副作用和杀菌力强的优点。臭氧作为一种氧化杀生剂具有不污染环境的优点，溴还具有较高的杀生速度。其次为非氧化性的杀生剂。此种氧化剂具有使用PH范围较宽、使用浓度低和生物降解性能较好的优点。工业循环水处理经常是对氧化性和非氧化性杀生剂进行联合使用，能取得良好的使用效果。
2．2 复合水处理剂
缓蚀剂与缓蚀剂、阻垢剂与缓蚀剂的复合使用往往能够增加处理效果，对多种材质的金属进行同时的控制，典型的复合处理剂包括了铬系处理药剂配方、有机磷系和钼系水处理药剂配方。铬系配方能够明显提高工业循环水中锌的稳定性，减少微生物造成的粘泥和腐蚀，是目前我国使用技术最成熟、药源最丰富的配方。而有机磷系也具有药源丰富、稳定性好、抗氧化性好和使用方便的优点。
3、工程实例
3．1 制药厂概况
河北省某制药厂循环水系统换热设备较多，换热介质温度差别较大，且换热设备分布在药厂的不同车间，自备热电厂离循环水系统很近，空气中含尘量很高，循环水在冷却塔进行热交换时，空气中80%的灰尘进入到循环水系统中，使循环水的浊度升高，系统含泥量增加。循环水系统采用地下水作为补充水，水的硬度和碱度均较大，离子含量高。
3．2 补充水质
PH值为8.03mg/l,总硬度484mg/l，总碱度383 mg/l，总溶固715mg/l，Ca2+342 mg/l，Cl- 123mg/l，SO42-40mg/l，F-0.2mg/l，Cu2+〈0.01mg/l，Fe3+〈0.05mg/l，Zn2+〈0.05mg/l。
3．3 循环水处理方案的确定
补水的高硬度、高碱度的特点决定了循环水的结垢特性，加上循环水在运行过程中不断地蒸发浓缩，温度和浓缩倍数不断增大，其对换热设备的结垢趋势也随之增大。另外，由于水中各种腐蚀性离子的浓度随着浓缩倍数的增大而增大，而且水中的溶解氧不断被饱和，所以循环水的腐蚀性也不能忽视。因此，水处理方案的制定必须兼顾阻垢、缓蚀和菌藻控制三个方面，同时还从节水、节药等方面加以综合考虑。
1）根据补水碱度较高的特点，通过自动加酸装置向系统中投加浓硫酸，中和循环水系统过高的碱度和PH值，通过PH值在线监测装置有效控制加酸泵的运行，使碱度从原来的12-16mmol/l降至6-8mmol/l，PH 值由8.9-9.0降至8.0左右，这样组成垢的阴离子浓度降低了，只要保持阳离子浓度在适当范围内，就可以避免结垢的发生。
2）为了解决循环水系统加酸后的腐蚀问题，对水处理药剂进行改进，使用一种由膦羧酸及高效阻垢分散剂复合而成的全有机药剂，对碳酸钙、硫酸钙及磷酸钙等常见垢具有良好的抑制作用，同时还对碳钢、不锈钢和铜起到良好的缓蚀作用。
3）系统实行自动加药控制，根据循环水系统的补水量和设定的投加浓度，自动投加缓蚀阻垢药剂，使药剂均匀、计量加入，既克服了人工加药滞后的缺点，又节约了部分药剂。
4）菌藻控制采用综合方法，在循环水系统上安装二氧化氯发生器，在定期投加非氧化性杀菌剂的同时，现场产生活性氯杀灭菌藻，保持系统余氯0.5-1.0mg/l范围内。非氧化性杀菌剂分季节投加，季节不同投加周期不同，夏天每周投加一次，春秋季每十天投加一次，冬季每两周投加一次。另外，对循环水系统定期进行剥离处理。
5）为了解决循环水系统的浊度控制问题，在系统安装无阀滤池旁滤系统，浊度较大的循环水经过旁滤器的吸附过滤后，系统浊度大大降低回到循环水系统中重复使用，防止杀菌剥离后的粘泥黏附于系统内壁。
3．4 循环水处理工艺流程
循环水从水池经水泵抽出供应用户，经过热交换后，用户得到冷却，循环水带走用户的热量，通过冷却塔进行降温后，回到循环水池，再由水泵供出，如此反复，保证设备的正常运行。
1）循环水经过反复使用，其中的各种离子被浓缩，易引起腐蚀和结垢，利用自动加药装置投加缓蚀阻垢剂来控制。
2）循环水经过反复使用，系统PH 值和碱度大大升高，这样带来的危害：一是降低缓蚀阻垢剂的效果，二是换热设备结垢加剧。利用自动加酸装置来控制PH 值和碱度的上升。
3）循环水经过反复使用，吸收了空气中大量的悬浮物，系统浊度升高，利用无阀过滤器来控制系统浊度。
4）循环水温度高，阳光充足，有利于菌藻的滋生，利用二氧化氯发生器现场产生活性氯并配合使用其他杀菌剂来控制菌藻。
3．5 工艺控制点
水质PH=7.9~8.4，电导=2500~5000us/cm，浊度≤10mg/l，碱度=6~8mmol/l，Ca2+≤450mg/l，总铁≤0.5 mg/l，浓缩倍数=2.5~4.0。年均腐蚀率碳纲
3．6 现场的应用效果
1）从腐蚀率看
把28cm2的标准挂片挂入循环水系统中，经过现场一段时间的运行，测定各种金属材料的挂片的腐蚀率，数据表明循环水系统腐蚀控制较好，腐蚀率达到了
设计规范的要求。
2）从换热设备情况看
每年对循环水系统中的主要换热器（如空压机空气冷却器、溴化锂制冷机冷却器等）检修检查，换热管表面光滑，没有结垢现象，说明循环水系统阻垢效果良好。
3）从菌藻控制看冷却塔布水均匀，无明显的绿藻现象，换热器表面无明显的菌藻粘泥及菌藻腐蚀，说明菌藻控制效果良好。
循环水处理范文第2篇
关键词：工业循环水处理，机理，方法
中图分类号：TK223.5 文献标识码：A
前言
工业用水的处理及循环利用是必须的。而工业循环冷却水系统的污染主要是由于其中的微生物造成的。一方面,微生物造成水体的直接污染;另一方面,工业循环水中的微生物给设备带来极大的危害,它产生的大量粘泥,在循环水中引起腐蚀,粘泥复盖在金属上产生氧浓差腐蚀电池,铁被溶解,粘泥的聚集产生结垢阻碍热传导,严重的会堵塞管道。
1、工业循环水处理的机理
1.1阻垢机理
水垢是水中微溶性盐类在换热面上沉积形成的垢层,它是水循环中最常见的也是危害最为严重的结垢。阻垢剂是控制水垢的技术之一,循环冷却水在添加阻垢剂之后可以保持较高的至垢离子浓度,抑制水垢的产生,提高浓缩的倍数,进而降低排污量和补水量。结晶、聚合和沉积是水垢常规的形成过程,因而阻垢剂的阻垢机理也比较复杂。首先,晶体品格的畸变。水垢碳酸钙结晶一般都比较坚硬而致密,阻垢剂能够对水垢结晶形成干扰,晶体内部应力加大,晶体逐渐畸变破裂,水垢难以形成。其次,络和增溶。它主要是指阻垢剂和水中的钙镁离子形成稳定的鳌合物,加大钙镁盐溶解度的同时抑制了水垢的产生。再次,凝聚和分散。阴离子型阻垢剂中的阴离子可以和碳酸钙微晶发生物理化学反应,微晶表面形成的双电层阻碍了大量水垢的形成。
1.2缓蚀机理
缓蚀机理和阻垢机理的作用原理相类似,也是利用经济实用和符合环保要求的缓蚀剂来保证金属的缓蚀作用。缓蚀剂有铬酸缓蚀剂、钥酸盐、锌盐、磷酸盐、聚磷酸盐以及有机多元磷酸等,它们都能在钢铁的表面形成一种保护膜。其中钥酸盐和其他药剂共同使用可以很好的抑制点蚀,对铜、铝、钢都有较好的缓蚀作用,但是该药剂的用量较大,成本很高。锌盐的成本较低,但是具有较强的毒性,因此工业部门和环保部门对其的使用都进行了严格的规定。磷酸盐和聚磷酸盐虽然会促进藻类的生长,但是其以价格较低和没有毒性的优点而得到了广泛的利用。
2、工业循环水处理的化学方法
工业循环水处理的化学方法就是利用缓蚀剂、阻垢剂、杀生剂以及复合水处理剂来对工业水进行冷却处理的方法,化学处理办法能够明显提高冷却水的重复利用率,有效的抑制结垢腐蚀,节约能源并延长设备的使用寿命。在对阻垢剂和缓蚀剂进行上述了解的前提下,此处重点对杀生剂以及符合处理技术进行了解。
2.1杀生剂
杀生剂主要是对工业循环水中的微生物进行处理的方法,它通常可以分为氧化杀生剂和非氧化杀生剂。首先,常用的氧化性杀生剂有氯、臭氧、澳、次氯酸盐等。其中氯是工业循环水处理中历史最为悠久的杀菌消毒剂,具有价格低、使用方便和杀菌力强的优点,而二氧化氯是新型的杀生剂,具有无毒副作用和杀菌力强的优点。此外,臭氧作
为一种氧化杀生剂具有不污染环境的优点,澳还具有较高的杀生速度。其次,非氧化性的杀生剂。此种氧化剂具有使用PH范围较宽、使用浓度低和生物降解性能较好的优点。工业循环水处理经常是对氧化性和非氧化性杀生剂进行联合使用,能取得良好的使用效果。
2.2复合水处理剂
缓蚀剂与缓蚀剂、阻垢剂与缓蚀剂的复合使用往往能够增加处理效果,对多种材质的金属进行同时的控制,典型的复合处理剂包括了铬系处理药剂配方、有机磷系和钥系水处理药剂配方。铬系配方能够明显提高工业循环水中锌的稳定性,减少微生物造成的粘泥和腐蚀,是目前我国使用技术最成熟、药源最丰富的配方。而有机磷系也具有药源丰富、稳定性好、抗氧化性好和使用方便的优点,钥系配方则具有配方低毒和无污染的作用。
2.2.1阻垢剂
继早期的天然阻垢剂之后,研究人员开发了聚磷酸系列阻垢分散剂,其中无机盐包括六偏磷酸钠和三聚磷酸钠,但无机磷酸盐存在易水解产生正磷酸盐导致磷酸盐钙垢。有机磷酸盐包括ATMP(氨基三亚甲基膦酸盐)、EDTMP(乙二胺四甲基膦酸盐)、HEDP(羟基亚乙基二膦酸盐)等,有机膦酸处理剂的不足主要是对磷酸钙垢和氧化铁垢抑制能力不好。自20世纪80年代以后,有机磷酸(盐)、低分子量丙烯酸聚合物和共聚物的使用已成为配方的首选,代表性产品如Betz的丙烯酸和丙烯酸-2-羟基丙酯共聚物和苯乙烯-马来酸酐共聚物,Nalco的AA-VS-VA乙烯磺酸单体共聚物 ,R o hm - H a s s 的 A A - E A - A M P S 共 聚 物 ,Kurita的丙烯酸-丙烯酸羟丙酯共聚物等。
国内共聚物水处理剂的研究也较多,开发了诸如丙烯酸-丙烯酰胺-烯丙基磺酸钠、衣康酸-丙烯酸、马来酸酐-丙烯酰胺等共聚物水处理剂。
2. 2.2 缓蚀剂
缓蚀剂在循环冷却水中主要用于抑制金属腐蚀,最早应用的是无机缓蚀剂,包括铬系、磷系、铝系配方等,其中磷系水处理配方仍然占有相当重要的地位。有机缓蚀剂 主 要 包 括 有 机 膦 酸 盐 、多 元 醇 酸 酯 、PBTC(磷羧酸 )、HPA(羟基磷酸基乙酸 )、BZT(苯并三氮唑)、TTA(甲苯三氮唑)、甲乙基酮肟等。20世纪70年代以后随着对水处理剂环保要求的提高,低磷非金属缓蚀剂逐渐被重视和开发,如Geffers公司开发的PBTCA(2-膦酰基丁烷-1,2,4-三羧酸)等。
2. 2.3 杀菌剂
杀菌剂在循环冷却水中用于抑制生物黏泥、藻类的滋生,主要分为氧化性杀菌剂和非氧化性杀菌剂。氧化性杀菌剂有氯系:氯气,次氯酸盐、二聚氯化异氰酸盐、三聚氯化异氰酸盐、二氧化氯等;溴系:次溴酸盐、溴胺、溴气等;无机氮硫类等。非氧化性杀菌剂包括异噻唑啉酮、戊二醛、季铵盐、季磷盐等。近年来,溴系杀菌剂由于广泛pH范围和低毒性,已得到众多研究人员的重视。
3、工业循环水处理的物理方法
目前化学处理方法是工业循环水处理比较常用的方法,但是化学处理方法具有毒性和腐蚀性,其使用的范围和使用的对象受到了限制。膜处理法和阴极保护是目前发展较快的工业循环水物理处理方法。
3.1膜处理法
膜处理法是指利用特殊的薄膜来对循环水中的特定成分进行选择性的透过,膜处理法包括了反渗透处理法和纳滤处理法。反渗透处理法是指对工业循环水施加一定的压力,循环水在压力的作用下进入水分离过程,在分离的过程中进而提取达到标准的工业循环水。反渗透处理法能够将工业循环水进行深度的净化,加速多余物质与水的分离。此外,纳滤处理法是目前发展较快的工业循环水处理技术,它比反渗透处理法具有更高的渗透率,纳滤的工艺和技术更为先进。总之,膜处理法没有化学处理法的毒性和刺激性,但是处理的效果远远不如化学处理法。
3.2阴极保护
阴极保护是通过借助直流的电流,使含有离子的保护介质流到被保护金属的周围,被保护金属的负电位在这种作用下可以移位到保护的电位范围内,金属在此情况下免于腐蚀。阴极保护方法有外加电流的阴极保护和牺牲阳极的阴极保护,前者是通过施加外加电流来实现,后者则是通过阴极与阳极的偶联来实现。工业循环水处理的物理办法是利用循环水的物理特点,在不改变工业循环水特性的前提下达到循环水净化和循环水冷却利用的目的,具有较为广阔的使用前景。相关技术人员在加大资金投入力度的前提下对物理处理法进行深入的研究,避免化学处理办法的弊端。
结语
近年来,工业循环水处理技术获得了较大的发展,无论是化学处理技术还是物理处理技术都有其自身作用机理和使用的优势,提高了循环冷却水的重复利用,防止了工业水的结垢,节约了能源并延长了设备的使用寿命。新时期相关技术人员还要在各方资金的支持下加大研究的力度,寻求更多的缓蚀剂、阻垢剂以及物理方法来净化工业循环水,节约更多的企业资金。
参考文献
循环水处理范文第3篇
关键词：污水处理厂 出水 循环水 补水
中图分类号：X703 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2016）02（a）-0058-02
1 立项背景
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。
2 改造、新建内容
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。
3 主要设备、材料、投资估算
主要设备、材料、投资估算如表3所示。
4 实施进度
（1）2015-10-15～2015-11-20方案编制、讨论、审核、报批。
（2）2016-11-21～2016-2-29采购备料、工程建设。
（3）2016-3-1～2015-3-31工程竣工、试运行。
5 经济效益、环境效益预测
（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。
6 存在问题及建议
（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。
参考文献
[1] 刘庆霞.2016年9月6日联泓新材料有限公司污水厂出水分析单[Z].
循环水处理范文第4篇
关键词：阻垢 循环冷却水
Main Factors Affecting Effects of Circulating Water Treatment Chemicals Deposit Control and Dispersion
Abstract: The effects of 9 typical water treatment chemicals in common use presently on deposit control and dispersion were studied through static deposit control tests.The results of the tests show that the concentration of the fed treatment agent，the calcium hardness，alkalinity，turbidity and iron concentration of water as well as biocides have different effects on the deposit control and dispersion results of different types of water treatment agents and ，therefore，the conditions for the use of water treatment agents should be determined depending upon the types of the water treament agents.
Key words: water treatment;deposit control;recirculating cooling water
概述
近年来，不同类型的水处理剂和配方不断涌现，为了最大限度地发挥水处理剂的作用，了解和研究水处理剂的适用条件和作用机理尤为重要。不少从事水处理技术研究和应用的技术人员对聚磷酸盐、有机磷酸盐和羧酸类聚合物等阻垢分散剂作过较为深入的研究[1-3]，对这些阻垢分散剂的正确使用和新型阻垢分散剂的开发起到了促进作用。但是，对阻垢剂和复合缓蚀阻垢剂在使用中对阻碳酸钙和磷酸钙的阻垢分散性能影响因素尚缺少系统的研究，表现出同一种药剂在不同的循环水系统或在同一个循环水系统不同的时期处理效果相差甚远。为解释水处理剂在实际使用中出现的一些异常现象，正确掌握水处理剂的使用条件，有必要对目前常规使用的几种典型的水处理剂的影响因素作较为系统的研究。
本文通过核磁共振仪(NMR)仪对国内外在中国使用的9种典型的水处理剂的主要成分进行分析，由主要成分确定药剂类型；用静态阻垢试验方法研究药剂浓度、浊度、铁离子、钙硬和碱度以及杀菌剂等因素对这些药剂阻垢分散性能的影响，发现上述5个主要影响因素对不同类型药剂的阻垢分散性能影响是不大相同的。 1 试验方法 1.1 水质与药剂
水质：北京自来水钙硬100mg/L，碱度135mg/L)。
药剂：水处理剂全部取自循环水现场。
1.2 试验方法
分析方法：试验用水处理剂的主要成分分析采用瑞士Buuk公司生产的300M核磁共振仪(NMR)。
阻垢方法：阻碳酸钙垢按照中石化《冷却水分析和试验方法》中的401法。
阻磷酸钙垢按照中石化《冷却水分析和试验方法》中的402法。 2 阻垢分散剂的分类
对取自现场的35个国内外水处理剂样品，首先进行理化指标分析，进行初步分类，再用核磁共振和离子色谱对主要成分和结构进行鉴定，归结为9种类型具体如表1所示。第1类至第3类为共聚物型阻垢分散剂，第4类至第9类均为复合型缓蚀阻垢剂；进一步比较可以看出，第4类至第6类主要成分是单元高分子聚合物，第7类至第9类均含多元高分子共聚物。 3 阻垢分散效果的影响因素 3.1 药剂浓度的影响
药剂浓度是影响效果的主要因素之一。表2是药剂在各自推荐药剂浓度范围的阻垢分散效果。结果表明：9种不同类型药剂在3个浓度条件下对碳酸钙均有阻垢效果。在相同浓度下，复合剂的阻垢率大于单剂的阻垢率，主要是复合剂中的其它组分和聚合物之间存在协同作用。在一般条件下，HEDP与聚合物存在明显的协同效果。对聚合物单剂，含羟磺酸基团的阻垢效果优于其它类型效果，主要是因聚合物中的磺酸基团是强极性基团，有较强的分散作用。但对阻磷酸钙的情况与阻碳酸钙明显不同，1、4和7三类几乎没有阻磷酸钙的作用，其它六类在低浓度下阻垢效果很差，随浓度升高，阻垢效果明显增加，如第2、3、8和9四类。这种现象说明阻磷酸钙的作用机理与阻碳酸钙的作用机理是不相同的。王京等[4]认为：阻垢剂对阻碳酸钙垢主要靠增溶和致畸，使碳酸钙不易形成晶体和晶体增大。但对阻磷酸钙不同，由于磷酸钙溶度积极小，极易形成晶体，阻垢剂对磷酸钙的增溶作用微不足道，只有那些能够分散已经形成晶体的阻垢分散剂，才能显示阻止磷酸钙形成水垢的作用，因此，对磷酸钙起作用主要靠药剂的分散能力。在一般条件下，含羟基、磺酸基的聚合物有较好的分散作用，因而表现出较好的阻磷酸钙的效果。 表1 归类样品的主要成分 药剂类型 主要成分 1 丙烯酸/多环芳烃磺酸盐 2 丙烯酸/烯丙基羟丙磺酸醚 3 丙烯酸/甲基丙烯酸羟丙酯 4 聚丙烯酸/HEDP/Zn2+ 5 聚丙烯酸/PBTC/Zn2+ 6 聚丙烯酸/聚氧乙烯醚酸酯/Zn2+ 7 丙烯酸和马来酸酐共聚物/PBTC/Zn2+ 8 丙烯酸和AMPS共聚物/HEDP/PBTC/Zn2+ 9 丙烯酸和羟丙磺酸醚共聚物/HEDP/PO43-/Zn2+ 表2 不同类型药剂在不同浓度下的阴垢率 % 药剂
类型 不同浓度时的阻垢率 30(10) 30(10) 30(10) 碳酸钙 磷酸钙 碳酸钙 磷酸钙 碳酸钙 磷酸钙 1 16.2 0.0 16.8 1.2 32.6 6.0 2 51.3 6.5 55.1 90.7 69.4 93.8 3 19.8 7.7 39.0 100.0 41.2 97.9 4 76.4 2.1 78.2 4.4 79.9 7.2 5 82.3 4.9 85.7 9.1 87.6 29.6 6 83.1 39.3 85.9 38.6 86.0 39.3 7 83.6 3.4 83.7 3.3 87.1 4.5 8 87.6 27.4 93.3 93.2 94.0 95.8 9 77.8 49.7 83.0 63.8 83.5 91.1 说明:括号中的深度指第1、2、和3类药剂深度 3.2 浊度的影响
表3是浊度对9类药剂阻碳酸钙垢和阻磷酸钙垢效果影响的结果。表3数据说明，浊度对第3、4、和7三类药剂的阻碳酸钙垢效果基本无影响，对第5、6、8和9四类药剂阻碳酸钙垢效果有负面影响，且随浊度增加，这些药剂阻碳酸钙垢效果下降，但对第1和2两类药剂阻碳酸钙垢效果有增效作用，随浊度升高阻碳酸钙垢效果有所增加。比较这些差异可以看出，单剂的阻碳酸钙垢效果受浊度的影响较小，多数复合剂阻碳酸钙垢效果受浊度的影响较大；浊度对阻磷酸钙垢效果的影响大于阻碳酸钙垢效果，如第2、3、8和9四类药剂，阻磷酸钙垢效果随浊度的增加而大幅度下降，在使用时应控制循环水的浊度在10mg/L以内。这个现象也说明药剂的阻碳酸钙主要是增溶和致畸作用，阻磷酸钙垢主要是分散作用。 表3 不同浊度下药剂的阻垢分散效果 药剂
类型 不同浊度下的阻垢率 0 mg/L 10mg/L 30mg/L 50mg/L 碳酸钙 磷酸钙 碳酸钙 磷酸钙 碳酸钙 磷酸钙 碳酸钙 磷酸钙 1 16.8 1.2 17.8 0.0 22.9 0.0 39.1 0.0 2 55.1 90.7 58.1 86.8 57.7 64.4 66.3 52.7 3 39.0 100.0 33.3 90.4 33.5 76.1 33.6 66.5 4 78.2 4.4 76.2 4.7 76.0 9.0 75.9 6.7 5 85.7 9.1 82.4 9.0 72.4 8.0 69.9 9.1 6 85.9 38.6 80.3 38.0 76.9 31.0 74.8 29.3 7 83.7 3.3 83.1 0.0 82.3 0.0 81.5 0.0 8 93.3 93.2 85.9 90.0 81.7 87.1 77.6 78.3 9 83.0 63.8 79.4 63.0 72.0 57.3 68.6 57.0 3.3 铁离子的影响
循环水中常常因金属腐蚀使铁离子浓度增加，特别是使用强腐蚀性水质的循环水系统和有物料泄漏系统，铁离子浓度有时高达5mg/L。铁离子对不同类型药剂的阻垢分散效果如表4所示。表4数据表明：铁离子除对第4和9两类药剂阻碳酸钙垢效果的影响很小外，对其它七类药剂阻碳酸钙垢的影响巨大，且随铁离子浓度增加，阻碳酸钙垢效果大幅度下降；铁离子对所有的九类药剂的阻磷酸钙垢均有巨大影响，随铁离子浓度增加，阻磷酸钙垢的效果大幅度下降。这些结果说明循环水中铁离子对阻垢分散作用是一种十分有害的离子，在使用中应尽可能控制铁离子浓度小于1mg/L。 表4 铁离子对药剂的阻垢分散效果的影响
% 药剂
类型 不同铁离子含量时的阻垢率 0 mg/L 1mg/L 3mg/L 5mg/L 碳酸钙 磷酸钙 碳酸钙 磷酸钙 碳酸钙 磷酸钙 碳酸钙 磷酸钙 1 16.8 1.2 16.3 0.0 2.4 0.0 3.0 0.0 2 55.1 90.7 31.5 0.0 21.0 0.0 8.3 0.0 3 39.0 100.0 34.8 93.2 25.6 92.6 24.1 4.0 4 78.2 4.4 78.0 4.7 78.7 5.9 75.6 6.1 5 85.7 9.1 76.4 5.9 69.3 4.0 67.8 5.0 6 85.9 38.6 76.3 38.0 44.6 32.5 37.7 23.1 7 83.7 3.3 71.6 3.6 67.0 4.1 65.3 0.0 8 93.3 93.2 91.8 87.7 89.5 87.4 87.6 66.8 9 83.0 63.8 77.0 63.0 68.7 59.9 51.7 49.8 3.4 钙硬和碱度的影响
人们在水处理实践中发现，水中钙硬和碱度对阻垢分散剂的效果影响巨大。表5是钙硬和碱度对不同类型药剂的阻垢分散效果影响结果。表5结果很清楚地表明，水中钙硬和碱度对各类药剂的阻碳酸钙垢效果影响很大。随钙硬和碱度的增加，阻垢率下降，但影响程度是不相同的。对前四类药剂阻碳酸钙垢效果的影响较大，说明这四类药剂不宜在较高钙硬和碱度的水中使用。对后四类药剂的阻碳酸钙垢效果影响较小，说明这四类药剂可以在高硬度和碱度水中使用。 表5 钙硬和碱度对不同类型药剂阻垢分散效果的影响 % 药剂
类型 不同钙硬和碱度水的阻垢率 A水 B水 C水 D水 碳酸钙 磷酸钙 碳酸钙 磷酸钙 碳酸钙 磷酸钙 碳酸钙 磷酸钙 1 100.00 0.0 18.4 0.0 14.2 0.0 16.8 / 2 100.00 49.6 95.2 7.9 67.7 0.0 55.1 / 3 98.0 89.2 66.0 40.9 36.3 0.0 39.0 / 4 93.7 83.3 91.7 16.5 89.2 3.3 78.2 / 5 98.8 96.5 97.3 32.2 93.8 0.0 85.7 / 6 98.0 79.5 95.2 51.5 91.4 33.4 85.9 / 7 98.7 0.0 87.5 0.0 80.9 0.0 83.7 / 8 97.7 100.0 97.2 90.5 90.1 84.4 93.3 / 9 97.5 100.0 97.9 84.2 90.4 70.9 83.0 /
说明:A水硬度和碱度分别为100mg/L和135mg/L;B水硬度和碱度分别为150mg/L和203mg/L;C水硬度和碱度分别为200mg/L和270mg/L;D水硬度和碱度分别为250mg/L和250mg/L。
与阻碳酸钙相比，水中钙硬和碱度对药剂阻磷酸钙垢效果的影响更大。如除对第8和9两类药剂阻磷酸钙垢效果影响相对较小外，对其它七类药剂，当钙硬和碱度增加1倍，这些药剂对磷酸钙垢几乎完全失去阻垢作用。
3.5 杀菌剂的影响
杀菌剂对缓蚀阻垢剂阻碳酸钙和阻磷酸钙的影响如表6所示。 表6 杀菌剂对药剂阻垢分散效果的影响
% 药剂
类型 不同杀菌剂时的阻垢率 不加杀菌剂 杀菌剂1 杀菌剂2 杀菌剂3 杀菌剂4 碳酸钙 磷酸钙 碳酸钙 磷酸钙 碳酸钙 磷酸钙 碳酸钙 磷酸钙 碳酸钙 磷酸钙 1 16.8 1.2 15.9 2.8 16.9 1.9 9.9 2.7 13.5 2.5 2 55.1 90.7 54.5 69.8 34.4 0.7 46.8 83.9 55.6 89.6 3 39.0 100.0 34.9 93.6 44.1 0.9 36.6 98.0 37.1 96.0 4 78.2 4.4 75.4 39.5 71.6 3.2 64.7 53.3 80.8 42.9 5 85.7 9.1 77.0 25.9 83.8 4.6 80.3 42.9 81.3 24.7 6 85.9 38.6 90.5 39.5 89.3 3.2 89.9 52.9 82.3 56.5 7 83.7 3.3 83.9 5.6 86.3 2.5 65.9 4.3 82.0 4.6 8 93.3 93.2 90.1 100.0 88.8 2.5 74.1 100.0 95.2 98.8 9 83.0 63.8 60.2 73.4 78.3 4.1 76.6 79.2 69.7 55.2
杀菌剂1对第3、5和9三类药剂的阻碳酸钙有明显的负面影响，对其它六类药剂影响很小；对第2和3两类药剂的阻磷酸钙有明显的负面影响，但对其它七类药剂有增效作用，随杀菌剂1的加入，阻磷酸钙效果增加。
杀菌剂2对第2、4、5、8和9五类药剂阻碳酸钙有负面作用，对其它四类药剂的阻碳酸钙均有增效作用；对第1类药剂阻磷酸钙有增效作用，但对其它八类药均有很大的负面作用，随杀菌剂2的加入，药剂的阻垢分散作用明显下降。
杀菌剂3除对第6类药剂阻碳酸钙作用无影响外，对其它八类药剂阻碳钙作用均有不同程度的影响；对药剂阻磷酸钙作用的影响与阻碳酸钙不同，除对第1、2类药剂阻磷酸钙作用稍有负面影响外，对其它七类药剂的阻磷酸钙均有大幅度的增效作用。
杀菌剂4除对第1和9两类药剂阻碳酸钙有明显的负面作用外，对其它七类药剂的阻碳酸钙影响较小；除对第3和9两类药剂阻磷酸钙有负面作用外，对其它七类均有较大的增效作用。从这些现象可以看出，不同类型的杀菌剂对不同类型的药剂效果影响是不相同的，但总体上看，杀菌剂对阻磷酸钙的影响大于碳酸钙。
4 结 论
药剂自身浓度是显著影响阻垢分散效果的因素之一。对阻碳酸钙的影响与阻磷酸钙不同，对阻磷酸钙存在最低浓度，只有药剂的浓度超过这个最低浓度，药剂才有阻磷酸钙的作用。
浊度对药剂阻垢分散效果均有不同程度的影响，但对阻磷酸钙的影响更大，随浊度增加，阻磷酸钙的效果大幅度下降。
铁离子对药剂阻垢分散作用影响明显，无论是对阻碳酸钙还是阻磷酸钙，都是随铁离子浓度的增加，阻垢分散效果下降。
钙硬和碱度对药剂阻碳酸钙和阻磷酸钙作用影响巨大，随钙硬和碱度的增加，阻垢分散效果下降。
杀菌剂对不同药剂的阻垢分散效果有不同的影响，氧化型杀菌剂对多数药剂的阻磷酸钙有增效作用，非氧化型杀菌剂对不同类型药剂的影响视药剂类型而定，有增效作用，也有对抗作用。 参考文献：
[1] Frank N.Kmmer.The NALCO Water Handbook[M].New York:R.R.Donnelley & Sons Company ，1988.
[2] Betz.BetzDearbron Handbook of Industrial Water Conditioning [M].BetzDearbron Inc.，1997.
循环水处理范文第5篇
【关键词】一体化净水器；合成氨；脱硫循环水
1. 引言
某化工有限责任公司年产25万吨合成氨扩能技术改造建设项目的脱硫废水，经现场取样化验分析，脱硫循环水除含有一定悬浮物且水温高外，尚含有少量的脱硫液，水中含有Na2CO3碱液（当脱硫采用Na2CO3作吸收剂时）、硫泡沫和少量焦油。脱硫循环水水量：2000m3/h，脱硫循环水回水水质如下：悬浮物150～200mg/L，氰化物 10～30 mg/L，PH值 7～8，含硫泡沫，水温 ≤40 ℃。脱硫循环水给水水质如下：悬浮物≤100mg/L，水温≤32 ℃，压力：0.35MPa（G）。直接排放脱硫废水会对项目周边生态环境造成严重影响，采用循环利用系统工程，选择合适的一体化净水设备，设计合理的脱硫废水处理工艺流程，将脱硫工艺排水经处理后循环使用，既符合国家工业建设项目“三同时”政策要求和节能降耗政策原则，又在环境保护、水资源节略、能耗节省、生产成本降低等方面取得了较好的综合效益。
2. 废水处理工艺流程
2.1 工艺流程主线。脱硫循环回水自流进入调节除沫池，调节除沫池具有调节水质、水量和脱除硫泡沫的功能。由于脱硫循环水连续运行，水量变化不大；高浊度净水器能很好地承受脱硫循环回水的浊度，并具有耐冲击的特点，故前置调节池不对脱硫回水进行沉淀，仅在入口处设格栅，以去除循环回水中可能含有的大颗粒悬浮物。调节除沫池的主要目的是去除浮于水面上的硫泡沫，脱硫循环水在调节除沫池停留时间为0.5小时。
调节除沫池分2格，设置2台刮沫机，将硫泡沫刮集到集沫槽后排出池外，自流进入收集池储存，间断后送出用于制硫膏。在调节除沫池低部设置压缩空气管，间断吹入空气以防止污泥沉淀和将水中的硫泡沫吹到水面。调节、除沫后的污水自流入吸水井，由脱硫循环水热水泵从吸水井提升进入一体化净水器除浊处理。在一体化净水器前的进水总管道上设置两个管道混合器，污水先后与两个计量投药泵投加的混凝剂PAC和助凝剂PAM混合后，进入一体化净水器。经加药混合后的废水进入一体化净水器内先后经旋流反应、悬浮澄清和斜管沉淀后，清水自流进入脱硫循环水冷水池，再经脱硫循环水泵送脱硫装置回用。
2.2 投药系统。混凝剂PAC和助凝剂PAM分别从各自的溶药箱与清水搅拌溶解后进入贮药池，再经各自的计量泵投入各自的管道混合器混合。
2.3 污泥处理。一体化净水器的泥斗中沉降的污泥通过排泥管由自动排泥阀控制排入污泥池，再经污泥泵提升与加药系统送来的PAM混合，进入板框压滤机脱水，干泥经污泥斗转运到汽车上外运，污泥清液废水排回调节沉淀池参与再处理，实现废水处理零排放的目标。
2.4 消耗定额。 合成氨脱硫循环水处理工艺的能源与材料消耗定额如表1所示。
表1 能源与材料消耗定额
脱硫循环水处理工艺包括除浊、降温和去除含硫泡沫等工艺。工艺流程路线如图1所示：
图1 脱硫循环水流程图3. 主要工艺设备选择
3.1 除浊设备。脱硫循环水的特点是浑浊度高，选用YZJ-1000C高浊度一体化净水器作为脱硫循环水系统的主体设备。该设备由旋流反应室与中央输泥斗及其上的澄清室组成旋流反应悬浮澄清室，上面再加二级斜管沉淀室所组成。其中：
3.1.1 反应室：提升泵的出水在管道混合器中与计量泵送来混凝剂、助凝剂混合后，从切线方向喷射进入上大下小的倒喇叭形反应室旋转上升。由于反应室的截面由小变大，随着水流上升，絮凝体不断长大，水流流速却在不断减小，减弱了水流对絮凝体的剪力，使之不被破坏，有利于絮凝体长大到可沉降的程度。
3.1.2 悬浮澄清室：在反应室顶部设中央输泥斗，将输出的剩余污泥送入泥斗与反应室内的絮凝体分开，由于反应室内水流呈升流态，使絮凝体形成悬浮状的悬浮层。悬浮层就如一个悬浮滤池，对新来水中的悬浮物起到吸附、过滤、沉淀作用，使絮凝体不断长大到可沉降尺度。由于悬浮层具有吸附作用，所以可吸附部分浮油等污染物，起到一般反应室起不到的作用。水流从反应室继续上升便进入澄清室，使水中悬浮物得到第一次沉降。并起到向斜管沉淀室配水的作用。
3.1.3 斜管沉淀室：澄清水从澄清室上升后进入斜管沉淀室，由于斜管湿周大，水力半径小，每根斜管就是一个小沉淀室，故沉淀效率远远高于澄清室，出水悬浮物可迅速降低到≤100mg/L。
3.1.4 排泥：泥斗设在反应室外侧和净水器外桶体内侧的空间，通过中央输泥斗与反应室内的悬浮层相通。泥斗顶部设澄清水管，当开启澄清水管阀门适量排水时，悬浮层中的剩余活性污泥便经过中央输泥斗进入泥斗沉淀下来，再经自动排泥阀排出。排泥阀的排泥周期和排泥历时可根据水质情况进行调整。由于本净水器的泥斗容量大，污泥在泥斗中的停留时间长，所以澄清水管排出的水为清水，浊度很低，可直接送入清水池。
3.1.5 设备特点：YZJ-C型一体化净水器：其特有的悬浮层和双级沉淀系统，在有效去除浊度的前提下还可以去除少量的COD、BOD和其它物质。性能优良、运行稳定。
3.1.6 斜管选择：采用50 PVC斜管（表面光滑、不易结垢、强度好、使用寿命长），并在净水器顶部接水管定期冲洗斜管的技术措施，保证斜管不堵塞。
脱硫循环水处理主要工艺设备主设计参数如表2所示。
表2 工艺设备设计参数
3.2 SF型管道混合器。用于混凝剂、助凝剂的快速、高效混合。SF型管道混合器是利用射流与反射锥原理设计而成的。提升泵送来的原水和计量泵送来的混凝剂、助凝剂在这里经喷射器的挤压和高速喷流到达反射锥反回到喷射器，再折返前进，最终经反射锥环缝中挤入管道，造成多级强烈而高质量的微旋涡。迅速达到药剂的高速混合水解作用。再经过管路上的各种弯头再次产生旋涡，最后在进入反应室时再次喷流有机地过渡到反应工序。SF管道混合器的特点是混合水解速度快、效率高、质量好、节省药剂，管径与设备进水管相同，直接与进水管路串接，不占地盘，免维修。
3.3 自动拉板板框压滤机。自动拉板板框压滤机包括机架、厢式滤板、带独立的液压系统及电控系统，具有自动液压、自动保压、自动回程、自动拉板卸料、带自动接液翻板等特点。型号：XMZF60/1000-UK，规格：处理量20m3/h（间断）， 过滤面积60m2。
3.4 污水冷却塔。型号：GFNL-1000；冷却水量：1000m3/h；进水温度：40℃，出水温度 32℃；功率：45Kw；数量：2台。
4. 结论
4.1 针对脱硫循环水的特点设置除硫泡沫装置，处理工艺流程简便、顺畅，能保证循环水水质要求；
4.2 YZJ-C型一体化净水器其特点是出水水质好，抗冲击负荷能力强，高浊度净水器特有的悬浮层不但对高浊度悬浮物有优异的去除能力，对悬浮物以外的其它污染物也具有一定的去除能力。
4.3 不需设中间提升泵与调节构筑物，运行费用低，电耗省。污泥采用板框压滤机机械脱水方案，环境条件好，运行稳定、可靠。系统自动化程度高而简单，减少了误操作，节省了劳动力，且投资较低。
参考文献
[1] 王祥颖. 脱硫循环水改造与经济分析[J]. 安徽化工， 2008年增刊.
[2] 黄华耀， 伊建超. 一元净水器在是处理脱硫循环水的利器[J]. 氮肥技术， 2010， （1）： 46～48.
[3] 施俊鹏. 一体化净水器在合成氨造气废水处理回用中的应用[J]. 工业用水与废水， 2009， 40（4）： 78～80.
