节能知识

循环水处理知识

发布时间:2021-04-29 09:04:54

作者:瑞泽能源

针对企业循环水系统的特点和工艺条件,结合当地水质特点,选择适合企业实际情况的水处理方案,通过加药等措施,使循环水指标控制在一定的范围内运行,既能保证生产设备的长周期运行,又能提高循环用水利用率。循环水处理技术的应用,不仅可以给企业带来显著的经济效益,而且还可以产生良好的社会效益。

  针对企业循环水系统的特点和工艺条件,结合当地水质特点,选择适合企业实际情况的水处理方案,通过加药等措施,使循环水指标控制在一定的范围内运行,既能保证生产设备的长周期运行,又能提高循环用水利用率。循环水处理技术的应用,不仅可以给企业带来显著的经济效益,而且还可以产生良好的社会效益。

  工业化循环冷却水系统在运行过程中,由于水分蒸发、风吹日晒等原因,循环水不断被浓缩,其中所含的盐类超标,阴阳离子增多,pH值发生显著变化,导致水质恶化,而循环水的温度、pH值和营养成分对微生物的繁殖有利,冷却塔上充足的阳光照射更是藻类生长的理想场所。此外,结垢控制,腐蚀控制,微生物控制等,都需要循环水处理。轮渡运输过程中出现的主要问题有:

  (1)水垢:由于循环水在冷却过程中不断蒸发,导致水中含盐量持续升高,某些盐类溶解度过高而沉淀。常用的有碳酸钙,磷酸钙,硅酸镁等。水垢结构比较致密,传热效率大大降低,0.6毫米的水垢厚度可降低20%的传热系数。

  污垢:主要由水中有机物、微生物菌落和分泌物、泥沙、粉尘等组成,其质地松软,不仅降低了换热效率,还造成垢下腐蚀,缩短设备的使用寿命。

  (3)腐蚀:循环水对换热设备的腐蚀,主要是电化腐蚀,其原因是设备制造缺陷,水中氧气不足,水中有腐蚀性离子(Cl-、Fe2+、Cu2+),以及由微生物分泌的粘液产生的污垢,其腐蚀后果十分严重,即使换热设备、水管设备报废,也不能很好地控制。

  (4)微生物粘泥:由于循环水中溶氧充足,温度适宜,富养条件适宜,因此非常适合微生物的生长繁殖,如果不加以控制,就会迅速引起水质恶化、发臭、发黑,冷却塔大量积垢甚至堵塞,冷却散热效果大大降低,设备腐蚀加剧。所以循环水处理必须控制微生物繁殖。

  细菌危害

  循环水中的微生物有两种形式。第一,冷却塔在蒸发水时需要引入大量空气,微生物也随空气带入冷却水;第二,冷却水系统中补充水中或多或少存在微生物,微生物也随补充水进入冷却水系统。

  海藻在阳光的照射下,会与水中的二氧化碳、碳酸氢根等碳源进行光合作用,吸收碳为养分而放出氧,因此,海藻大量繁殖时,会增加水中溶解氧的量,有利于氧的去极化作用,使腐蚀过程加速。循环水系统中微生物的大量繁殖将使循环水色变黑,产生恶臭,并对环境造成污染。

  与此同时,大量粘泥的形成将导致冷却塔冷却效率下降,木材腐烂变质。在热交换器内沉积粘泥,传热效率降低,水头损失增大,粘泥沉积在金属表面会造成严重的垢下腐蚀,同时也隔离了防垢剂对金属的作用,使防垢剂无法发挥其应有的防垢效果。除加速垢下的腐蚀外,微生物粘泥在代谢过程中,一些细菌的分泌物直接对金属形成腐蚀。由于上述原因,造成循环水系统长期不能安全运行,影响生产,造成严重的经济损失,从而使水垢腐蚀对冷却水系统危害不亚于水垢,甚至可以说,三种控制微生物危害的方法比较起来是最优的。

  可通过下列化学分析项目测定循环水中微生物的动态:

  (1)余氯(游离氯)加氯杀菌时,应注意余氯出现的时间和数量,因为当微生物大量繁殖时,循环水中的氯消耗量会大大增加。

  (2)氨循环水中一般不含氨,但由于工艺介质泄漏或吸入空气中的氨也会使水中出现氨,此时不可掉以轻心,除了积极寻找氨的漏点外,还应注意水中是否含有亚硝酸根,水中的氨含量最好控制在10mg/l以下。

  NO2-当水中含有氨气和亚硝酸根时,说水中已有亚硝酸菌将氨气转化为亚硝酸根,循环水系统加氯变得非常困难,耗氯量增加,余氯难以达到指标时,NO2-含量最好控制在小于1mg/l。

  (4)化学需氧量水体中微生物大量繁殖会使COD升高,由于细菌分泌的粘液会增加水体中有机物的含量,因此通过化学需氧量分析,可以观察到水体中微生物的变化趋势,一般情况下,水体中的COD最好小于5mg/l(KMnO4法)。

  循环水中微生物引起的危害是非常严重的,如果要在微生物引起危害后采取措施,往往事倍功半,还要花费大量的杀生剂和金钱。所以有必要对循环冷却水的微生物状况进行提前全面的监测。

  浓水倍数

  循环用水浓缩倍数是循环用水系统在运行过程中,由于水分蒸发、风吹损失等原因,循环用水不断浓缩的倍数(以补充水为基准进行比较),是水质控制和管理的重要综合指标。浓度倍数低,耗水量大,排放口排放浓度高,水处理药剂的效能不能充分发挥;浓度倍数高,水处理药剂会降低水量,节省水处理费用;浓度倍数高,水的结垢倾向增大,结垢控制和腐蚀控制的难度加大,水处理药剂会失效,不利于微生物控制,故对循环水的浓度倍数有一个合理的控制指标。

  积垢的形成

  循环水系统中,水垢是由过饱和水溶性成分形成的,在水中溶解有各种盐类,如碳酸氢盐、碳酸盐、氯化物、硅酸盐等,其中溶解在冷却水中的Ca(HCO3)2,Mg(HCO3)2,Mg(HCO3)2等盐类最不稳定,很容易分解生成碳酸盐,因此,当冷却水中溶解的碳酸氢盐较多时,水流经过换热器表面,特别是在高温条件下,受到热解作用,水中溶有磷酸盐和钙离子时,也会产生磷酸钙的沉淀;碳酸钙和Ca3(PO4)等都属于难溶解盐类,它们的难溶解度并不随温度的升高而增加,而是随着温度的升高而降低。

  这样,在换热表面上,这些难溶性盐易在水中结晶,特别是当水流流速小或换热面较粗糙时,这些结晶沉淀会沉积在换热表面,形成通常所说的水垢,因为这些水垢结晶致密且较坚硬,也称为硬垢,常见的水垢成分是:碳酸钙、硫酸钙、磷酸钙、镁盐、硅酸盐。

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