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1、循环冷却水的化学处理 Chemical Treatment of Cooling Water,要解决哪些问题？,要解决的问题,1 冷却设备腐蚀、结垢、微生物的控制 日常管理：水质报表、设备运行状况 问题：水质报表有哪些主要信息？ 2 节水：浓缩倍数 问题：如何提高浓缩倍数？,对于你的冷却设备主要问题?,如何判定发生了腐蚀、结垢、微生物垢问题？ 冷却设备的材质 黄铜-含铜和锌的合金-可能的问题? 每天看水质分析结果和挂片监测相结合,水质控制指标和分析频次,序号 控制项目 频次 控制指标 1 水温 1次/h 28.0(冬季);32 (夏季) 2 COD 1次/d 10mg/l 3 Ca2+ 1次/
2、d 75mg/lCa2+500mg/l 4 浊度 1次/d 10FTU 5 pH 2次/d 8.09.0 6 药剂浓度 4-6次/d 总磷2.03.0mg/L 7 异养菌总数 2次/7d 1.0105个/ml 8 生物粘泥 2次/7d 4ml/m3 9 浓缩倍数 1次/d 3.06.0 10 Cu2+ 2次/7d 0.1 mg/L 11 铜腐蚀速率 月度 0.005mm/a,水质指标,重要指标： 1.与结垢有关的指标 钙硬度+总碱度、端差、药剂量(总磷、正磷、锌盐) 2.与腐蚀有关的指标 总铁、铜离子、药剂量(总磷、正磷、锌盐) 、氯离子与硫酸根、总溶固、电导率、余氯、 3.腐蚀结垢相关的指标
3、 浊度与悬浮物、药剂量(总磷、正磷、锌盐) 、余氯、异养菌数、 4.药剂控制 总磷（mg/L） 余氯(0.2-0.5mg/L) 5.与污水回用及泄漏有关的指标 含油量、溶解氧、氨,水质分析,如何从分析结果看腐蚀结垢倾向 1.与结垢有关的指标 钙离子与硬度、总碱度与pH值、 主要的垢? 碳酸钙垢、磷酸钙垢、锌垢、铁垢 、微生物垢：,控制碳酸钙垢形成的指标 钙硬 +总碱度1000mg/L,总碱度包括碳酸氢根、碳酸根、氢氧根，主要为碳酸氢根 总碱度和pH高抑制腐蚀、产生硬垢 不加酸，循环水钙硬总碱度1000mg/L，pH约9 加酸，总碱度60160mg/L，pH约7.58.2,控制结垢的措施,水的软
4、化 加酸或通CO2 气体 增加旁滤设备 电子处理 投加阻垢剂、分散剂,阻垢剂的阻垢机理,主要的阻垢剂：磷系、共聚物 增溶机理 晶格畸变的机理 分散机理 自解脱膜机理,自然界中的碳酸盐水中的垢,循环水中金属的腐蚀,碳钢主要:氢（酸）腐蚀和由溶解氧而引起的腐蚀 黄铜(含铜和锌的合金)：析锌腐蚀 电偶腐蚀: 由于不同金属组合在一起而引起的电偶腐蚀 由氯离子而引起的腐蚀 其它腐蚀因素,由溶解氧而引起的腐蚀,阳极过程：MM22e（Fe2eFe2） 阴极过程：1/2O2 H2O2e2OH- Fe2 2OH- Fe(OH)2 4Fe(OH)2 2H2 OO2 4Fe(OH)3,电偶腐蚀-封头处,异类材料连接
5、在一起，由于电极电位不同而发生的电化学腐蚀。发生电偶腐蚀时,电极电位较负的金属通常会加速腐蚀,而电极电位较正的金属的腐蚀则会减慢 阳极过程：Fe2eFe2 阴极过程：Cu2 2eCu,由氯离子而引起的腐蚀（螺栓处）,都发生在孔蚀或缝隙腐蚀中 氯离子对不锈钢和合金的腐蚀比对普通碳钢快得多,其它腐蚀因素,垢下腐蚀 垢、杂物导致的腐蚀氧浓差腐蚀 磨损腐蚀,腐蚀速率,碳钢管厚度0.8-2mm 碳钢腐蚀速率：0.075mm/y；用10年左右 黄铜腐蚀速率：0.005mm/y,水质报表中与腐蚀有关的指标,总铁、铜离子 氯离子与硫酸根、总溶固、电导率 加药量(总磷、正磷、锌盐、余氯) 浊度与悬浮物 异养菌数
6、,水质报表中总磷、正磷、锌盐,药剂带入 缓蚀阻垢剂 正磷和锌盐的沉积 对碳钢设备为主的循环水中，总磷 39mg/L，正磷 05mg/L，锌离子 03mg/L 对铜设备为主的循环水中，总磷 03mg/L，,水质报表中的总铁,补充水带入和系统腐蚀，包括三价铁和两价铁，以三价铁为主 总铁高，加剧腐蚀 腐蚀后导致黏附速率超标，难以清除 亚铁离子是铁细菌繁殖的营养源 自然pH值运行时总铁含量低（浓缩倍数低、氧化铁沉积），加酸运行时总铁高。 控制指标？ 要求 0.5mg/L,水质报表中的氯离子与硫酸根,补充水带入，氯类杀菌剂、硫酸 腐蚀性离子，氯离子引起不锈钢应力腐蚀、点蚀 硫酸根是硫酸盐还原菌的营养源
7、不锈钢设备：氯离子700mg/L（2000化工标） 300mg/L（95国标） 硫酸根氯离子1500mg/L,控制腐蚀的措施,采用耐腐蚀的金属和合金 用耐腐蚀的材料涂覆 提高循环水的pH 电子处理 与电化学保护 添加缓蚀剂,垢与腐蚀产物,轻松一刻,水质报表中与微生物有关的指标,余氯、异养菌数、铁细菌、硫酸盐还原菌 循环水中细菌的控制 危害: 微生物产生粘泥和沉积物 带来严重的腐蚀 要求: 循环水中，余氯 0.51mg/L，保持两个小时；异养菌数 1.0105个/ml ，铁细菌 100个/ml ，硫酸盐还原菌 50个/ml 。,循环水中的微生物,藻类 ：蓝藻、绿藻和硅藻 真菌腐蚀 脚气 食品发霉
8、 细菌 （异养菌） 产粘泥细菌 腐蚀性细菌：硫酸盐还原菌 、硝化细菌、铁细菌,微生物生长带来的危害,产生大量粘泥，降低换热器的冷却效果，恶化水质条件 使水质稳定剂失效 微生物粘泥使缓蚀阻垢剂因无法到达金属表面 某些缓蚀阻垢剂成为一些微生物的营养源而被分解 引起设备的腐蚀 影响人体健康和产品质量,水质分析结果与问题分析,微生物的判断 余氯 0-1mg/L 细菌总数105个ml 粘泥量2ml/m3 物料泄漏 水质指标突然异常 pH升高或降低 COD、TOC增大 细菌数控制不住 余氯没有,控制微生物生长的方法,选用耐蚀材料 做好水质清洁工作 采用杀生涂料 阴极保护 清洗 防止阳光照射 噬菌体法 添加
9、杀生剂,常用的杀生剂,氧化性：氯系列 ：氯气、次氯酸钠、漂白粉、漂粉精、二氧化氯、二氯异腈尿酸、三氯异腈尿酸 、臭氧 、溴及溴化物 、过氧化物 非氧化性：季铵盐 ：1227、1427 有机胺类 有机硫化合物 铜盐 异噻唑啉酮 如何使用？,如何合理使用杀菌剂,氧化性：每天投加西药 非氧化性：夏季每月二次 冬季每月一次 使用原则：交替用，防止产 生抗药性,与腐蚀、结垢、微生物有关的指标浊 度,定义：水中含有的悬浮及胶体状态的微粒，导致水中产生的混浊度。 浊度10.0 mg/L，浊度25.0mg/L。 循环水浊度增大是由多种原因造成的： （1）原水处理效果不好，补充水浊度高； （2）物料泄漏到循环水
10、中； （3）水处理药剂的阻垢效果不好，系统水中有CaCO3晶体等； （4）细菌控制效果不理想，和水中悬浮物一起形成菌胶团。因此，可以通过测定浊度反映循环水情况，从而有针对性的解决循环水问题。 (5)腐蚀产物,常用的循环水缓蚀剂,铬酸盐 、亚硝酸盐 钼酸盐 、钨酸盐、水玻璃 锌盐 磷酸盐 聚磷酸盐六偏磷酸钠和三聚磷酸钠 有机多元膦酸 铜缓蚀剂： 苯并三氮唑（）、甲基苯并三氮唑（）、巯基苯并噻唑（）,常用的循环水阻垢缓蚀剂-有机多元膦酸,氨基三甲基膦酸（ATMP） 羟基乙叉二膦酸（HEDP） 乙二胺四甲叉膦酸（EDTMP） 二亚乙基三胺五亚甲基膦酸（DTPMP） PAPEMP 膦羧酸PBTCA、H
11、PAA 无机磷-六偏磷酸钠、磷酸盐 耐温性的比较 : PBTCA HEDP ATMP六偏磷酸钠,逆流塔,横流塔,双曲线塔（自然通风）,问题：水质指标超标了怎麽办？,总磷低-加药 浊度高-排污、旁滤、杀菌、加药 钙硬度加碱度高-排污 异养菌高- 铜离子高- 腐蚀速率高-,影响浓缩倍数的主要原因分析,部分循环水系统设计不合理导致浓缩倍数低 冬、夏季蒸发量差异导致浓缩倍数的差异 部分循环水温差小导致浓缩倍数低,部分循环水系统设计不合理导致浓缩倍数低,具体表现在以下两点： 1） 系统没有旁滤设备，导致系统浊度超标，不得不强制排污； 2）系统容量大、循环量小、温差小的循环水。,部分循环水温差小导致浓缩倍
12、数低,循环水系统温差直接影响系统水的蒸发量，温差小，系统水的蒸发量就小，特别在冬季，由于环境温度低，浓缩倍数就上不去。假定循环水量R为10000t/h，系统不强制排污，仅靠旁滤过滤器排污，排污量为20t/h，温差与浓缩倍数的关系见表4。 表4 温差与浓缩倍数的关系 T， 4 8 排污量B，t/h 20 20 浓缩倍数 4.4 7.9 由此可见，对一些温差较小的系统，即使不人为排污，浓缩倍数也很难上去。,冬、夏季蒸发量差异导致浓缩倍数的差异,环境温度的差异导致了循环水系统蒸发量的不同，蒸发量E=RT/，其中R:循环水量；：蒸发潜热；T：温差；设定循环水量为10000吨/小时,温差8，冬季和夏季的
13、蒸发量比较差别将近一倍，具体数据见表2。 表2 冬季和夏季的循环水蒸发量比较 -10 0 20 40 1/ 0.0008 0.001 0.0014 0.0016 蒸发量，吨/小时 64 80 112 128 由于大部分循环水系统有旁滤系统，而旁滤系统都要反冲洗，要损失一定的水量，相当于系统的排污，对温差较小的系统来讲， 冬季系统的浓缩倍数就上不去，,表 夏季和冬季循环水系统浓缩倍数比较,2006.7-2006.9 二循 新二循 三循 新三循 4.43 6.13 5.35 6.45 2006.11-2007.1 二 循 新二循 三循 新三循 3.47 4.67 4.23 5.32,提高浓缩倍数的途径,设计合理R/V和温差 软化给水 加酸减低碱度：钙硬 +总碱度1100mg/L. 高效药剂的使用,谢谢！,
