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1、循环水水质常见问题及处理方法发布：多吉利 来源：工业生产中往往产生大量的热,使设备和产品的温度升高,从而影响正常生产和产品质量。水是吸热的良好介质,可以用于冷却生产设备和产品,冷水冷却器中,将热油降温,水温升高,为了重复利用排出的热水将其引入冷却塔冷却,再用水泵送入冷却器中循环使用。而目前应用最广,类型最多的是敞开式循环冷却水系统。该系统是在高浓缩下运行,实现了冷却水的高度重复利用。但是该系统的弊端是冷却水在循环系统中循环使用,水温升高,水流速度的变化,水的蒸发和空气中杂物的引入,各种无机离子和有机物质的浓缩,阳光照射,灰尘杂物的引入,以及设备结构和材料等多种因素的综合作用,造成循环水水质恶化
2、,所以必须做好水质处理工作。为了更好地说明水质处理问题的重要性,对我厂顺酐装置循环水系统进行了分析研究,结合循环水工艺流程,分析了循环水水质的变化及相应提出了处理方法。 1循环冷却水系统运行过程中水质的变化 CO2含量降低当冷却水中溶解的重碳酸盐较多时,水流通过换热器表面,特别是温度较高的表面就会受热分解,反应如下: Ca(HCO3)2-CaCO3+H2O+CO2 当循环水通过冷却塔,溶解在水中的CO2会逸出,水的pH值升高,此时重碳酸盐在碱性条件下发生如下反应: Ca(HCO3)2+2OH-CaCO3+2H2O+CO32- 如水中溶有适量的磷酸盐与钙离子时,也将产生磷酸钙的沉淀: 2PO43
3、-+3Ca2+-Ca3(PO4)2CaCO3和Ca3(PO4)2属微溶性盐,其溶解度随着温度的升高而降低,从而引起循环水结垢。 碱度增加随着循环冷却水被浓缩,溶解在水中的CO2逸出,冷却水的碱度会升高。PH值升高补充水进入循环冷却水系统后,水中游离的和半结合的酸性气体CO2在曝气过程中逸入大气而散失,故PH值升高。浊度增加一方面补充水进入循环冷却水中后由于被不断蒸发、浓缩,另一方面循环冷却水在冷水塔内反复与大量的工业大气接触,把大气中的尘埃洗涤下来并带入循环冷却水中形成悬浮物,导致水中悬浮物和浊度升高。 溶解氧浓度增大补充水进入循环冷却水系统后,在冷却塔内的喷淋曝气过程中,空气中的氧大量进入水
4、中成为水中溶解氧,而溶解氧常是加速腐蚀的主要因素。 含盐量升高补充水在循环过程中被蒸发时,水中无机盐等非挥发性物质则仍留在循环水中,故增大了循环水的结垢和腐蚀倾向。 有害气体的进入循环冷却水在冷却塔内与工业大气反复接触时,大气中的SO2、H2S、NH3等有害气体不断进入循环水中,增进了对钢、铜、铝合金的腐蚀。 异养菌的生长循环冷却水中,异养菌的生长繁殖最快,数量也最多,这类细菌能产生致密的粘液,产生生物粘泥,对循环水危害很大。 2水质处理方法 为了保证系统长期、有效、安全的运行,必须定期对系统进行清洗、预膜、加药、排污、补充新鲜水,对水质、腐蚀性等情况进行日常监控。 (1)水质的稳定处理。影响
5、循环水稳定的因素有水质污染、脱CO2、浓缩作用、水温变化等。先进的水质稳定处理,使循环水系统能在较高的浓缩倍数下运行,既满足生产需要,又达到节水的目的。对于一个冷却系统而言,从直流水改为循环水,并浓缩23倍,那么其用水量将锐减至原来的0.5%1.0%,所以我们将浓缩倍数严格控制在23倍,选用缓蚀阻垢剂为YS-201,根据每天化验的结果,确定加药量,目的是增加磷(P)含量,除垢,保持水质稳定。但过多的提高浓缩倍数会使循环冷却水的硬度、碱度和浓度升得太高,水的结垢倾向增大很多,从而使结垢控制的难度增大。高的浓缩倍数还会使循环冷却水的腐蚀性离子和腐蚀性物质的含量增加,水的腐蚀性增加,从而使腐蚀控制难
6、度增加,同时还会使药剂在冷却水系统中的停留时间增大而水解,因而冷却水的浓缩倍数并不是愈高愈好。 (2)防水垢的稳定处理法。根据所选用的处理方案和浓缩倍数的要求,控制成垢物质进入冷却水中的量,把补充水软化到一定程度,控制水中钙离子的含量; 在循环水中加碱或二氧化碳降低pH值,以控制水中碳酸根离子; 使用阻垢剂破坏CaCO3等盐类结晶增长的过程,以达到控制水垢形成的目的。 (3)控制循环冷却水的浊度。一般循环冷却水的浊度应控制在1015mg/L。主要是控制方法有:采取有效的旁滤处理;控制补充水的浊度;在风沙大的地区,应在冷却塔周围砌上短墙,防止风沙入侵到冷却水系统;控制微生物的繁衍,防止粘泥的大量
7、产生;注意清除塔池积泥。 (4)菌藻的处理。一周做一次化验,根据化验结果决定是否需加杀菌剂。投药前先将循环水浓缩倍数控制在标准范围内,关闭排水阀和补水阀,使系统处于无泄水状态,以免降低药剂浓度,投药后,药剂在水中停留1214小时后,大量补水及排水,直至泡沫消除干净。(5)粘泥的处理。定期进行彻底清理(主要是装置检修、停产过程中)日常浊度小于20ppm,悬浮物小于30ppm,含油小于5ppm,严格控制,及时开排污阀进行排污。 (6)预膜。为了防止系统管道、冷却器等内部腐蚀,在每次检修后,开车运行前进行预膜,使设备、管道内壁形成一层保护膜。 3结语 在工业生产中,循环水起着不可替代的重要作用。为了
8、使工厂取得更大的经济效益和社会效益,我对循环水水质进行了分析,发现循环冷却水在运行过程中,水质会发生很大变化,对设备损害也相当大。针对这些问题,我学习了相关的理论知识,提出了解决处理办法,达到了延长设备使用寿命、为工厂节约开支的目的。循环水系统微生物产生原因及杀菌方案发布：多吉利 来源：杨柳青电厂地处天津市近郊,有2台300MW发电机组。该厂循环冷却水系统补充水取自子牙河,水质全年变化较大,且逐年恶化。为节约用水、降低水耗,循环水系统处理采用加酸、加水质稳定剂处理,并采用1.5%的异噻唑啉酮进行杀菌处理,循环冷却水的排污水通过反渗透处理后回用,循环水水质有一定改善。全厂辅机设备用水均采用循环水
9、,2006年5号机组小修设备解体后发现,汽机侧冷却器回水部分管道(尤其是水平管道和管道的转弯处)有微生物及黏泥堵塞现象。冷却塔的分水槽内也发现此类微生物。如果这一问题不解决,长期发展下去,微生物黏泥附着在管道中,会降低热交换能力:同时,黏泥若不及时去除,日积月累会造成管道的堵塞及造成垢下微生物腐蚀等。 西安热工研究院有限公司和杨柳青电厂合作,对循环水系统微生物堵塞物进行了细菌种类鉴别试验杀菌剂筛选及动态试验,并提出了循环水杀菌灭藻的处理方案。 1微生物种类的确定 管道微生物污堵情况。堵物外观呈黑褐色丝带状物集合生长体,经水浸泡后,丝状物变为中空的杆状物。用手轻捻泡开的杆状物,立即松散为油泥状,
10、未感觉有植物纤维,镜检(400倍)清楚地看到铁细菌、寄生虫卵和少量植物细胞。 经过显微镜镜检和细菌种类分析,堵塞物中含有大量的异养菌、硫酸盐还原菌和铁细菌,生物体为黏泥、细菌(包括异养菌、硫酸盐还原菌和铁细菌)和少量植物细胞的混合生长体,由于它们的好氧特性,使其自发形成中空的构型,以便能最大限度地接触养分。 2微生物产生原因分析 2.1子牙河水的严重污染 杨柳青电厂循环冷却水系统补充水取自子牙河,水质全年变化较大,且水质逐年恶化(所取水样较混浊),导致原水中细菌含量较高。进入循环水系统后,由于循环冷却水系统的水温常年在2545,加入的水质稳定剂又为膦系药剂,极利于微生物生长繁殖,微生物在此环境
11、中会迅速滋生。若使用杀菌剂不得当,细菌的数量往往呈现剧烈增长的趋势,导致设备壁上产生生物黏泥,黏泥不仅会使换热器的效率下降,还会使设备堵塞,甚至产生点蚀。 2.2微生物对杀菌剂产生抗药性 杨柳青电厂目前使用的杀菌剂为异噻唑啉酮(1.5%)。自投产以来就使用该药剂,且2005年以前从未发现此种微生物的生长,2004年设备中发现的均是黄色黏泥状物质。异噻唑啉酮是一种非氧化型杀菌灭藻剂,它具有高效、广谱、低毒、适用pH范围广等特点,是一种较为理想的水处理剂。但常年使用该种药剂,细菌会对其产生抗药性,使杀菌灭藻效果不理想;且生物黏泥一旦形成后,异噻唑啉酮对已形成的生物黏泥的剥离效果较差。经长期积累,细
12、菌、黏泥、藻类等会混合生长,导致形成复杂的混合生长体。 2.3流速的影响 水中微生物附着在某个固体表面上对利用营养成分较有利,所以水中微生物有附着在固体表面生长的倾向。生物黏泥附着过程分为附着初期、对数附着期和稳定附着期。稳定附着期是指黏泥附着速度与水流引起的黏泥剥离速度处于平衡状态。因此,水的流速对污垢黏泥的沉积有重要作用。在流动体系中,如由高流速突变为低流速的突变区域,由于剪切力的突然消失,在此区域污垢黏泥最易沉积。杨柳青电厂现场微生物堵塞物多出现在冷却器回水管道流速偏低的地方或管道弯头处也证明了这一点。 在GB50050工业循环冷却水处理设计规范中,对管道中冷却水流速有明确规定:“管程循
13、环冷却水流速不宜小于0.9m/s,壳程循环冷却水流速不宜小于0.3m/s,当受条件限制不能满足上述要求时,应采取防腐涂层、反向冲洗等措施”。 火力发电厂换热器的形式一般只有管程一种,故按规范要求,管道中水流速应大于0.9m/s,根据热工手册汽机篇第八章第三节的推荐,冷却水流速一般为1.72.0m/s,而实际测得冷油器回水管流速偏低。 2.4膦系阻垢缓蚀剂的加入 杨柳青电厂冷却水系统为敞开式。由于敞开式冷却水系统中有充足的溶解氧、足够的有机物和无机物,水温通常又在2540,故为微生物的生长繁殖提供了适宜的条件;由于水的循环,使出水又返回系统,微生物难以排出,随着浓缩倍率升高,微生物的数量成倍增加
14、,故其冷却水系统微生物的危害比直流冷却水系统严重得多。 杨柳青电厂循环水处理采用加酸、加水质稳定剂处理,所使用水质稳定剂为膦系水质稳定剂,水质稳定剂的加入使水体中磷含量较高(正磷质量分数高达6.5mg/L),磷是菌藻繁殖的重要营养物,故可能造成水栖菌藻的大量滋生。 2.5冷油器漏油 现场微生物堵塞物主要生长在冷油器回水管道中,冷油器近期有漏油现象,微生物堵塞物用水浸泡后,用手捻碎,明显感觉是油泥状,因此推测微生物堵塞物的形成也可能与冷油器漏油有关系。在GB50050工业循环冷却水处理设计规范中规定循环冷却水中油含量应小于5mg/L,因此建议检查漏油点,并采取相应措施。 2.6pH的影响 一般说
15、来,细菌宜在中性或碱性环境中繁殖,多数细菌的最佳繁殖pH在69之间,杨柳青电厂循环水pH就在此范围内。故必须采用高效杀菌剂对其进行抑制,若采用杀菌剂无法抑制细菌的生长繁殖,细菌在适宜的pH范围内,其繁殖速度将成倍增加。循环水中钙、镁垢和铁的氧化物在pH大于8时几乎完全不溶解,有机胶体在碱性溶液中更易混凝析出,它们会与细菌结合形成混合生长体粘附在换热器表面,影响换热器的换热效率。 3单体杀菌剂的选择 目前循环水处理中常用的杀菌剂有氧化性杀菌剂和非氧化性杀菌剂两大类型。氧化性杀菌剂具有强烈氧化性,通过与细菌体内代谢酶发生氧化作用而达到杀菌目的,如卤素中的氯、溴以及溴、氯的化合物(次氯酸钠、二氧化氯、氯化异氰尿酸、卤化海因等)、臭氧、过氧化氢、过氧乙酸。本次试验选用的活性溴类杀菌剂和次氯酸钠均属于氧化性杀菌剂;非氧化性杀菌剂是以致毒剂的方式作用于微生物的特殊部位,从而破坏微生物的细胞或者生命部位而达到杀菌效果。目前我国应用于水处理系统中的非氧化性杀菌剂主要有氯酚类、醛类、季铵盐类、季磷盐类、异噻唑啉酮类等。本次试验选用的非氧化性杀
