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工業(yè)用水循環(huán)水處理設(shè)備常見問(wèn)題及解決方案
隨著工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，水用量急劇增加,，很多地區(qū)已經(jīng)出現(xiàn)供水不足的現(xiàn)象，節(jié)約用水刻不容緩,！冷卻水占工業(yè)用水主體，工業(yè)循環(huán)冷卻水系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中,，由于水分蒸發(fā)、風(fēng)吹損失等情況使循環(huán)水不斷濃縮,，其中所含的鹽類超標(biāo)，陰陽(yáng)離子增加,、pH值明顯變化，致使水質(zhì)惡化,，而循環(huán)水的溫度，pH值和營(yíng)養(yǎng)成分有利于微生物的繁殖,，冷卻塔上充足的日光照射更是藻類生長(zhǎng)的理想地方。而結(jié)垢控制及腐蝕控制,、微生物的控制等等,，必然的需要進(jìn)行循環(huán)水處理,。
循環(huán)水運(yùn)行過(guò)程中常產(chǎn)生的問(wèn)題
在工業(yè)生產(chǎn)的工藝條件下,，工業(yè)循環(huán)水水質(zhì)常會(huì)發(fā)生一系列變化，對(duì)生產(chǎn)造成危害,，如：腐蝕,、結(jié)垢,、菌藻、粘泥等,。這些問(wèn)題如果得不到有效的解決,，則無(wú)法進(jìn)行安全生產(chǎn)，造成巨大的工業(yè)損失,。
1、水垢
由于循環(huán)水在冷卻過(guò)程中不斷地蒸發(fā),，使水中含鹽濃度不斷增高,，超過(guò)某些鹽類的溶解度而沉淀,。常見的有碳酸鈣、磷酸鈣,、硅酸鎂等垢。水垢的質(zhì)地比較致密,，大大的降低了傳熱效率，0.6毫米的垢厚就使傳熱系數(shù)降低了20%,。
A,、碳酸鈣
碳酸鈣是工業(yè)循環(huán)冷卻水中最常見的水垢,，主要是Ca（HCO3）2在循環(huán)冷卻水的運(yùn)行中受熱分解成CO2和CaCO3。
B,、磷酸鈣
為了抑制系統(tǒng)材質(zhì)的腐蝕，常常要加入聚磷酸鹽來(lái)作為緩蝕劑,，當(dāng)水溫升高時(shí),聚磷酸鹽會(huì)分解為正磷酸鹽。
C,、硅酸鎂
水中的SiO2量過(guò)高，加上水的硬度較高,，生成非常難處理的硅酸鈣(鎂)硬垢,。水垢的質(zhì)地比較致密,，大大的降低了傳熱效率，0.6毫米的垢厚就使傳熱系數(shù)降低了20％。
2,、污垢
污垢主要由水中的有機(jī)物、微生物菌落和分泌物,、泥沙、粉塵等構(gòu)成,，垢的質(zhì)地松軟，不僅降低傳熱效率而且還引起垢下腐蝕,，縮短設(shè)備使用壽命,。
3,、電化學(xué)腐蝕
循環(huán)水對(duì)換熱設(shè)備的腐蝕，主要是電化腐蝕,。產(chǎn)生原因有設(shè)備制造缺陷,、水中充足的氧氣,、水中腐蝕性離子（Cl-、Fe2+,、Cu2+）以及微生物分泌的黏液所生成的污垢等因素,。如果不加控制，極短的時(shí)間便使換熱器,、輸水管路設(shè)備報(bào)廢。
4,、微生物粘泥
因?yàn)檠h(huán)水中溶有充足的氧氣,、合適的溫度及富養(yǎng)條件,，很適合微生物的生長(zhǎng)繁殖，如不及時(shí)控制將迅速導(dǎo)致水質(zhì)惡化,、發(fā)臭,、變黑，冷卻塔大量黏垢沉積甚至堵塞，冷卻散熱效果大幅下降,，設(shè)備腐蝕加劇。因此循環(huán)水處理必須控制微生物的繁殖,。
5,、水垢的控制方法
A,、從冷卻水中去除成垢鈣離子
從水中除去Ca2+，使水軟化,，則碳酸鈣就無(wú)法結(jié)晶析出，也就形不成水垢,，主要兩種方法。
①離子交換樹脂法
離子交換樹脂法就是讓水通過(guò)離子交換樹脂,，將Ca2+,、Mg2+從水中置換出來(lái)并結(jié)合在樹 脂上,。用離子交換法軟化補(bǔ)充水，成本較高,。因此只有補(bǔ)充水量小的循環(huán)冷卻水系統(tǒng)采用。
②石灰軟化法
補(bǔ)充水未進(jìn)入循環(huán)冷卻水系統(tǒng)前,，在預(yù)處理時(shí)就投加適當(dāng)?shù)氖?，讓水中的碳酸氫鈣與石灰在澄清池中預(yù)先反應(yīng)，生成碳酸鈣沉淀析出,，從而除去水中的Ca2+,。
B、加酸或通CO2氣體,，降低PH,，穩(wěn)定重碳酸鹽
通常是加硫酸，加酸法目前仍有使用,，由于硫酸加入后,，循環(huán)水PH會(huì)下降，如不注意控制,而加酸過(guò)多,，則會(huì)加速設(shè)備的腐蝕,。通CO2氣體同樣應(yīng)注意控制好PH值,，否則CO2溢出，CaCO3在塔內(nèi)結(jié)晶,，堵塞填料,，形成鈣垢轉(zhuǎn)移現(xiàn)象。該方法在某些化肥廠,、化工廠及電廠等有CO2氣體源的企業(yè)仍有推廣使用的價(jià)值,。
C、投加阻垢劑
投加阻垢劑在循環(huán)水中投加阻垢劑,，破壞CaCO3的結(jié)晶增長(zhǎng)過(guò)程,，以達(dá)到控制水垢形成的目的。目前常用的阻垢劑有聚磷酸鹽,、有機(jī)多元膦酸,、有機(jī)磷酸脂、聚丙烯酸鹽等,，這也是目前應(yīng)用*的控制水垢的方法,。
6、污垢的控制方法
A,、降低補(bǔ)充水濁度
循環(huán)水系統(tǒng)的補(bǔ)充水,，其濁度愈低，帶入系統(tǒng)中可形成污垢的雜質(zhì)就愈少,。干凈的循環(huán)水不易形成污垢,，當(dāng)補(bǔ)充水濁度低于5mg/L以下，如城鎮(zhèn)自來(lái)水,、井水等,，可以不作預(yù)處理直接進(jìn)入系統(tǒng)?！‘?dāng)補(bǔ)充水濁度高時(shí),，必須進(jìn)行預(yù)處理，使其濁度降低,?！☆A(yù)處理技術(shù)：混凝技術(shù)、澄清技術(shù),、過(guò)濾技術(shù),、軟化技術(shù)等。
B,、做好循環(huán)冷卻水水質(zhì)處理
冷卻水在循環(huán)使用過(guò)程中,，如不進(jìn)行水質(zhì)處理，必然會(huì)產(chǎn)生水垢或?qū)υO(shè)備腐蝕,，生成腐蝕產(chǎn)物,。同時(shí)必然會(huì)有大量菌藻滋生,，從而形成污垢。
C,、投加分散劑
在進(jìn)行阻垢、防腐和殺生水質(zhì)處理時(shí),，投加一定量的分散劑,，也是控制污垢的好方法。分散劑將粘合在一起的泥團(tuán)雜質(zhì)等分散成微粒使之懸浮于水中,，隨著水流流動(dòng)而不沉積在傳熱表面上,，從而減少污垢對(duì)傳熱的影響。
D,、做好旁濾處理
一般細(xì)菌形成的粘泥以及被殺死細(xì)菌尸體,、剝離下來(lái)的生物粘泥有70%以上是通過(guò)旁濾器排出循環(huán)水系統(tǒng)之外。一般大于1000t/h的循環(huán)水系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求旁濾量不低于循環(huán)量的5%,。對(duì)于存在化學(xué)泄漏的循環(huán)水系統(tǒng)一般旁漏量在7%以上為宜,。并定時(shí)、定人反洗,，及做好旁濾器維護(hù)工作,。
E、保障循環(huán)水壓力及流速
在循環(huán)水設(shè)計(jì)規(guī)范中要求循環(huán)水冷卻水側(cè)流速管程水流速大于 12 0.9米/秒,，殼程大于0.3米/秒,，熱負(fù)荷強(qiáng)度小于5×104千卡/米2·小時(shí)。對(duì)于有氨,、油,、硫化物，有機(jī)化學(xué)品泄漏的系統(tǒng),，水流速度應(yīng)增加20%～50%,。
7、金屬腐蝕的控制方法
A,、添加緩蝕劑
緩蝕劑是一種用于抑制金屬腐蝕的添加劑,，它用量少，不會(huì)改變腐蝕介質(zhì)的性質(zhì),，不需特殊投加設(shè)備,，也不需對(duì)設(shè)備表面進(jìn)行處理。因此,，使用緩蝕劑是一種經(jīng)濟(jì)效益較高且適應(yīng)性較強(qiáng)的金屬防護(hù)措施,。為了減輕環(huán)境富營(yíng)養(yǎng)化的壓力，目前更趨向于使用后面幾種有機(jī)膦酸鹽和低磷緩蝕劑,。
B,、提高循環(huán)水的PH
提高循環(huán)水的PH值,，使金屬表面生成氧化性保護(hù)膜的傾向增大，易于鈍化,，從而有利于控制設(shè)備腐蝕,。
敞開式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)通常冷卻塔內(nèi)的曝氣提高PH值，當(dāng)水中和CO2和空氣中的CO2達(dá)到平衡時(shí),，水的PH為8.5左右,。目前常添加堿性冷卻水復(fù)合緩蝕劑，例如：聚磷酸鹽－鋅鹽－膦酸鹽－分散劑,、聚磷酸鹽－正磷酸鹽－膦酸鹽－三元共聚物,、有機(jī)多元膦酸－聚合物分散劑－唑類、多元醇磷酸酯－丙烯酸系聚合物,、HEDP－PMA等,。復(fù)合緩蝕劑可發(fā)揮出除垢和防腐的綜合作用，這是緩蝕劑的發(fā)展趨勢(shì),。
C,、選用耐蝕材料
選用聚丙烯設(shè)備或石墨改性聚丙烯設(shè)備。
D,、用防腐涂料涂覆
通過(guò)防腐涂料的屏蔽,、緩蝕、陰極保護(hù)及PH緩沖作用來(lái)保護(hù)設(shè)備不受腐蝕,。
8,、微生物的控制方法
A、選用耐蝕材料
金屬材料耐微生物腐蝕的性能大致可以排列如下：
鈦＞不銹鋼＞黃銅＞純銅＞硬鋁＞碳鋼
B,、控制水質(zhì)
控制水質(zhì)主要是控制冷卻水中氮含量,、硫含量、pH值,、懸浮物等微生物的養(yǎng)料,。油類是微生物的養(yǎng)料，應(yīng)盡可能防止它泄漏入冷卻水系統(tǒng),?；S中進(jìn)入冷卻水系統(tǒng)的氨能引起硝化細(xì)菌的繁殖并降低氯的殺生能力，應(yīng)加以控制,，一般不應(yīng)高于5ppm,。
C、采用殺生涂料
采用防腐涂料保護(hù)設(shè)備時(shí),，涂料中添加能抑制微生物生長(zhǎng)的殺生劑,，如：偏硼酸鋇、氧化亞銅,、氧化鋅,、三丁基氧化錫等,。將防腐涂料刷在設(shè)備內(nèi)壁上、可以控制藻類生長(zhǎng),，且可以抑制異養(yǎng)菌的生長(zhǎng),。
D、陰極保護(hù)
冷卻水系統(tǒng)中存在硫酸鹽還原菌時(shí),，碳鋼的陰極保護(hù)電位一般為-0.95V（相對(duì)于Cu/CuSO4電極）,。這一電位可使碳鋼處于熱力學(xué)的穩(wěn)定狀態(tài)，從而防止碳鋼被腐蝕,。
E、清洗
進(jìn)行物理清洗或化學(xué)清洗可把微生物生長(zhǎng)所需的養(yǎng)料,、基地,、庇護(hù)所及生物本身從冷卻水系統(tǒng)中的設(shè)備表面上除去，并被排出,。 清洗對(duì)于一個(gè)被微生物嚴(yán)重污染的冷卻水系統(tǒng)來(lái)說(shuō),，是一種十分有效的措施。
F,、防止陽(yáng)光照射
藻類生長(zhǎng)和繁殖需要陽(yáng)光,，冷卻水系統(tǒng)應(yīng)避免陽(yáng)光照射。水池上面應(yīng)加蓋,，冷卻塔的進(jìn)風(fēng)口可加裝百頁(yè)窗,。
G、旁流過(guò)濾
在循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中,，設(shè)計(jì)安裝用砂子或無(wú)煙煤等為濾池過(guò)濾冷卻水是一種控制微生物生長(zhǎng)的有效措施,。通過(guò)旁流過(guò)濾，可以在不影響冷卻水系統(tǒng)正常運(yùn)行的情況下除去水中大部分微生物,。
H,、混凝沉淀
在補(bǔ)充水的前處理或循環(huán)冷卻水的旁流處理過(guò)程中，常使用鋁鹽,、鐵鹽等混凝劑或高分 子絮凝劑（例如聚丙烯酰胺）,。這些藥劑能在絮凝沉淀過(guò)程中將水中的各種微生物隨生成的絮凝體一起沉淀下來(lái)，從而把它們除去,。用這種方法除去的微生物可占水體中微生物的80%左右,。
I、噬菌體法
噬菌體是一種能夠吃掉細(xì)菌的微生物,。噬菌體與動(dòng)物病毒,、植物病毒不同，它們只對(duì)細(xì)菌的細(xì)胞發(fā)生作用,，故是一種很小的但非常有用的病毒,。 噬菌體靠寄生在叫做“宿主"的細(xì)菌里進(jìn)行繁殖,。繁殖的結(jié)果是將“宿主"吃掉，這個(gè)過(guò)程叫做溶菌作用,。該法對(duì)于防止電站的海水冷卻水系統(tǒng)及造紙廠的工業(yè)水系統(tǒng)中粘泥的形成,，十分有效。
J,、添加殺生劑
控制冷卻水系統(tǒng)中微生物生長(zhǎng)*和最長(zhǎng)用的方法之一是向冷卻水系統(tǒng)中添加殺生劑,。一個(gè)良好的微生物控制方案往往是將幾種方法聯(lián)合使用。例如,，先將冷卻水系統(tǒng)進(jìn)行剝離和清洗,，再投加殺生劑的方案要比只添加殺生劑的方案要有效得多。工業(yè)循環(huán)水處理是一項(xiàng)非常成熟的技術(shù),，主要通過(guò)人工或自動(dòng)加藥的方式完成,。由于工業(yè)循環(huán)水處理是一個(gè)動(dòng)態(tài)的過(guò)程，必須定期對(duì)水質(zhì)進(jìn)行分析,，調(diào)整水處理藥量及品種,。