循环冷却水的化学处理

虽然目前的化学处理方法是一种有效的水处理方案，但对铬酸盐及其复合冷却水缓蚀剂、磷酸盐缓蚀剂和水处理药剂等一些化学水处理药剂的使用或排放有严格的要求，这些化学水处理药剂剧毒或无毒或低毒，但会造成水体富营养化，被列为二级污染物，受到全球对环境保护的重视。这要求我们开发无毒或低毒、低磷和无磷的水处理剂。操作简单、管理方便、对环境无污染的物理水处理方法，以及在线检测水处理监控技术也是未来蓬勃发展的方向。

1。循环水的使用和水处理的重要性

用水冷却工艺介质的系统称为冷却水系统，一般可分为以下两种类型:直流冷却水系统和循环冷却水系统。其中，循环冷却水系统目前已广泛应用于各行各业，如石化、电力、冶金、医药、纺织、机械、电子等传统工业企业的工艺循环冷却水系统。以及所有建筑物中的中央空调循环冷却水系统。

直流冷却水系统使用较早。冷却水仅通过热交换设备一次，用过的水被排出。虽然这种系统投资少，操作简单，但耗水量很大，冷却水的运行成本也很大，不符合节约水资源的要求。目前已基本改为循环冷却水系统(海水中仍在使用的直流冷却水系统除外)，即冷却水使用后不会立即排放，而是回收循环使用。从直流水系统到循环水系统，水资源的节约是非常可观的。例如，对于年产300，000吨的合成氨厂，如果采用直流水系统，每小时耗水量约为25，000吨，但如果将直流水系统改为循环水系统，以3倍的浓度运行，每小时耗水量仅为550吨左右。冷却水循环后会遇到什么问题？

腐蚀:冷却水循环利用时，冷却塔内的水与空气充分接触，以补充水中的溶解氧。因此，循环水中的溶解氧总是饱和的。水中溶解氧是金属电化学腐蚀的主要原因，是冷却水循环后容易产生的问题之一。

结垢:水在运行过程中蒸发(特别是在冷却塔环境中)，导致循环水中的含盐量逐渐增加。此外，水中的二氧化碳被分析并在塔中消散，增加了水中碳酸钙或其他盐类结垢和沉淀在传热表面的趋势。这是第二个问题。

生物污垢:冷却水与空气接触，吸收空气中的大量灰尘、淤泥、微生物和孢子，增加系统中的污泥；冷却塔中的光照、合适的温度、充足的氧气和营养物质都有利于细菌和藻类的生长，从而增加系统中的污泥并将其沉积在换热器中，造成污泥的危害，这是水循环后容易产生的第三个问题。

冷却水循环后，补充冷却水的量可增加降低，节约用水，这是我们所希望的。但是，如果不解决水循环后的腐蚀、结垢、生物结垢等突出问题，生产设备的长周期、满负荷、安全稳定运行难以保证，循环水后预期的经济技术效益无法充分发挥，将会给企业带来沉积物粘附、设备腐蚀、大量有害微生物等诸多问题， 造成管道泥污堵塞或各种材料设备严重损坏，威胁和破坏工厂的安全生产。 然而，由于各种沉积物，热交换设备的水流阻力增加

因此，有必要选择科学、合理、全面、有效、经济、实用的循环冷却水处理方案来妥善解决或改善上述问题。水处理是通过水质处理方法解决上述问题。如果水处理能真正做好，不仅能保证质量和数量，保证安全生产，而且从降低年的能耗、节材、节水到降低年的生产成本，可以直接创造可观的经济效益。例如，在发电厂中，汽轮机冷凝器的真空度可提高7-8%，汽轮机的功率可提高，电力负荷可提高5-6%，发电能力可提高。如果应用于低压锅炉炉内处理，据统计，仅采用炉外处理，不仅可以将水处理运行成本从0.5元/吨降低到0.3元/吨左右，而且每台2-1锅炉可节约5%左右的煤。现代工业中水冷换热器的使用寿命约为2年，无需水处理。水处理后，使用寿命可达7-8年。维护成本和工作量可达到降低的90%。小型化工厂节省的维护费用可达50万元。

三。循环冷却水化学水处理方案

循环冷却水化学水处理通过向水中添加各种化学水处理药剂，解决或缓解沉积物粘附、金属设备腐蚀和微生物生长三个问题。完整的工艺流程应正确匹配缓蚀剂、阻垢剂、分散剂和杀菌剂，形成符合水质、设备材料和循环水系统工况的水处理配方。冷却水处理技术的主要内容是配制缓蚀剂、阻垢剂和分散剂，确定合适的工艺控制条件，指导开车和提供技术服务。

循环水系统中的沉积物主要是水垢和污垢(污泥、腐蚀产物和生物沉积物)。由于加热等各种原因，溶解在天然水中的各种盐从水中分离出来。我们称之为水垢，如碳酸盐、硫酸盐、磷酸盐、氯化物、硅酸盐等。以钙盐为主。当阻垢剂用于化学水处理时，不同阻垢剂在不同垢上的作用是非常不同的。但是，不同的水源(河流和湖泊、地下水、城市供水等)。)会在水质之间产生很大的差异(相同的水源，不同的季节，水质也会产生差异)。因此，在选择合适的阻垢剂之前，有必要通过综合分析测定水中盐的主要成分，即主要结垢物质。

金属在水中的腐蚀主要是需氧电化学腐蚀，化学水处理方法是添加缓蚀剂(以钝化膜、沉淀膜、吸附膜等形式)。)覆盖金属表面以减缓腐蚀。因此，我们必须 先了解系统中金属的类型，结合水质条件和操作参数，选择缓蚀剂，并确定处理方案。

细菌、真菌和藻类，如铁细菌、硫酸盐还原菌、硝化细菌和硫杆菌，是造成冷却水故障的主要微生物。它们中的一些会直接腐蚀各种金属或非金属，而另一些会附着在其他杂质上并沉积下来，从而造成巨大的危害。 先，应确定系统中主要微生物的类型和数量。结合水质的情况和运行状况，选择针对性的杀菌灭藻剂，制定有效的杀菌灭藻实施方案。

综上所述，在水处理进入具体实施之前，我们必须先对系统和水质有一个全面的了解，通过各个项目分析。有时我们可以使用稳定指数、饱和指数等。预测补充水的腐蚀类型或结垢类型水质，然后通过实验选择合适的缓蚀剂、阻垢剂、杀菌灭藻剂，并正确匹配水处理配方。

在具体的水处理应用过程中，需要将缓蚀、阻垢和杀菌作为一个整体来考虑，缓蚀和阻垢剂经常结合使用。有时，水处理

(6)当地环保部门的规定及对周围环境的污染；

(7)工艺生产事故中泄漏物质对水处理药剂作用的干扰；

(8)缓蚀剂、阻垢剂和杀菌剂在水处理药剂中的相容性；

(9)结构所用热交换设备、预膜和涂层的材料和处理。

在日常操作中，有必要考虑根据各种变化进行相应的调整。

水处理的具体实施应按照以下步骤进行:

如有必要，冷却水应先进行预处理；其次，系统的表面处理(清洗、预涂)；然后进行常规的缓蚀、阻垢和杀菌处理。

01补给水的预处理

由于混在地表天然水中的悬浮固体和胶体构成水的浊度，如果浊度过高，不能直接用于冷却水。通过常用混凝沉淀、过滤等方法去除(离子交换也是一种预处理)；在某些地区，地下水含铁量或水的硬度和碱度过高，需要先对一部分水进行预处理，否则，常规的水处理剂在冷却水的使用过程中不会达到理想的效果。

02系统

的表面处理在日常缓蚀、阻垢和杀菌处理之前，必须对系统进行表面处理，以去除金属表面的沉积物。预膜保护后，加入日常水处理剂。表面处理过程中应注意的几点:

(1)根据沉积物质的组成选择合适的清洗剂，确保安全；

(2)严格按照技术要求完成整个操作过程，并确定清洗终点(如铁离子含量曲线、浊度曲线、电导率曲线等)。)根据技术参数，确保有效性和经济性；

(3)新系统投入运行前，还需要进行表面处理。对于新系统，正常运行前冲洗只能清除安装过程中系统内的碎屑、杂物和灰尘，而不能清除生产安装过程中设备和管道产生的表面结垢和油污，这将影响预膜处理的效果。因此，应采用更彻底的表面处理。

(4)循环水系统预膜是为了提高缓蚀剂的成膜效果。在循环水启动的初始阶段，通常会添加相对较高量的缓蚀剂。薄膜形成后，保持试剂降低的浓度以构成薄膜，即所谓的正常处理。这种预膜处理的目的是在金属表面快速形成保护膜，以提高缓蚀剂的缓蚀效果。实践也证明，在相同的系统中，使用相同的缓蚀剂，有预涂膜和没有预涂膜的设备的缓蚀效果有很大的不同。除了在启动时对循环水系统进行预膜外，在下列情况下还应再次进行预膜:

年度检修，系统停水后

系统酸洗后

停水40小时或循环水系统热交换设备暴露在空气中12小时

ph <4小时。

03每日水质处理

预处理水将直接用作冷却水的补充水。系统表面处理后，根据综合分析和实验选择的缓蚀、阻垢、杀菌处理方案添加化学药剂，进入水质的日常控制处理阶段。

在系统日常运行过程中，水质补给水可能随季节变化，系统运行参数也可能调整。因此，水质和处理效果需要随时监控，水处理方案应根据运行参数和组成水质的变化进行相应调整，以确保水质效果稳定。调整方向包括药物种类、剂量浓度、组合配方比例和剂量方法等。

在监测水处理效果的方法中，水质分析通常仅作为调整处理方案的依据。检测的水处理性能应采用更直观和准确的方法来测试—— cor

综上所述，科学、合理、经济的水处理工艺是基于目标系统的操作参数、设备材料、操作条件和水质条件，通过分析和实验，选择合适的水处理单体，确定单体之间的比例和组成配方，采用正确的操作工艺，确定合适的工艺控制条件。在操作过程中，还需要随时通过分析和实验调整药物的单体、配方比例和剂量，以适应气候、环境介质、补充水水质和操作参数等各种因素的变化引起的循环水质的变化，从而达到治疗效果优化。

4。减轻腐蚀的方法前面的讨论讨论了一种通过化学水处理来综合解决循环水系统中沉积物粘附、设备腐蚀和微生物生长等操作障碍的方案。在理论和实践中，除化学水处理方法外，还可以使用其他方法抑制沉积物沉淀，减轻金属腐蚀，控制微生物腐蚀、煤泥及其生长。示例如下:

1。控制水垢沉淀的方法包括添加阻垢剂，有以下几类:

(1)离子交换树脂法或石灰软化法等去除冷却水中钙离子的方法。

(2)通过添加酸或引入酸碱度为降低的CO2气体来稳定碳酸氢盐的方法；

(3)使用静电防垢仪器或电子防垢仪器。

2。除了添加分散剂，还有几种控制结垢的方法:

(1)通过预处理，降低补充水的浊度；

(2)增加侧过滤设备。

3。除添加缓蚀剂外，金属腐蚀有三种控制方法:

(1)提高冷却水的酸碱度；

(2)耐腐蚀材料的选择；

(3)防腐防垢涂层。

4。微生物腐蚀、粘液及其生长的控制方法除了添加杀菌剂外，主要有以下方法:

(1)选择抗细菌腐蚀的材料；

(2)控制冷却水中微生物的氧含量、酸碱度、悬浮物和营养物；

(3)使用杀生涂料；

(4)牺牲阳极阴极保护；

(5)清洁；

(6)防止阳光照射；

(7)旁路过滤；

(8)混凝沉淀；

(9)噬菌体法。

实践证明，上述方法作为辅助手段可以起到一定的防腐、阻垢或杀菌作用，但与化学水处理方法相比，它们并不全面，或者单一方法的处理效率达不到要求，或者不经济。一个好的水处理控制方案通常是基于化学水处理方法，根据系统的具体情况结合上述辅助方法。

虽然目前的化学处理方法是一种有效的水处理方案，但对一些化学水处理药剂的使用或排放有严格的要求，如铬酸盐及其复合冷却水缓蚀剂、磷酸盐缓蚀剂和水处理药剂等。高毒性或无毒或低毒性，但造成水体富营养化，被列为二级污染物。这要求我们开发无毒或低毒、低磷和无磷的水处理剂。操作简单、管理方便、对环境无污染的物理水处理方法，以及在线检测水处理监控技术也是未来蓬勃发展的方向。

冷却水处理是一门“边缘”科学，涉及许多学科，需要专业知识和经验。冷却水处理专家不多，作为一个新兴行业，许多单位的技术人员在冷却水处理出现问题时，由于缺乏经验，希望能及时得到全面的专家意见。因此，能够模拟专家领域专家解决问题能力的基于知识的计算机程序系统，以及能够对复杂问题得出专家级结论的冷却水处理咨询计算机专家系统，将是发展未来努力的方向。