工業冷卻水處理技術

冷卻水處理。一般包括、腐蝕和微生物繁殖的處理。

摺疊

冷卻塔中的水由循環水泵送至生產線，冷卻動力設備及電器設備，吸收熱量後送回冷卻塔，保證生產線的正常工作。目前循環水系統存在的問題及危害冷卻水在不斷的循環過程中被蒸發濃縮，水中的各種雜質含量不斷升高，從而對冷卻水系統中的管道及設備造成危害。

基本介紹

• 中文名：工業冷卻水處理技術
• 外文名：cooling water treatment
• 含義：冷卻水在系統內的各種處理
• 包括：控制結垢、污垢

簡介

冷卻水處理。一般包括、腐蝕和微生物繁殖的處理。

循環冷卻水系統

冷卻塔中的水由循環水泵送至生產線，冷卻動力設備及電器設備，吸收熱量後送回冷卻塔，保證生產線的正常工作。目前循環水系統存在的問題及危害冷卻水在不斷的循環過程中被蒸發濃縮，水中的各種雜質含量不斷升高，從而對冷卻水系統中的管道及設備造成危害。目前從冷卻塔中觀察已發現有矽酸鈣結垢現象，證明設備內也有不同程度的結垢問題。矽酸鈣、硫酸鈣結垢用酸洗法是很難清除的，目前其他生產行業冷卻水系統結垢不能有效清除就是這種原因。冷卻水系統的結垢使設備導熱率下降，被冷卻設備不能得到充分的冷卻，導致設備工作效率減弱、功率下降，增加能源消耗。不及時處理會影響生產質量和設備的使用壽命，嚴重的可造成動力和電器設備損壞。

我國是一個水資源短缺的國家，人均水資源占有量約為2200m3，不足世界平均水平的四分之一，隨著我國經濟建設的迅速發展，水資源短缺的問題日益顯現，鋼鐵、石化、電力、石油、紡織、化工等行業的生產廠，無不冷卻塔林立，在工業用水中的70～80%是循環水的補充水，以10000m3/h的直流冷卻水為例，改用循環冷卻水，溫降10℃，濃縮倍數N為3，只需240m3/h，若N=5，則需200m3/h，可見節水的巨大成果。同時從上面的數據也可以得出這樣一個結論，循環冷卻水系統本身的節水取決於濃縮倍數的高低。可見循環水處理得好在工業節水中的重要作用。但循環冷卻水在運行過程會中產生一系列問題，如果不能很好的解決，則循環水根本無法運行，循環水運行過程中所產生的主要問題如下：

水垢：由於循環冷卻水在冷卻過程中不斷地蒸發，使水中含鹽濃度不斷增高，超過某些鹽類的溶解度而沉澱。常見的有碳酸鈣、磷酸鈣、矽酸鎂等垢。水垢的質地比較緻密，大大的降低了傳熱效率，0.6毫米的垢厚就使傳熱係數降低了20%。

污垢：污垢主要由水中的有機物、微生物菌落和分泌物、泥沙、粉塵等構成，垢的質地鬆軟，不僅降低傳熱效率而且還引起垢下腐蝕，縮短設備使用壽命。

腐蝕：循環冷卻水對換熱設備的腐蝕，主要是電化腐蝕，產生的原因有設備製造缺陷、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，腐蝕的後果十分嚴重，不加控制極短的時間即使換熱器、輸水管路設備報廢。

微生物粘泥：因為循環冷卻水中有充足的氧氣、合適的溫度及豐富的營養，很適合微生物的生長繁殖，如不及時控制將迅速導致水質惡化、發臭、變黑，冷卻塔大量黏垢沉積，冷卻散熱效果大幅下降，設備腐蝕加劇。因此循環冷卻水處理必須控制微生物的繁殖。

面對上述這些問題，人們在生產實踐中，不斷的總結、探索和研究，掌握了治理這些危害的方法和技術，從而保證了循環冷卻水系統的穩定運行，也保證了企業生產活動的安全、高效、持久的運行。 目前冷卻水處理技術已經在我國各個行業的循環水系統中得到套用。不論是國產裝置還是引進裝置，其使用的藥劑絕大部分已經國產化，根據新國標《工業循環冷卻水處理設計規範GB2007-50500》，有能力解決各種條件苛刻的冷卻水系統中所遇到的腐蝕、結垢、生物粘泥等問題。

為解決工業循環水系統結垢和腐蝕，導致工業設備使用壽命縮短和換熱冷卻效率降低，影響產品質量，能源消耗劇增的問題，工業冷卻循環水系統必須進行正規的工業循環水處理。

工業循環水處理就是向水中加入化學藥品—水處理藥劑，水處理藥劑中含有緩蝕劑，可起到控制腐蝕、保護設備的作用；含有阻垢劑，可防止結垢；含有殺生劑，能防止微生物、藻類生成。

在工業冷卻循環水系統和冷媒水系統經常投加各種水處理藥劑，如緩蝕阻垢劑、分散劑、殺菌劑，使水中的結垢性離子穩定在水中，其原理是通過螯合、絡合和吸附分散作用，使鈣鎂離子穩定地通過螯合物絡合溶於水中，並對氧化鐵、二氧化矽等膠體有良好的分散作用。由於緩蝕劑在金屬表面形成不溶於水或難溶於水的保護膜，阻礙金屬離子的水合反應或溶解氧反應，而抑制腐蝕反應。此方法是目前工業循環水處理、中央空調水處理使用最為普遍的一種方法，也是在工業水處理中套用面最廣、技術最成熟的一種方法，實踐證明了是有效而又經濟的方法。

工業循環冷卻水處理能增大循環水的濃縮倍數，減少補水量，維護系統的安全平穩運行，經濟效益也很顯著。以我國引進的10萬t/a合成氨為例：未加穩定劑的水的濃縮倍數為1.1－1.2, 近似冷卻水直進直出，加入穩定劑濃縮倍數2.0－2.5，據估計，加穩定劑一年僅花50萬，每年節省水費100－200萬元。

工業循環水處理是一項非常成熟的技術，主要通過人工或自動加藥的方式完成，由於工業循環水處理是一個動態的過程，必須在化學檢測監控狀態下進行，所以必須定期對水質進行分析，調整水處理藥量及品種。

藥劑效果的評定

循環冷卻水系統建立有效的監測手段，是保證工業循環水處理系統良好運行的必不可少的方法，由於循環水系統水量大，流程長，所以藥劑在系統中停留時間較長，致使工業循環水處理髮生問題在短期時間內表現不明顯，建立必要的監測手段，就可以在發生問題之前，提示問題所在，以便查找原因及時對藥劑或工業循環水處理工藝參數作適當調整。

化學分析

水質分析是保證工業循環水處理取得良好效果行之有效的方法，嚴格按照本要點規定的水質管理目標操作，使其指標合格率達90%以上，化學分析提供一個監測腐蝕結垢的間接方法，測定補充水和循環水中總鐵的含量，從中找出規律性的變化，同時與其他監測手段相結合，也可以了解整個工業循環水處理系統腐蝕情況。 控制工業循環水處理系統pH及總鹼度的大小，控制腐蝕情況，結垢的監測，可以通過成垢離子的化學分析，通過測定水冷器進出口循環水中Ca2+濃度的變化，來推測系統結垢趨勢。 通過測定工業循環水處理系統進出口余氯含量及COD、BOD含量來預測水系統物料泄漏情況（水質污染程度），通過上述分析，來提示系統腐蝕、結垢及水質污染情況。

掛片腐蝕試驗

掛片腐蝕試驗是工業循環水處理系統腐蝕監測行之有效的方法之一。目前被國內外廣泛採用。腐蝕試驗用掛片應按放在專用掛片架上，或放置在工業循環水處理系統冷卻水回水管線上。碳鋼試片腐蝕率應小於0.10mm/a，掛片試驗周期一般1—2個月。

微生物監測

微生物分泌產生的粘液與水中各種懸浮雜質，粘合在一起而形成的粘泥，是循環冷卻水處理中三大危害之一，特別是對於磷系配方鹼性運行更為重要。微生物控制好壞是鹼性工業循環水處理技術成敗關鍵之一，為了控制系統中粘泥，防止形成污垢及垢下腐蝕，工業循環水處理系統要定期進行殺菌滅藻及生物粘泥剝離處理。工業循環水處理效果好壞，主要通過測定循環水中生物粘泥量及異養菌，異養菌等急驟上升，異致水質嚴重惡化，影響水冷器傳熱效果。同時根據分析的COD含量的大小等指標來綜合分析確定是否有物料泄漏。總之工業循環水處理系統污染狀態監測十分重要，發現問題及時處理，減少因此引起的大量生物粘泥產生，把危害減少到最低程度。