循環(huán)水處理方案的分析討論

1、循環(huán)水處理方案的分析討論劉國(guó)牛 郭子瑞（張家口熱電公司河北 張家口 075000）【摘 要】我公司凝汽器采用帶自然通風(fēng)冷卻塔的二次循環(huán)供水冷卻系統(tǒng)。水 源采用張家口市主城區(qū)污水處理廠出水，經(jīng)深度處理后的再生水作為生產(chǎn)用水水 源。在中水做為循環(huán)水補(bǔ)水的系統(tǒng)中，阻垢、緩蝕和微生物控制等問(wèn)題往往比使 用自來(lái)水具有更大的難度，補(bǔ)水水質(zhì)的不穩(wěn)定性、高電導(dǎo)率以及高有機(jī)物等問(wèn)題 很容易造成運(yùn)行危害。木文通過(guò)目前我公司采取的循環(huán)水處理方案加以分析，并 結(jié)合循環(huán)水補(bǔ)水實(shí)際情況提出個(gè)人觀點(diǎn)和看法?！娟P(guān)鍵詞】 循環(huán)水；中水；殺菌；阻垢；方案中圖分類(lèi)號(hào)：g71文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：a 文章編號(hào)：issn1004-1621 （2

2、010） 09-018-021概述1.1公司情況概述河北大唐國(guó)際張家口熱電有限責(zé)任公司地處水資源十分缺乏的河北省 張家口市，規(guī)劃容量4×300mw供熱機(jī)組，一期工程2×300mw國(guó)產(chǎn) 亞臨界、中間再熱、供熱抽汽凝汽式燃煤發(fā)電機(jī)組。機(jī)組冷卻采用帶逆流式自然 通風(fēng)冷卻塔的二次循環(huán)供水系統(tǒng)，每臺(tái)機(jī)組配1座逆流式自然通風(fēng)冷卻塔。工程 循環(huán)水量見(jiàn)表1表1 循環(huán)水量表為了達(dá)到循環(huán)水系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的目的，防止氯離子含量超標(biāo)，同時(shí) 控制藻類(lèi)細(xì)菌滋牛等問(wèn)題，保證冷卻水系統(tǒng)的設(shè)備和管道表面清潔，采用了阻垢 緩蝕劑、硫酸、殺菌劑聯(lián)合的處理工藝進(jìn)行循環(huán)水處理。1.2循環(huán)水補(bǔ)水

3、（中水）水質(zhì)分析總體來(lái)說(shuō)中水水質(zhì)不穩(wěn)定，取不同時(shí)段的補(bǔ)水分析得出中水水質(zhì)的總體水質(zhì)情況如表2如表2 中水水質(zhì)由以上數(shù)據(jù)分析可知，補(bǔ)水堿度偏低，根據(jù)理論計(jì)算，每17 mg/l氨氮， 使循環(huán)水堿度降低1 mmol/l, 0前補(bǔ)水堿度約為1 mmol/l,在氨氮超過(guò)17 mg/l 吋，堿度將降低到0 mmol/l；補(bǔ)水的硝酸根和亞硝酸根較高，其影響為消耗含 氯的殺菌劑，引起藻類(lèi)滋生；補(bǔ)水色度較高，非鎰鹽引起，水中很可能存在引起 色度變化的有機(jī)物；補(bǔ)水細(xì)菌總數(shù)較高，當(dāng)氣溫上升時(shí)，若不加以相應(yīng)的控制, 細(xì)菌數(shù)量會(huì)迅速上升；補(bǔ)水氯離子含量過(guò)高，容易造成循環(huán)水氯離子超標(biāo)的現(xiàn)象。1.3氯離子對(duì)不銹鋼的腐蝕和控

4、制范圍分析氯離子是一種腐蝕性離子，它的原子半徑很小，對(duì)多種金屬具有腐蝕性，是引起 全面腐蝕、點(diǎn)蝕、應(yīng)力腐蝕的主要離子，尤其是對(duì)不銹鋼的應(yīng)力腐蝕，已經(jīng)得到 公認(rèn)。我公司凝汽器采用不銹鋼材料。gb50050-1995規(guī)定，不銹鋼換熱器循環(huán)水氯離子含量小于300mg/l, 氯離子加硫酸根離子小于1500 mg/l；gb50050-2007規(guī)定，水走管程換熱器循環(huán)水氯離子含量均小于1000 mg/l,水走殼程換熱器小于700 mg/l,氯離子加硫酸根離子小于2500 mg/l。從以上規(guī)定可以看岀，對(duì)于循環(huán)水氯離子含量的控制在逐步放寬，在 gb50050-2007中甚至沒(méi)有指出不銹鋼類(lèi)型材質(zhì)小于1000

5、 mg/l的控制標(biāo)準(zhǔn)。氯 離子對(duì)于不銹鋼的點(diǎn)蝕和應(yīng)力腐蝕有促進(jìn)作用，沒(méi)有資料提出其可以超過(guò)1000 mg/l,的數(shù)據(jù)，但也有資料提出，導(dǎo)致不銹鋼應(yīng)力腐蝕的最主要因素不是氯離 子，而是溫度。1.4微生物對(duì)冷卻系統(tǒng)的危害金屬換熱器表面一旦有微生物的附著，就會(huì)引起金屬表面溶解氧和硫離 子以及ph值的變化。在金屬表面，因污垢沉積造成溶解氧急劇降低，硫化物濃 度升高；當(dāng)生物膜（污垢）存在吋，距離金屬表面越近，溶解氧含量越低；距離 金屬表面越近，硫化物濃度越高。在中水冋用作為冷卻水的系統(tǒng)中，所使用的補(bǔ)水是經(jīng)過(guò)污水廠二級(jí)生化 處理的生活或工業(yè)污水，生化處理過(guò)程是通過(guò)微生物分解水中的污染成分，當(dāng)這 部分水排向

6、用戶前進(jìn)行加氯處理，這些水中的細(xì)菌雖遭殺菌處理，但總數(shù)往往會(huì) 超過(guò)1000個(gè)/ml,加上水中未被分解完全的有機(jī)物，冷卻塔中充足的氧氣，另 外，細(xì)菌具有快速的繁殖性，其繁殖呈指數(shù)增長(zhǎng)形勢(shì)，約每20分鐘繁殖一代。 在適宜的溫度下細(xì)菌的迅速滋生是不可避免的。2我公司循環(huán)水加藥情況介紹2.1殺菌工藝使用情況介紹我公司在殺菌劑選擇方面，在做了充分的實(shí)驗(yàn)和方案對(duì)比后選擇了連續(xù) 投加氧化型殺菌劑lq-8707的方式進(jìn)行殺菌處理。因?yàn)榧?xì)菌具有快速的繁殖性, 其繁殖呈指數(shù)增長(zhǎng)形勢(shì)，約每20分鐘繁殖一代，在這種情況下單純依靠每個(gè)月 或每半個(gè)月采取沖擊式投加一次非氧化型殺菌劑來(lái)控制微生物的滋生顯然是不 現(xiàn)實(shí)的，在循

7、環(huán)水濃縮倍率為3的情況下，系統(tǒng)水更換一次的吋間約為59小吋， 59小吋后循環(huán)水中殘留的殺菌劑濃度很低，細(xì)菌又處于一種失控的狀態(tài)。因此， 在循環(huán)水的殺菌理念上需要做一些改變，指望“殺死“細(xì)菌既不現(xiàn)實(shí)也沒(méi)有必要, 我們只需把細(xì)菌控制在一個(gè)合理的范圍之內(nèi)，只要其不引起系統(tǒng)污垢附著、沉積、 不影響循環(huán)水的正常運(yùn)行，即達(dá)到處理的目的。氧化型殺菌劑lq-8707,俗稱(chēng)氯錠，主要成份為三氯異臘尿酸；是-種 新型強(qiáng)力、高效、廣譜的有機(jī)氯殺菌劑；具有氯有效量高、在水中緩慢溶解、耐 光不易分解，用量少、作用時(shí)間長(zhǎng)等特點(diǎn)，尤其適應(yīng)于堿性處理的循環(huán)冷卻水, 對(duì)各種菌藻有優(yōu)異的殺滅作用，殺生效果為氯的:l00倍，特別是

8、對(duì)藻類(lèi)的殺滅作 用較好，它與水的反應(yīng)產(chǎn)物異氧尿酸是次氯酸的穩(wěn)定劑，可使極不穩(wěn)定的次氯酸 不發(fā)生分解，從而大大提高了殺生效力，目前已在電力、石化、冶金等行業(yè)成功 應(yīng)用。氧化型殺菌劑lq-8707具有以下優(yōu)點(diǎn)：1、適用ph范圍廣，在ph二610吋，殺菌能力不受影響。2、不會(huì)產(chǎn)生抗藥性，可以在循環(huán)水系統(tǒng)中連續(xù)使用。3、殺菌持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)。4、不產(chǎn)生鹵代桂類(lèi)致癌物質(zhì)。5、防止沖擊加氯造成的設(shè)備不可逆腐蝕-因?yàn)榻饘僖坏└g就無(wú)法恢 復(fù)其原有狀態(tài)。6、加藥方便，儲(chǔ)存安全-本品為固體片狀，日常只需按吋加入固定在 水池中的塑料容器中緩慢溶解即可。7、余氯穩(wěn)定-采用本方法，循環(huán)水余氯控制在0.2-0.5mg/l范圍

9、內(nèi)，即 可達(dá)到抑制細(xì)菌生長(zhǎng)的目的。8、降低微生物附著力-活性降低的微生物粘泥排泄量降低，并且在金 屬表面附著力降低，有利于下一步的剝離處理。9、含有次氯酸穩(wěn)定劑-本品分解產(chǎn)物中含有次氯酸穩(wěn)定劑，可以抑制 次氯酸根生成，從而提高殺菌率。不產(chǎn)生鹵代炷類(lèi)致癌物質(zhì)；首次投加劑量采取沖擊式投加，以確保在短期循環(huán)水中余氯達(dá)到預(yù)定值。 我公司根據(jù)循環(huán)水量及水質(zhì)一次性每塔投加200-300公斤投加地點(diǎn)選擇在離水塔 前池距離較遠(yuǎn)的地方，防止固體藥片被吸入循環(huán)泵內(nèi)?；A(chǔ)投加選擇在水流通暢處，每塔懸掛2個(gè)塑料筐，氯錠放入其中，在 水流作用下緩慢溶解，投加藥量根據(jù)氯錠投加量的經(jīng)驗(yàn)公式，一般每隔3天投 加一次（每塔每月

10、投加10次），每次投加100kg/筐，合計(jì)200 kg/塔，每塔每月合 計(jì)2.0u電，兩塔合計(jì)約4.0噸/月，2臺(tái)機(jī)一年用量約在4050噸之間。使循環(huán)水 中保持余氯0.2-0.5mg/lo添加氯錠后注意事項(xiàng)：1、首次投加氯錠前，先檢測(cè)循環(huán)水ph、堿度、硬度、濁度、電導(dǎo)率、 氯離子、余氯、菌落總數(shù)等指標(biāo)。2、投加氯錠后,2小時(shí)、4小時(shí)、8小時(shí)、24小時(shí)、48小時(shí)等時(shí)段分 別分析循環(huán)水ph、堿度、便度、濁度、電導(dǎo)率、氯離子、余氯、菌落總數(shù)等指 標(biāo)，對(duì)照投加前后數(shù)據(jù)，直到氯錠完全溶解釋放，記錄此次加藥周期各種參數(shù)的 變化；經(jīng)過(guò)一個(gè)階段的數(shù)據(jù)積累，最終修正了氯錠的最佳加藥劑量。3、若檢測(cè)水中余氯達(dá)不到

11、下限值0.2mg/l可適當(dāng)多投加氯錠，若大于 上限值0.5mg/l,則可將加藥筐提出，待余氯合格后再放入，或下次減少藥劑加 入量，總之需考慮使余氯控制在合格范圍內(nèi)，現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)靈活掌握。2.2阻垢緩蝕工藝使用情況介紹阻垢緩蝕劑方面我公司采取武漢海力科技化工有限公司制造的whl-401緩蝕劑，經(jīng)過(guò)供貨方提過(guò)的加藥方案，現(xiàn)場(chǎng)做掛片實(shí)驗(yàn)可以保證在用量 達(dá)到15mg/l時(shí)，具有良好的阻垢緩蝕效果。掛片實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表3表3掛片實(shí)驗(yàn)結(jié)果注：遠(yuǎn)點(diǎn)指距出水口最遠(yuǎn)位置由以上實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析可得，不銹鋼tp316l腐蝕速率平均值為0.0015mm/a,最大值為0.0027 mm/a,均遠(yuǎn)小于gb50050-2007規(guī)定要求0

12、.005mm/a；碳鋼腐蝕速率平均值為0.0165mm/a,最大值為0.0188 mm/a,均遠(yuǎn) 小于gb50050-2007規(guī)定要求0075mm/a。這一方面是由于循環(huán)水水質(zhì)ph控制 范圍較好，腐蝕趨勢(shì)較小，另一方面也說(shuō)明我公司對(duì)緩蝕阻垢劑加藥量的調(diào)試結(jié) 果完全能滿足生產(chǎn)需要。3影響殺菌效果的因素分析在中水中存在很多影響殺菌劑處理效果的因素，分析如下1、溫度：溫度對(duì)殺菌劑的效果影響具有矛盾性，溫度升高殺菌劑的殺 菌效果增強(qiáng)，但是隨溫度的升高，細(xì)菌的繁殖能力也相應(yīng)的增強(qiáng)。細(xì)菌的最佳繁 殖溫度是30-40°c,通過(guò)比較分析，仍然是低溫下的處理效果要好于高溫的處理 效果。當(dāng)然，在溫度大于

13、50°c以后，即使不適用殺菌劑細(xì)菌也不會(huì)爆發(fā)，但是 這個(gè)溫度在循環(huán)水是達(dá)不到的。2、ph值：ph值對(duì)于細(xì)菌的繁殖能力影響很大，ph在5.0以下和10.0 以上時(shí)均不利于細(xì)菌的繁殖，在6.5-s.5之間時(shí)繁殖能力最佳，而這個(gè)范圍正好 在循環(huán)水的控制范圍內(nèi)。3、氨氮：氨氮會(huì)與醛類(lèi)殺菌劑反應(yīng)，降低殺菌劑的殺菌效果，還會(huì)生 成亞硝酸根消耗余氯，同時(shí)氨氮會(huì)與次氯酸鈉反應(yīng)生成氯胺，降低殺菌效果。同 時(shí)氨氮對(duì)于循環(huán)水的影響是多方面的，它被亞硝化細(xì)菌分解產(chǎn)生氫離子，降低循 環(huán)水的ph值，也會(huì)與銅合金直接反應(yīng)，生成銅氨絡(luò)離子，加速銅設(shè)備的腐蝕。4、有機(jī)物：有機(jī)物會(huì)消耗余氯，從而降低殺菌效果，而u容易被

14、細(xì)菌 利用作為生長(zhǎng)繁殖的營(yíng)養(yǎng)源。在有機(jī)物豐富的中水中，細(xì)菌在不受控制的情況下 會(huì)迅速繁殖，直到營(yíng)養(yǎng)源被耗盡才逐漸減少。5、磷酸根：磷酸根同樣是微生物生長(zhǎng)的營(yíng)養(yǎng)源，能夠促進(jìn)微生物的生 長(zhǎng)。微生物存在吋還可以分解水中的有機(jī)磷酸鹽，使之變變成磷酸鹽以利于吸收, 但是如果水中的磷酸根濃度進(jìn)一步增加，同樣會(huì)有磷酸鈣結(jié)垢的危險(xiǎn)，所以，水 中的含磷量和細(xì)菌繁殖是一種互相促進(jìn)的關(guān)系，磷酸根促進(jìn)細(xì)菌的生長(zhǎng)，細(xì)菌的 生長(zhǎng)又促進(jìn)有機(jī)磷酸鹽的分解。4綜述4.1安全性方面我公司采用的殺菌劑氯錠為白色片狀固體，采取在水流通暢處，每塔懸 掛2個(gè)塑料筐，氯錠放入其中，在水流作用下緩慢溶解的方式添加，在系統(tǒng)設(shè)計(jì) 上采取相應(yīng)的措

15、施將危險(xiǎn)性降到最低。采用的緩蝕阻垢劑為每桶25kg的塑料桶, 每天由專(zhuān)業(yè)人員進(jìn)行溶藥。因此在對(duì)循環(huán)水的加藥方面保證了最大的安全性。4.2運(yùn)行維護(hù)方面我公司采取的循環(huán)水加藥方式工作量較小，可以做到無(wú)人值守，維護(hù)工 作量小，主要維護(hù)工作是：定期更換溶解氯錠用的塑料筐，防止塑料筐因氧化、 老化破碎，脫落進(jìn)入循環(huán)水系統(tǒng)；對(duì)緩蝕阻垢劑加藥系統(tǒng)的定期維護(hù)，保證加藥 泵的出力達(dá)到設(shè)計(jì)值；對(duì)加藥管道進(jìn)行定期檢查，防止管道腐蝕泄露，藥劑進(jìn)入 不到循環(huán)水系統(tǒng)。4.3發(fā)展趨勢(shì)方面加氧化性殺菌劑的成功應(yīng)用及隨著我國(guó)環(huán)保監(jiān)督和管理工作的進(jìn)一步 加強(qiáng)完善，開(kāi)發(fā)和使用廣譜、高效、低毒、對(duì)環(huán)境友善的氧化性殺菌劑，這一趨 勢(shì)日益顯著。5 總結(jié)通過(guò)以上的分析可以看出，公認(rèn)的觀點(diǎn)是氯離子可以引起不銹鋼設(shè)備的 點(diǎn)蝕和應(yīng)力腐蝕，但是對(duì)于水