工業(yè)循環(huán)水處理知識(shí)(DOC)

1、業(yè)循環(huán)水處理知識(shí)19第一部分 工業(yè)循環(huán)冷卻水結(jié)垢腐蝕的成因、工業(yè)循環(huán)冷卻水結(jié)垢腐蝕的成因、處理理論及方法一、水質(zhì)的簡(jiǎn)單分類：1、水的成分：水中雜質(zhì)的組成分為陽(yáng)離子和陰離子。 陽(yáng)離子分為兩大類：Ca2+、Mg2+和K+、Na+陰離子也分為兩大類：1)oh-、CO32-、HCO3-等稱為M堿度；2)Cl-、 SO42-、NO3-等2、水的類型：根據(jù)水中陰陽(yáng)離子的配合不同，可組成不同類型的水質(zhì); 是硬度和堿度的配合)硬度用H1)2)3)4)(主要h<m h>m m>h m=h來(lái)表示，堿度用 m來(lái)表示。 稱為碳酸鹽型水 稱為非碳酸鹽型水稱為負(fù)硬水(高K+、Na+，低Ca2+、Mg2+

2、) 稱為中性鹽水M= OH-+CO32-+HCO32-M= CO3 +HCO3M= HCO3-3、水的PH值同堿度的關(guān)系PH >1010> PH>8.38.3> PH>4.54、M （總）堿度和p （分）堿度的關(guān)系：P=02PvM2P=M2P>MP=MHCO3HCO3-=M 2PCO32 =2P CO32- =M2-CO3 =2（M P） oh = 2P-M OH-女口：我們測(cè)得水的堿度， 堿度為5mmol/L, P堿度為1 mmol/L，M那 么水中 CO32-含量為 2mmol/L， HCO3-含量為 5-2mmol/L= 3mmol/L。5、PH值同結(jié)

3、垢傾向的關(guān)系：雖然循環(huán)水中的Ca2+、Mg2+>的析出是受補(bǔ)充水的水質(zhì)和濃縮倍數(shù)而決定的，但PH值可改變碳酸鹽堿度的形式和數(shù)量，因此循環(huán)冷卻水的結(jié)垢傾向是可由PH值來(lái)調(diào)整的。溶于水的Ca (HCO3) 2和CaCO3有如下平衡關(guān)系:Ca(HCO3)2 2HCO3- + Ca2+ CO32-ZCaCO316.6g/100mlH2O,而 CaCQ 在 25CZ2H +Ca（HCO3）2在水中溶解度很大，20r時(shí)為時(shí)只有1.79 g/100mlH2O,極易沉淀。從以上平衡關(guān)系來(lái)看，H+起著第二平衡的 作用。如水中加酸，H+增加（PH值下降），反應(yīng)式向左上方進(jìn)行，CO32減少。試驗(yàn)證明：無(wú)論水中

4、所含 CO32-、HCO3-的多少，水滴在空氣中降落 1.5 2s時(shí)間后，水中的CO2的含量幾乎全部散失，剩余CO2的含量只 與溫度有 關(guān)。如循環(huán)冷卻水的溫度達(dá)到 50r ,則無(wú)CO2存在.因此水中的Ca2+、Mg2+ 的重碳酸鹽全部轉(zhuǎn)化為碳酸鹽。二、水垢的種類及成因：1、碳酸鈣：碳酸鈣是工業(yè)循環(huán)冷卻水中最常見(jiàn)的水垢，平常稱之為硬垢，它主要來(lái)自補(bǔ)充水的溶解鹽（主要是Ca（HCO3）2），而 在循環(huán)冷卻水的運(yùn)行中受熱分解成CO2和CaCO3， CaCO3又是一種難溶性化合物，它的溶度積是 2.8 >10-9,而且其溶解度隨溫 度升高而降低，這是形成硬垢的主要成份。2、磷酸鈣:為了抑制系統(tǒng)材

5、質(zhì)的腐蝕，常常要加入磷羥酸或磷羧酸來(lái)作為緩蝕阻垢劑，當(dāng)水溫升高時(shí)，磷羥酸或磷羧酸會(huì)分解為正磷酸鹽，分解率因冷卻水停留的時(shí)間而升高約 10%40%，結(jié)果PO43與Ca2+生 成溶解度很低的磷酸 鈣垢。因此要注意排污量的控制，將循環(huán)水中已失效的緩蝕阻垢劑中的磷羥酸或 磷羧酸產(chǎn)物排出，盡量避免產(chǎn)生磷酸鈣垢；形成垢下腐蝕。3、硅酸:這是由于水中的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，因此，通常限制冷卻水中 SiO2的含量在150-170mg/L 之間，但當(dāng)水中Mg2+大于40mg/L時(shí)，即 使冷卻水中SiO?含量<150mg/L，也 仍會(huì)生成硅酸鎂垢，因此工業(yè)循環(huán)

6、冷卻水設(shè)計(jì)規(guī)范中規(guī)定：Mg（以 CaCO3 計(jì)）SiO2=15000 35000mg/L4、硫酸鈣：硫酸鈣在98r以下是穩(wěn)定的二水化合物，其溶解度比碳酸鈣大40倍以上，在37r以下，隨溫度升高而溶解度增大，但在 37r以上則相反，隨溫 度升高而降低，一般水中不會(huì)生成硫酸鈣垢。但硫酸根濃度過(guò)大時(shí)也會(huì)產(chǎn)生硫酸 鈣垢，而且會(huì)促進(jìn)腐蝕。特別在循環(huán)水場(chǎng)，如果排污量不夠，濃縮倍數(shù)超設(shè)計(jì)范 圍，硫酸鹽濃度過(guò)大，極易造成碳鋼材質(zhì)出現(xiàn)穿孔腐蝕。二、水垢的形成條件：當(dāng)冷卻水中某鹽類的離子物質(zhì)的量濃度乘積大于溶度積時(shí)，為過(guò)飽和溶液， 過(guò)飽和時(shí)，就會(huì)發(fā)生水垢沉積，達(dá)到過(guò)飽和主要有以下因素造成：1、排污量減少，濃縮倍數(shù)

7、的提高。2、系統(tǒng)溫度升高，使部分難溶性鹽溶解度下降，形成垢鹽析出沉積。3、由于碳酸氫鹽是一種不穩(wěn)定的鹽類，其在換熱器表面受熱會(huì)分解成為碳 酸鹽和CO2, 而 CaCO3溶解度很低，達(dá)不到 Ca（HCO3）2萬(wàn)分之一，因而很容 易在換熱器表面形成 CaCO3垢。四、水垢的處理、理論方法及各種藥劑的性質(zhì)1、溶性、微溶性鹽析出與過(guò)飽和區(qū)難溶式微溶性鹽顯示不是剛達(dá)到飽和濃 度就開(kāi)始析出沉積，而是 要超過(guò)溶度積若干倍后才開(kāi)始沉積。剛達(dá)到飽和與開(kāi)始沉積的濃度區(qū) 域稱之為“過(guò)飽和區(qū)”或“介穩(wěn)區(qū)” 。對(duì)這種“介穩(wěn)區(qū)”有兩中解 釋：一種解釋是：晶核一方面不斷的增長(zhǎng)，一方面又不斷的溶解，至到晶核長(zhǎng) 到10um以上

8、才有結(jié)晶析出；另一種解釋是：水中難溶鹽和微溶鹽含量少，不易 發(fā)生碰撞，雖然水中已產(chǎn)生了 > 10u m的晶核，但由于碰撞機(jī)會(huì)少，就難以形成 較大的晶體，晶體就不會(huì)沉積。但如果難 溶鹽或微溶鹽超過(guò)“介穩(wěn)區(qū)”時(shí)，晶體 就會(huì)迅速?gòu)乃形龀觯a(chǎn)生大量的沉積物。鹽類的溶解度過(guò)低，介穩(wěn)區(qū)越寬； 溫度低時(shí)介穩(wěn)區(qū)寬，溫度高時(shí)介穩(wěn)區(qū)窄； 水中雜質(zhì)多，使介穩(wěn)區(qū)變窄，結(jié)晶析出快； 在水中投加水質(zhì)穩(wěn)定劑的目的就是使介穩(wěn)區(qū)變寬。水穩(wěn)劑能穩(wěn)定或干擾晶體增長(zhǎng)，或使晶體結(jié)構(gòu)變形，使晶體變得疏松膨脹，2、影響“介穩(wěn)區(qū)”的因素影響“介穩(wěn)區(qū)”大小的因素很多： 易被水沖走或已結(jié)晶的顆粒處于分散狀態(tài)，這就相對(duì)地增大了致垢物的溶解

9、度， 使其不易析出沉淀。五、結(jié)垢趨勢(shì)的判斷：CaCO3 是循環(huán)冷卻水中最常見(jiàn)，危害最大的水垢，但 CaCO3 膜對(duì)金屬又 有一定的保護(hù)作用，所以冷卻水中 CaCO3 含量過(guò)低又會(huì)使金屬腐蝕 ，根據(jù) CaCO3的溶解平衡計(jì)算 CaCO3的飽和PH值（PHs）來(lái)判斷循環(huán)冷卻水結(jié)垢或 腐蝕傾向的方法有以下幾種：1、飽和指數(shù)：又稱朗格利爾指數(shù)。PHPHs=0.52.5穩(wěn)定PHPHs<0.5腐蝕PHPHs>2.5結(jié)垢2、穩(wěn)定指數(shù)：又稱雷茲納指數(shù)雷茲納提出經(jīng)驗(yàn)公式S< 3.73.7<S<6.0S=6.06.0<S<7.5S>7.53、臨界PH值（PHe）s=

10、2PHsPH 來(lái)代替飽和指數(shù)， 結(jié)垢嚴(yán)重結(jié)垢穩(wěn)定腐蝕嚴(yán)重腐蝕結(jié)垢指數(shù)：極限碳酸鹽硬度是循環(huán)冷卻水不產(chǎn)生碳酸鹽 沉淀時(shí)最Phe是CaCO3實(shí)際開(kāi)始沉淀時(shí)的PH值，由實(shí)驗(yàn)測(cè)得PHe考慮了過(guò)飽 和的因素，因此PHe高于PHs，一般PHe=PHs（ 1.72.0）PH-PHe>0結(jié)垢PH-PHe=0穩(wěn)定PH-PHe<0腐蝕普氏指數(shù)PsI= 2PHs-PHePsI>6結(jié)垢PsI=6穩(wěn)定PsI<6腐蝕4、極限碳酸鹽硬度：大的碳酸鹽硬度值，此值由試驗(yàn)求得。5、不加水處理劑極限碳酸鹽硬度判斷方法：1）經(jīng)過(guò)定量濾紙過(guò)濾后的硬度不再增加，而有所降低；2） 由Cl-酸的濃縮倍數(shù)同Ca2+算得

11、濃縮倍數(shù)比值不再是1，而升高510%;3）出現(xiàn)酚堿（p）PH值升高到8.38.4;4）過(guò)濾后水的 M 比未過(guò)濾的水樣低 0.05mmol/l;PHe=1.4651gM+7.03M 總堿度 mmol/l六、PHs簡(jiǎn)易試驗(yàn)方法：取100mlH20,加10gCaCO3粉末（AR）,搖晃5分 鐘, 于室溫下靜止放置 24 小時(shí) ,測(cè)得 PH 值就是 PHs。阻垢機(jī)理：阻垢劑是能夠控制水中污垢沉積的化學(xué)藥劑， 在循環(huán)水中加入少量的阻垢劑 就可以避免和減輕結(jié)垢程度， 甚至使已附著的垢物剝離， 也能在一定程度上控制 設(shè)備的腐蝕，一般認(rèn)為阻垢劑的阻垢機(jī)理如下：1、 晶體畸變：由于阻垢劑有鰲合能力，因而對(duì)無(wú)機(jī)垢

12、的結(jié)晶形成了干擾， 使晶格發(fā)生歪曲， 成為不規(guī)則的晶體， 這就是晶格畸變作用， 如水解聚馬來(lái)本酸 酐（HPMA）它能使硬垢變成無(wú)定型的軟垢，使晶體變?yōu)榍驙钏缮⒌能浌?，在?中易被水沖走，不易附著在換熱器上造成傳熱效率降低。2、 絡(luò)合增溶：某些阻垢劑能奪取水中的Ca2+、Mg2+形成穩(wěn)定的絡(luò)合物如HEDP、ATMP,這樣實(shí)際降低了水中的Ca2+、Mg2+的濃度，即減少了 cF與CO32結(jié)合成CaCO3的機(jī)會(huì)，也就是說(shuō)相當(dāng)于提高了循環(huán)水中Ca2+、Mg2+的允許濃度，相對(duì)增加了水中 Ca2+、Mg2+鹽的溶解度，可以使更多的CaCO3穩(wěn)定 在水中。3、凝聚與分散作用：陰離子阻垢劑（如 PAA、多元

13、共聚物等）在水中所離解的 負(fù)離子能夠吸附成垢鹽的微晶粒子， 首先使微晶粒子成雙電層， 并進(jìn)而吸附在負(fù) 離子的分子鏈上，使微晶帶負(fù)電荷，由于分子鏈上多個(gè)微晶粒帶有相同的電荷， 彼此相斥，不能結(jié)成大晶粒，使成垢鹽難以在金屬傳熱面上形成垢層，陰 離子 阻垢劑的負(fù)離子對(duì)微晶即有凝聚作用， 又能將其分散在整個(gè)水系統(tǒng)中， 穩(wěn)定地懸 浮在水中，實(shí)際上是減少了水中晶核的數(shù)目，也就減少了微晶碰撞、長(zhǎng)大、析出 的機(jī)會(huì)，使水中容納更多的成垢鹽。七、腐蝕問(wèn)題一般的說(shuō)法腐蝕的定義是材料 （通常是金屬） 和它所存在的環(huán)境之間的化學(xué) 或電化學(xué)反應(yīng)而引起材料的破壞及其性質(zhì)的惡化變質(zhì)叫腐蝕。 根據(jù)反應(yīng)機(jī)理可分 為化學(xué)腐蝕和電化

14、學(xué)腐蝕，根據(jù)形式可分為均勻腐蝕和局部腐蝕。所謂腐蝕，即金屬和它所存在的環(huán)境之間的化學(xué)或電化學(xué)反應(yīng)而引起金屬的 破壞現(xiàn)象。陽(yáng)極反應(yīng)是鐵的溶解過(guò)程：2FeT 2Fe'+4e 陰極是氧的還原反應(yīng)： O2+2H2O+4e 4OH- 在冷卻水系統(tǒng)中，主要是吸氧腐蝕引起金屬的破壞。陽(yáng)極反應(yīng)在敞開(kāi)式循 環(huán)冷卻水系統(tǒng)中引起的危害， 除了使系統(tǒng)的輸水管線、 水冷設(shè)備的壽命減少及損 害等直接的損失之外， 還有由于腐蝕造成泄漏而引起工藝介質(zhì)的污染或造成計(jì)劃 外的停車事故。另外由于腐蝕產(chǎn)生的銹瘤， 也會(huì)引起水冷器傳熱效率下降或管線 阻礙。一般在冷卻水系統(tǒng)中，如不使用化學(xué)處理方法，碳鋼的腐蝕速率平均在 7015

15、0mg/dm2?day 范圍之內(nèi)，但發(fā)生點(diǎn)蝕的部位腐蝕速度可達(dá)到平均腐蝕率 的 2 10 倍。影響腐蝕速度的因素1、溶解氧的濃度高氧會(huì)使氧化物成為鈍隨濃度增大， 腐蝕率增加； 但當(dāng)達(dá)到一定極限時(shí)， 化膜，降低腐蝕速度。PH關(guān)系不大，當(dāng)PH 產(chǎn)生兩個(gè)去極化作用。2、PH 值 PH在410時(shí)，腐蝕由擴(kuò)散過(guò)程控制腐蝕速度與小于 4 時(shí)，氧化膜被溶解 ，金屬表面與酸性溶液接觸，氧的去極化O2+4H+4eT 2H2O氫的去極化2H+2eH 2故電化學(xué)腐蝕加強(qiáng)，腐蝕速度加快。 PH在1013時(shí)，碳鋼表面PH值 升高，氧的鈍化臨界濃度降低到 6ppm，生成r-Fe2O3而鈍化腐蝕速度下降。 PH >

16、13時(shí)，鈍化膜被溶解，生成可溶性絡(luò)合物鐵酸鈉（NaFeO2）和亞鐵酸 鈉（NazFeQ）腐蝕速度又上升。3、溫度及熱負(fù)荷通常隨著溫度升高， 腐蝕速度增加。 溫度升高增加了反應(yīng)速度和擴(kuò)散速 度，在氧濃度一定時(shí)，溫度每升高 30 r腐蝕速度就增大一倍。對(duì)敞開(kāi)式循 環(huán)水而言溫度在80r以內(nèi)，溫度升高加快腐蝕，80r以上腐蝕速度才開(kāi)始 下降。4、流速不加緩蝕劑水流速度對(duì)腐蝕速度影響較大， 水的流動(dòng)狀態(tài)強(qiáng)烈的影響著氧的 擴(kuò)散速度。水的流速大，使氧的極限擴(kuò)散電流密度增大，腐蝕速度增大，在 層流區(qū)內(nèi)腐蝕速度隨流速增加而緩慢上升。當(dāng)流速達(dá)到 V 臨時(shí)，從層流轉(zhuǎn) 為湍流，開(kāi)始時(shí)，腐蝕速度會(huì)劇增。對(duì)加有緩蝕劑的系

17、統(tǒng)，流速有著不同的 作用， 水的流速在一定范圍內(nèi) （如在 1 米/秒左右 ）會(huì)對(duì)緩蝕有利，流速增加， 緩蝕劑容易到達(dá)金屬表面，可沖走污泥防止局部垢下腐蝕，水的流速應(yīng)盡 可能大一些，殼程水冷器在 0.5 米/秒以上為好，管程在 1 米/秒左右。5、含鹽量隨著鹽類濃度增加，水的電導(dǎo)率增大，腐蝕速度上升。6、陰離子 水中陰離子的存在，會(huì)加速腐蝕速度，氯離子的存在會(huì)對(duì)不銹鋼引起點(diǎn) 蝕或應(yīng)力腐蝕的破裂。 在增加金屬溶解速度方面， 不同離子有著不同的影響， 其順序?yàn)?NO3-<CL-<SO 42-<ClO4-懸浮物的沉淀還會(huì)引起沉積物下 懸浮物沉積還會(huì)阻礙緩蝕劑到達(dá)金 濁度應(yīng)控制在 10

18、PPm 以內(nèi)。7、懸浮物。 水中懸浮固體的增加會(huì)加大腐蝕速度。的氧濃差電池腐蝕，使局部腐蝕加快， 屬表面，從而影響緩蝕劑的緩蝕效果。產(chǎn)生粘泥的微生物在金屬表面沉積，8、微生物 冷卻水中的微生物，特別是一些能引起垢下腐蝕 。同時(shí)一些 微生物的新陳代謝過(guò)程也參與了電化學(xué)過(guò) 程，促使 腐蝕加速。9、腐蝕性溶解氣體 硫化氫等氣體的溶解會(huì)促進(jìn)碳鋼腐蝕，氨的溶解會(huì)形成銅氨絡(luò)合離子，促進(jìn)銅的腐蝕， 二氧化碳的溶解， 會(huì)增加陰極氫去極化作用， 加速腐蝕過(guò)程。10、金屬材料 金屬材料的不均勻性會(huì)使金屬的各表面部分的電極電位值不同而產(chǎn)生電位差引起腐蝕，金屬材料的組分不同也影響到其耐蝕性。11、金屬表面狀態(tài) 金屬表

19、面光潔度也影響到金屬腐蝕速度， 不光滑的表面比磨光的金屬表 面容易腐蝕。八、緩蝕劑的緩蝕機(jī)理從而達(dá)到緩蝕作緩蝕劑能在金屬表面形成沉淀膜， 它可以由緩蝕劑的相互作用形成， 也可以 由緩蝕劑與腐蝕介質(zhì)中存在的金屬離子反應(yīng)形成， 沉淀膜比氧化膜要厚， 一般有 幾百到一千埃。 沉淀膜電阻大， 并能使金屬和腐蝕介質(zhì)隔離， 因而起到抑制腐蝕 作用。該型緩蝕劑，多數(shù)是有機(jī)緩蝕劑，它們都是具有 N、S、O 等官能團(tuán)的極 性化合物， 能吸附在金屬表面上。 它們之所以能起緩蝕作用是因?yàn)樵诜肿咏Y(jié)構(gòu)中 具有可吸附在金屬表面的親水基團(tuán)和遮蔽金屬表面的疏水基團(tuán)。 親水基團(tuán)定向吸 附在金屬表面， 而疏水基團(tuán)則阻礙水及溶解氧

20、向金屬表面擴(kuò)散。 用。冷卻水中的常見(jiàn)腐蝕類型2.垢下腐蝕4.縫隙腐蝕6.應(yīng)力腐蝕破壞8.磨損腐蝕1. 均勻腐蝕 （又稱全面腐蝕 ）3. 電偶腐蝕5. 點(diǎn)蝕（有稱孔蝕）7.汽蝕9.微生物腐蝕九、腐蝕趨勢(shì)的判斷：腐蝕指數(shù)我們一般采用RL （ Larson-Skolol）指數(shù)（HG/T 160-91）- 2-式中單位均為 mg/LRL=CI -SO42-/MLI 0.5 時(shí)，水質(zhì)呈明顯腐蝕性。LI 0.1 時(shí)，水質(zhì)可能不產(chǎn)生腐蝕。第二部分：結(jié)垢和腐蝕對(duì)設(shè)備運(yùn)行的影響用水質(zhì)穩(wěn)定劑進(jìn)行循環(huán)水處理時(shí)， 如果排污不足則阻緩蝕阻垢能力下降， 管 材水面在結(jié)水垢時(shí)容易產(chǎn)生脫鋅或點(diǎn)蝕， 有的阻垢劑即使水的 PH

21、值提高到接近 9，同樣會(huì)產(chǎn)生腐蝕。用酸中和處理方法防垢時(shí)，多數(shù)情況下酸的加入量無(wú)法準(zhǔn) 確控制， 經(jīng)常使循環(huán)水短時(shí)呈酸性反應(yīng)，使管線易脫膜，使用壽命縮短。單純 用 H2SO4 來(lái)調(diào) PH 值控制堿度時(shí) ,應(yīng)控制循環(huán)水的 PH 值 =7.5±5 內(nèi) ,SO42- 在 800mg/l 之內(nèi) ,否則容易造成基礎(chǔ)設(shè)施腐蝕。 水中貝介類大生物在循環(huán)水內(nèi)存活， 既引起腐蝕也引起沖蝕。 管線脫鋅常見(jiàn)腐蝕現(xiàn)象。 脫鋅分為栓狀脫梓與層狀脫鋅：1 、栓狀脫鋅特點(diǎn)是在水側(cè)產(chǎn)生直徑約 2mm 的圓形腐蝕斑點(diǎn)，其上有灰白 色或帶淡綠色腐蝕產(chǎn)物， 其下是紅色的圓環(huán)狀腐蝕痕跡或斑點(diǎn)。 當(dāng)腐蝕發(fā)展到一 定程度時(shí)，水的

22、含鹽量超過(guò) 400mg/L 將產(chǎn)生栓狀脫鋅失效。當(dāng)冷卻水的 PH 過(guò) 高過(guò)低時(shí)， 如超過(guò) 9 和低于 6.5 也可產(chǎn)生栓狀脫鋅。2、層狀脫鋅有兩種情況，一是腐蝕速度小于0.01mm/a,它不影響使用壽命， 二是腐蝕速度超過(guò) 1mm/a， 甚至可超過(guò) 10mm/a， 危害極大， 層狀脫鋅是均 勻腐蝕。它發(fā)生在水的含鹽 量過(guò)高（如：海水 ）水質(zhì)污染和 PH 過(guò)低的情況下。 一般來(lái)說(shuō)，腐蝕與水質(zhì)有如下關(guān)系： 當(dāng)使用含鹽量較高、硬度、堿度都較 低的水為冷卻水時(shí) （如河水） 容易產(chǎn)生層狀脫鋅。 當(dāng)使用硬度較高的堿性水 （高 堿高硬）為冷卻水時(shí)，容易發(fā)生栓狀脫鋅。當(dāng)使用硬度較高、堿度較小的水作為 冷卻水時(shí)

23、，易出現(xiàn)點(diǎn)蝕。第三部分：日常運(yùn)行中的水質(zhì)監(jiān)測(cè)與控制1、監(jiān)測(cè)與控制的項(xiàng)目：長(zhǎng)期的實(shí)踐和試驗(yàn)研究告訴我們，循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中的 腐蝕，結(jié)垢和微生物的生長(zhǎng)與冷卻水的化學(xué)組成和物理化學(xué)性質(zhì)有著密切的關(guān) 系。 如循環(huán)水系統(tǒng)正常運(yùn)行的 PH 值在 79.2 之間， 如果加酸過(guò)多， PH 值 降至 <4.5 時(shí)，則冷卻水系統(tǒng)將發(fā)生嚴(yán)重腐蝕。由于補(bǔ)充水的水源不同，它們的 組成往往隨季節(jié)而變化， 夏季雨量充足，無(wú)論是地表水還是地下水含鹽量都較低。 春季枯水季節(jié)，地下水的采水深度增加，地表水容量減少，而含鹽量增高，這樣 如果用 相同的工藝條件和水處理方案，可能在多雨季節(jié)處理效果很好，而在缺 水季節(jié)效果就很差，

24、 因此，在日常運(yùn)行中需對(duì)循環(huán)冷卻水的補(bǔ)水化學(xué)組成和物理 化學(xué)性質(zhì)進(jìn)行監(jiān)測(cè)和控制。 在進(jìn)行冷卻水處理時(shí)， 這些需要監(jiān)測(cè)與控制的化學(xué)組 成和物理化 學(xué)性質(zhì)，對(duì)循環(huán)冷卻水正常運(yùn)行中的腐蝕，結(jié)垢和微生物的生長(zhǎng)有 著 很大的影響，在日常監(jiān)測(cè)中對(duì)其要進(jìn)行嚴(yán)格控制。（ 1） 循環(huán)冷卻水運(yùn)行的 PH 值的控制： 循環(huán)冷卻水運(yùn)行時(shí)的 PH 值通常 被 控制在 7.09.2 之間， PH=7.09.2 范圍的水大體上屬中性 或弱堿性的范圍， 一般地講，在上述 PH 值范圍內(nèi)，冷卻水的腐蝕隨 PH 值上升而下降，當(dāng)前循 環(huán)冷卻水的處理方案多數(shù)是弱堿處理。（2）懸浮物與濁度：循環(huán)冷卻水中的懸浮物通常由砂子、塵埃、淤泥

25、、粘土、 腐蝕產(chǎn)物和微生物組成， 容易在換熱器的水室和殼程一側(cè)的折流板下部， 形成淤 泥從而影響換熱器的冷卻效果和造成垢下腐蝕。 在一般情況下， 應(yīng)控制循環(huán)冷卻 水的懸浮物或濁度不大于 20mg/l， 當(dāng)使用板式， 翅片管式或螺旋板式換熱器時(shí)， 懸浮物或濁度不應(yīng)大于 10 mg/l。（3）鹽量高：含鹽量是指冷卻水中溶解鹽類的總濃度，含鹽量是衡量水質(zhì)好壞 的一個(gè)重要指標(biāo)，單位 mg/l。 含鹽量可用電導(dǎo)率表示，因水中溶解鹽絕大部分 都是強(qiáng)電解質(zhì)， 它們?cè)诘腥侩婋x成離子， 所以可以用離子的導(dǎo)電能力 （電 導(dǎo)率） 的大小來(lái)判斷水中含鹽量的多少，電導(dǎo)率同含鹽量的關(guān)系是（25C）,LgIDS=1.

26、006Lgk-0.125（適用于 IDS=500-5000 mg/l）式中： IDS 為含鹽量 （ mg/L ）K 為電導(dǎo)率（ u s/cm）含鹽量高的水中，Cl-和SO42-的含量往往較高，因而水的腐蝕性較高。鹽量高的水中，女口 Ca2+、Mg2+和HCO3-含量較高，貝U水的結(jié)垢傾向增大， 此應(yīng)控制冷卻水中的含鹽量在 400mg/l 以下，但也要根據(jù)投加水處理劑的性能 效果而定。（4）堿度：冷卻水的堿度分為總堿（M）度和酚酞堿度（P） ，M堿度又稱為 甲基橙堿度， M 堿度是表征循環(huán)冷卻水中產(chǎn)生碳酸鹽垢的成垢陰離子數(shù)量和結(jié) 垢傾向的一個(gè)重要參數(shù)， 控制值一般根據(jù)所投加藥劑的品種配方及工況條

27、件來(lái) 決定。（ 5） 硫酸根濃度： SO42- 也是一種腐蝕性離子，硫酸根還是腐蝕性細(xì)菌 硫 酸鹽還原菌生命活動(dòng)中不可缺少的物質(zhì)。 硫酸根還可以與水 中的鈣離子生成硫 酸鈣垢，因此需要對(duì)它進(jìn)行監(jiān)測(cè)，控制，控制 水中 SO42-+ Cl-<500 mg/L。 （6） 氯離子的濃度：Cl-是一種腐蝕性離子，它能破壞碳鋼、不銹鋼和鋁等金屬表面的鈍化膜，引起金屬的點(diǎn)蝕，縫隙腐蝕和應(yīng)力腐蝕破 裂。對(duì)其應(yīng)進(jìn)行監(jiān)測(cè)、控 制、控制在含不銹鋼換熱設(shè)備中 Cl-不宜大于300 mg/l，對(duì)碳鋼換熱設(shè)備中，Cl- 濃度不宜大于 500 mg/l。（7）銅離子的控制：控制循環(huán)冷卻水中銅離子不宜大于 0.1 mg

28、/l， （特別是電力系統(tǒng)對(duì)此要嚴(yán)加控制）一般控制在50u g/L以下。（8）總鐵（Fe2+、Fe3+）的控制：循環(huán)水中總鐵的濃度作為估計(jì)鋼鐵設(shè)備的腐蝕 情況的好壞，循環(huán) 水中總鐵濃度為0.1-0.2 mg/L時(shí)為正常，總鐵濃度為 0.5-1.0mg/L時(shí)為過(guò)高，而總鐵濃度1mg/L時(shí)為腐蝕的信 號(hào),設(shè)計(jì)規(guī)范中要求， 循環(huán)水中總鐵含量一般不宜大于 0.5mg/L。（9）濃縮倍數(shù)的控制：提高濃縮倍數(shù)可以降低補(bǔ)水量、節(jié)約用水，提高濃縮倍數(shù)可降低用藥量，減少水處理成本，但提高濃縮倍數(shù)又會(huì)增加循環(huán)冷卻水結(jié)垢和 腐蝕的傾向，因此根據(jù)水質(zhì)狀況，運(yùn)行條件及水處理劑性能，控制一定的濃縮倍 數(shù)是十分重要的；因?yàn)閷?shí)

29、驗(yàn)表明，在濃縮倍數(shù)小于2倍時(shí)，容易出現(xiàn)腐蝕，也不利于節(jié)水，而當(dāng)濃縮倍數(shù)超過(guò)6倍時(shí)，節(jié)水的效果已經(jīng)極小，反而腐蝕和結(jié)垢速 率呈現(xiàn)出幾何倍數(shù)增長(zhǎng)，一般情況下，4倍以上濃縮倍數(shù)的使用水穩(wěn)劑的量 3倍 濃縮倍數(shù)的一倍，因此濃縮倍數(shù)的確定要考慮到綜合效益，控制數(shù)值要根據(jù)試驗(yàn) 而定。日常操作過(guò)程中應(yīng)按補(bǔ)水量和排污量之比進(jìn)行控制；實(shí)際操作只需根據(jù)蒸補(bǔ)水量（m/h）=蒸發(fā)量+泄損量+排污量發(fā)量控制排污閥流量（排污閥帶水流量表）即可 。計(jì)算公式：2401蒸發(fā)量（m/h）=4.187x進(jìn)/出水口溫差X循環(huán)水量（m3/h）排污量（m/h）=確定r ）-1注意：排污要求是連續(xù)的，只有這樣才能穩(wěn)定控制住濃縮倍數(shù)，以及其

30、它水質(zhì)指標(biāo)的穩(wěn) 定。如果采用間斷式排污方式， 會(huì)造成各項(xiàng)控制指標(biāo)超范圍的頻繁波動(dòng)，這種排污方式只在特殊情況下采用；在這種情況下，水穩(wěn)劑的加劑量必須保持規(guī)定的加劑量，否則會(huì)出現(xiàn)意想不到的后果。控制指標(biāo)也不同。（在不超過(guò)濃縮倍數(shù)情況下）：（10）鈣離子的控制：循環(huán)冷卻水中Ca2+的控制量要根據(jù)模擬試驗(yàn)中而得的碳酸 鹽硬度值來(lái)控制，所用的水處理劑不同，2、循環(huán)冷卻水運(yùn)行數(shù)據(jù)超標(biāo)處理措施1）堿度、PH值超標(biāo)： 加適量的H2SO4進(jìn)行處理。 加大排污，增加補(bǔ)水量。2）銅離子超標(biāo)：補(bǔ)加銅緩蝕劑。3）總鐵超標(biāo)：（出現(xiàn)腐蝕） 增加除氧劑；粘泥剝離劑。. 增加緩蝕阻垢劑量； 若是垢下腐蝕增加殺菌滅藻劑，4）出現(xiàn)

31、結(jié)垢傾向： 適量的加H2SO4進(jìn)行處理； 適當(dāng)降低冷卻水的 PH值進(jìn)行不停機(jī)清洗； 降低濃縮倍數(shù)。3、加藥方式大中型循環(huán)水系統(tǒng)應(yīng)采用連續(xù)加藥的方式。即將緩蝕劑和阻垢劑配成一定濃度的溶液，以計(jì)量泵連續(xù)地加入水池。并根據(jù)水中藥量的分析數(shù)據(jù)調(diào)整加量。 連 續(xù)加藥的藥劑濃度穩(wěn)定，波動(dòng)范圍小?；瘜W(xué)處理要求保證最低劑量的藥劑濃度。連續(xù)加藥時(shí)的最低劑量與最高劑量相差少， 因而藥劑的利用率高， 效果好。 小型 循環(huán)水系統(tǒng)如無(wú)條件，也可采用間斷加藥，即每班或每日加 12 次，可采取定 時(shí)定量的加藥方式。 采用間斷排污時(shí)， 應(yīng)在排污之后加藥。 加藥量按補(bǔ)水量乘加 藥濃度計(jì)算，加藥濃度按具體方案執(zhí)行。以免 加藥點(diǎn)要

32、4、加藥位置 藥劑加入循環(huán)水池，其位置以保證混合均勻?yàn)樵瓌t。避免靠近排污口， 藥劑不進(jìn)循環(huán)系統(tǒng)就被排走。應(yīng)保證藥劑在池中有充分混合 的時(shí)間， 避免靠近某一臺(tái)泵，以防止藥劑分布不均。第四部分 水樣測(cè)定中的注意事項(xiàng)1、堿度的測(cè)定：顏色，可若水樣中含有較大的游離氯時(shí)（大于 1 毫克 /升）會(huì)影響指示劑的以加入0.1N的硫代硫酸鈉溶液12滴以消除干擾，或用 紫外光照射也可除 去殘氯。2、鈣硬的測(cè)定：（1）在加入氫氧化鈉溶液后應(yīng)立即迅速滴定， 以免因放置過(guò)久引起水 樣渾濁， 造成終點(diǎn)不清楚。（2）當(dāng)水樣的鎂離子含量大于 30毫克/升時(shí)，應(yīng)將水樣稀釋后測(cè)定。（3） 若水樣中重碳酸鹽含量較多時(shí)，應(yīng)先將水樣酸

33、化煮沸，然后用氫氧化鈉 溶液中和后進(jìn)行測(cè)定。3、總硬度的測(cè)定：（1）若水樣的酸性或者堿性較高時(shí)，應(yīng)先用 0.1 氫氧化鈉或 0.1N 鹽 酸中和 后再加緩 沖溶 液 ,否 則緩沖溶 液加 入后 ,有可能使 水樣 PH 值不能保 證在 10.0 ±0.1 范圍內(nèi) .（2）對(duì)碳酸鹽硬度較高的水樣 ,在加入緩沖溶液前 ,應(yīng)先稀釋或先加入所需 EDTA 標(biāo)準(zhǔn)溶液量的 8090（記入在所消耗的體積內(nèi) ）， 否則在加入緩沖溶液 后，可能析出碳酸鹽沉淀，使滴定終點(diǎn)拖長(zhǎng)。（3）冬季水溫較低時(shí)， 絡(luò)合反應(yīng)速度較慢， 容易造成過(guò)滴定而發(fā)生誤差。 因此， 當(dāng)溫度較低時(shí)，應(yīng)將水樣預(yù)先加溫至 3040 C后進(jìn)

34、行測(cè)定。（4）如果在滴定過(guò)程中發(fā)現(xiàn)滴不到終點(diǎn)色， 或指示劑加入后， 顏色呈灰紫色時(shí)， 可能是 Fe、Al 、Cu 或 Mn 等離子的干擾。 遇此情況，可在加指示劑前用 0.2 克 硫脲和 2 亳升三乙醇胺進(jìn)行聯(lián)合掩蔽，或先加入所需 EDTA 標(biāo)準(zhǔn)溶液量的 8090（記入在所消耗的體 積內(nèi)） ，既可消除干擾。（5）PH10.0±0.1 的緩沖溶液，除使用氨 氯化氨緩沖溶液外，還可用氨基乙 醇配制的緩沖溶液（無(wú)味緩沖液） 。此緩沖溶液的優(yōu)點(diǎn)是：無(wú)味， PH 穩(wěn)定，不 受室溫變化的影響。配制方法：取 400 毫升除鹽水， 加入 55 毫升濃鹽酸，然 后將此溶液慢慢加入于 310毫升氨基乙醇

35、中，并同時(shí)攪拌，最后加入 5.0克分析 純Na2MgY ,用除鹽水稀釋至1升。100毫升水樣中加入此緩沖溶液 1.0毫升， 既可使 PH 值維持在 10.0±0.1 的范圍內(nèi)。（6）測(cè)定前對(duì)所用 Na2MgY 必須進(jìn)行鑒定，以免對(duì)分析結(jié)果產(chǎn)生誤差。 鑒 定方法：取一定量的 Na2MgY溶于超純水中，按硬度測(cè)定法測(cè) 定其Mg2+或 EDTA是否等當(dāng)量，根據(jù)分析結(jié)果精確地加入 EDTA或Mg2+,使溶液中EDTA 和Mg2+均無(wú)過(guò)剩量。如無(wú)N&MgY或N&MgY的質(zhì)量不符合要求，可用4.716克EDTA二鈉鹽和3.120克MgSO4 7H2O來(lái)代替5.0克Na2MgY。配

36、制好的 緩沖溶液，按上述 手續(xù)進(jìn)行鑒定。并使 EDTA和NazMgY均無(wú)過(guò)剩量。4、氯離子的測(cè)定：（1）當(dāng)水樣中氯離子含量大于100毫克/升時(shí)，須按照表中規(guī)定的量取樣，并 用蒸餾水稀釋至100毫升后測(cè)定。水樣中氯離子含量5 100101200201 4004011000取水樣量（毫升）100502510（2）當(dāng)水樣中硫離子含量大于5毫克/升、鐵鋁大于3毫克/升或顏色太深時(shí)， 應(yīng)事先用過(guò)氧化氫脫色處理（每升水加 20毫升），并煮沸10分鐘后過(guò)濾， 如顏色仍不消失，可于100毫升水中加1克碳酸鈉蒸干，將干涸物用蒸餾水 溶解后進(jìn)行測(cè)定。（3）如水樣中氯離子含量小于5毫克/升時(shí)，可將硝酸銀溶液稀釋為1毫升=0.5 毫克氯離子后使用。所用鉻酸鉀濃度也應(yīng)減少一半。（4）為了便于觀察終點(diǎn)，可另取100毫升水樣加1毫升鉻酸鉀指示劑作對(duì)照。（5）渾濁水樣，應(yīng)事先進(jìn)行過(guò)濾。5、 銅的測(cè)定（雙環(huán)己酮草酰二腙分光光度法）：所用器皿必須用1： 1硝酸浸漬，并用超純水反復(fù)清洗后才能使用。 中性紅指示劑的用量會(huì)直接影響吸收