工業(yè)循環(huán)水處理技術(shù)培訓(xùn)

1、工業(yè)循環(huán)水處理技術(shù)知識(shí)，內(nèi)容，第1章水和工業(yè)水的預(yù)處理3-4第2章循環(huán)冷卻水系統(tǒng)概述5-12第3章循環(huán)冷卻水系統(tǒng)存在的問(wèn)題13-36第4章循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的日常運(yùn)行37-44第5章冷卻水系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)45-49第6章藥品說(shuō)明50-56第7章循環(huán)冷卻水水質(zhì)分析方法57-71第1章水和工業(yè)水的預(yù)處理，一、水資源：山西是著名的“十年干旱”。近年來(lái)，發(fā)生了嚴(yán)重的干旱和局部干旱。山西的煤礦開(kāi)采也消耗大量地下水。平均而言，開(kāi)采的每噸煤都會(huì)影響、破壞和泄漏立方米的水資源。按目前1億噸的年產(chǎn)量計(jì)算，每年的水量損失約為1億立方米，相當(dāng)于全省的地下水資源。近年來(lái)，隨著工業(yè)的發(fā)展，工業(yè)用水量急劇增加，特別是在缺水地區(qū)

2、，節(jié)水勢(shì)在必行。預(yù)處理混在地表天然水中的懸浮物和膠體物質(zhì)構(gòu)成水的濁度，未經(jīng)處理不能作為工業(yè)冷卻水的補(bǔ)充水。地表水(湖水)含有大量懸浮固體和微生物，濁度高，未經(jīng)處理直接進(jìn)入循環(huán)水。循環(huán)水中會(huì)有大量的煤泥沉積和微生物煤泥沉積，這將導(dǎo)致煤泥下的腐蝕趨勢(shì)。湖水隨季節(jié)變化很大，夏天湖水中的微生物大量繁殖。如果未經(jīng)處理就進(jìn)入循環(huán)水，將會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)中大量的微生物，增加殺菌劑的用量。因此，有必要對(duì)供水進(jìn)行預(yù)處理。根據(jù)目前的供水情況，只需建一座混凝沉淀池。也有可能在現(xiàn)有基礎(chǔ)上增加側(cè)過(guò)濾的效果。第二章循環(huán)冷卻水系統(tǒng)概況，在循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中，冷卻水不是在使用后立即排放，而是循環(huán)使用。水的再冷卻是通過(guò)冷卻塔進(jìn)行的，因此

3、冷卻水在循環(huán)過(guò)程中應(yīng)與空氣接觸，部分水在通過(guò)冷卻塔時(shí)會(huì)不斷蒸發(fā)和流失，因此水中各種礦物質(zhì)和離子的含量不斷濃縮和增加。為了保持各種礦物質(zhì)和離子的含量穩(wěn)定在一定值，必須向系統(tǒng)中加入一定量的冷卻水(補(bǔ)充水)；并排出一定量的濃水(污水)。工藝流程如圖1-補(bǔ)給水(m)；2-冷卻塔；3-冷水池；4-循環(huán)水泵；5-漏水(f)；6-冷卻水；7-用于冷卻8-熱水的熱交換器(r)；9-污水(b)；10-蒸發(fā)損失(e)；11-風(fēng)損失(d)；12-空氣，通用術(shù)語(yǔ)介紹：1。冷卻塔開(kāi)式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的主要設(shè)備之一是冷卻塔，用于冷卻熱交換器排出的熱水。在冷卻塔中，熱水從塔頂噴出(在冷卻塔內(nèi)部設(shè)置有濺水裝置)，形成水滴或水膜

4、，而空氣從底部到頂部與水滴或水膜反向流動(dòng)，或水平方向連通，使水在填料表面以膜的形式與空氣接觸，在氣水接觸過(guò)程中進(jìn)行熱交換，降低水溫。1-配水系統(tǒng)；2-填充物；3-百葉窗；4-集水盆；5-空氣分配區(qū)；6-范；7-ram；8-熱空氣和水蒸汽；9-冷水，2，濃縮倍數(shù)：在開(kāi)式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中，由于蒸發(fā)，系統(tǒng)中的水會(huì)越來(lái)越少，水中各種礦物質(zhì)和離子的含量會(huì)越來(lái)越濃。通常，在操作中，水中鹽的濃度由濃度倍數(shù)控制。如果k用作濃度倍數(shù)，k的含義是指循環(huán)水中某一物質(zhì)的濃度與補(bǔ)充水中某一物質(zhì)的濃度之比。在K=CR/CM公式中，循環(huán)水中物質(zhì)的CR濃度CM -補(bǔ)充水中物質(zhì)的濃度用于計(jì)算濃度倍數(shù)，要求其濃度將在循環(huán)過(guò)程中，

5、除了由于蒸發(fā)損失排放一定量的污水并保持一定的濃度倍數(shù)外，當(dāng)氣流從塔頂逸出時(shí)，還帶走了一些水滴，還有一些水由于管道泄漏而流失，因此補(bǔ)充水是以下?lián)p失的總和。(1)蒸發(fā)損失e在冷卻塔中，循環(huán)冷卻水蒸發(fā)損失的水量e與氣候和冷卻范圍有關(guān)，通常表示為蒸發(fā)損失率a，進(jìn)入冷卻塔的水量越大，e越多。E=a(R-B) a=e(t1-t2)，其中a -蒸發(fā)損失率；R -系統(tǒng)循環(huán)水，m3/h。B -系統(tǒng)中的污水量，m3/h；T1，T2進(jìn)出冷卻塔的循環(huán)冷卻水的溫度；損耗系數(shù)，與季節(jié)有關(guān)。(2)風(fēng)損失(包括飛濺和夾帶)風(fēng)損失不僅與當(dāng)?shù)仫L(fēng)速有關(guān)，還與冷卻塔的類(lèi)型和結(jié)構(gòu)有關(guān)。如果冷卻塔配有一個(gè)好的集水器，風(fēng)的損失會(huì)比沒(méi)有集水

6、器時(shí)小。風(fēng)吹損失通常以循環(huán)水R的百分比估算，其值約為D=(0.2%0.5%) R (3)泄漏損失F在良好的循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中，管道連接、泵的入口和出口以及水池處不應(yīng)有泄漏。然而，由于管理和安裝不當(dāng)，泄漏是不可避免的。因此，在考慮補(bǔ)充水量時(shí)，應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)的具體情況來(lái)確定。(4)排污水B的確定排污水B與冷卻塔的蒸發(fā)損失E和濃度倍數(shù)K有關(guān)。這種關(guān)系是B=E/(K-1)。因此，當(dāng)循環(huán)冷卻水系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，只要系統(tǒng)中的循環(huán)水量r和濃縮倍數(shù)k已知，就可以估計(jì)諸如蒸發(fā)量e、污水排放量b和補(bǔ)充水量m的操作系數(shù)。通過(guò)控制這些參數(shù)，循環(huán)冷卻水系統(tǒng)可以正常運(yùn)行?？偨Y(jié)：第三章循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中的問(wèn)題。冷卻水在循環(huán)系統(tǒng)中不斷循環(huán)

7、。由于水溫的升高、水流速度的變化、水的蒸發(fā)、各種無(wú)機(jī)離子和有機(jī)物的濃度、冷卻塔和冷水池在室外暴露于陽(yáng)光、風(fēng)、雨、灰塵和雜物，以及設(shè)備結(jié)構(gòu)和材料的綜合作用，會(huì)發(fā)生嚴(yán)重的沉積物粘附、設(shè)備腐蝕和微生物。我們把它們分為三類(lèi)：1 .循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中的沉淀物；2.循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中金屬的腐蝕；3.循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中的微生物會(huì)威脅和破壞工廠的長(zhǎng)期安全生產(chǎn)，甚至造成經(jīng)濟(jì)損失，不能掉以輕心。因此，必須選擇一種切實(shí)可行的循環(huán)冷卻水處理方案來(lái)解決或改善上述問(wèn)題。我們將逐一分析循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中的三種問(wèn)題。第1節(jié)循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中的沉積物及其控制1。循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中的沉淀物在循環(huán)冷卻水系統(tǒng)運(yùn)行期間，各種物質(zhì)會(huì)沉積在熱交換器的

8、傳熱管表面。這些物質(zhì)統(tǒng)稱(chēng)為沉積物。它們主要由水垢、淤泥、腐蝕產(chǎn)物和生物沉積物組成。一般來(lái)說(shuō)，人們稱(chēng)污泥、腐蝕產(chǎn)物和生物沉積物為污垢。因此，我們可以將循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中的沉積物分為兩類(lèi)：一是水垢；第二，污垢。積垢污垢我們將逐一介紹這兩種類(lèi)型。1-1污垢通常由細(xì)泥砂、灰塵、不溶性鹽類(lèi)泥漿、膠體氫氧化物、碎片、腐蝕產(chǎn)物、油漬組成，尤其是細(xì)菌和藻類(lèi)尸體及其粘性分泌物。水處理控制不當(dāng)、補(bǔ)充水濁度過(guò)高、冷卻水系統(tǒng)引入細(xì)泥和膠體物質(zhì)、細(xì)菌和藻類(lèi)殺滅不及時(shí)、腐蝕嚴(yán)重以及許多腐蝕產(chǎn)物會(huì)加劇污垢的形成。這種污垢也叫軟污垢，因?yàn)樗w積大，質(zhì)地疏松。當(dāng)這種水流過(guò)熱交換器的表面時(shí)，很容易形成污垢沉積物，特別是當(dāng)水穿過(guò)殼層

9、時(shí)，并且在較低的流速下有更多的污垢沉積物。大量污垢沉積會(huì)導(dǎo)致污垢下的腐蝕，也是一些細(xì)菌(厭氧菌)生存和繁殖的溫床。水垢天然水中溶解有各種鹽，其中溶解的碳酸氫鹽，如鈣和鎂最不穩(wěn)定，容易分解成碳酸鹽。當(dāng)含有較多碳酸氫鹽的水用作冷卻水時(shí)，當(dāng)它通過(guò)熱交換器的傳熱表面時(shí)，它將被加熱和分解。當(dāng)冷卻水通過(guò)冷卻塔時(shí)，它相當(dāng)于一個(gè)曝氣過(guò)程，溶解在水中的CO2會(huì)逸出，因此水的酸堿度會(huì)增加。此時(shí)，碳酸氫鹽將在堿性條件下反應(yīng)：當(dāng)氯化鈣溶于水時(shí)，也會(huì)發(fā)生以下置換反應(yīng)：如果適量的磷酸鹽溶于水中，磷酸根將與鈣離子形成磷酸鈣，相反，碳酸鈣和磷酸鈣是微溶鹽，它們的溶解度比氯化鈣和碳酸氫鈣小得多。此外，碳酸鈣和磷酸鈣的溶解度不同

10、于普通鹽。它們不隨溫度的升高而增加，而是隨溫度的升高而減少。因此，在熱交換器的傳熱表面上，這些微溶鹽容易過(guò)飽和并從水中結(jié)晶出來(lái)。當(dāng)水流速度小或傳熱表面粗糙時(shí)，這些結(jié)晶沉積物很容易出現(xiàn)在傳熱表面上。此外，硫酸鈣、硅酸鈣、硅酸鎂等。當(dāng)它們的陰離子和陽(yáng)離子溶解度的乘積超過(guò)它們自身的溶解度乘積時(shí)，溶解在水中也會(huì)形成沉淀物并沉積在傳熱表面上。上面提到的這種沉積物叫做水垢。因?yàn)檫@些水垢是由無(wú)機(jī)鹽組成的，所以也被稱(chēng)為無(wú)機(jī)水垢；因?yàn)檫@些鱗片又密又硬，所以也被稱(chēng)為硬鱗片。它們通常牢固地附著在熱交換表面上，不容易被水沖走。在大多數(shù)情況下，換熱器傳熱表面形成的垢主要是碳酸鹽垢。循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中沉積物的控制2-1水垢

11、的控制如果冷卻水中沒(méi)有過(guò)量的PO43-或二氧化硅，就不容易形成磷酸鈣水垢和硅酸鹽水垢。碳酸鈣垢是循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中最容易產(chǎn)生的垢。這里，泥沙控制主要是指如何防止碳酸鹽垢的沉淀?？刂扑赋恋淼姆椒ㄈ缦聢D所示：離子交換樹(shù)脂法去除冷卻水中的鈣離子，石灰軟化法通過(guò)添加酸或引入CO2氣體來(lái)控制水垢，降低酸堿度，通過(guò)添加酸沉淀來(lái)穩(wěn)定碳酸氫鹽，引入CO2氣體并加入阻垢劑、2-2-2水垢控制水垢的形成主要由灰塵、碎屑、細(xì)菌和藻類(lèi)的尸體及其分泌物、細(xì)小的水垢和腐蝕產(chǎn)物組成。因此，為了更好地控制污垢，必須做到以下幾點(diǎn)：降低補(bǔ)給水的濁度，做好循環(huán)冷卻水的水質(zhì)處理，沉淀水垢，添加分散劑，增加旁路過(guò)濾設(shè)備。在介紹化學(xué)品時(shí)

12、，我們將詳細(xì)介紹防垢劑和分散劑。第二節(jié)循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中金屬的腐蝕及其控制一、循環(huán)冷卻水中金屬腐蝕的機(jī)理工業(yè)循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中的大多數(shù)換熱器都是由碳鋼制成的，由于各種原因，碳鋼的金屬表面并不均勻。當(dāng)他接觸到冷卻水時(shí)，會(huì)形成許多微小的腐蝕電池(微型電池)。其中，活性部分成為陽(yáng)極，在腐蝕科學(xué)中稱(chēng)為陽(yáng)極區(qū)；而非活性部分變成陰極，在腐蝕科學(xué)中稱(chēng)為陰極區(qū)。在陽(yáng)極區(qū)，碳鋼氧化產(chǎn)生的亞鐵離子進(jìn)入水中，在碳鋼的金屬基體上留下兩個(gè)電子。同時(shí)，水中的溶解氧接收從陰極區(qū)域的陽(yáng)極區(qū)域流出的兩個(gè)電子，并被還原為氫氧化物。兩種去除可以表示如下：在陽(yáng)極區(qū)域的Fe 2 2e和在陰極區(qū)域的O2 H2O 2 e2oh-當(dāng)亞鐵離子和氫

13、氧根離子在水中相遇時(shí)，將形成Fe22OH-Fe2OH 2、2。冷卻水中金屬的腐蝕形式在冷卻水系統(tǒng)的正常運(yùn)行和化學(xué)清洗過(guò)程中，金屬往往具有不同的腐蝕形式?，F(xiàn)在，金屬腐蝕形式可以概括如下：均勻腐蝕(一般腐蝕、普通腐蝕)、電偶腐蝕(雙金屬腐蝕、接觸腐蝕)、縫隙腐蝕(垢下腐蝕、沉積腐蝕、墊片腐蝕)、腐蝕形式、點(diǎn)蝕、點(diǎn)蝕、選擇性腐蝕(選擇性浸出)、磨損腐蝕(沖擊腐蝕、沖刷腐蝕、磨損)、應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂、首先只討論一些化學(xué)和物理因素，微生物將在討論微生物時(shí)詳細(xì)討論。陰離子絡(luò)合劑的硬度會(huì)因金屬離子、懸浮固體的流速和熱電偶溫度而影響溶解氣體的濃度。四.循環(huán)冷卻水金屬腐蝕控制指標(biāo)工業(yè)冷卻水系統(tǒng)中的金屬設(shè)備包括各種熱

14、交換器(水冷器、冷凝器、冷凝器等)。)、泵、管道、閥門(mén)等。由于腐蝕后更換換熱器的成本較高，更重要的是，腐蝕穿孔和換熱器管壁泄漏造成的經(jīng)濟(jì)損失較大，冷卻水系統(tǒng)的腐蝕控制主要是各種換熱器或換熱設(shè)備的腐蝕控制。(GB 50050-95)規(guī)定碳鋼換熱器管壁的腐蝕速率應(yīng)小于0.125毫米/年；銅、銅合金和不銹鋼換熱器管壁的腐蝕速率應(yīng)小于0.005毫米/年?？梢?jiàn)，冷卻水系統(tǒng)中金屬的腐蝕控制并不要求金屬永不產(chǎn)生(即腐蝕速率為零)，而是要求金屬腐蝕速率控制在一定范圍內(nèi)，從而將換熱器的使用壽命控制在一定范圍內(nèi)。循環(huán)冷卻水中金屬腐蝕的控制方法循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中金屬腐蝕的控制方法很多。常用的方法有四種：加入緩蝕劑來(lái)控

15、制和提高冷卻水的酸堿度。由耐腐蝕材料制成的熱交換器涂有防腐蝕涂層。在引入試劑時(shí)，我們將詳細(xì)介紹緩蝕劑。第三節(jié)循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中的微生物及其控制人們經(jīng)?？梢钥吹酱罅康奈⑸镌陂_(kāi)放式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中生長(zhǎng)。含有微生物的補(bǔ)充水不斷進(jìn)入循環(huán)冷卻水系統(tǒng)。同時(shí)，從冷卻塔上方噴射的冷卻水從逆流空氣中捕獲大量微生物并進(jìn)入冷卻水系統(tǒng)。冷卻水系統(tǒng)中豐富的水為這些進(jìn)入的微生物的生長(zhǎng)提供了可靠的保證。冷卻水的溫度通常設(shè)計(jì)在3242之間，這特別有利于一些微生物的生長(zhǎng)。冷卻塔噴淋曝氣過(guò)程中，冷卻水中溶解了大量的氧氣，為好氧微生物提供了必要的條件；冷卻水中懸浮固體形成的污泥為厭氧微生物提供了庇護(hù)所，冷卻水中的硫酸鹽成為厭氧微生物硫酸鹽還原菌所需的能量來(lái)源。因此，一些冷卻水系統(tǒng)成為一些微生物的巨大陷阱和孵化器。微生物的生長(zhǎng)對(duì)冷卻水系統(tǒng)的日常運(yùn)行有任何不利影響嗎？所有的微生物都會(huì)導(dǎo)致