循环水处理的主要问题和技术特点

工业循环冷却水系统在运行过程中,由于水蒸发、风损失等条件,使循环水不断浓缩。循环水中含盐超标,阴阳离子增多,pH值变化明显,导致水质恶化。循环水的温度、pH值和营养成分有利于微生物的繁殖。充分的阳光照射在冷却塔上是藻类生长的理想场所,但除水垢控制、腐蚀控制、微生物控制等外,还必须用循环水进行处理。


循环水运行中存在的主要问题:

(1) 结垢:由于冷却过程中循环水不断蒸发,水中的盐浓度不断增加,超过部分盐和沉淀物的溶解度。常见的水垢有碳酸钙、磷酸钙、硅酸镁等,水垢质地致密,大大降低了传热效率。标度厚度为0.6mm,传热系数降低20%。

(2) 污垢:污垢主要由水中的有机物、微生物菌落、分泌物、沉积物和灰尘组成。污垢质地较软,不仅降低了传热效率,而且会造成垢下腐蚀,缩短设备使用寿命。

(3) 腐蚀:循环水对换热设备的腐蚀主要是电化学腐蚀,其原因是设备制造缺陷、水中氧气充足、水中腐蚀性离子(Cl-、Fe2+、Cu2+)、微生物分泌黏液产生的污垢等,腐蚀后果严重,即使换热器和输水管道设备在没有控制的情况下短期报废。

(4) 微生物泥:由于循环水中氧气充足,温度适宜,营养条件丰富,非常适合微生物生长繁殖。如果不及时控制,水质会迅速恶化、发臭、变黑。冷却塔中大量的煤泥会沉积甚至堵塞,大大降低冷却散热效果,加剧设备腐蚀。因此,在循环水处理中必须控制微生物的繁殖。


微生物危害

循环冷却水中的微生物有两个方面。首先,在水蒸发过程中,需要将大量空气引入冷却塔,微生物也随空气进入冷却水中。其次,冷却水系统的补水中或多或少有微生物,这些微生物也随补水进入冷却水系统。

在阳光的照射下,藻类将与二氧化碳、碳酸氢盐和其他碳源在水中进行光合作用,吸收碳作为营养物并释放氧气。因此,藻类大量繁殖时,会增加水中溶解氧的含量,有利于氧的去极化,从而加速腐蚀过程。循环水系统中微生物的大规模繁殖会使循环水颜色变黑,产生臭味,污染环境。同时会形成大量的煤泥,降低冷却塔的冷却效率,木材会变质腐烂,沉积在换热器中的煤泥降低了换热效率,增加了水头损失。沉积在金属表面的黏液在氧化皮下会引起严重的腐蚀。同时,还隔离了缓蚀阻垢剂对金属的作用,使其不能发挥应有的缓蚀阻垢作用。除加速垢下腐蚀外,一些细菌在代谢过程中,生物分泌物会直接对金属形成腐蚀。这些问题导致循环水系统长期不能安全运行,影响生产,造成严重的经济损失。因此,微生物对冷却水系统的危害与水垢和腐蚀的危害是一样的。甚至可以说,与三者相比,控制微生物的危害是第一位的。


循环水中微生物的变化趋势可通过以下化学分析项目进行测定:

(1) 在余氯(游离氯)消毒时,应注意余氯的投加时间和投加量,因为当微生物繁殖严重时,循环水中的氯消耗量会大大增加。

(2) 氨 循环水一般不含氨,但由于工艺介质的泄漏或空气中氨的吸收,水中也会出现氨。在这个时候,我们不应该小心。除了积极寻找氨的漏点外,还要注意水中是否含有亚硝酸盐。水中氨的最佳含量控制在10mg/L以下。

(3) 当水中有氨和亚硝酸盐时,据说水中有亚硝酸盐细菌将氨转化为亚硝酸盐。此时,循环水系统的氯化将变得非常困难,氯的消耗量将增加,余氯难以达到目标。水中NO2-的含量最好控制在1毫克/升以下。

(4) 化学需氧量(emsp);当微生物大量繁殖时,由于细菌分泌的黏液增加了水中有机物的含量,COD会增加。因此,通过化学需氧量的分析,可以观察水中微生物的变化趋势。在正常情况下,水中COD最好小于5mg/L(KMnO4法)。

循环水中微生物的危害十分严重。如果我们想在微生物造成危害后采取措施,将会耗费大量的杀菌剂和金钱。因此,有必要提前监测循环冷却水的微生物状况。


浓度倍数

循环水浓度倍数是指在循环水系统运行过程中,由于水分蒸发、风损失等条件而使循环水连续浓度倍数(根据补充水的比较),是衡量水质的重要综合指标质量控制。低浓度倍数,耗水量大,污水排放量大,水处理药剂效率不足;高浓度倍数可以减少水量,节约水处理成本;但高浓度倍数会增加水的结垢倾向,增加了结垢控制和腐蚀控制的难度,使水处理药剂失效,不利于微生物的控制,因此循环水的浓度倍数应该有一个合理的控制指标。


水垢的形成

在循环水系统中,水垢是由过饱和的水溶性成分形成的。水中溶解的盐类有碳酸氢盐、碳酸盐、氯化物、硅酸盐等,其中溶解的碳酸氢盐如Ca(HCO3)2、Mg(HCO3)2最不稳定,易分解为碳酸盐。因此,当冷却水中溶解的碳酸氢盐较多时,水流经换热器表面,特别是温度较高的表面,会被加热分解;当磷酸盐和钙离子溶解在水中时,磷酸钙也会沉淀;碳酸钙和CA3(PO4)2不易溶解,与普通盐不同,它们的溶解度不是随温度的升高而增加,而是随温度的升高而降低。因此,在换热器的传热表面上,这些不溶性盐很容易在水中过饱和结晶。特别是当水流速度较小时或传热面较粗糙时,这些晶体沉积物会沉积在传热面上,形成通常所说的水垢。因为这些鳞片晶体致密坚硬,所以也被称为硬鳞片。常见的水垢成分有碳酸钙、硫酸钙、磷酸钙、镁盐、硅酸盐。


循环水处理技术

根据企业循环水系统的特点和工艺条件,结合当地水质特点,选择适合企业运行条件的水处理方案。通过加药等措施,将循环水指标控制在一定范围内运行,既保证了生产设备的长期运行,又提高了循环水的利用率。循环水处理技术的应用不仅能给企业带来显著的经济效益,而且能给社会带来良好的社会效益。因此有必要应用循环水处理技术。

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