工業(yè)循環(huán)冷卻水處理知識

1、工業(yè)循環(huán)冷卻水處理知識 生產(chǎn)部 維護組 Thanks 目錄 第一章 水及工業(yè)用水預處理 第二章 循環(huán)冷卻水系統(tǒng)概況 第三章 循環(huán)冷卻水泵系統(tǒng)中產(chǎn)生的問題 第四章 循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的日常運行 第五章 冷卻水系統(tǒng)中的現(xiàn)場監(jiān)測 第六章 循環(huán)冷卻水中的水質分析方法 Thanks 一、水資源： 我國淡水資源比較豐富，但人均水資源量與世界許多國家相比相 差很大。 近年隨著工業(yè)的發(fā)展，工業(yè)用水量劇具增加，缺水現(xiàn)場尤為突出， 節(jié)約用水勢在必行。 第一章 水及工業(yè)用水預處理 Thanks 二、預處理： 地表天然水中混入的懸浮物、膠體物構成水的濁度，不 經(jīng)過處理不能作為工業(yè)冷卻水的補水使用。 地表水（湖水）中含有大

2、量的懸浮物、微生物，濁度較 高未經(jīng)過處理直接進入循環(huán)水補水，在循環(huán)水中會有大量粘 泥沉積、微生物粘泥沉積，導致系統(tǒng)會有粘泥下腐蝕的趨 勢。湖水隨著季度的變化性很強，夏季湖水中的微生物繁殖 旺盛，如未經(jīng)過處理直接進入循環(huán)水中會導致系統(tǒng)中大量的 微生物產(chǎn)生，加大殺菌藥劑的用量。 第一章 水及工業(yè)用水預處理 Thanks 在循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中，冷卻水用過后不是立即排放，而是收回循環(huán)再 用。水的再冷卻是通過冷卻塔來進行的，因此冷卻水在循環(huán)過程中要與 空氣接觸，部分水在通過冷卻塔時會不斷被蒸發(fā)損失掉，因而水中各種 礦物質和離子含量也不斷被濃縮增加。為了維持各種礦物質和離子含量 穩(wěn)定在某一個定值上，必須對系

3、統(tǒng)補充一定量的冷卻水（補充水）；并 排出一定量的濃縮水（排污水）。其流程如圖所示 1-補充水（M）；2-冷卻塔；3-冷水池；4-循環(huán)水泵； 5-滲漏水（F）；6-冷卻水；7-冷卻用換熱器 8-熱水（R）；9-排污水（B）；10-蒸發(fā)損失（E）； 11-風吹損失（D）；12-空氣 第二章 循環(huán)冷卻水系統(tǒng)概況 Thanks 常用術語介紹： 1、冷卻塔、冷卻塔 敞開式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中主要設備之一是冷卻塔，冷卻塔用來冷卻換熱 器中排出的熱水。 在冷卻塔中，熱水從塔頂（冷卻塔內部布有濺水裝置）向下噴淋成水滴 或水膜狀，空氣則由下向上與水滴或水膜逆向流動，或水平方向交流流動， 使水在填料表面上以薄膜形式與

4、空氣接觸，在氣水接觸過程中，進行熱交換 ，使水溫降低。 1-配水系統(tǒng)；2-填料；3-百葉窗； 4-集水池；5-空氣分配區(qū)； 6-風機；7-風筒；8-熱空氣和水 蒸汽；9-冷水 第二章 循環(huán)冷卻水系統(tǒng)概況 Thanks 2、濃縮倍數(shù)：、濃縮倍數(shù)： 在敞開式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中，由于蒸發(fā)，系統(tǒng)中的水會愈來愈少，而 水中各種礦物質和離子含量就會愈來愈濃。通常在操作時，用濃縮倍數(shù) 來控制水中含鹽的濃度。設以K表示濃縮倍數(shù)，則K的含意就是指循環(huán)水 中某物質的濃度與補充水中某物質的濃度之比。 K=CR/CM 式中 CR-循環(huán)水中某物質的濃度 CM-補充水中某物質的濃度 用來計算濃縮倍數(shù)的物質，要求它們的濃度除

5、了隨濃縮過程而增加 外，不受其他外界條件，如加熱、沉淀、投加藥劑等的干擾。通常選用 的物質有cl-、k+等物質或電導率。 第二章 循環(huán)冷卻水系統(tǒng)概況 Thanks 3、補充水量、補充水量 M 水在循環(huán)過程中，除因蒸發(fā)損失和維持一定的濃度倍數(shù)而排掉一定的 污水外，還由于空氣流由塔頂逸出時，帶走部分水滴，以及管道滲漏而 失去部分水，因此補充水是下列各項損失之和。 補充水量補充水量 M=蒸發(fā)損失蒸發(fā)損失 E+風吹損失風吹損失D+滲漏損失滲漏損失 F+排污水量排污水量 B 第二章 循環(huán)冷卻水系統(tǒng)概況 Thanks （1）蒸發(fā)損失）蒸發(fā)損失 E 冷卻塔中，循環(huán)冷卻水因蒸發(fā)而損失的水量E與氣候和冷卻幅度有

6、關 ，通常以蒸發(fā)損失率a來表示，進入冷卻塔的水量愈大，E也就愈多。 E=a(R-B ) a=e(t1-t2) 式中 a-蒸發(fā)損失率，； R-系統(tǒng)中循環(huán)水量，m3/h； B-系統(tǒng)中排污水量，m3/h； t1、t2 -循環(huán)冷卻水進、出冷卻塔的溫度，； e -損失系數(shù)，與季節(jié)有關。 第二章 循環(huán)冷卻水系統(tǒng)概況 空氣溫度空氣溫度 / -10010203040 e/（1/）0.00080.0010.00120.00140.00150.0016 Thanks （2）風吹損失（包括飛濺和霧沫夾帶）風吹損失（包括飛濺和霧沫夾帶） D 風吹損失除與當?shù)氐娘L速有關外，還與冷卻塔的型式和結構有關。 若冷卻塔中裝有良

7、好的收水器，其風吹損失比不裝收水器的要小些。 風吹損失通常以占循環(huán)水量R的百分率來估計，其值約為 D=(0.2%0.5%) R R-系統(tǒng)中循環(huán)水量，m3/h （3）滲漏損失）滲漏損失 F 良好的循環(huán)冷卻水系統(tǒng)，管道連接處，泵的進、出口和水池等地方 都不應該有滲漏。但因管理不善，安裝不好，則滲漏就不可避免。因此 在考慮補充水量時，應視系統(tǒng)具體情況而定。 第二章 循環(huán)冷卻水系統(tǒng)概況 Thanks （4）排污水量）排污水量 B 排污水量B的確定與冷卻塔的蒸發(fā)損失E和濃縮倍數(shù)K有關。關系為 B=E/(K-1) 因此循環(huán)冷卻水系統(tǒng)運行時，只要知道了系統(tǒng)中循環(huán)水量R和濃縮倍 數(shù)K，就可以估算出蒸發(fā)量E、排

8、污水量B以及補充水量M等操作系數(shù)。 控制好這些參數(shù)，循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的運行也就能正常運行。 綜述： M=E+D+F+ B 第二章 循環(huán)冷卻水系統(tǒng)概況 Thanks 第三章 循環(huán)冷卻水泵系統(tǒng)中產(chǎn)生的問題 冷卻水在循環(huán)系統(tǒng)中不斷循環(huán)使用，由于水的溫度升高，水流速度的變化 ，水的蒸發(fā)，各種無機離子和有機物質的濃縮，冷卻塔和冷水池在室外受到 陽光照射、風吹雨淋、灰塵雜物的進入，以及設備結構和材料等多種因素的 綜合作用，會產(chǎn)生嚴重的沉積物的附著、設備腐蝕和微生物的大量滋生，以 及由此形成的粘泥污垢堵塞管道等問題。我們把它們歸結為三類： 1、循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中的沉積物 2、循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中金屬的腐蝕 3、循環(huán)

9、冷卻水系統(tǒng)中的微生物 這些問題不加以解決與控制，它們會威脅和破壞工廠長周期地安全生產(chǎn)， 甚至造成經(jīng)濟損失，因此不能掉以輕心，所以我們必須要選擇一種實用的循 環(huán)冷卻水處理方案，是上述問題得以解決或改善。 我們下面對循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中所產(chǎn)生的三類問題逐一進行分析。 Thanks 第一節(jié) 循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中的沉積物及其控制 一、循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中的沉積物一、循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中的沉積物 循環(huán)冷卻水系統(tǒng)在運行的過程中，會有各種物質沉積在換熱器的傳熱 管表面。這些物質統(tǒng)稱為沉積物。它們主要是由水垢、淤泥、腐蝕產(chǎn)物和 生物沉積物構成。通常，人們把淤泥、腐蝕產(chǎn)物和生物沉積物三者統(tǒng)稱為 污垢。 所以我們可以把循環(huán)冷卻水

10、系統(tǒng)中的沉積物分成兩類： 一、污垢； 二、水垢。 污垢 沉積物 水垢 我們將對這兩類做逐一介紹 Thanks 1-1 污垢污垢 污垢一般是由顆粒細小的泥砂、塵土、不溶性鹽類的泥狀物、膠狀 氫氧化物、雜物碎屑、腐蝕產(chǎn)物、油污、特別是菌藻的尸體及其粘性分 泌物等組成。 水處理控制不當，補充水濁度過高，細微泥砂、膠狀物質 等帶入冷卻水系統(tǒng)，或者菌藻殺滅不及時，或腐蝕嚴重、腐蝕產(chǎn)物多等 都會加劇污垢的形成。由于這種污垢體積較大、質地疏松稀軟，故又稱 為軟垢。 當這樣的水質流經(jīng)換熱器表面時，容易形成污垢沉積物，特別是當 水走殼層，流速較慢的部位污垢沉積物更多。大量的污垢沉積會引起垢 下腐蝕，同時又是某些

11、細菌（厭氧菌）生存和繁殖的溫床。 第一節(jié) 循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中的沉積物及其控制 Thanks 1-2、水垢、水垢 天然水中溶解有各種鹽類，其中又以溶解的重碳酸鹽如Ca(HCO3)2、 Mg(HCO3)2為最多，也最不穩(wěn)定，容易分解生成碳酸鹽。 使用含重碳酸鹽較多的水作為冷卻水，當它通過換熱器傳熱表面時， 會受熱分解： 冷卻水通過冷卻塔相當于一個曝氣過程，溶解在水中的CO2會逸出， 因此，水的PH值會升高。此時，重碳酸鹽在堿性條件下會發(fā)生反應： 當水中溶有氯化鈣時，還會產(chǎn)生下列置換反應： 第一節(jié) 循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中的沉積物及其控制 Thanks 碳酸鈣和磷酸鈣均屬于微溶性鹽，它們的溶解度比氯化鈣和重碳

12、酸鈣 要小得多。此外，碳酸鈣和磷酸鈣的溶解度與一般的鹽類不同，它們不是 隨著溫度的升高而升高，而是隨著溫度的升高而降低。因此，在換熱器的 傳熱表面上，這些微溶性鹽很容易達到過飽和狀態(tài)而從水中結晶析出。當 水流速度比較小或傳熱面比較粗糙時，這些結晶沉積物就容易在傳熱表面 上。 此外，水中溶解的硫酸鈣、硅酸鈣、硅酸鎂等，當其陰、陽離子溶度 的乘積超過其本身溶度積時，也會生成沉淀沉積在傳熱表面上。 以上所述的此類沉積物通稱為水垢。因這些水垢都是由無機鹽組成， 故又稱為無機垢；由于這些水垢結晶致密，比較堅硬，故又稱為硬垢。它 們通常牢固地附著在換熱表面上，不易被水沖洗掉。 大多數(shù)情況下，換熱器傳熱表面

13、上形成的水垢是以碳酸垢為主的。 第一節(jié) 循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中的沉積物及其控制 Thanks 二、循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中沉積物的控制 2-1 水垢的控制水垢的控制 冷卻水中如無過量的PO43-或SiO2，則磷酸鈣垢和硅酸鹽垢是不容易 生成的。循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中最易生成的水垢是碳酸鈣垢，在此談沉積物 控制主要是指如何防止碳酸鹽水垢的析出。 控制水垢析出的方法，大致有下圖中的幾類： 離子交換樹脂法 從冷卻水中除去成垢的鈣離子 石灰軟化法 控制 水垢 加酸或通CO2氣，降低PH，穩(wěn)定重碳酸鹽 加酸 析出 通CO2氣 投加阻垢劑 Thanks 2-2 污垢的控制污垢的控制 污垢的形成主要是由塵土、雜物碎屑、菌藻尸體

14、及其分泌物和細微水 垢、腐蝕產(chǎn)物等構成。因此，欲控制好污垢，必須做到下圖幾點： 降低補充水的濁度 控制 做好循環(huán)冷卻水水質處理 水垢 析出 投加分散劑 增加旁濾設備 二、循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中沉積物的控制 Thanks 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理一、循環(huán)冷卻水中金屬腐蝕的機理 工業(yè)循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中大多數(shù)的換熱器是由碳鋼制造的，又因為種 種原因，碳鋼的金屬表面并不是均勻的。當他與冷卻水接觸時，會形成 許多微小的腐蝕電池（微電池）。其中活潑的部位成為陽極，腐蝕學上 稱為陽極區(qū)；而不活潑的部位則成為陰極，腐蝕學上稱為陰極區(qū)。 在陽極區(qū)，碳鋼氧化生成亞鐵離子進

15、入水中，并在碳鋼的金屬基體 上留下兩個電子。與此同時，水中的溶解氧則在陰極區(qū)接受從陽極區(qū)流 過來的兩個電子，還原為OH。兩個去可以表示為： 在陽極區(qū) Fe Fe 2+ +2e 在陰極區(qū) 02+H2O+2e 2OH- 當亞鐵離子和氫氧根離子在水中相遇時，就會生成Fe(OH)2沉淀： Fe 2+ + 2OH- Fe(OH)2 Thanks 二、冷卻水中金屬腐蝕的形態(tài) 在冷卻水系統(tǒng)的正常運行過程中以及化學清洗過程中，金屬常常會 發(fā)生不同形態(tài)的腐蝕。 現(xiàn)將發(fā)生的金屬腐蝕形態(tài)歸納為以下幾種： 均勻腐蝕（全面腐蝕、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

16、形態(tài) 孔蝕（點蝕、坑蝕） 選擇性腐蝕（選擇性浸出） 磨損腐蝕（沖擊腐蝕、沖刷腐蝕、磨蝕） 應力腐蝕破裂 第二節(jié) 循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中金屬的腐蝕及其控制 Thanks 三、循環(huán)冷卻水中金屬腐蝕的影響因素三、循環(huán)冷卻水中金屬腐蝕的影響因素 冷卻水中金屬換熱設備腐蝕的影響因素很多，概括起來可以分為 化學因素、物理因素和微生物因素。先僅討論其中的一些化學因素和物 理因素，微生物方面待在談微生物時再詳細討論。 PH值 陰離子 絡合劑 硬度 影響 金屬離子 因素 溶解的氣體 濃度 懸浮固體 流速 電偶 溫度 第二節(jié) 循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中金屬的腐蝕及其控制 Thanks 四、循環(huán)冷卻水中金屬腐蝕的控制指標四、循環(huán)冷

17、卻水中金屬腐蝕的控制指標 工業(yè)冷卻水系統(tǒng)中的金屬設備有各種換熱器（水冷器、冷凝器、凝汽 器等）、泵、管道、閥門等。由于換熱器腐蝕后更換的費用較大，更重 要的是由于換熱器管壁腐蝕穿孔和泄漏造成的經(jīng)濟損失更大，因此冷卻 水系統(tǒng)中的腐蝕控制主要是各種換熱器或換熱設備的腐蝕控制。 （GB 50050-95）中對循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中腐蝕控制指標規(guī)定：碳鋼換 熱器管壁的腐蝕速度宜小于0.125mm/a；銅、銅合金和不銹鋼換熱器 管壁的腐蝕速度宜小于0.005mm/a. 由此可見，對冷卻水系統(tǒng)中金屬的腐蝕控制不是要求金屬絕對不發(fā) 生（即腐蝕速度為零），而是要求把金屬的腐蝕速度控制在一定范圍， 從而把換熱器的使用

18、壽命控制在一定的范圍之內。 第二節(jié) 循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中金屬的腐蝕及其控制 Thanks 五、循環(huán)冷卻水中金屬腐蝕的控制方法五、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)中金屬腐蝕的控制放法甚多。常用的主要有以下四 種： 添加緩蝕劑 控制 提高冷卻水的PH值 方法 選用耐蝕材料的換熱器 用防腐涂料涂覆 第二節(jié) 循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中金屬的腐蝕及其控制 Thanks 第三節(jié) 循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中的微生物及其控制 在敞開式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中，人們經(jīng)?？梢钥吹轿⑸锎罅可L的 情景。含有微生物的補充水不斷進入循環(huán)冷卻水系統(tǒng)，以此同時，冷卻 塔中從上面噴淋下來的冷卻水又從逆流相遇的空氣中捕集了大量的微生 物進入冷

19、卻水系統(tǒng)。冷卻水系統(tǒng)中充沛的水量為這些進入的微生物的生 長提供了可靠的保障。冷卻水的水溫通常被設計在3242之間，這一 溫度范圍又特別有利于某些微生物的生長。冷卻水在冷卻塔內的噴淋曝 氣過程中溶入了大量的氧氣，為好氧性微生物提供了必要的條件；而冷 卻水懸浮物形成的淤泥又為厭氧性微生物提供了庇護所，冷卻水中的硫 酸鹽則成為厭氧性微生物硫酸鹽還原菌所需能量的來源。因此，有些 冷卻水系統(tǒng)成了一些微生物的一個巨大的捕集器和培養(yǎng)器。 微生物的生長對冷卻水系統(tǒng)的日常運行有沒有不良的影響？是不是 所有的微生物都會使冷卻水系統(tǒng)產(chǎn)生故障？如果會引起故障，那么有哪 些方法可以控制它們？我們將在下面逐一討論 Tha

20、nks 一、冷卻水系統(tǒng)中引起故障的微生物 冷卻水系統(tǒng)中并不是所有的微生物都會引起故障，但在工業(yè)冷卻水 系統(tǒng)運行時，常會遇到一些引起故障的微生物。它們是細菌、真菌和藻 類。先分別對它們作一扼要的介紹： 1-1 細菌 與藻類和霉菌相比，細菌顯得微小。除非有大的菌落存在，否則就 需要借助顯微鏡才能察見或鑒別。 產(chǎn)粘泥細菌（粘液形成菌、粘液異養(yǎng)菌） 鐵細菌能在冷卻水系統(tǒng)中產(chǎn)生大量氧化鐵沉淀 鐵沉積細菌 是由于它們能把可溶于水中的亞鐵離子轉變?yōu)?細菌 不溶于水的三氧化二鐵的水合物。 產(chǎn)硫化物細菌 硫酸鹽還原菌是在無氧或缺氧狀態(tài)下用硫酸鹽 中的氧進行氧化反應而得到能量的細菌。 產(chǎn)酸細菌 硝化細菌 硫桿菌

21、Thanks 冷卻水系統(tǒng)中的真菌包括霉菌和酵母兩類 1-2 真菌 冷卻水系統(tǒng)中的真菌包括霉菌和酵母兩類。 真菌破壞木材中的纖維素，使冷卻塔的木質構件朽蝕。 真菌對冷卻水系統(tǒng)中的金屬并沒有直接的腐蝕性，但它們產(chǎn)生的粘 狀沉積物會在金屬表面建立差異腐蝕電池而引起金屬的腐蝕。粘狀沉積 物覆蓋在金屬表面，使冷卻水中的緩蝕劑不能到那里去發(fā)揮它的防護作 用。 1-3 藻類 冷卻水中的藻類主要有藍藻、綠藻和硅藻。藻類的生長需要陽光， 所以它們常常停留在陽光和水分充足的地方。 死亡的藻類團塊進入換熱器中后，會堵塞換熱器中的管路，降低冷 卻水的流量，從而降低其冷卻作用。 藻類本身并不直接引起腐蝕，但它們生成的沉

22、積物所覆蓋的金屬表 面則由于形成差異腐蝕電池而常會發(fā)生沉積物下腐蝕。 Thanks 二、冷卻水系統(tǒng)中金屬的微生物腐蝕 冷卻水系統(tǒng)中金屬微生物腐蝕的形態(tài)可以是嚴重的均勻腐蝕，也可以 是縫隙腐蝕和應力腐蝕破裂，但主要是點蝕。 鐵細菌可以將二價鐵氧化為三價鐵，使之以 鐵和低碳鋼 鞘的形式沉淀下來，同時還產(chǎn)生大量的粘液 構成銹瘤。硫酸鹽還原菌能使碳鋼和低合金 鋼產(chǎn)生點蝕，生成黑色的硫化鐵沉積物。 不銹鋼 不銹鋼的微生物腐蝕形態(tài)主要是點蝕和晶間腐蝕。 金屬的 銅和銅合金 銅腐蝕后生成的銅離子或銅鹽對微生物具有 微生物 一定的毒性，但也存在著耐銅離子的細菌。 腐蝕 鎳和鎳合金 鎳合金耐微生物腐蝕的能力較強

23、，但也能產(chǎn) 生嚴重的點蝕。 鈦和鈦合金 唯一已知有耐微生物腐蝕能力的合金。 非金屬材料 一些專門“食”烴類或有機涂料的微生物能破壞 有機涂層。 Thanks 三、冷卻水系統(tǒng)中的微生物粘泥 微生物粘泥（簡稱粘泥）是指由于水中溶解的營養(yǎng)源而引起細菌、 絲狀菌（霉菌）、藻類等微生物群的增殖，并以這些微生物為主體，混 有泥砂、無機物和塵土等，形成附著的或堆積的軟泥性沉積物。 冷卻水系統(tǒng)中的微生物粘泥不僅會降低換熱器和冷卻塔的冷卻作 用、惡化水質，而且還會引起冷卻水系統(tǒng)中設備的腐蝕和降低水質穩(wěn)定 劑的緩蝕、阻垢和殺生作用。 微生物粘泥的組成：以微生物菌體及其粘結在一起的粘性物質（多 糖類、蛋白質等）為主

24、體組成 Thanks 3-1 粘泥微生物的種類和特點 在決定粘泥的處理方法時，必須了解構成粘泥的微生物種類、性質和特點： 藍藻類 細胞內含有葉綠素，利用光能，進行 藻類 綠藻類 碳酸同化作用。在冷卻塔和熱水池、 硅藻類 冷水池等接觸光的場所最常見 產(chǎn)粘泥細菌 是塊狀瓊脂，細菌分散于其中 球衣細菌 在有機物污染的水系中呈棉絮狀集聚 粘 鐵細菌 氧化水中的亞鐵離子，使之成為高鐵化 泥 合物沉積在細胞周圍 微 細菌類 硫細菌 一般在體內含有硫磺顆粒，使水中的硫 生 化氫、硫代硫酸鹽、硫磺等氧化 物 硝化細菌 將氨氧化成亞硝酸的細菌和使亞硝酸氧化成硝酸的細菌 硫酸鹽還原菌 使硫酸鹽還原，生成硫化氫的厭

25、氣性細菌 菌類 藻菌類 在菌絲中沒有隔膜，全部菌絲成為一個細胞 不完全菌類 在菌絲中有隔膜 三、冷卻水系統(tǒng)中的微生物粘泥 Thanks 3-2 微生物粘泥引起的故障 降低熱交換效率 堵塞熱交換器 泵壓上升、流量減少 加速腐蝕 粘泥 降低冷卻塔的效率 填料變形、脫落 處理藥劑的吸附、浪費 外觀污染（環(huán)境公害） 三、冷卻水系統(tǒng)中的微生物粘泥 Thanks 3-3 影響微生物和粘泥的環(huán)境因素 影響微生物和粘泥的環(huán)境因素很多，下表逐一列出： 微生物的營養(yǎng)源 營養(yǎng)源滲入冷卻水系統(tǒng)的途徑主要是：補充水、大氣 和設備泄漏。 水溫 影響微生物生長的繁殖的水溫，因微生物種類而異。 PH值 通常冷卻水的PH值宜控

26、制在7.09.2的范 圍，該范圍正處 在微生物繁殖的最佳范圍。 溶解氧 敞開式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)冷卻塔里的曝氣過程為微生物的生長 提供了充分的溶解氧，具備了微生物繁殖的最佳條件 環(huán)境 光 生成的微生物中，藻類需要光能。 因素 細菌數(shù) 細菌數(shù)103個/ml 以下，故障少；104個/ml以上，容易發(fā)生。 懸浮物 循環(huán)冷卻水的懸浮物不宜大于20NTU 。 粘泥量 粘泥量在10mL/m3以上的冷卻水系統(tǒng)中，粘泥故障發(fā)生率高。 粘泥附著度 粘泥附著度是衡量冷卻水粘泥附著性的有效指標。 流速 凡冷卻水流經(jīng)殼層的換熱器以及立式換熱器等都是低流速部位， 粘泥或淤泥容易在那里堆積。 三、冷卻水系統(tǒng)中的微生物粘泥 T

27、hanks 3-4 冷卻水系統(tǒng)中微生物的控制指標 冷卻水系統(tǒng)中微生物的控制主要是通過對微生物生長的控制來實現(xiàn) 的，即通過控制冷卻水中的微生物的數(shù)量來實現(xiàn)。 循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中微生物控制的指標及監(jiān)測頻率 三、冷卻水系統(tǒng)中的微生物粘泥 Thanks 3-5 冷卻水系統(tǒng)中微生物的控制方法 冷卻水系統(tǒng)中微生物引起的腐蝕、粘泥及其生長的控制方法主要 有以下一些： 選用耐蝕材料 控制水質 采用殺生涂料 陰極保護 控制方法 清洗 防止陽光照射 旁流過濾 混凝沉淀 噬菌體法 添加殺生劑 三、冷卻水系統(tǒng)中的微生物粘泥 Thanks 第四章 循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的日常運行 一、運行過程中水質的變化一、運行過程中水質的變化

28、 循環(huán)冷卻水在其運行過程中，補充水不斷進入冷卻水系統(tǒng)。此時，補充 水中的一部分水被蒸發(fā)進入大氣，另一部分則留在冷卻水中而被濃縮，并發(fā) 生以下一系列的變化。 二氧化碳含量降低 CO2大量逸出，使冷卻水的結垢傾向增大。 堿度的增加 冷卻水被濃縮，堿度升高，使冷卻水的結垢傾向增大。 PH值的升高 CO2大量逸出，冷卻水的PH值逐漸升高，直到與大氣的 CO2達到平衡。冷卻水PH值通常在8.59.3之間。 濁度的增加 冷卻水被濃縮，懸浮物和濁度升高；冷卻塔又不斷與大 發(fā)生 控制于1015 NTU 氣接觸，洗滌塵埃，形成懸浮物；腐蝕產(chǎn)物等等。 變化 溶解氧濃度的增大 冷卻塔噴淋，空氣中的氧大量進入，增加了

29、冷卻水的腐蝕。 含鹽量的升高 冷卻水被濃縮，無機鹽含量增加，增大結垢、腐蝕傾向。 有害氣體的進入 冷卻塔內與大氣接觸，大氣中的有害氣體進入增大腐蝕。 工藝泄漏物的進入 工藝泄漏可使水質惡化或PH值變化，增加腐蝕、結垢或微 生物生長的傾向。 微生物的滋長 冷卻水大都條件都有利于微生物的生長。微生物生成粘泥覆蓋在 換熱器金屬表面，降低換熱效果，引起垢下腐蝕和微生物腐蝕。 Thanks 二、日常運行過程中的水質監(jiān)測與控制 2-1、日常運行過程中需要控制的指標 Thanks 2-2、日常運行過程中的監(jiān)測與控制項目介紹 循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中的腐蝕、結垢和微生物生長與冷卻水的水質水 的化學組成和物理化學性質有

30、著密切的關系。 循環(huán)冷卻水系統(tǒng)在正常運行時使用的水處理藥劑是否能發(fā)揮其最佳 的作用也與冷卻水的水質有著十分密切的關系。 因此，在日常運行過程中需要對冷卻水系統(tǒng)的補充水和循環(huán)水的化 學組成和化學性質進行監(jiān)測和控制。 二、日常運行過程中的水質監(jiān)測與控制 Thanks 第五章 冷卻水系統(tǒng)中的現(xiàn)場監(jiān)測 實驗室的模擬條件比較單純和穩(wěn)定，而現(xiàn)場生產(chǎn)中的條件則比較復 雜和多變。因此，需要在冷卻水系統(tǒng)的日常運行期間對其中的腐蝕、沉 積物和微生物的情況進行現(xiàn)場監(jiān)測。 一、設計規(guī)范的要求 （GB50050-95）規(guī)定： （1）敞開式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中換熱設備的碳鋼管壁的腐蝕速度宜小 于0.125mm/a。 （2）敞

31、開式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中換熱設備的水側管壁的年污垢熱阻值 宜為1.7210-43.44 10-4m2K/W。 （3）敞開式循環(huán)冷卻水中的異養(yǎng)菌數(shù)宜小于5105個/mL ，粘泥量 宜小于4mL /m3。 本次我們僅對日常運行期間的腐蝕與微生物的現(xiàn)場監(jiān)測做介紹。 Thanks 二、腐蝕的現(xiàn)場監(jiān)測 冷卻水系統(tǒng)中常用的腐蝕監(jiān)測方法有：試片法、旁路試驗管法、線性 極化法和監(jiān)測換熱器法。其中以試片法使用最為廣泛，我們本次只對試 片法做詳細的介紹。 2-1、試片法 試片法是冷卻水系統(tǒng)中最簡便、最經(jīng)濟、使用最廣泛和最經(jīng)典的腐蝕 監(jiān)測方法。它可以測定腐蝕速度、蝕孔密度、蝕孔深度，并了解腐蝕形 態(tài)。 第五章 冷卻水系

32、統(tǒng)中的現(xiàn)場監(jiān)測 Thanks 2-1-1、試片的材質和規(guī)格 腐蝕試片的材質應與所監(jiān)測的換熱器管子的材質相同。 標準腐蝕試片有兩種：型和型。我們監(jiān)測時應盡可能采用型， 因其邊緣的影響較小。 使用時，可按以下步驟進行操作：啟封后用不銹鋼鑷子把試片取出 放在濾紙上；在盛有蒸餾水的小搪瓷盆中，用脫脂棉擦洗一遍，再用 蒸餾水沖洗15秒鐘；立即置于盛有化學純無水乙醇的小搪瓷盆中，用 脫脂棉擦洗兩遍；將試片放在干凈濾紙上，用冷風吹干；用濾紙將 試片包好，放在干燥器中，24小時后稱重待用。 第五章 冷卻水系統(tǒng)中的現(xiàn)場監(jiān)測 Thanks 二、腐蝕的現(xiàn)場監(jiān)測 冷卻水系統(tǒng)中常用的腐蝕監(jiān)測方法有：試片法、旁路試驗管法

33、、線性 極化法和監(jiān)測換熱器法。其中以試片法使用最為廣泛，我們本次只對試 片法做詳細的介紹。 2-1、試片法 試片法是冷卻水系統(tǒng)中最簡便、最經(jīng)濟、使用最廣泛和最經(jīng)典的腐蝕 監(jiān)測方法。它可以測定腐蝕速度、蝕孔密度、蝕孔深度，并了解腐蝕形 態(tài)。 第五章 冷卻水系統(tǒng)中的現(xiàn)場監(jiān)測 Thanks 2-1-1、試片的材質和規(guī)格 腐蝕試片的材質應與所監(jiān)測的換熱器管子的材質相同。 標準腐蝕試片有兩種：型和型。我們監(jiān)測時應盡可能采用型， 因其邊緣的影響較小。 使用時，可按以下步驟進行操作：啟封后用不銹鋼鑷子把試片取出 放在濾紙上；在盛有蒸餾水的小搪瓷盆中，用脫脂棉擦洗一遍，再用 蒸餾水沖洗15秒鐘；立即置于盛有化

34、學純無水乙醇的小搪瓷盆中，用 脫脂棉擦洗兩遍；將試片放在干凈濾紙上，用冷風吹干；用濾紙將 試片包好，放在干燥器中，24小時后稱重待用。 第五章 冷卻水系統(tǒng)中的現(xiàn)場監(jiān)測 Thanks 2-1-2、試片的安裝 試片應安裝在所監(jiān)測的換熱器的回水管線上。 2-1-3、監(jiān)測時間 試片的監(jiān)測時間一般為3090天，也可將同一組試片分不同時間取 出。長年觀察時，每次放12個或24個試片，每月取出1或2片，分別測 定腐蝕速度。最后繪出腐蝕速度時間曲線。 第五章 冷卻水系統(tǒng)中的現(xiàn)場監(jiān)測 Thanks 2-1-4、監(jiān)測內容 試片法監(jiān)測的內容包括：外觀檢查、腐蝕速度測定和對孔蝕的監(jiān)測。 外觀檢查-觀察并記錄腐蝕產(chǎn)物的

35、顏色、形態(tài)、分布情況等。 腐蝕速度測定- 腐蝕速度87.6W/(SPT) mm/a 監(jiān)測 式中 W-試片的失重，mg 內容 S-試片的總表面積，cm2； P-金屬的密度，g/ cm3(碳鋼7.85、不銹鋼7.85、黃銅8.5等) 對孔蝕的監(jiān)測-蝕孔密度-單位面積上的蝕孔數(shù)。 蝕孔深度-通常以試片上出現(xiàn)的蝕孔最大深度為表示。 第五章 冷卻水系統(tǒng)中的現(xiàn)場監(jiān)測 Thanks 三、微生物的現(xiàn)場監(jiān)測 冷卻水系統(tǒng)中全面的微生物現(xiàn)場監(jiān)測對象應包括：異養(yǎng)菌、真菌、 硫酸鹽還原菌、鐵細菌、氨化細菌、硝化細菌、藻類和粘泥量等。本次 我們就其中最常用的監(jiān)測項目：粘泥量的測定。 3-1、粘泥量的測定 微生物粘泥會堵塞

36、冷卻水的管道，降低冷卻塔和冷卻水的冷卻效果 ，降低水質穩(wěn)定劑的作用，引起金屬設備的腐蝕。因此冷卻水中微生物 粘泥量的多少，直接反映了冷卻水系統(tǒng)中微生物活動的情況和危害。測 定微生物粘泥量是監(jiān)測冷卻水處理質量和微生物生長情況的主要方法之 一。 設計規(guī)范要求，敞開式循環(huán)冷卻水中的粘泥量宜小于4mL /m3。 微生物粘泥量的測定常采用生物過濾網(wǎng)法。現(xiàn)將該法做扼要介紹： 第五章 冷卻水系統(tǒng)中的現(xiàn)場監(jiān)測 Thanks 3-1-1、概況 生物過濾網(wǎng)法是讓循環(huán)冷卻水以一定的流速流經(jīng)轉子流量計后，再通 過生物過濾網(wǎng)過濾；將過濾后的水導入水箱，測量水的體積，或由轉子 流量計中的流速和通過水的時間來計算水的體積；

37、然后將生物過濾網(wǎng)捕 集的粘泥移入量筒，測定粘泥的體積，并以1m3冷卻水中含有的粘泥的 體積（mL）表示粘泥量。 第五章 冷卻水系統(tǒng)中的現(xiàn)場監(jiān)測 Thanks 3-1-2、測定的方法 （1）調解采集粘泥裝置中的閥門，是冷卻水的流速控制在0.8m/s左 右，水量在1m3/h左右。然后關上浮游生物網(wǎng)的旋塞閥，過濾1m3水。 （2）關閉進水閥門，取下浮游生物網(wǎng)。打開浮游生物網(wǎng)上的旋塞閥 ，將粘泥收集在一個500mL量筒內，靜置30min使其沉淀后傾出上層清 液。將剩余濁液轉移至25mL量筒內，靜置30min，記錄沉淀出的粘泥 體積（mL）。 （3）粘泥量V按下式計算 V=V2/V1 式中 V-循環(huán)冷卻

38、水中的粘泥量， mL /m3； V1-通過浮游生物網(wǎng)過濾的循環(huán)水量， m3； V2-量筒中的粘泥體積， mL 。 第五章 冷卻水系統(tǒng)中的現(xiàn)場監(jiān)測 Thanks 第六章 藥劑說明 在前面的篇幅中我們主要介紹了循環(huán)冷卻水中會出現(xiàn)的危害。在此， 我們將對控制危害所使用的藥劑進行逐一的說明： 一、阻垢分散劑 聚磷酸鹽 有機膦酸 阻垢 膦羧酸 分散劑 有機磷酸酯 聚羧酸 天然分散劑 Thanks 1-1、有機膦酸的阻垢、分散機理 有機膦酸阻垢機理比較復雜，說法也有多種，目前大致有以下兩種說 法。 （1）晶格畸變論 碳酸鈣垢是結晶體，它的成長是按照嚴格順序，有帶正電荷的Ca2+與帶負電 荷的CO32-相撞

39、才能彼此結合，并按一定的方向成長。在水中加入有機膦酸時， 它們會吸附到碳酸鈣晶體的活性增長點上與Ca2+螯合，抑制了晶格向一定的方 向成長，因此使晶格歪曲，長不大，也就是說晶體被有機膦酸表面去活劑的分子 所包圍而失去活性。這也是產(chǎn)生前述臨界值效應的機理。同樣，這種效應也可阻 止其他晶體的沉淀。另外，部分吸附在晶體上的化合物，隨著晶體增長被卷入晶 格中，使CaCO3晶格發(fā)生位錯，在垢層中形成一些空洞，分子與分子之間的相 互作用減小，使垢變軟。 （2）增加成垢化合物的溶解度 有機膦酸在水中能離解出H+，本身成帶負電荷的陰離子，這些負離子能與 Ca2+、 Mg2+等金屬離子形成穩(wěn)定絡合物，從而提高了

40、CaCO3晶粒析出時的過飽 和度，也就是說增加了CaCO3在水中的溶解度。 第六章 藥劑說明 Thanks 1-2、藥劑實例說明 ZH-244B SHQ 阻垢分散劑 （1）特點 ZH-244B 阻垢分散劑是含有羧基、膦酸基、無機磷等的水溶性共聚 物，對Ca3(PO4)2、CaCO3垢具有卓越的阻垢能力，對鐵、鋅離子有良 好的穩(wěn)定作用，對懸浮物的分散性能良好，其各項指標達到國外同類產(chǎn) 品水平?？捎米餮h(huán)冷卻水和油田注水系統(tǒng)的防垢、分散作用。 （2）使用方法 正常運行時投加濃度為2050 mg/L，可與有機膦和無機磷等復配使 用，適用PH7.0 9.2。 第六章 藥劑說明 Thanks 二、阻垢緩

41、蝕劑 循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中控制金屬腐蝕的第一種方法是向冷卻水系統(tǒng)中添加 阻垢緩蝕劑?？晒├鋮s水系統(tǒng)采用的緩蝕劑并不是很多，現(xiàn)將敞開式和 密閉式冷卻水系統(tǒng)中幾種常用的阻垢緩蝕劑羅列如下。 鉻酸鹽 亞硝酸鹽 硅酸鹽 鉬酸鹽 阻垢 鋅鹽 緩蝕劑 磷酸鹽 聚磷酸鹽 有機多元膦酸 疏基苯并噻唑 苯并三唑和甲基苯并三唑 硫酸亞鐵 第六章 藥劑說明 Thanks 藥劑實例說明： ZH-244A SHQ 阻垢緩蝕劑 （1）特點 ZH-244A 阻垢緩蝕劑主要由高效磺酸鹽共聚物、有機多元膦酸共聚 物、鋅離子及助劑等組成。對Ca3(PO4)2、CaCO3垢具有卓越的阻垢能 力，對鐵、鋅離子有較好的穩(wěn)定作用，對懸浮物的

42、分散性能良好，其抑 制成垢的使用邊界條件可擴大至Ca2+M堿不大于1200mg/L(以CaCO3計) ，因此，適用于補充水成垢離子強度高或濃縮倍數(shù)高的循環(huán)冷卻水系統(tǒng) 。 （2）使用方法 正常運行時投加濃度為50150 mg/L。 第六章 藥劑說明 Thanks 第六章 藥劑說明 三、殺生劑 冷卻水系統(tǒng)中微生物的主要控制方法之一就是添加殺生劑。人們通 常把冷卻水殺生劑分為兩大類：氧化性殺生劑和非氧化性殺生劑。 氯 次氯酸鹽 氯化異氰尿酸 氧化性殺生劑 二氧化氯 臭氧 溴及溴化物 殺生劑 氯酚類 有機錫化合物 季銨鹽 非氧化性殺生劑 有機銨鹽 有機胺類 有機硫化合物 銅鹽 異噻唑啉酮 Thanks

43、 藥劑實例說明： SHQ-1103 殺生劑（SS 411 SHQ殺菌滅藻劑） （1）特點 SHQ-1103 異噻唑啉酮殺生劑是一種高效、廣譜、低毒性的非氧化 性殺生劑，它能抑制各種細菌、霉菌和藻類。在較寬的PH值范圍內都有 良好的殺生性能。與各種水處理藥劑相容性好，不產(chǎn)生泡沫，殺菌力持 久。 （2）使用方法 循環(huán)冷卻水中一般投加濃度為50100 mg/L，一次性投入集水池泵 的吸入口。投加次數(shù)根據(jù)循環(huán)冷卻水中藻類繁殖情況加以控制與調整。 第六章 藥劑說明 Thanks 第六章 循環(huán)冷卻水中的水質分析方法 循環(huán)冷卻水日常運行過程中的有多種需要控制的指標，投加藥劑也需要日常 進行分析來加以管理。所

44、以本章把需要進行日常分析的方法加以介紹。 我們要求分析的采集水樣要具有充分的代表性。 6-1、PH值 （1）測定原理 水溶液中氫離子活度aH+的負對數(shù)值稱為PH值。 測定PH值的方法有電位法和比色法。電位法測定PH值時，是用玻璃 電極作指示電極，飽和甘汞電極作參比電極，組成一個工作電池。 （2）電位法測定PH值測定步驟 1、按酸度計說明書調試儀器的零點和滿刻度。 2、定位 通常有兩種定位方法，應根據(jù)對測定的要求選用其中一 種方法定位。 3、測定水樣 將電極和燒杯用蒸餾水沖洗干凈，再用被測水樣沖 洗兩次，水樣倒入燒杯中，浸入電極，攪拌，靜止后按下讀數(shù)健讀取。 Thanks 6-2、濁度的測定 （

45、1）測定原理 若選用每升水含1mgSiO2作為濁度單位，則用漂白土配制濁度標準溶液。在工業(yè)循 環(huán)冷卻水分析中推薦使用硫酸肼-六次甲基四胺濁度標準溶液，因為它們能定量的締合為 不溶于水的大分子鹽類而使水產(chǎn)生渾濁。 膠體顆粒對光的散射產(chǎn)生“吸光度”，在一定的濁度范圍內，“吸光度”與濁度有正比 關 系。利用這一現(xiàn)象使用分光光度計測定水樣的濁度。 （2）硫酸肼-六次甲基四胺濁度標準法 1、標準濁度貯備液的配制 （1）無濁度水：將蒸餾水以3mL/min流速經(jīng)0.15m濾膜過濾器過濾，初始的 200mL棄去。 （2）A液 稱取1.000g硫酸肼溶于少量水中，移入100mL容量瓶中并稀釋至刻度， 搖勻。 第

46、六章 循環(huán)冷卻水中的水質分析方法 （3）B液 稱取10.00g六次甲基四胺溶于少量無濁度水中，移入100mL容量瓶中并 稀釋至刻度，搖勻。 （4）標準貯備液 移取25.00mLA液和25.00mLB液于500mL容量瓶中，搖勻后 在253 靜置24小時。然后稀釋至刻度，搖勻。此標準液的濁度為400FTU(福馬肼濁 度)。在30以下保存，1周內使用有效。 （3）測定步驟 1、繪制標準曲線 吸取25.00mL上述貯備液于250mL容量瓶中， 用水稀釋至刻度，搖勻。此標準液的濁度為40FTU，取此溶液2.5、5.0 、7.5、10.5、15.0、20.0、25.0mL分別置于7只50mL容量瓶中，

47、用無濁度水稀釋至刻度，搖勻。它們的濁度分別為2.0、4.0、6.0、8.0 、12.0、16.0、20.0FTU。以無濁度水為參比，用3cm比色皿、于 420nm處用分光光度計測量其吸光度A。以標準濁度為橫坐標，以吸光 度為縱坐標繪制標準曲線。 2、測定水樣 取搖勻未經(jīng)過濾的水樣于3cm比色皿中，以無濁度 水為參比，測定其吸光度A。從標準曲線上查出水樣的濁度。 第六章 循環(huán)冷卻水中的水質分析方法 Thanks 6-3、電導率的測定 （1）測定原理 在特定條件下距離為1cm、截面積為1cm2的兩電極間介質電阻的倒數(shù)定義為電導率 。它是水中存在的離子傳導電流能力的量度，決定于溶液中的離子濃度、性質

48、和溶液溫度 、粘度等。因此它間接的表示了水中含有含可溶電解質的濃度。 水樣的電導率可用電導儀在特定的條件和恒定的溫度下測定水樣的電導，乘以電導池 常數(shù)而求得。 電極的電導池常數(shù)可用氯化鉀標準溶液測定。 (2) 測定步驟 1、電導池常數(shù)的測定 取某濃度的氯化鉀溶液約40mL四份，分別置于50mL塑料杯 中，將杯放入恒溫水浴，使溫度恒定在 250.1 。 按照儀器說明書裝好電導電極并預熱30min，校正儀器零點和滿刻度。 用三份溫度已恒定的氯化鉀溶液分別逐次浸泡、沖洗電極。用第四份溫度為250.1 的氯化鉀溶液測定其電導Lkcl,根據(jù)公式Q=kkcl/ Lkcl,計算電導池常數(shù)Q。 第六章 循環(huán)冷

49、卻水中的水質分析方法 Thanks 2、水樣電導率的測定 取水樣約40mL于50mL塑料杯中，使溫度恒定為250.1 。將已用水淋洗干凈的電極插入水中，測定其電導L水，根據(jù)公式K=QL計算出電導率 。電導率單位為：uS/cm 6-3、電導率的測定 （1）測定原理 在特定條件下距離為1cm、截面積為1cm2的兩電極間介質電阻的倒數(shù)定義為電導率 。它是水中存在的離子傳導電流能力的量度，決定于溶液中的離子濃度、性質和溶液溫度 、粘度等。因此它間接的表示了水中含有含可溶電解質的濃度。 水樣的電導率可用電導儀在特定的條件和恒定的溫度下測定水樣的電導，乘以電導池 常數(shù)而求得。 電極的電導池常數(shù)可用氯化鉀標

50、準溶液測定。 第六章 循環(huán)冷卻水中的水質分析方法 Thanks (2) 測定步驟 1、電導池常數(shù)的測定 取某濃度的氯化鉀溶液約40mL四份，分別置于50mL塑料杯 中，將杯放入恒溫水浴，使溫度恒定在 250.1 。 按照儀器說明書裝好電導電極并預熱30min，校正儀器零點和滿刻度。 用三份溫度已恒定的氯化鉀溶液分別逐次浸泡、沖洗電極。用第四份溫度為250.1 的氯化鉀溶液測定其電導Lkcl,根據(jù)公式Q=kkcl/ Lkcl,計算電導池常數(shù)Q。 第六章 循環(huán)冷卻水中的水質分析方法 2、水樣電導率的測定 取水樣約40mL于50mL塑料杯中，使溫度恒定為250.1 。將已用水淋洗干凈的電極插入水中，

51、測定其電導L水，根據(jù)公式K=QL計算出電導率 。電導率單位為：uS/cm Thanks 第六章 循環(huán)冷卻水中的水質分析方法 6-4、總硬度與鈣離子的測定 （一）總硬度的測定 1、測定原理 鈣離子和鎂離子都能與EDTA形成穩(wěn)定的絡合物，其絡合穩(wěn)定常數(shù)分 別為1010.7和108.7?？紤]到EDTA受酸效應的影響，將溶液PH值控制為 10時，鈣、鎂離子都與EDTA完全絡合，因此在此條件下測定的應是兩 者的總量，即總硬度。 2、測定步驟 取50.00mL水樣（必要時先用中速濾紙過濾后再取樣）于250mL錐 形瓶中，加10mL PH=10的緩沖溶液，加入少許K-B指示劑，用EDTA 標準溶液滴定至溶液

52、由紅色變?yōu)樗{色時即為終點，記下所消耗的EDTA 標準溶液的體積。水樣的總硬度（以CaCO3計）X為： X=c(EDTA)V1 M(CaCO3)/V 1000 mg/L 式中 c(EDTA)EDTA溶液的濃度，mol/L； M(CaCO3)- CaCO3的摩爾質量， 100.09 g/mol； V1滴定時消耗的EDTA溶液體積，mL； V 所取水樣體積， mL。 Thanks （二）鈣離子的測定 1、測定原理 溶液PH12時，水樣中的鎂離子沉淀為Mg(OH)2,這時用EDTA滴定， 鈣則被EDTA完全絡合而鎂離子則無干擾。滴定所消耗EDTA的物質的量即 為鈣離子的物質的量。 2、測定步驟 用移液

53、管移取水樣50mL（必要時過濾后再取樣）于 250mL錐形瓶中，加1:1鹽酸數(shù)滴，混勻，加熱至沸30s，冷卻后加 20%氫氧化鈉溶液5mL，加少許鈣黃綠素-酚酞混合指示劑，用EDTA 標準溶液滴定至有黃綠色熒光突然消失并出現(xiàn)紫紅色時即為終點，記下 所消耗的EDTA標準溶液的體積。鈣離子（以CaCO3計）的含量X為： X=c(EDTA)V2 M(CaCO3)/V 1000 mg/L 式中 c(EDTA)EDTA溶液的濃度，mol/L； M(CaCO3)- CaCO3的摩爾質量， 100.09 g/mol； V2滴定時消耗的EDTA溶液體積，mL； V 所取水樣體積， mL。 鎂離子的含量即為總硬

54、度鈣離子的含量。 第六章 循環(huán)冷卻水中的水質分析方法 Thanks 6-5、鐵離子的測定 一般情況下工業(yè)用水中鐵離子的含量不高，常用的簡便方法是分光光 度法。 有色溶液對單色的吸收服從郎白-比爾定律，即在一定的實驗條件下， 有色物質的吸光度與溶液中該物質的濃度和溶液的液層厚度的乘積成正 比。 A=bc 式中 A有色物質對單色光產(chǎn)生的吸光度； 有色物質溶度為1mol/L、液層厚度為1cm時的吸光度，稱之為摩爾吸 光系數(shù)，L/(molcm); b 液層厚度，cm； c 有色溶液的濃度， 1mol/L。 第六章 循環(huán)冷卻水中的水質分析方法 Thanks 因水中鐵有二價、三價狀態(tài)存在，在此我們介紹鄰菲

55、羅啉分光光 度法。鄰菲羅啉與二價鐵離子在PH很寬的范圍內能形成穩(wěn)定的桔紅色絡 合物，這一方法的靈敏度較高，對510nm單色光，其摩爾吸光系數(shù)為 1.0 104L/(molcm)。使用這一方法時，若先加還原劑再加顯色劑 ，所測結果是試樣中總鐵含量；若不加還原劑就顯色，所測結果只是試 樣中二價鐵離子的含量；兩者相減就可得到三價鐵離子的含量。 鄰菲羅啉分光光度法測定步驟 （1）繪制標準曲線 分別吸取濃度為0.0100mg/mL鐵標準溶液0.00、0.50、1.00 、1.50、2.00、3.00mL于6只50mL容量瓶中，各加2moL/L鹽酸溶液5mL和10%鹽酸 羥胺1mL，用水稀釋至約40mL，

56、混勻。2min后加鄰菲羅啉2mL、醋酸銨緩沖溶液5mL ，加水至刻度，搖勻。用3cm比色皿在分光光度計510nm處，以一號溶液為參比，測定 各溶液的吸光度。以吸光度為縱坐標、鐵的毫克數(shù)為橫坐標繪制標準曲線。 第六章 循環(huán)冷卻水中的水質分析方法 Thanks （2）總鐵離子的測定 吸取25.00mL水樣于150mL錐形瓶中，加2mol/L鹽酸溶液 5mL、 10%鹽酸羥胺溶液2mL，加熱煮沸數(shù)分鐘，冷卻后移入50mL容量瓶中，用水稀 釋至約40mL。加鄰菲羅啉2mL、醋酸銨緩沖溶液5mL，稀釋至刻度，搖勻。測定其吸光 度。 （3）亞鐵離子含量的測定 吸取25.00mL水樣于50mL錐形瓶中，加2

57、mol/L鹽酸溶 液5mL，用水稀釋之約40mL。加鄰菲羅啉2mL、醋酸銨緩沖溶液5mL，稀釋至刻度，搖 勻。測定其吸光度。 水樣中總鐵離子（或亞鐵離子）含量X為： X=(a/V) 1000 mg/L 式中 a從標準曲線上查得的試樣中含鐵的毫克數(shù)，mg； V所取水樣的體積，mL。 第六章 循環(huán)冷卻水中的水質分析方法 Thanks 6-6、堿度的測定 堿度又稱耗酸量，即單位體積水樣能夠接受氫質子的物質的量。組成水的堿度的物質 包括：氫氧化物；碳酸鹽、重碳酸鹽、硅酸鹽、磷酸鹽、硫化物、腐植酸鹽、有機膦酸鹽 、聚丙烯酸鹽等弱酸鹽類，其中以碳酸鹽和重碳酸鹽為主。 堿度是用強酸（鹽酸）標準溶液進行酸堿滴

58、定測得的。 1、測定原理 以酚酞為指示劑，用標準鹽酸溶液滴至酚酞變色，由此測得的堿度稱為酚酞堿度。然后 繼續(xù)以甲基橙為指示劑，用鹽酸標準溶液滴至甲基橙變色，有甲基橙變色所測得的總堿度 稱為甲基橙堿度。甲基橙堿度又稱為總堿度。 2、測定步驟 （1）取100.00mL透明的水樣（若水樣渾濁必須過濾），放入250mL錐形瓶中，加 酚酞指示劑23滴。若呈紅色，則用0.1mol/L的鹽酸標準溶液滴至紅色剛好褪去，記下 鹽酸的用量P（mL）。 第六章 循環(huán)冷卻水中的水質分析方法 Thanks （2）若酚酞加入水樣后呈無色或用鹽酸標準溶液滴至紅色剛好褪去，再在水樣中加 12滴甲基橙指示劑，繼續(xù)用鹽酸標準溶液

59、滴至橙色，并記下鹽酸的總用量T(mL)。 酚酞堿度（以CaCO3計） X1=（P C M(CaCO3）/V) 1000 mg/L 甲基橙堿度（以CaCO3計） X2=（T C M(CaCO3）/V) 1000 mg/L 式中 c鹽酸標準溶液濃度，mol/L； M(CaCO3)CaCO3的摩爾質量， 100.09 g/mol； V水樣的體積，mL； P滴至酚酞褪色時消耗鹽酸的體積， mL； T滴至甲基橙褪色時消耗鹽酸的總體積，mL。 6-7、硫酸根的測定（重量法） 1、測定原理 硫酸根和鋇離子定量的生成硫酸鋇沉淀，沉淀經(jīng)灼燒后稱重，可求出硫酸根的含量。 反應可以在酸性溶液中進行，硫酸根不干擾測定

60、。 第六章 循環(huán)冷卻水中的水質分析方法 Thanks 準確吸取200500mL水樣于燒杯中，取水樣的多少應滿足于水樣中硫酸根的總量為 1050mL。加0.1甲基紅溶液23滴。滴加1:1鹽酸，使溶液呈紅色后再過量23滴 鹽酸。在電爐上濃縮之50mL左右，冷卻后濾去懸浮物，并用0.2mol/L的鹽酸洗滌濾紙 45次。 加熱濾液至近沸。在不斷攪拌下，緩慢地滴加5的氯化鋇溶液，直到上部清液不再出 現(xiàn)白色渾濁。再過量2mL氯化鋇溶液。將此溶液在8090 的水浴上保溫2小時。 用慢速定量濾紙過濾沉淀，并用水洗滌燒杯和沉淀。直到濾液經(jīng)1.5的硝酸銀檢驗， 不產(chǎn)生渾濁為止。 將濾紙連同沉淀放入已恒重過的瓷坩堝