工業(yè)水處理技術(shù)培訓(xùn)資料

1、工業(yè)循環(huán)水處理技術(shù)工業(yè)循環(huán)水處理技術(shù)培訓(xùn)資料培訓(xùn)資料北京拓凱化工技術(shù)北京拓凱化工技術(shù)目錄v第一章 循環(huán)水的根本知識v第二章 水處理的必要性v第三章 循環(huán)水處理的根本知識v第四章 循環(huán)水處理的應(yīng)用領(lǐng)域v第五章 解決方法-水處理藥劑介紹v第六章 水處理到達(dá)的目標(biāo)-GB50050v第七章 循環(huán)水處理技術(shù)方案的制定步驟第一章 循環(huán)水的根本知識 v什么是循環(huán)冷卻水 以水作為冷卻介質(zhì)，并循環(huán)運行的一種給水系統(tǒng)，由換熱設(shè)備、冷卻設(shè)備、處理設(shè)施、水泵、管道及其他相關(guān)設(shè)施組成。v循環(huán)冷卻水的分類 循環(huán)冷卻水分為：開式循環(huán)冷卻水和閉式循環(huán)冷卻水v循環(huán)冷卻水的作用 循環(huán)水系統(tǒng)的功能是將冷卻水(河水/井水)送至換熱器

2、去冷卻爐體、汽輪機、工藝物料等。循環(huán)冷卻水的作用過程 開式冷卻水系統(tǒng)常用冷卻塔作為水的冷卻設(shè)備，這種系統(tǒng)在鋼鐵、電力、石油化工、煤化工、化肥、制藥等行業(yè)中有廣泛使用。 在開式循環(huán)水系統(tǒng)中，冷卻水通過熱交換器后水溫提高成為熱水，熱水經(jīng)冷卻塔曝氣與空氣接觸，由于水的蒸發(fā)散熱和接觸散熱使水溫降低，冷卻后的水再循環(huán)使用。v循環(huán)水系統(tǒng)根本流程為：吸取井循環(huán)水泵房前池攔污柵濾網(wǎng)循環(huán)水泵出口閥供水管路換熱設(shè)備回水管路冷卻塔攔污柵濾網(wǎng)供水管路循環(huán)水泵房前池。循環(huán)冷卻水系統(tǒng)流程圖水源預(yù)處理泵換熱器排污水熱水涼水冷卻塔第二章 水處理的必要性第一節(jié) 水處理的必要性天然水中含有較多雜質(zhì)，假設(shè)直接將此水用于冷卻系統(tǒng)，那

3、么會在設(shè)備傳熱面上析出結(jié)晶物，即發(fā)生結(jié)垢現(xiàn)象，大大降低換熱效率，影響設(shè)備的正常使用。水中溶解氧常引起設(shè)備管線或傳熱面腐蝕，成為腐蝕因素，縮短金屬材料的壽命。地表水或敞開式循環(huán)水與大氣接觸時機較多，適宜微生物生長，往往因此生成粘泥影響設(shè)備性能。因此為了使設(shè)備平安、高效運行對用于工業(yè)生產(chǎn)的循環(huán)水必須進(jìn)行水處理。第二節(jié) 循環(huán)水在冷卻塔中運行所帶來以下變化v水分不斷蒸發(fā), 水中的溶解鹽類不斷被濃縮,鹽度不斷增加。v水和空氣充分接觸, 大量灰塵被洗滌到水中, 造成污泥的增加。v空氣中的氧氣很容易溶解在水中, 引起腐蝕。溶解氧的腐蝕機理污垢的沉積v冷卻水中溶解有各種成垢鹽類，如碳酸鹽、碳酸氫鹽、硫酸鹽和磷

4、酸鹽，這些兩價金屬鹽的溶解度很小，并且是負(fù)的溫度效應(yīng)，隨濃度和溫度的升高很容易形成難溶性結(jié)晶從水中析出，附著在水冷器傳熱面上成為水垢。如冷卻水中的碳酸氫根離子濃度較高，當(dāng)冷卻水經(jīng)過水冷器的換熱面時，受熱發(fā)生分解，發(fā)生如下反響：v Ca(HCO3)2 CaCO3 + H2O + CO2v 當(dāng)冷卻水通過冷卻塔時，溶解于水中的二氧化碳溢出，水的pH值升高，碳酸氫鈣在堿性條件下發(fā)生如下反響：v Ca(HCO3)2 + 2OH- CaCO3 + 2H2O + CO32- 難溶性碳酸鈣可以是無定型碳酸鈣、六水碳酸鈣、一水碳酸鈣、六方碳酸鈣、文石和方解石。方解石屬三方晶系，是熱力學(xué)最穩(wěn)定的碳酸鈣晶型，也是各

5、種碳酸鈣晶型在水中轉(zhuǎn)變的終態(tài)產(chǎn)物。 當(dāng)冷卻水中有過量磷酸根離子時，發(fā)生如下反響： Ca2+ + PO43- Ca3 (PO4 ) 2嚴(yán)重結(jié)垢的管道嚴(yán)重結(jié)垢的管道v藻類 生長在陽光充足的地方。第三節(jié) 循環(huán)水處理的方法v物理處理：過濾v化學(xué)處理：投加水處理劑第四節(jié) 敞開式循環(huán)冷卻水處理的重要性v冷卻水在循環(huán)系統(tǒng)中不斷循環(huán)使用，由于水的溫度提高，水流速度的變化，水的蒸發(fā)，各種無機離子和有機物質(zhì)的濃縮，冷卻塔和冷水池在室外受到陽光照射、風(fēng)吹雨淋、灰塵雜物的進(jìn)入，以及設(shè)備結(jié)構(gòu)和材料等多種因素的綜合作用，會產(chǎn)生比直流系統(tǒng)更為嚴(yán)重的沉積物的附著、設(shè)備腐蝕和微生物的大量滋生，以及由此形成的黏泥污垢塞堵管道等問

6、題，它們會威脅和破壞工廠長周期的平安生產(chǎn)，甚至造成經(jīng)濟(jì)損失，因此必須要重視循環(huán)冷卻水的水處理問題。第五節(jié) 水處理能帶來的好處v穩(wěn)定生產(chǎn)v節(jié)約水資源v減少環(huán)境污染v延長換熱設(shè)備壽命、提高經(jīng)濟(jì)效益第三章 循環(huán)水處理的重要參數(shù)v 蒸發(fā)損失量Ev 在敞開式循環(huán)水處理系統(tǒng)中，熱水經(jīng)過冷卻塔蒸發(fā)到達(dá)冷卻v目的，在這個過程中損失的水量稱為蒸發(fā)量。v 關(guān)于蒸發(fā)損失量可用如下公式進(jìn)行粗略計算：v E=KtR m3/hv 式中：t一冷卻塔進(jìn)出水溫差，；v R一循環(huán)水量，m3/h；v K一系數(shù)，夏季采用0.16%；春秋季采用0.12%；冬季采用0.08%。風(fēng)吹損失量(F) 指循環(huán)水在冷卻塔處的飛濺和霧沫夾帶損失的水

7、量，此量與冷卻塔的型式和當(dāng)?shù)仫L(fēng)速有關(guān)。 一般來說，自然通風(fēng)冷卻塔的飛散損失量占循環(huán)水量的0.1%有捕水器；0.3-0.5% 無捕水器。強制排污量B 為防止水系統(tǒng)腐蝕和結(jié)垢而保持系統(tǒng)中濃縮倍數(shù)的要求而從系統(tǒng)中不斷排出的水量。 B=E/N-1補充水量(M) 相當(dāng)于單位時間內(nèi)，因蒸發(fā)、飛散、排污損失的總和。 M=E+B+W濃縮倍數(shù)N 循環(huán)水中的鹽類濃度與補充水中鹽類濃度之比，其值用式定義。 N= CR /CM CR：循環(huán)水中鹽類濃度； CM：補充水中的鹽類濃度。第四章 循環(huán)水處理的應(yīng)用領(lǐng)域v鋼鐵冶金v電力v石油化工v化肥v煤化工v制藥鋼鐵冶金v鋼鐵行業(yè)是冷卻水用水量最大的行業(yè)，特點v為單套系統(tǒng)循環(huán)用

8、水量不大，但系統(tǒng)多總用水v量大，系統(tǒng)間差異大，處理方法迥異；周邊環(huán)v境差空氣中粉塵污染水質(zhì)。鋼鐵行業(yè)循環(huán)冷卻水系統(tǒng) 焦化廠凈環(huán)水系統(tǒng) 制氧廠凈環(huán)水系統(tǒng) 球團(tuán)廠凈環(huán)水系統(tǒng) 燒結(jié)廠凈環(huán)水系統(tǒng) 煉鐵廠凈環(huán)水系統(tǒng)、高爐熱風(fēng)爐密閉軟水系統(tǒng) 煉鋼廠凈環(huán)水系統(tǒng)、結(jié)晶器密閉或開式軟水系統(tǒng)、轉(zhuǎn)爐除塵濁環(huán)水系統(tǒng)、連鑄二冷濁環(huán)水系統(tǒng) 軋鋼廠凈環(huán)水系統(tǒng)、濁環(huán)水系統(tǒng) 發(fā)電廠凈環(huán)水系統(tǒng) 汽化冷卻鍋爐水系統(tǒng) 電力v電力開式冷卻系統(tǒng)具有以下不同點： 冷卻水量大 冷卻系統(tǒng)簡單、換熱器數(shù)量少-凈環(huán)水系統(tǒng) 無工藝泄漏污染冷卻水質(zhì)煤化工v一般煤化工只有凈環(huán)水系統(tǒng)，特點為冷卻水量不大，冷卻v統(tǒng)簡單、換熱器數(shù)量少，工藝泄漏、空氣中飄塵污

9、染冷卻水質(zhì)。v 采用德士古氣化爐或航天爐的煤化工企業(yè)還有灰水系統(tǒng)?；襳水循環(huán)系統(tǒng)特點：v 高溫150-250 v 高硬CaO的參加增加了鈣硬v 高懸浮物煤種復(fù)雜多變，灰分大v 高堿灰水系統(tǒng)工藝流程灰水系統(tǒng)工藝流程石油化工v開式冷卻系統(tǒng)具有以下不同點： 單套冷卻水量較大 冷卻系統(tǒng)簡單、換熱器數(shù)量少-凈環(huán)水系統(tǒng) 工藝泄漏經(jīng)常發(fā)生污染冷卻水質(zhì)化肥v開式冷卻系統(tǒng)具有以下不同點： 單套冷卻水量不大 冷卻系統(tǒng)簡單、換熱器數(shù)量少-凈環(huán)水系統(tǒng) 工藝泄漏經(jīng)常發(fā)生污染冷卻水質(zhì)制藥v開式冷卻系統(tǒng)具有以下不同點： 單套冷卻水量小 冷卻系統(tǒng)簡單、換熱器數(shù)量少-凈環(huán)水系統(tǒng) 工藝泄漏經(jīng)常發(fā)生污染冷卻水質(zhì)第五章 解決方法-水

10、處理藥劑介紹v清洗劑：新投產(chǎn)設(shè)備或老設(shè)備經(jīng)檢修重新啟v動在預(yù)膜之前對循環(huán)水系統(tǒng)設(shè)備和管道進(jìn)行清v潔的藥劑，根據(jù)設(shè)備、管道外表污物的不同，v會采用相應(yīng)的清洗劑。公司通常采用的藥劑有v陽離子外表活性劑、殺菌剝離劑、酸和堿等。預(yù)膜劑v磷系配方處理的循環(huán)水系統(tǒng)，運行前加大緩蝕劑的投加量，可以很好地抑制設(shè)備和管道的初期腐蝕，這種大量的緩蝕劑成為預(yù)膜劑，有0.008mm/a。公司常用的預(yù)膜劑為六偏磷酸鈉和七水硫酸鋅。消泡劑v在清洗或殺菌剝離過場中，使用的水處理劑v為外表活性劑，有泡沫產(chǎn)生，大量的泡沫會影v響換熱效果，投加消泡劑用以抑制泡沫的產(chǎn)生。v公司使用的消泡劑為硅氧烷類消泡劑。緩蝕劑v添加到水中，能抑

11、制或降低金屬腐蝕過程的v藥劑。 循環(huán)水中常用的緩蝕劑屬于陰極沉淀膜或v吸附膜緩蝕劑，公司常用的緩蝕劑有碳鋼、不v銹鋼用磷酸鹽和鋅鹽、銅及銅合金用MBT和vBTA，清潔外表用有機胺。阻垢分散劑v具有溶限效應(yīng)的一類藥劑，通過螯合、絡(luò)合、晶格v畸變到達(dá)阻止CaCO3、MgCO3等微溶鹽類沉積的目的。v 這類物質(zhì)主要是低分子量的水溶性丙烯酸共聚物或v馬來酸聚合物。頭架構(gòu)會抑制污垢在換熱器外表上的v沉積，同時使緩蝕劑更好的發(fā)揮作用。公司的產(chǎn)品有v三元、聚馬和馬丙共聚物。殺菌劑v氧化性殺菌劑：具有強烈氧化性的殺生劑，通常是一種強氧化劑，對水中微生物的殺生作用強烈。常用的殺生劑有：含氯化合物，過氧化物等，具

12、體的產(chǎn)品有液氯、二氧化氯、次氯酸鈉、次氯酸鈣漂白粉、氯化異氰尿酸優(yōu)氯凈、臭氧、過氧化氫雙氧水、活性溴殺生劑、DBNPA、溴氯二甲基海因、二溴二甲基海因等 。 非氧化性殺生劑：非氧化性殺生劑不是以氧化作用來殺死微生物，而是致毒作用于微生物的特殊部位，因此不受水中復(fù)原物的影響。非氧化性殺生劑通常是季胺鹽、異噻唑啉酮。 非氧化性殺生劑是對殺生作用有一定持久性，對沉積物和粘泥有滲透剝離作用，受硫化氫、氨等復(fù)原物質(zhì)和水中PH值影響較小等優(yōu)點。但處理費用相對氧化性殺生劑要高，容易引起環(huán)境污染，微生物容易產(chǎn)生抗藥性。復(fù)合阻垢緩蝕劑v復(fù)合阻垢緩蝕劑是集分散、阻垢和緩蝕性能于一體的高效藥v劑，含有有機磷酸鹽、丙

13、烯酸磺酸多元共聚物，藥劑通過吸附v在結(jié)晶外表，使之不能正常生成，而發(fā)生晶格畸變阻止了傳熱v外表水垢的生成；或者是與Ca2+、Mg2+形成穩(wěn)定的絡(luò)合物增v加CaCO3等的溶解度，這種成分還可以對微小晶粒起到有效的v分散作用。v 復(fù)合藥劑中的有機膦及碳鋼緩蝕劑活化后的金屬外表形成一v層致密的沉淀型保護(hù)膜或外表絡(luò)合物，而有效抑制碳鋼的腐蝕。混凝劑v濁環(huán)水中含有懸浮物、油、這些物質(zhì)在水中呈現(xiàn)膠體狀態(tài)，v通常不能依靠自身重力自然沉降去除，需要向水中參加化學(xué)藥v劑，使微粒之間的靜電斥力減弱或小時，膠體微粒相互容易吸v附結(jié)成大顆粒，此過程稱為凝聚。進(jìn)一步由高分子物質(zhì)對這些v懸浮物大顆粒起架橋吸附作用，最終破壞膠體的沉降穩(wěn)定性和v聚合穩(wěn)定性,使膠體逐漸形成絮狀沉淀物，此過程稱為絮凝?；靨凝是這兩個過程同時發(fā)生的總成，所用藥劑稱為混凝劑。公司v常使用的混凝劑為聚合氯化鋁及不同分子量和水解度的聚丙烯v酰胺。汽化冷卻鍋爐水處理劑v鍋爐內(nèi)或鍋爐外使用的藥劑稱為鍋爐水處理劑。一般有抑制或降低氧腐蝕的除氧劑-聯(lián)氨、催化亞硫酸鈉、或羥基胺；防結(jié)