工業(yè)冷卻水處理概

1、工業(yè)冷卻水處理概論1第一章 冷卻水概論第二章 冷卻水常發(fā)生之困擾 第一節(jié) 腐蝕困擾 第二節(jié) 水垢及沉積物困擾 第三節(jié) 微生物困擾第三章 冷卻水困擾解決 第一節(jié) 腐蝕控制 第二節(jié) 水垢及沉積物控制 第三節(jié) 微生物控制第四章 系統(tǒng)處理考慮因素2第一章 冷卻水概論3第一節(jié) 水的組成懸浮固體物：泥沙、粘土及膠體物等溶存固體物：Ca2+、Mg2+、HCO3-、Cl-、SO42-、K+、Na+、NO3-、SiO2及鐵、錳化合物等溶 存 氣 體： CO2、O2、H2S有 機 物：COD、BOD、TOC4第二節(jié) 水中主要不純物質(zhì)不良影響不 純 物 名 稱不 良 影 響1.硬度、堿度在熱交換器及管壁形成水垢2.

2、溶存氣體CO2、O2及H2S等易導致金屬腐蝕現(xiàn)象的發(fā)生3.鐵、錳離子金屬表面退色、失去光澤并形成沉積物4.硅酸根離子形成硅酸鹽水垢5.氯離子導致金屬腐蝕，尤其是不銹鋼材質(zhì)6.硫酸根離子導致金屬腐蝕，且可能形成硫酸鈣水垢沉積7.懸浮物(S.S)易沉淀形成沉積物及引伸沉積物下方的腐蝕8.有機物易繁殖微生物及其黏泥沉積，并產(chǎn)生腐蝕9.油污及制程泄漏易繁殖微生物，并對腐蝕抑制劑產(chǎn)生干擾5第三節(jié) 冷卻水系統(tǒng)之種類直流式冷卻系統(tǒng)開放循環(huán)式冷卻系統(tǒng)密閉循環(huán)式冷卻系統(tǒng)6第二章 冷卻水常發(fā)生之困擾7第一節(jié) 腐蝕之形態(tài)均勻腐蝕流電腐蝕點蝕裂隙腐蝕晶粒間隙腐蝕選擇性溶解或剝離沖擊腐蝕應力腐蝕摩擦腐蝕疲勞腐蝕8影響腐

3、蝕的因素溫度PH值溶存氣體懸浮固體物陰離子微生物、流速電位差應力金屬結(jié)構(gòu)9第二節(jié) 水垢及沉積物之困擾沉積物水垢泥濘物碳 酸 鈣硫 酸 鈣磷 酸 鈣硅酸鈣、鎂氧 化 鐵泥 沙、 塵 土腐 蝕 產(chǎn) 物微 生 物 黏 泥油污等有機物膠狀氫氧化物10水垢及沉積物形成之因素懸浮物顆粒大小及密度懸浮物粒子與金屬表面靜電的情形水流速水溫與PH值微生物活性不當?shù)囊种苿┗蛞种苿┛刂撇划旊x子濃度過飽和沉淀制程泄漏11沉積物所引起的困擾熱傳效率及冷卻能力降低水流速減低增加沉積物下方腐蝕之機會助長微生物的生長及繁殖有助水垢的形成排放增加，導致用水成本增加停車次數(shù)增加既維護費用提高12碳酸鈣、碳酸氫鈣、氯化鈣、鎂化合物

4、及硫酸鈣之溶解度（ppm as CaCO3)名 稱分 子 式在 32 oF在 212 oF重碳酸鈣Ca（HCO3）21620分解碳酸鈣CaCO31513氯化鈣CaCl2336000554000硫酸鈣CaSO412901250重碳酸鎂Mg（HCO3）237100分解碳酸鎂MgCO310175氯化鎂MgCl2362000443000硫酸鎂MgSO417000035600013水垢組成的簡便定性方法水垢主要成分水 垢 經(jīng) 酸 溶 解 后 的 情 況碳酸鹽垢加酸之后有大量氣泡產(chǎn)生硅酸鹽垢在熱HCl和HNO3中緩慢溶解，產(chǎn)生白色不溶物氧化鐵垢加HNO3溶解，產(chǎn)生黃色溶液銅垢加HNO3溶解，產(chǎn)生藍色和黃綠

5、色溶液磷酸鹽垢加鉬酸銨試液再加HNO3溶解，產(chǎn)生黃色溶液，然后再加氨水會使沉淀物溶解，即為磷酸鹽垢14第三節(jié) 微生物之困擾微 生 物藻 類細 菌真 菌15微生物繁殖所需的能源與營養(yǎng)源微生物種類能 源繁殖所需營養(yǎng)源藻類、光合成細菌太陽能只利用無機物就能繁殖鐵細菌、硫細菌、硝化細菌無機物的氧化燃燒只利用無機物就能繁殖絲狀菌、絲狀細菌有機物的氧化燃燒沒有無機物就不能繁殖16冷卻水中常見的細菌及其生長條件細菌 類型例 子生長條件產(chǎn) 生 的 問 題溫度（） PH值好氧性 夾膜細菌氣桿細菌、黃桿細菌、普通變形桿菌、銅綠色家擔孢菌、黃氏桿菌屬、產(chǎn)堿桿菌屬20-404-87.4為 最佳值形成嚴重的細菌黏泥好氧

6、芽 孢細菌覃狀芽孢桿菌枯草芽孢桿菌20-405-8產(chǎn)生難以消滅的細菌黏液芽孢好氧硫 細菌嗜硫氧化桿菌20-400.6-6把硫化物氧化為硫或硫酸厭氧硫酸鹽還原菌去硫弧菌屬20-404-8在好氧菌黏泥下生長引起腐蝕，導致硫化氫的形成鐵細菌銹鐵菌屬纖毛鐵細菌屬嘉氏鐵柄桿菌屬20-406-7在細菌的外膜上沉淀清氧化鐵，形成大量的黏泥沉淀物17微生物對系統(tǒng)所造成的困擾形成黏泥，降低熱交換率。堵塞管路與熱交換器。泵壓上升，流量減少。沉積物下方腐蝕（嚴重的局部腐蝕）。堵塞三水孔，降低冷卻水塔的效率。破壞冷卻水塔的木材，減少使用壽命。冷卻水塔的填料變形、壓壞或脫落。處理藥劑易被吸附，增加用藥成本。18第三章

7、冷卻水困擾解決19第一節(jié) 腐蝕的控制PH值的調(diào)整穩(wěn)定指數(shù)(R.S.I.)等之控制添加腐蝕抑制劑選用耐腐蝕材料的換熱器使用防腐蝕的涂料涂覆20冷卻水系統(tǒng)腐蝕抑制劑的類型1. 鈍化型陽極抑制劑（氧化膜型抑制劑） (ANODIC PASSIVATING INHIBITORS)2. 陰極抑制劑（沉淀膜型抑制劑） (CATHODIC PRECIPITATION INHIBITORS)3. 有機抑制劑（吸附膜型抑制劑） (ADSORPTIVE INHIBITORS)21各類型腐蝕抑制劑的介紹腐蝕抑制劑類別腐 蝕 抑 制 劑 的 名 稱鈍化型抑制劑鉻酸鹽、鉬酸鹽、亞硝酸鹽、磷酸鹽、鎢酸鹽等沉淀型抑制劑磷酸鹽

8、、聚磷酸鹽、有機磷酸鹽、有機磷羧酸鹽、硅酸鹽、鋅鹽、碳酸鈣等吸附型抑制劑有機胺類、芳香族類（MBT,TTA,BTA)等22各類型腐蝕抑制劑的特性介紹腐蝕抑制劑類型腐 蝕 抑 制 劑 的 特 性鈍化型抑制劑1.形成致密性和附著力極佳的耐久性陽化膜。2.成膜速度較慢，膜厚極?。s幾十 ）。3.濃度不足時，易對碳鋼造成點蝕的副作用。沉淀型抑制劑1.沉淀膜的耐久性、致密性和附著力叫鈍化膜為差。2.成膜速度較快，膜厚較厚（約幾百到一千 ）。3.濃度不足時，不會對碳鋼造成點腐蝕。吸附型抑制劑1.形成最薄的單分子或幾個分子的膜厚而已。2.對非鐵金屬的腐蝕抑制功效極佳（如銅、銅合金、鋁、鋅及鍍鋅鐵等金屬）。3

9、.MBT會受氯等強氧化劑分解，而失去功效。23第二節(jié) 水垢及沉積物的控制軟化處理PH值調(diào)整穩(wěn)定指數(shù)(R.S.I.)等之控制添加水垢抑制劑及分散劑增設旁流過濾器24有機磷酸鹽之特性閾限效應離子封鎖性去膠凝作用水解安定性25分 散 劑 的 功 用增加水垢的溶解度（閾限作用）晶格畸變作用分散無定形不溶性物質(zhì)減少沉積物下方腐蝕之問題控制腐蝕保護膜之厚度及成長26第三節(jié) 微生物的控制方法選擇耐微生物腐蝕的金屬材料補充已消毒且經(jīng)混凝沉淀、低濁度之補充水使用防腐涂料陰極防蝕防止陽光直接照射增設旁流過濾器增加殺菌滅藻劑27殺 菌 滅 藻 劑 的 分 類 氧化性殺菌劑： 優(yōu)點：殺菌力強且快速，成本費用較便宜！

10、缺點：添加過量會對系統(tǒng)金屬材質(zhì)腐蝕嚴重！ 非氧化性殺菌劑： 優(yōu)點：添加過量不會對系統(tǒng)金屬材質(zhì)腐蝕！ 缺點：添加量較高，成本費用較貴！28氧化性殺菌劑的種類及其特性種 類特 性氯便宜，受PH值影響，環(huán)保污染影響大，已漸被淘汰次氯酸鈉便宜，受PH值影響，會增加水中的堿度二氧化氯成本稍高，不受PH值、氨等影響，使用于高PH值之系統(tǒng)有機氯(TCCA)成本稍高，受PH值影響，但不受因陽光而破壞有效氯的影響，故殺菌效果較氯或次氯酸鈉等為佳有機溴(BCDMH)成本貴，但較不受PH值影響，使用于堿性、高PH值之系統(tǒng)釋放型溴鹽成本較有機溴便宜很多，但功能與有機溴相同NaOCl+Br-成本稍高，但功能與有機溴相同

11、臭氧成本極貴，不受PH值影響，最為環(huán)保的殺菌劑29第四章 系統(tǒng)處理考慮因素第一節(jié) 水質(zhì)第二節(jié) 系統(tǒng)狀況第三節(jié) 環(huán)境污染限制第四節(jié) 處理方案選擇30第一節(jié) 水 質(zhì)PH值懸浮固體物（S.S）（ppm）總硬度（T.H）(ppm as CaCO3)M堿度(M-alk.)(ppm as CaCO3)溶存固體物（TDS）（ppm）鈣硬度（Ca2+）(ppm as CaCO3)P堿度(M-alk.)(ppm as CaCO3)氯離子（Cl-）（ppm）鎂硬度（ Mg2+ ）(ppm as CaCO3)電導率（ s/cm）硫酸根（SO42-）（ppm）總鐵（T-Fe）（ppm）總固體物（T.S）（ppm）二氧

12、化硅（SiO2）（ppm）鋁離子（ Al3+ ）（ppm）31循環(huán)冷卻水的水質(zhì)控制標準參考表項 目單 位要 求 和 操 作 條 件允 許 量PH值-根據(jù)藥劑配方與客戶要求而定6.89.2M堿度ppm as CaCO3根據(jù)藥劑配方與制程條件而定500懸浮固體物ppm水走管內(nèi)時（管側(cè)）20水走管外時（殼側(cè)）或板式等10Cl-ppm熱交換器為碳鋼材質(zhì)時1000熱交換器為不銹鋼材質(zhì)時300SO42-ppmSO42-+Cl- 1500,減少腐蝕SO42- Ca2+ 500,0001400SiO2ppmMg2+ SiO2 35,000175Fe2+ppm根據(jù)藥劑配方而定0.5Al3+ppm注意原水處理時鋁鹽之攜出0.5油脂含量ppm煉油廠冷卻水系統(tǒng)10其他一般工廠冷卻水系統(tǒng)532第二節(jié) 系統(tǒng)狀況熱交換器 金屬材質(zhì) 制程最高溫度 種類型式 冷卻水流動情形 水流速 水走管內(nèi)或管側(cè)水溫最高點 最易產(chǎn)生問題的 B.管路 C.冷卻水塔的結(jié)構(gòu)D.可能污染物