工業(yè)循環(huán)水處理基本知識

工業(yè)循環(huán)水處理基本知識第一頁，共五十五頁，2022年，8月28日一.自然界水的分布1.地球上有71%的面積被水覆蓋2.所有水中97.5%的為海水3.淡水中有99.8%在南極和北極以冰雪形式存在第二頁，共五十五頁，2022年，8月28日自然界水的分布4.工業(yè)生產(chǎn)中有50-80%的水用于介質(zhì)冷卻5.年產(chǎn)30萬噸的合成氨冷卻水量25000噸/小時,10萬千瓦的火電廠冷卻水量10000噸/小時第三頁，共五十五頁，2022年，8月28日一.自然界水的分布1.人均淡水占有量為2300立方米,是世界平均值的1/42.我國為世界上13個最貧水國家之一3.我國工業(yè)用水浪費驚人4.我國工業(yè)冷卻水循環(huán)使用率不足60%5.發(fā)達國家工業(yè)冷卻水循環(huán)使用率已達到80%第四頁，共五十五頁，2022年，8月28日第一章工業(yè)循環(huán)水概況一.自然界水的分布二.冷卻水系統(tǒng)三.水中的雜質(zhì)四水中鹽類的溶解度五.微生物六.濃縮與補充七.腐蝕八.循環(huán)水的控制指標與運行準備第五頁，共五十五頁，2022年，8月28日二.水中的雜質(zhì)1.多種金屬離子：Ca2+Mg2+k+Na+等2.多種陰離子：HCO3-CO32-OH-PO43-HPO42-SO42-NO3-等第六頁，共五十五頁，2022年，8月28日水中的雜質(zhì)3.金屬離子和陰離子達到一定的濃度后會產(chǎn)生沉淀（結(jié)垢）4.泥沙等懸浮物5.微生物等滋生第七頁，共五十五頁，2022年，8月28日水鹽類的溶解度Mg/L1.碳酸鈣CaCO3溶解度<202.氫氧化鎂Mg(OH)2溶解度<63.硅酸鎂MgSiO3

4.磷酸鈣Ca3(PO4)2

5.硫酸鈣CaSO4

第八頁，共五十五頁，2022年，8月28日四.微生物有陽光，空氣，水，溫度。適合微生物生長1.藻類（綠藻，藍綠藻，硅藻）2.細菌（硫細菌，鐵細菌膠囊，型好氣菌，孢子型好氣菌）3.真菌（線型，酵母型，擔子型）第九頁，共五十五頁，2022年，8月28日五.濃縮與補水1.循環(huán)水在循環(huán)過程中會不斷蒸發(fā)濃縮2.水中離子濃度會不斷增加3.補充水量為排污水量、蒸發(fā)水量、風吹和泄漏量之和4.循環(huán)水中離子濃度與補充水中離子濃度的比值為循環(huán)水的濃縮倍數(shù)第十頁，共五十五頁，2022年，8月28日循環(huán)水與補充水的區(qū)別1.PH值升高2.硬度增加3.堿度增大第十一頁，共五十五頁，2022年，8月28日七.循環(huán)水的控制與運行1.設備的清洗除去系統(tǒng)中的雜質(zhì)、泥土油脂腐蝕產(chǎn)物等。先用水沖，再用化學藥劑清洗。2.設備的預膜在設備表面覆蓋一層保護膜，常用聚磷酸鹽-鋅鹽預膜，由掛片檢測是否完成3.PH值的控制第十二頁，共五十五頁，2022年，8月28日六.工業(yè)循環(huán)水的腐蝕1.均勻腐蝕（mm/a）2.點蝕，穿透速度可達5mm/a，使設備在3-6個月內(nèi)穿孔第十三頁，共五十五頁，2022年，8月28日第二章.阻垢劑及阻垢分散劑一.污垢的危害二.碳酸鈣垢三.磷酸鈣垢四.硫酸鈣垢五.鎂垢六.常用的阻垢分散劑第十四頁，共五十五頁，2022年，8月28日一、污垢的危害1.降低換熱器的傳熱效率污垢的熱導率為碳鋼的數(shù)十分之一2.引起腐蝕造成氧濃度差，引起電化學腐蝕3.堵塞管道4.滋生微生物第十五頁，共五十五頁，2022年，8月28日二、碳酸鈣垢1.水中的溶解度CaCO3在水中可以以Ca2+、CO32-、HCO3-等幾種形式存在溶解度很小溶解度隨溫度的升高而降低以至于結(jié)晶第十六頁，共五十五頁，2022年，8月28日2.飽和指數(shù)1.L.S.I.=PH-PHS2.L.S.I<0時,鈣離子不飽和,循環(huán)水為腐蝕性水,L值越小,腐蝕性越強3.L.S.I.>0時,鈣離子過飽和,為結(jié)垢性水質(zhì)4.L.S.I.=0時,鈣離子和堿度在該溫度下保持平衡,水質(zhì)最穩(wěn)定第十七頁，共五十五頁，2022年，8月28日3.穩(wěn)定指數(shù)R1.穩(wěn)定指數(shù)R.S.I.=2(PHS)-PH2.R.S.I.=6時,水中CaCO3處于平衡狀態(tài),不結(jié)垢也不腐蝕3.R.S.I.<6時,形成水垢.R越小,越易結(jié)垢4.R.S.I.>7.5-8.0時,出現(xiàn)腐蝕.R越大,腐蝕傾向越嚴重5.終合考慮L.S.I.和R.S.I.,判斷水質(zhì)是否腐蝕結(jié)垢第十八頁，共五十五頁，2022年，8月28日三.磷酸鈣垢1.多數(shù)為聚磷酸鹽水處理劑引起2.PH>9時形成鈣-羥基磷灰石,為細小晶粒可隨水流排出,不易結(jié)垢.3.PH為8時,會夾帶泥沙成為污垢4.PH<7.5時,形成致密的磷灰石垢第十九頁，共五十五頁，2022年，8月28日四.硫酸鈣垢硫酸鈣的溶解度較大,一般不會結(jié)垢第二十頁，共五十五頁，2022年，8月28日五.鎂垢1.Mg(OH)2的溶解度最小,鎂垢常以這種形態(tài)析出2.在冷卻水系統(tǒng),鎂和鈣的化合物以硅酸鹽等混合垢的形式析出第二十一頁，共五十五頁，2022年，8月28日六.常用的阻垢分散劑1.阻垢的原理消除結(jié)晶產(chǎn)生的條件防止和抑制晶粒的生長減少和阻礙結(jié)垢晶體在傳熱面上的粘附第二十二頁，共五十五頁，2022年，8月28日2.常用的辦法1.循環(huán)水采用脫鹽水2.可將二氧化碳通入水中,使鈣離子沉淀3.加酸調(diào)節(jié)PH值,可增加鹽類溶解度4.加入螯合劑,螯合封閉金屬離子5.加入阻垢劑,如膦化物,能抑制晶核生長6.加入分散劑,如高分子物質(zhì)可吸附晶體7.使用磁化法,磁化水不易結(jié)垢第二十三頁，共五十五頁，2022年，8月28日3.常用分散劑1.聚磷酸鹽類2.膦酸鹽如ATMP,HEDP,EDTMP,DETDMP等3.高分子阻垢分散劑如聚丙烯酸,聚丙烯酰胺等4.天然阻垢物質(zhì)第二十四頁，共五十五頁，2022年，8月28日第三章緩蝕劑一、緩蝕劑的類型二、鉻酸鹽和重鉻酸鹽三、亞硝酸鹽四、硅酸鹽五、鋅鹽六、磷酸鹽和聚磷酸鹽七、鉬酸鹽第二十五頁，共五十五頁，2022年，8月28日緩蝕劑八、鎢酸鹽九、有機膦酸鹽十、有機胺及衍生物十一、脂肪族羥基酸鹽十二、銅緩蝕劑十三、其他緩蝕劑第二十六頁，共五十五頁，2022年，8月28日一、緩蝕劑的類型按組成可分為無機緩蝕劑和有機緩蝕劑1.無機緩蝕劑鉻酸鹽，重鉻酸鹽硝酸鹽，亞硝酸鹽磷酸鹽，聚磷酸鹽鉬酸鹽硅酸鹽其他第二十七頁，共五十五頁，2022年，8月28日2.有機緩蝕劑胺類醛類膦類硫化物雜環(huán)化合物其他第二十八頁，共五十五頁，2022年，8月28日按成膜機理可分為以下三種鈍化膜型緩蝕劑沉淀膜型緩蝕劑吸附膜型緩蝕劑第二十九頁，共五十五頁，2022年，8月28日鈍化膜型緩蝕劑簡稱鈍化劑，為無機強氧化劑將金屬表面氧化成一層耐腐蝕的膜鈍化劑的濃度要超過臨界鈍化濃度，否則會造成腐蝕要求濃度較高第三十頁，共五十五頁，2022年，8月28日沉淀膜型緩蝕劑

能與水中物質(zhì)反應，形成一層膜，將金屬表面與腐蝕性環(huán)境分開厚度比鈍化膜厚可多種緩蝕劑同時使用，一種膜上再加另一種膜，增加效果如果失去控制則會結(jié)垢第三十一頁，共五十五頁，2022年，8月28日吸附膜型緩蝕劑

多數(shù)為有機緩蝕劑，分子結(jié)構(gòu)中同時有親水基團和親油基團親水基團吸附在金屬表面，親油基團則起遮蔽作用，將金屬表面與腐蝕性環(huán)境分開第三十二頁，共五十五頁，2022年，8月28日二、鉻酸鹽和重鉻酸鹽包含鉻酸和重鉻酸的可溶性鹽，分子結(jié)構(gòu)中的鉻為正六價強烈的氧化能力，使六價的鉻還原為三價的鉻。是強鈍化劑鈍化鋁和不銹鋼可得到1-10nm的膜與其他緩蝕劑配合使用，協(xié)同增效，可減少用量易被還原失效，毒性較大第三十三頁，共五十五頁，2022年，8月28日三、亞硝酸鹽亞硝酸鹽為鈍化劑，可在金屬表面形成氧化性保護膜，作用于碳鋼時形成致密的三氧化二鐵濃度為50ppm時效果較好，水中含鹽量增加時緩蝕效果下降亞硝酸鹽為硝化桿菌的養(yǎng)料，可使硝化桿菌大量繁殖，將亞硝酸鹽氧化為硝酸而導致設備嚴重腐蝕第三十四頁，共五十五頁，2022年，8月28日四、硅酸鹽硅酸鹽離解出的硅酸根離子與金屬離子或腐蝕產(chǎn)物在金屬表面形成保護膜循環(huán)水中含有適量的鐵、鈣、鋅、鉛離子時，可加強對腐蝕的控制。但鎂離子較高時，會出現(xiàn)嚴重的點蝕。能與鉛的腐蝕產(chǎn)物反應，故用于城市飲用水的凈化第三十五頁，共五十五頁，2022年，8月28日五、鋅鹽可溶性鋅鹽在水中可形成氫氧化鋅陰極緩蝕膜成膜速度快，但不持久。常與聚磷酸鹽、鉻酸鹽、硅酸鹽和許多有機緩蝕劑復配使用環(huán)境為堿性時會產(chǎn)生氫氧化鋅絮狀沉淀而失效，對魚類有毒，排放標準為5ppm第三十六頁，共五十五頁，2022年，8月28日六、磷酸鹽和聚磷酸鹽

為優(yōu)良的緩蝕阻垢劑，按分子結(jié)構(gòu)可分為鏈狀聚磷酸鹽（如三聚磷酸鈉）和環(huán)狀聚磷酸鹽（六偏磷酸鈉）具有陽極極化和陰極極化雙重緩蝕性能是一種表面活性劑，設備運行初期可用于清洗金屬表面易水解形成磷酸鈣垢，易分解第三十七頁，共五十五頁，2022年，8月28日七、鉬酸鹽在中性或堿性水中與鐵形成鉬酸高鐵保護膜臨界鈍化濃度為750ppm在高溫、高PH值時緩蝕效果最好毒性比鉻酸鹽小1000倍第三十八頁，共五十五頁，2022年，8月28日八、鎢酸鹽

氧化型鈍化劑低毒，無污染價格高常在復配中使用第三十九頁，共五十五頁，2022年，8月28日九、有機膦酸鹽

有機膦酸鹽具有優(yōu)良的緩蝕和阻垢性能穩(wěn)定，不易水解ATMPHEDPHPAA第四十頁，共五十五頁，2022年，8月28日十、有機胺及衍生物

為吸附膜劑，氨基為親水基團，吸附金屬表面，烷基為親油基團?？孤?、氧效果好，加氯殺菌劑不會有影響價格貴，處理費用高第四十一頁，共五十五頁，2022年，8月28日十一、脂肪族羥基酸鹽

無毒，不污染環(huán)境可復配緩蝕效果隨溫度升高而增加優(yōu)異的絡合性能常用的有葡萄糖酸鈉、檸檬酸鈉和酒石酸鈉第四十二頁，共五十五頁，2022年，8月28日十二、銅緩蝕劑銅離子會被還原而附在鐵或鋁的表面，與鐵或鋁形成原電池，加速腐蝕MBT，銅表面對MBT有強烈的吸附作用，可使銅表面與腐蝕物分開1，2，3-苯并三唑，原理同上。1ppm即可，但價高硫酸亞鐵，水解產(chǎn)物會形成致密的保護膜第四十三頁，共五十五頁，2022年，8月28日十三、其他緩蝕劑

膦化合物多元醇磷酸脂有機酸聚丙烯酰胺天然產(chǎn)物第四十四頁，共五十五頁，2022年，8月28日殺菌滅藻劑一、概述二、藻類三、真菌四、細菌五、殺菌滅藻劑第四十五頁，共五十五頁，2022年，8月28日一、概述循環(huán)水系統(tǒng)存在微生物生存的條件：微生物的來源，陽光，空氣，水，溫度繁殖速度快腐蝕設備死亡后尸體與灰塵、垢等形成淤泥，堵塞管道，極難除掉第四十六頁，共五十五頁，2022年，8月28日二、藻類低等植物，有葉綠素，有陽光的地方才能生長以細胞分裂或孢子的方式進行繁殖堵塞管道，降低熱交換效率，腐敗后使水質(zhì)變壞藻類的生長還可以導致差異充氣電池型的腐蝕第四十七頁，共五十五頁，2022年，8月28日三、真菌

具有絲狀營養(yǎng)的菌絲的寄生物，以生產(chǎn)孢子進行繁殖危害同上第四十八頁，共五十五頁，2022年，8月28日四、細菌單細胞生物冷卻水中幾乎都是革蘭氏陰性菌主要有硫細菌、鐵細菌、硫酸鹽還原菌等第四十九頁，共五十五頁，2022年，8月28日硫細菌借助氧化硫磺、硫代硫酸鹽和硫化氫而獲得生命過程所需能量的一類化能自養(yǎng)菌硫細菌生長時會產(chǎn)生硫酸，在氧化硫桿菌大量繁殖的靜止角落硫酸濃度可達10%，強烈腐蝕設備第五十頁，共五十五頁，2022年，8月28日鐵細菌較大的細菌，往往肉眼可以看見鐵細菌的生命過程是把可溶性的二價鐵變?yōu)椴蝗苄缘娜齼r鐵增加腐蝕，也直接從鐵表面攝取鐵多為點蝕或結(jié)節(jié)狀腐蝕，穿透速度快大量繁殖時冷卻水會出現(xiàn)紅水，PH值和色度增加，產(chǎn)生惡臭，污染冷卻水第五十一頁，共五十五頁，2022年，8月28日硫酸鹽還原菌為厭氣型細菌，生活在銹蝕物或垢下，進行無氧呼吸，將硫酸鹽、亞硫酸鹽、硫代硫酸鹽還原為硫化氫硫酸鹽還原菌主要侵蝕輸水管道和低溫換熱器還可破壞緩蝕膜，使垢下缺氧環(huán)境惡化，加速電化學腐蝕第五十二頁，共五十五頁，2022年，8月28日五、殺菌滅藻劑

無機殺菌滅藻劑：Cl2、Br2、ClO2、O3、NaClO有機殺菌滅藻劑：氯酚類，季銨鹽類，大蒜素類，氯胺類第五十三頁，共五十五頁