大型煤化工裝置循環(huán)水濁度升高原因分析及解決措施

(河南龍宇煤化工有限公司，河南永城 476600)

濁度是指水中懸浮物對光線透過時(shí)所發(fā)生的阻礙程度，水中含有泥土、粉砂、微細(xì)有機(jī)物、無機(jī)物、浮游生物等懸浮物和膠體物都可以使水質(zhì)變渾濁而呈現(xiàn)一定濁度。懸浮物質(zhì)容易在循環(huán)水系統(tǒng)中沉積形成污垢。膠體物質(zhì)會(huì)形成黏結(jié)性污垢，促進(jìn)污垢沉積，并導(dǎo)致局部腐蝕。循環(huán)水的濁度是反映水體性能的重要參數(shù)，能直接或間接的反映循環(huán)水系統(tǒng)的水質(zhì)情況。因此，控制循環(huán)水的濁度非常重要。

河南龍宇煤化工有限公司循環(huán)水站負(fù)責(zé)全廠的冷卻循環(huán)水供應(yīng)，循環(huán)水量48 000 m3/h，系統(tǒng)保有水量16 000 m3，其換熱器主要材質(zhì)有碳鋼、不銹鋼、黃銅。系統(tǒng)補(bǔ)水為經(jīng)過凈水處理后的煤礦礦井涌水，采用湖北仙桃某水處理藥劑廠生產(chǎn)的WT－304緩蝕阻垢劑，緩蝕阻垢效果顯著。系統(tǒng)已連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行5年，循環(huán)水濁度一直在15 NTU以下，運(yùn)行平穩(wěn)。但自2012年5月份起，系統(tǒng)濁度居高不下，最高達(dá)到87.6 NTU，雖然采取了殺菌等措施，但效果不佳，被迫采取加大排污量，濃縮倍率由2.1降至1.4，循環(huán)水的濁度超標(biāo)現(xiàn)象仍未得到控制，這樣不僅造成水資源的浪費(fèi)，同時(shí)也加大了藥劑消耗，給生產(chǎn)控制造成較大困難。因此研究水的濁度異常升高的原因，是亟待解決的課題。

1 濁度的影響因素分析

造成濁度升高的原因很多，如補(bǔ)水水質(zhì)、微生物、生物黏泥、涼水塔帶入的灰塵、腐蝕產(chǎn)物及工藝泄漏等，究竟屬哪種因素，需進(jìn)行綜合分析研究。

1.1 補(bǔ)水水質(zhì)

我公司生產(chǎn)用水主要為處理后的礦井涌水。永煤集團(tuán)車集礦、城郊礦的礦井涌水經(jīng)凈水站預(yù)處理后，濁度小于3 NTU送入循環(huán)水池，從水質(zhì)抽查分析數(shù)據(jù)看，礦井送水水質(zhì)不穩(wěn)定，時(shí)有超標(biāo)現(xiàn)象，凈水站出水濁度在3～7 NTU之間。但由于來水水質(zhì)較差和設(shè)計(jì)問題，凈水站出水濁度一直不能按正常指標(biāo)控制，出水濁度在7 NTU以下，已是長期的指標(biāo)控制范圍，具體分析數(shù)據(jù)見表1。

表1 凈水站進(jìn)出水指標(biāo)分析數(shù)據(jù)(2012年1～6月)

從上表可以看出，1～6月份循環(huán)水補(bǔ)水濁度變化不大，且濃縮倍率也一直穩(wěn)定在在1.7～1.9之間，補(bǔ)水水質(zhì)水量比較穩(wěn)定，而循環(huán)水濁度持續(xù)升高，合格率下降嚴(yán)重，由此可以看出循環(huán)水濁度高與補(bǔ)水無關(guān)。

1.2 旁流過濾

我公司設(shè)有高效纖維束過濾器10臺，單臺流量為210 m3/h，總過濾水量2 100 m3/h，為循環(huán)水總量的4.5%。自2012年5月循環(huán)水濁度升高后，發(fā)現(xiàn)旁濾過濾效果變差，旁濾過濾水量變小，部分旁濾甚至過濾水量為0，旁濾總過濾水量降至700 m3/h。對旁濾拆開檢查，發(fā)現(xiàn)纖維束板結(jié)情況嚴(yán)重，并有臭味散發(fā)出，先后對旁濾實(shí)施堿洗和次氯酸鈉清洗，效果顯著，單臺旁濾過濾水量增至170 m3/h，但運(yùn)行2 d后，過濾水量又降至50 m3/h以下，拆開檢查發(fā)現(xiàn)同未清洗前現(xiàn)象一樣。由此可見，循環(huán)水濁度升高的原因不僅是水中懸浮物增多，還有很大一部分原因是由于微生物黏泥的滋生。

1.3 工藝運(yùn)行

我公司循環(huán)水系統(tǒng)中的換熱器主要有變換氣水冷器、閃蒸氣水冷器、甲醇水冷器、精餾主冷卻器、氨冷凝器、二氧化碳往復(fù)壓縮機(jī)油冷器、雜醇冷卻器、合成水冷器等，對各換熱器回水進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)均有堵塞、泄漏、換熱效果差等現(xiàn)象。分析結(jié)果見表2。

表2 循環(huán)水系統(tǒng)各換熱器水質(zhì)分析結(jié)果(2012年5月)

同時(shí)對循環(huán)水系統(tǒng)異養(yǎng)菌進(jìn)行分析，結(jié)果為7.9×105個(gè)/mL，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過控制指標(biāo):＜104個(gè)/mL。由分析結(jié)果可知，我公司循環(huán)水系統(tǒng)的微生物污染情況相當(dāng)嚴(yán)重。

循環(huán)水濁度升高的最主要原因是換熱器泄漏導(dǎo)致的微生物黏泥滋生而不是水垢。在生物表面膜的形成過程中，最初可能是由于異養(yǎng)菌控制較好，一般在104個(gè)/mL數(shù)量級，黏泥較少，黏泥中異養(yǎng)菌、鐵細(xì)菌不高。說明循環(huán)水系統(tǒng)中細(xì)菌不多，但并不能保證生物黏泥的有效控制。由于循環(huán)水系統(tǒng)介質(zhì)的泄漏，給異養(yǎng)菌的生長提供大量的有機(jī)營養(yǎng)源，加劇異養(yǎng)菌在黏泥表面的繁殖。異養(yǎng)菌的大量繁殖，必然導(dǎo)致黏泥增多。異養(yǎng)菌及生物黏泥的增多，為鐵細(xì)菌、硫細(xì)菌的生長提供了良好的生存環(huán)境，促進(jìn)它們的生長，進(jìn)而加劇了黏泥的生長。

2 解決方法與對策

從上述濁度成因可知，要控制濁度，首先要解決生物黏泥問題，想要控制住生物黏泥，不發(fā)生黏泥故障，就必須破壞黏泥生長的環(huán)境和條件，阻止其黏泥生長至對數(shù)附著期末期或穩(wěn)定附著期。

2.1 介質(zhì)隔離

隔離泄漏介質(zhì)的換熱器，拆開檢修，對于必須運(yùn)行不能隔離的設(shè)備，進(jìn)行重點(diǎn)監(jiān)護(hù)，加強(qiáng)分析，確保泄漏不擴(kuò)大。

2.2 系統(tǒng)置換

一次性殺菌、滅藻、剝離處理。泄漏換熱器隔離后，向系統(tǒng)投加殺菌滅藻劑和黏泥剝離劑，進(jìn)行在線殺菌和黏泥剝離，在處理過程中每4 h檢測一次循環(huán)水的濁度，并根據(jù)情況及時(shí)調(diào)整殺菌滅藻劑和黏泥剝離劑，最后進(jìn)行排污置換。

2.3 加強(qiáng)殺菌控制

目前我公司使用的氧化性殺菌滅藻劑為穩(wěn)定性二氧化氯，它是一種高效氧化劑，有效氯含量是氯氣的2.63倍，氧化能力是氯氣的2.5倍，滅菌效果是次氯酸的5倍。通過加大生產(chǎn)二氧化氯量，余氯控制在0.5 mg/L以上，確保二氧化氯的殺菌效果，同時(shí)交替使用大劑量非氧化性殺菌劑來殺滅控制硝化菌、鐵細(xì)菌及微生物黏泥等。

2.4 加強(qiáng)循環(huán)冷卻水的水質(zhì)監(jiān)測

嚴(yán)密觀察水質(zhì)的變化，尤其pH值、NO－3、NO－2、NH3—N、COD等，同時(shí)增加微生物的分析頻率，對異養(yǎng)菌、硝化菌、鐵細(xì)菌等加大監(jiān)測力度。

3 結(jié)語

通過近3個(gè)月的運(yùn)行，循環(huán)水各項(xiàng)指標(biāo)均正常，循環(huán)水系統(tǒng)生物黏泥得到了有效控制，濁度明顯下降，8月份循環(huán)水平均濁度已經(jīng)降至11.8 NTU，合格率為86%，大大改善了循環(huán)水水質(zhì)，保證了設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效果。