中水回用于循環(huán)水的化學(xué)處理方法

馬莉達(dá)

【摘 要】本文提供一種中水回用于循環(huán)水的化學(xué)處理方法，方法包括：藥劑由自制的阻垢分散劑、復(fù)合緩蝕阻垢劑的制備、微生物控制，循環(huán)水優(yōu)化控制。并經(jīng)過性能驗證和現(xiàn)場應(yīng)用，控制系統(tǒng)結(jié)垢與腐蝕效果很好，腐蝕速率遠(yuǎn)控制在GB 50050-2007規(guī)定的指標(biāo)范圍內(nèi)。

【關(guān)鍵詞】中水；循環(huán)冷卻水；緩蝕；阻垢；殺菌

1.概述

隨著城市水資源的緊缺，越來越多的生活污水和工業(yè)廢水經(jīng)深度處理后用于循環(huán)冷卻水的補水[1]。中水特點為：水質(zhì)復(fù)雜，懸浮物含量高，營養(yǎng)物質(zhì)豐富。廢水經(jīng)深度處理后回用于循環(huán)冷卻水系統(tǒng)，對系統(tǒng)最大的潛在危害在于中水中有害離子含量較高，隨著循環(huán)水的不斷濃縮，這些有害離子含量將成倍增加，系統(tǒng)腐蝕和結(jié)垢的潛在危險增大。在工業(yè)循環(huán)冷卻水處理中，補水水質(zhì)的要求，直接影響對其設(shè)備的腐蝕及結(jié)垢，而水質(zhì)與緩蝕阻垢劑、殺菌劑的選用又密不可分。

目前大量的研究主要側(cè)重于中水深度處理的工藝的探討研究或集中于廢水的深度處理單元的研究，沒有中水做為循環(huán)冷卻水補水的化學(xué)處理方法。本文根據(jù)目前已使用中水的循環(huán)水系統(tǒng)作為研究，調(diào)整藥劑，優(yōu)化加藥方式，提出全新的解決中水作為工業(yè)循環(huán)冷卻水給設(shè)備帶來的腐蝕結(jié)垢問題。

2.藥劑制備與化學(xué)處理方法

2.1復(fù)合阻垢緩蝕劑的制備

原料以重量份數(shù)配制：聚環(huán)氧琥珀酸9-11份、2-膦酸丁烷-1，2，4-三羧酸18-22份、雙1，6亞己基三胺五亞甲基膦酸19-21份、自制阻垢分散劑25-35份、苯駢三氮唑1-3份，去離子水9-28份組成；

（1）自制阻垢分散劑的制備，由馬來酸酐480-510份、磷酸二氫鈉溶液200-230份、引發(fā)劑100-120份，去離子水290-310份、丙烯酸178-185份組成；制備：將去離子水、馬來酸酐經(jīng)泵吸入反應(yīng)釜中，開啟攪拌，至固體全部溶解；將丙烯酸、磷酸二氫鈉溶液、引發(fā)劑依次滴入反應(yīng)釜中，滴加時間2.8-3.0小時，溫度在60-70℃；全部滴加完畢，溫度控制在68-72℃，繼續(xù)攪拌3-4小時，冷卻至室溫，得到透明粘稠液體為阻垢分散劑，其固含量為30-50%；

其中磷酸二氫鈉溶液是指45份次磷酸二氫鈉溶于155份無離子水中制得溶液；引發(fā)劑是指10-15份過硫酸鉀溶于100份無離子水中制得。

（2）復(fù)合阻垢緩蝕劑的制備：按上述的原料和重量分?jǐn)?shù)，先將聚環(huán)氧琥珀酸加入2-膦酸丁烷-1，2，4-三羧酸中，置于容器內(nèi)，混合均勻，依次加入雙1，6亞己基三胺五亞甲基膦酸、自制阻垢分散劑、去離子水，攪拌25-35分鐘，保持溫度在20-35℃，然后加入苯駢三氮唑，繼續(xù)攪拌30-60分鐘，保持溫度在20-35℃，即得復(fù)合阻垢緩蝕劑；

2.2 微生物控制

微生物控制為氧化性殺菌劑、非氧化性殺菌劑、生物分散劑相結(jié)合的處理方法。氧化性殺菌劑為二氯異氰尿酸鈉或三氯異氰脲酸或溴氯二甲基海因，優(yōu)選溴氯二甲基海因，每周投加2次，每次投加20mg/L；非氧化性殺菌劑為改性季銨鹽類殺菌劑，每2周投加1次，每次投加100mg/L；生物分散劑為非離子型表面活性劑，每周投加1次，每次20mg/L；微生物控制藥劑在集水池急流處采用沖擊式人工加藥，投加量按保有水量計算。

2.3 循環(huán)水優(yōu)化控制

循環(huán)水優(yōu)化采用SYZL ∑sigma 全自動總磷在線監(jiān)控加藥系統(tǒng)，控制加藥和補排水。復(fù)合阻垢緩蝕劑的投加量10-15mg/L（以補中水為基準(zhǔn)），控制循環(huán)水總磷在4-7mg/L。濃縮倍率控制在5.0倍左右。循環(huán)水進(jìn)行旁濾處理，并設(shè)有青QYC-120監(jiān)測換熱器。

上述的化學(xué)處理方法，自制阻垢分散劑固含量大于30%，其余化學(xué)制劑均為市售工業(yè)產(chǎn)品。

3.復(fù)合阻垢緩蝕劑試驗結(jié)果驗證

取表1所述水樣，試驗方法按照HG/T 2160-2008《冷卻水動態(tài)模擬試驗方法》[2]，實驗結(jié)果如表1，表2。

由表2所知：本研究的復(fù)合緩蝕阻垢劑在中水回用于循環(huán)冷卻水中，控制系統(tǒng)結(jié)垢與腐蝕效果很好，腐蝕速率遠(yuǎn)控制在GB 50050-2007規(guī)定的指標(biāo)范圍內(nèi)。

4.現(xiàn)場應(yīng)用情況

本方法用于中試某煤制甲醇廠的循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中，補水為煤化工廢水制的中水中，復(fù)合阻垢緩蝕劑投加量約為12mg/L；通過氧化性殺菌劑選用溴氯二甲基海因，每周投加2次，每次投加20mg/L；非氧化性殺菌劑為改性季銨鹽類殺菌劑，每周投加1次，每次投加80mg/L；生物分散劑為非離子型表面活性劑，每周投加1次，每次15mg/L；三種藥劑交替間隔投加，運行半年，有效控制了結(jié)垢和腐蝕狀況，現(xiàn)場使用情況良好。

本方法循環(huán)水處理采用SYZL ∑sigma 全自動總磷在線監(jiān)控加藥系統(tǒng)，控制循環(huán)水總磷4-7mg/L，自動補水和排污。氧化性殺菌劑、非氧化性殺菌劑、生物分散劑采用沖擊式人工加藥，在集水池急流處。以保有水量計算加藥量。循環(huán)水采用旁濾處理裝置和QYC-120監(jiān)測換熱器進(jìn)行循環(huán)水運行效果監(jiān)控，控制濃縮倍率為5.0左右運行

5.結(jié)論

（1）自制的阻垢分散劑，對碳酸鈣、硫酸鈣特別是磷酸鈣垢的形成和沉積有良好的抑制作用，對三氧化二鐵、污泥、粘土和油垢也有良好的分散性能，特別適用于中水水質(zhì)。

（2）中水中含有大量的N、P等營養(yǎng)物質(zhì)，所以微生物控制尤為重要，鑒于微生物的特性，采取氧化性殺菌劑、非氧化性殺菌劑、生物分散劑相結(jié)合的處理方法。以充分發(fā)揮三者者的優(yōu)點，并可以消除細(xì)菌對某種殺生劑產(chǎn)生的抗藥性，并能完全控制中水微生物滋生嚴(yán)重的問題。

（3）回用于循環(huán)水的水質(zhì)控制濃縮倍率控制在5.0左右，循環(huán)水進(jìn)行旁濾處理，防止污垢在換熱器表面沉積。

（4）本方法的控制要點簡單易行，自動化程度高，為企業(yè)的節(jié)能降耗提供了示范作用，彰顯技術(shù)進(jìn)步。

參考文獻(xiàn)：

[1]葉文玉.水處理化學(xué)品[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2002.

[2]HG/T 2160-2008，冷卻水動態(tài)模擬試驗方法[S].