提高循環(huán)水濃縮倍率的措施①

李樹彬 孟令輝 王光春

摘 要：循環(huán)水系統(tǒng)作為降低工業(yè)生產(chǎn)用水成本與保護(hù)環(huán)境的重要方式，是當(dāng)前社會(huì)重點(diǎn)關(guān)注的內(nèi)容。循環(huán)水濃縮倍率是重要的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，對(duì)循環(huán)水系統(tǒng)運(yùn)行產(chǎn)生了至關(guān)重要的影響。針對(duì)目前循環(huán)水補(bǔ)水為礦井水，水質(zhì)較差，導(dǎo)致循環(huán)水水質(zhì)惡化的情況，提出合理化的水處理措施，避免了系統(tǒng)腐蝕、結(jié)垢的風(fēng)險(xiǎn)，濃縮倍數(shù)由2.3提高到目前的4倍。

關(guān)鍵詞：循環(huán)水補(bǔ)水 循環(huán)水水質(zhì) 無閥過濾器

中圖分類號(hào)：TM2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2015）01（a）-0095-02

1 循環(huán)水系統(tǒng)現(xiàn)狀分析

循環(huán)水濃縮倍數(shù)是控制循環(huán)水系統(tǒng)運(yùn)行的一個(gè)重要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。提高循環(huán)水濃縮倍數(shù)，既可以降低補(bǔ)水量，也可以減少排污量，對(duì)降低生產(chǎn)用水成本，保護(hù)環(huán)境，有著非常重要的意義。

開元生化有限公司循環(huán)水系統(tǒng)屬于敞開式系統(tǒng)，系統(tǒng)目前的循環(huán)量為6000m3/h，保有水量為5000 m3/h。循環(huán)水補(bǔ)水自7月底開始，由河水改為礦井水，水質(zhì)較差，水系統(tǒng)濃縮倍數(shù)規(guī)定是 2.5倍，但實(shí)際運(yùn)行約 2.3 倍，目前已經(jīng)運(yùn)行三個(gè)月。在這個(gè)濃縮倍數(shù)下，系統(tǒng)的補(bǔ)水量和排污量較高。由于循環(huán)水中溶解的雜質(zhì)太多，運(yùn)行過程循環(huán)水經(jīng)過不斷地循環(huán)、濃縮，導(dǎo)致循環(huán)水的堿度、鈣硬增加，增加了系統(tǒng)腐蝕、結(jié)垢的風(fēng)險(xiǎn)。循環(huán)水補(bǔ)水和循環(huán)水水質(zhì)數(shù)據(jù)如表1。

上圖可以看出，鈣硬度加堿度大于1100ppm，已經(jīng)超GB50050-2007的標(biāo)準(zhǔn)。因此，必須采取有效措施完善循環(huán)水系統(tǒng)，既能改善水質(zhì)，又能提高濃縮倍率。

2 提高濃縮倍率的有效措施

2.1 改善循環(huán)水補(bǔ)水的硬度

我們從圖1可知：補(bǔ)充水的硬度對(duì)系統(tǒng)的結(jié)垢情況和腐蝕情況有著重要的影響。硬度太高會(huì)加重系統(tǒng)結(jié)垢情況，相反硬度太低會(huì)加重系統(tǒng)腐蝕情況。因此，綜合考慮補(bǔ)充水的硬度，根據(jù)水質(zhì)數(shù)據(jù)，基于目前的補(bǔ)充水水質(zhì)， 在工藝不變的條件下，采用非常成熟的純堿/石灰法降低補(bǔ)充水的硬度。將液堿改為熟石灰 ，噸水劑量在300～400ppm 之間。并在原水池加入碳酸鈉，噸水劑量在100～200ppm之間。以CaCO3 計(jì)，原水鈣硬度可控制在200ppm 以下；以Ca計(jì)，原水鈣硬度控制在約 80ppm。

2.2 加酸調(diào)節(jié)循環(huán)水的pH

公司使用的是濃硫酸自動(dòng)加藥系統(tǒng)調(diào)節(jié)循環(huán)水的PH，PH值控制范圍在7.8—8.2之間。通過濃硫酸的加入，進(jìn)一步降低循環(huán)水中碳酸鹽硬度，把循環(huán)水中碳酸鹽硬度轉(zhuǎn)化為非碳酸鹽硬度，反應(yīng)是：

Ca（HCO3）2+H2SO4 CaSO4+2CO2 +2H2O，

由于CaSO4的溶解度大大高于碳酸鈣，所以可以防止結(jié)垢。

2.3 選擇分散效果好的緩蝕阻垢劑

通過改善循環(huán)水補(bǔ)水硬度和在循環(huán)水中加酸可以進(jìn)一步降低循環(huán)水補(bǔ)水的硬度。當(dāng)循環(huán)水補(bǔ)水的硬度降低到150ppm（以碳酸鈣計(jì)）以下時(shí)，再加強(qiáng)阻垢劑的分散性能。我們選用的藥劑是低膦鋅鹽，先加入緩蝕阻垢劑A，再在高熱負(fù)荷區(qū)域加入阻垢分散劑B，并配合活性溴殺菌方案進(jìn)行處理，同時(shí)在高溫季節(jié)，根據(jù)需要采用非氧化性殺菌劑。這樣的藥劑方案，可以在很大程度上降低系統(tǒng)的結(jié)垢和腐蝕風(fēng)險(xiǎn)，而且能很好地控制微生物的生長(zhǎng)。緩蝕阻垢劑具有螯合性能、抑制性能和分散性能。螯合劑與陽離子形成螯合物或絡(luò)合物，將金屬離子封閉起來，阻止其與陰離子反應(yīng)生成水垢，其結(jié)果是降低了水中游離的鈣、鎂離子的濃度，因此起到緩蝕阻垢的作用。而分散劑是一類陰離子型或非離子型高分子聚合物，它們吸附在晶核上，使晶核表面形成雙電層，互相排拆，阻礙微粒相互接觸，使其長(zhǎng)時(shí)間分散于水中。所以本系統(tǒng)按水質(zhì)的要求，減少系統(tǒng)結(jié)垢，選用了螯合性能、抑制性能及分散性能較強(qiáng)的阻垢劑?，F(xiàn)場(chǎng)使用后，保證高硬、高堿水質(zhì)濃縮后不在換熱器表面結(jié)垢，具有較好的使用效果。

2.4 綜合管理方面

（1）加強(qiáng)無閥過濾器的應(yīng)用

無閥過濾器的作用一般是降低循環(huán)水中的濁度。根據(jù)循環(huán)水濁度的要求，部分循環(huán)水回水經(jīng)過無閥過濾器處理后，再返回系統(tǒng)內(nèi)。通過無閥過濾器，把循環(huán)水的濁度控制在20 mg/L以下。實(shí)際運(yùn)行過程中，循環(huán)水的濁度控制在4～5mg/L之間。系統(tǒng)在低濁度下運(yùn)行，不僅可以避免污垢沉積，而且不會(huì)影響阻垢劑的阻垢性能。所以，加強(qiáng)無閥過濾器的管理，確保循環(huán)水水質(zhì)，也是提高濃縮倍率的重要措施之一。

（2）加強(qiáng)各裝置循環(huán)水使用的管理，嚴(yán)禁私自排放循環(huán)水

生產(chǎn)運(yùn)行部門對(duì)各裝置循環(huán)水使用情況進(jìn)行匯總，安裝循環(huán)水流量表。同時(shí)加強(qiáng)管理考核，嚴(yán)禁私自排放循環(huán)水。如果有裝置或設(shè)備不運(yùn)行長(zhǎng)期不運(yùn)行的情況，必須使用循環(huán)水沖洗機(jī)封、管道，一定要通知生產(chǎn)部門，確保被污染的循環(huán)水不進(jìn)入循環(huán)水回水系統(tǒng)。

（3）用水質(zhì)比較好的深井水作為部分循環(huán)水的補(bǔ)水

采用深井水作為循環(huán)水的補(bǔ)水，深井水水質(zhì)比循環(huán)水補(bǔ)水水質(zhì)要好，各項(xiàng)分析指標(biāo)都遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于循環(huán)水補(bǔ)水水質(zhì)。深井泵可以提供30m3/h的水量，這樣每天可以減少720 m3的補(bǔ)充水量。

（4）嚴(yán)格控制循環(huán)水池液位

加強(qiáng)循環(huán)水池液位的管理，及時(shí)調(diào)整補(bǔ)水量與排污量，使水量達(dá)到平衡。把循環(huán)水池液位嚴(yán)格控制在約5米處，操作人員時(shí)刻關(guān)注水池液位，把液位控制在指標(biāo)范圍內(nèi)。并且，在低壓下對(duì)補(bǔ)水進(jìn)行預(yù)處理時(shí)，給循環(huán)水泵加裝變頻器 ，從原來的間歇供水改為連續(xù)供水，保證水量穩(wěn)定。

3 效益分析

在循環(huán)水量為6000m3/h、涼水塔進(jìn)出口溫差為6℃、涼水塔風(fēng)吹損失水量以0.05%計(jì)、入塔空氣干球溫度為25℃的情況下，濃縮倍數(shù)由2.3倍提高到目前的4倍。（如表2）

備注：排污費(fèi)和水資源費(fèi)按照實(shí)際循環(huán)水補(bǔ)水量計(jì)算，排污費(fèi)：2.56元/t，水資源費(fèi)：0.31元/t，一年8000小時(shí)計(jì)。

4 結(jié)論

把循環(huán)水濃縮倍數(shù)提高到合適的范圍內(nèi)，既可以降低補(bǔ)充水量，又可以降低排污量，節(jié)約水處理藥劑的消耗量，降低冷卻水處理成本。

通過分析循環(huán)水系統(tǒng)存在的問題并加以解決，使循環(huán)水濃縮倍數(shù)達(dá)標(biāo)。今后要在優(yōu)化補(bǔ)充水水質(zhì)、加強(qiáng)無閥過濾器和換熱器的管理、監(jiān)測(cè)和控制循環(huán)水水質(zhì)上下功夫。對(duì)于超標(biāo)項(xiàng)目，及時(shí)分析原因，采取相應(yīng)措施對(duì)其處理，確保循環(huán)水的水質(zhì)合格。

參考文獻(xiàn)

[1] 程明杰，興治家.火力發(fā)電廠水資源的合理利用[J].工業(yè)用水與廢水， 1994（4）.

[2] 曾洋波.電廠循環(huán)冷卻水加藥控制的探討[J].黑龍江科技信息，2007（12S）：23.