無磷藥劑在循環(huán)水中的應(yīng)用

孫堅(jiān)峰*，沈鳳，林偉

（1.中國石化上海石油化工股份有限公司，上海，200540；2.上海淼清水處理有限公司，山海，200540）

無磷藥劑在循環(huán)水中的應(yīng)用

孫堅(jiān)峰1*，沈鳳2，林偉2

（1.中國石化上海石油化工股份有限公司，上海，200540；2.上海淼清水處理有限公司，山海，200540）

近些年無磷藥劑在循環(huán)水中的應(yīng)用逐步增加，隨著國家對(duì)環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，無磷藥劑已逐漸取代傳統(tǒng)含磷藥劑，減輕了磷排放對(duì)水環(huán)境的污染，符合國家節(jié)能減排的政策取向。本文介紹了無磷藥劑在具體循環(huán)水系統(tǒng)的應(yīng)用，并在阻垢緩蝕效果上與含磷藥劑作了對(duì)比，以及分析了無磷藥劑在補(bǔ)充回用污水情況下的適應(yīng)性。

無磷藥劑；循化水；阻垢緩蝕；污水回用

引言

上海石油化工股份有限公司滌綸事業(yè)部 4#循環(huán)水系統(tǒng)，設(shè)計(jì)循環(huán)水水量13750 m3/h，2016-2017年平均循環(huán)水量9000 m3/h，補(bǔ)水量120 m3/h，保有水量4000 m3。冷熱水溫差9-10℃，年平均濃縮倍數(shù)為 8.06，該系統(tǒng) 2014年起使用無磷配方阻垢分散劑SPC-5501與緩蝕劑SPC-302，使用效果及濃縮倍數(shù)控制均能達(dá)到原先含磷配方控制時(shí)的效果，運(yùn)行穩(wěn)定，監(jiān)測數(shù)據(jù)良好。同時(shí)無磷配方在污水回用的水質(zhì)條件下，仍具有良好的緩蝕劑阻垢效果。

1 循環(huán)水系統(tǒng)使用無磷藥劑的意義

目前循環(huán)水水處理中普遍使用的配方是磷系配方，隨著環(huán)境保護(hù)意識(shí)提高，國家對(duì)循環(huán)水排污的限制也越來越嚴(yán)格。磷是一種生物富營養(yǎng)化物質(zhì)，過度排放對(duì)環(huán)境及生物體具有危害作用，國家污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)[1]規(guī)定，一級(jí)排放磷含量應(yīng)小于0.5mg/l，二級(jí)排放磷含量應(yīng)小于 1.0mg/l，這將在很大程度上制約磷系配方在循環(huán)水處理中的使用。另外磷作為阻垢緩蝕劑，這種配方中雖然使用大量磷酸鹽抑制劑，仍不可避免在使用時(shí)會(huì)產(chǎn)生一些磷酸鹽沉積，這給循環(huán)水系統(tǒng)清洗運(yùn)行處理帶來困難，也會(huì)影響生產(chǎn)設(shè)備長周期運(yùn)行[2]。

無磷或低磷配方是近年發(fā)展較快的一種循環(huán)水處理方式，使用無磷處理方式對(duì)減少磷排放，保護(hù)環(huán)境具有極積意義，同時(shí)可降低循環(huán)水系統(tǒng)磷酸鹽沉積。

2 使用無磷藥劑后循環(huán)水系統(tǒng)情況

2.1 工業(yè)補(bǔ)充水水貨條件

表1 2016年工業(yè)水水貨條件

在未補(bǔ)充回用水之前，工業(yè)水作為唯一的補(bǔ)充水，水質(zhì)比較穩(wěn)定。

2.2 日?？刂浦笜?biāo)

表2 循環(huán)水日?？刂浦笜?biāo)

2.3 日常運(yùn)行情況

使用無磷藥劑后，為了提高濃縮倍數(shù)，加酸調(diào)節(jié)總堿度，控制指標(biāo)在 100-300mg/l，滌綸 4#循環(huán)水系統(tǒng)總堿度基本控制在200mg/l左右，該系統(tǒng)進(jìn)出口溫差基本接近10℃，熱負(fù)荷較大，日常濃縮倍數(shù)控制較高，各離子濃度控制較高，總堿度的控制對(duì)于防止鋅鹽的沉積有顯著的效果。

圖1 使用無磷茚劑各離子曲線圖

圖2 濃縮倍數(shù)控制密比

上圖2整理了無磷藥劑使用前濃縮倍數(shù)的控制，以及近階段無磷藥劑使用期間濃縮倍數(shù)的控制。由圖可清楚看到，無磷藥劑的使用并沒有降低濃縮倍速的控制，相反比未使用前還稍有上升，說明藥劑的分散性能以及緩蝕性能都非常的良好。

使用無磷配方后循環(huán)水總磷有了大大的降低，目前循環(huán)水中總磷（以P計(jì)）基本能控制在1mg/l以下，圖為2103年使用含磷配方時(shí)循環(huán)水內(nèi)總磷的含量，當(dāng)時(shí)循環(huán)水總磷指標(biāo)為8-12mg/l。圖4為使用無磷藥劑后循環(huán)水總磷含量變化情況，總磷含量在0.3-0.6mg/l（以P計(jì)）范圍內(nèi)波動(dòng)。

圖3 2013年循環(huán)水中總磷含量

圖4 無磷茚劑替代后循環(huán)水總磷含量

使用無磷藥劑后，循環(huán)水總磷含量下降2.5mg/l(以P計(jì))左右。滌綸 4#循環(huán)水系統(tǒng)使用含磷藥劑時(shí)，濃縮倍數(shù)平均 5倍左右，排污量約為24m3/h，使用無磷藥劑后濃縮倍數(shù)平均8倍左右，排污量下降到15m3/h。按年運(yùn)行8000小時(shí)計(jì)，年減排總磷約516kg，年節(jié)約工業(yè)水7.2萬噸。

2.4 運(yùn)行效果監(jiān)測

表3 2016年6月～2017年5月掛片監(jiān)測數(shù)據(jù)

表4 試管監(jiān)測數(shù)據(jù)

圖5 腐蝕速率密比

從圖5腐蝕速率對(duì)比來看，兩種水處理藥劑的運(yùn)行監(jiān)測結(jié)果均良好。

圖6 沉積速率密比

從沉積速率上看，無磷藥劑使用期間較 13年含磷藥劑SPC-680使用期間有所上升，但仍在控制范圍之內(nèi)。這與無磷藥劑受總堿度影響較大有一定的聯(lián)系，總堿度偏高的情況下，鋅鹽容易沉積。另外，無磷藥劑分散劑與緩蝕劑的按比例投加控制也需要特別注意。

表5 循環(huán)水異養(yǎng)菌數(shù)、監(jiān)測粘泥量

無磷藥劑的投用對(duì)原本殺菌劑的殺生能力未有明顯影響，殺生效果良好。

3 無磷藥劑應(yīng)對(duì)污水回用

3.1 污水回用情況

滌綸4#循環(huán)水系統(tǒng)自2016年6月21日起使用MBR回用水，補(bǔ)充量約30m3/h。6月21日到9月22日共124天期間，由于回用水水質(zhì)不合格和裝置停車檢修等情況，實(shí)際補(bǔ)充天數(shù)為35天。其中，6/21-7/4連續(xù)補(bǔ)充14天，7/13-7/19連續(xù)補(bǔ)充7天，8/1-14連續(xù)補(bǔ)充14天，共計(jì)35天?；赜盟a(bǔ)充當(dāng)天，補(bǔ)充比例約為總補(bǔ)充水量的15%。

8月15日起裝置停車檢修。9月13日開車投運(yùn)。10月8日起補(bǔ)充回用水50m3/h至今，其中10-11月份為連續(xù)穩(wěn)定補(bǔ)充回用水。

表6 2016/1/1～2016/11/21期間回用水水貨

從回用水分析數(shù)據(jù)看，電導(dǎo)率、氯離子、總堿度出現(xiàn)了較大幅度的波動(dòng)，合格率較低，CODCr和BOD5也出現(xiàn)了超標(biāo)幅度較大的情況。為此對(duì)不達(dá)標(biāo)回用水采取了停補(bǔ)的措施，不達(dá)標(biāo)的回用水并未大量補(bǔ)入循環(huán)水系統(tǒng)，未對(duì)循環(huán)水系統(tǒng)運(yùn)行產(chǎn)生負(fù)面影響。

表7 滌綸4#循環(huán)水場運(yùn)行主要參數(shù)

表8 滌綸4#循環(huán)水場水處理效果監(jiān)測結(jié)果

3.2 回用水使用分析

1）從滌綸4#循環(huán)水系統(tǒng)前階段的運(yùn)行情況看，回用水補(bǔ)充比例 15-35%，濃縮倍數(shù)達(dá)標(biāo)運(yùn)行情況下，水處理效果監(jiān)測結(jié)果均合格。

2）回用水電導(dǎo)率、氯離子合格率不足50%，表明給水水質(zhì)控制尚不夠穩(wěn)定。氯離子偏高會(huì)給循環(huán)水系統(tǒng)增加腐蝕風(fēng)險(xiǎn)。電導(dǎo)率偏高，降低回用水補(bǔ)充到循環(huán)水系統(tǒng)中的節(jié)水效果。

3）COD、BOD、氨氮指標(biāo)合格率雖較高，但不合格時(shí)指標(biāo)超標(biāo)較嚴(yán)重，導(dǎo)致循環(huán)水系統(tǒng)停止補(bǔ)充回用水。高COD、BOD、氨氮回用水一旦補(bǔ)入循環(huán)水系統(tǒng)，其產(chǎn)生的負(fù)面效果，相當(dāng)于循環(huán)水系統(tǒng)發(fā)生了工藝介質(zhì)泄漏，會(huì)嚴(yán)重干擾或破壞循環(huán)水系統(tǒng)的正常運(yùn)行，導(dǎo)致微生物粘泥大量滋生，腐蝕增加，縮短設(shè)備使用壽命，增加日常水處理費(fèi)用等后果。

4）總體評(píng)價(jià)：在回用水水質(zhì)達(dá)標(biāo)的情況下，回用水補(bǔ)充到循環(huán)水系統(tǒng)，補(bǔ)充比例在35%以下時(shí)，目前使用的無磷藥劑配方完全能滿足循環(huán)水系統(tǒng)達(dá)標(biāo)運(yùn)行的要求。更高回用比例下運(yùn)行是否能滿足達(dá)標(biāo)運(yùn)行要求，需開展進(jìn)一步應(yīng)用實(shí)驗(yàn)。

4 結(jié)束語

經(jīng)過近4年無磷藥劑的應(yīng)用，滌綸4#循環(huán)水系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，各方面監(jiān)測數(shù)據(jù)都能與之前含磷藥劑SPC-680使用期間持平，有些指標(biāo)甚至做的更為出色。循環(huán)水總磷指標(biāo)可控制在 0.3-0.6mg/l范圍內(nèi)，達(dá)到國家一、二級(jí)排放指標(biāo)要求。具有顯著的磷減排效果。

另外在應(yīng)對(duì)循環(huán)水補(bǔ)水污水回用時(shí)，藥劑緩蝕阻垢效果保持穩(wěn)定。在污水補(bǔ)充比例在35%以下時(shí)，完全能夠滿足循環(huán)水的各項(xiàng)運(yùn)行指標(biāo)要求。

由于濃縮倍數(shù)的提高和回用水的使用，減少了工業(yè)水的使用量，具有顯著的節(jié)水效果。提高濃縮倍數(shù)約年可節(jié)約工業(yè)水7萬噸，按20%補(bǔ)充回用水年可節(jié)約工業(yè)水約20萬噸，合并年可節(jié)約27萬噸左右工業(yè)水。

[1]污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)GB 8978-1996. 1988.

[2]劉玉林,汪心想. 低磷環(huán)保型水處理劑的研究[J]. 河南化工,2011,28(1)： 42-44.

[3]鮑其鼐. 我國循環(huán)冷卻水處理 30年[J]. 工業(yè)水處理,2010,30(12)： 6-14.

[4]鄭書忠. 我國工業(yè)循環(huán)冷卻水處理發(fā)展現(xiàn)狀與展望[J]. 水處理信息報(bào)導(dǎo),2010 ,(3)： 1-5.

[5]陶武榮,陳博武,季淑浥,等. 無磷循環(huán)冷卻水處理藥劑的研究開發(fā)[J]. 工業(yè)水處理,2011,31(8)： 72-73.

Application of Non-phosphorus Water Treatment Agent in Circulating Water

SUN Jianfeng1*,SHEN Feng2,LIN Wei2
(1. Sinopec Shanghai Petrochemical Company Limited,Shanghai,200540,China;2. Shanghai Miaoqing Water Treatment Company Limited,Shanghai,200540,China)

In recent years,a gradual increase in the application of non-phosphorus water treatment agent in circulating water,along with the country's awareness of environmental protection,non-phosphorus water treatment agent has gradually replaced the traditional phosphorus agent,the pollution of phosphorus emission to water environment is reduced,in line with the policy orientation of the national energy-saving emission reduction. In this paper,the application of non-phosphorus water treatment agent in the circulating water system is introduced,and the scale inhibition and corrosion inhibition effect is compared with that of phosphorus agent,and the adaptability of non-phosphorus water treatment agent in the case of reusing wastewater is analyzed.

non-phosphorus; water treatment agent; circulating water; scale inhibition and corrosion inhibition; reusing wastewater

TP085

B

1672-9129(2017)06-0130-04

10.19551/j.cnki.issn1672-9129.2017.06.046

孫堅(jiān)峰,沈鳳,林偉. 無磷藥劑在循環(huán)水中的應(yīng)用[J]. 數(shù)碼設(shè)計(jì),2017,6(6)： 130-132.

Cite：SUN Jianfeng1,SHEN Feng2,LIN Wei. Application of Non-phosphorus Water Treatment Agent in Circulating Water[J]. Peak Data Science,2017,6(6)： 130-132.

2017-02-06；

2017-03-13。

孫堅(jiān)峰（1959-），男，上海，工程師， 研究方向：長期從事水處理應(yīng)用研究。

Email：13361817958@qq.com