工業(yè)循環(huán)水處理的機(jī)理與方法

李逢春

（神華新疆化工有限公司，新疆維吾爾自治區(qū)烏魯木齊 831400）

在工業(yè)企業(yè)不斷發(fā)展壯大的過程中，必須高度重視一切能助力企業(yè)提升制造效率、創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)收益的舉措。而就絕大多數(shù)化學(xué)工業(yè)的運(yùn)行情況來說，絕大部分的工業(yè)用水都是工業(yè)循環(huán)用水。但是，倘若不能妥善處理好工業(yè)循環(huán)用水的問題，設(shè)備和管道極有可能會(huì)發(fā)生結(jié)垢、腐蝕等問題，這些問題的發(fā)生極大地降低了設(shè)備的使用壽命，并帶來一系列的能源浪費(fèi)問題，導(dǎo)致企業(yè)方面在成本和后續(xù)保養(yǎng)上的無謂損失。因此，必須結(jié)合實(shí)際情況，妥善處理工業(yè)循環(huán)的缺水問題，保證工業(yè)循環(huán)水系統(tǒng)處于可控范圍內(nèi)。

1 工業(yè)循環(huán)水的作用

1.1 換熱作用

在一系列的工業(yè)生產(chǎn)流程中，工業(yè)循環(huán)冷卻水發(fā)揮著舉足輕重的作用。具體來說，工業(yè)循環(huán)冷卻水具有成效顯著的換熱作用，通過工業(yè)循環(huán)冷卻用水，生產(chǎn)過程中釋放的多余熱量能夠得到有效處理。也就是說，通過在生產(chǎn)系統(tǒng)中安設(shè)換熱裝置，冷的工業(yè)循環(huán)水和熱的工業(yè)循環(huán)水就可以分別和需要降溫和升溫的物料進(jìn)行換熱，并在換熱之后實(shí)現(xiàn)冷水和熱水的再度循環(huán)，能夠較大程度上提升工業(yè)生產(chǎn)的效率，解決了能源浪費(fèi)問題。

1.2 洗滌作用

洗滌作用是工業(yè)循環(huán)冷卻用水的另一項(xiàng)主要作用，通過借助工業(yè)循環(huán)用水的流動(dòng)性以及溶解性，相關(guān)技術(shù)人員和工業(yè)生產(chǎn)人員就可以凈化處理相應(yīng)的物料。當(dāng)然，工業(yè)循環(huán)冷卻用水的洗滌效果并非針對(duì)所有物料，相應(yīng)物料應(yīng)該滿足以下要求：首先，被凈化洗滌的物料必須具備不溶于水的物理性質(zhì)，而且能夠以較快的速度沉降。其次，倘若需要凈化的物料中具備大量水溶性雜質(zhì)，那么用工業(yè)循環(huán)水洗滌確實(shí)能夠取得顯著效果，但是一旦工業(yè)循環(huán)水重復(fù)使用的次數(shù)過多，水中該雜質(zhì)的溶解達(dá)到飽和狀態(tài)，那么洗滌作用可能會(huì)大打折扣。除此以外，工業(yè)循環(huán)冷卻水不對(duì)管道和設(shè)備具有洗滌作用，不恰當(dāng)?shù)奶幚砜赡軙?huì)導(dǎo)致腐蝕問題，嚴(yán)重威脅了設(shè)備的使用壽命，加大了企業(yè)的生產(chǎn)成本。

2 工業(yè)循環(huán)水的處理機(jī)理

客觀來說，工業(yè)企業(yè)的循環(huán)冷卻水處理受到工業(yè)循環(huán)水系統(tǒng)中多種因素的影響，水中介質(zhì)、機(jī)器用料乃至環(huán)境條件都可能會(huì)影響工業(yè)循環(huán)水的處理情況。因此，相關(guān)人員要根據(jù)這些參數(shù)來酌情考慮是選擇水處理劑、緩蝕劑還是阻垢劑，如此才能制定出比較科學(xué)有效的工業(yè)循環(huán)水處理配方。與此同時(shí)，人員有必要根據(jù)工業(yè)循環(huán)水的實(shí)際情況選擇應(yīng)對(duì)機(jī)制，循序漸進(jìn)地對(duì)工業(yè)循環(huán)水加以基礎(chǔ)處理與正常處理。所以說，在整個(gè)工業(yè)循環(huán)水處理的問題中，核心要素就是對(duì)阻垢劑的選擇，優(yōu)質(zhì)、安全和高效的阻垢劑將會(huì)使工業(yè)循環(huán)水的處理如虎添翼。因此，以阻垢劑的選擇為核心基礎(chǔ)前提，工業(yè)循環(huán)水的處理機(jī)制主要有以下幾方面。

2.1 阻垢效應(yīng)

在工業(yè)冷卻用水系統(tǒng)中，阻垢劑可以與工業(yè)循環(huán)用水發(fā)生螯合作用以及發(fā)生在表面的吸附作用。所以，阻垢劑的合理選擇和應(yīng)用能夠充分發(fā)揮水處理劑的的功能特點(diǎn)。也就是說，在工業(yè)循環(huán)用水處理的過程中，處理效率直接取決于藥劑性能。就現(xiàn)階段工業(yè)企業(yè)對(duì)工業(yè)循環(huán)用水的處理狀況來說，其選取的藥劑可能具有阻垢作用、可能具有殺菌作用、可能具有絮凝作用或者分散作用，也可能同時(shí)具備其中任意的兩種或多種作用，具備效用越多的藥劑阻垢效應(yīng)就越明顯。所以，根據(jù)相關(guān)的研究分析，倘若能夠同時(shí)運(yùn)用多種阻垢劑，并按照恰當(dāng)?shù)谋壤龑?duì)其進(jìn)行混合，那么其使用效果將會(huì)明顯高于單一藥劑的使用效果，在工業(yè)循環(huán)用水的處理方面也會(huì)更加高效可靠。

2.2 換熱設(shè)備

在處理工業(yè)循環(huán)用水的過程中，工業(yè)企業(yè)一般會(huì)針對(duì)循環(huán)冷卻水系統(tǒng)配備循環(huán)水冷卻機(jī)，以方便實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)設(shè)備的水冷卻工作。循環(huán)冷卻水系統(tǒng)指的是一種把水作為循環(huán)冷卻介質(zhì)使用的系統(tǒng)。通過這一系統(tǒng)，工業(yè)企業(yè)能夠?qū)?5%以上的冷卻水進(jìn)行回收利用，實(shí)現(xiàn)對(duì)能源資源的節(jié)約。在一般生產(chǎn)工藝流程中，工業(yè)循環(huán)用水在整體工業(yè)用水中的所占比例極大。所以，把握好循環(huán)冷卻水系統(tǒng)等換熱設(shè)備，就相當(dāng)于抓住了工業(yè)循環(huán)用水處理的命脈，能夠大幅度提升工業(yè)循環(huán)用水處理的效率，節(jié)約大量工業(yè)用水。

3 工業(yè)循環(huán)水處理的必要性

在工業(yè)生產(chǎn)的過程中，初始給水無論是來自湖水、河水、水庫水的地表水，還是來自于井水、泉水和自來水的地下水，都屬于天然水，所以水中不可避免地存在懸浮物或者藻類等雜質(zhì)，這一問題在工業(yè)生產(chǎn)過程中始終無法得到解決。但是，倘若在后期生產(chǎn)流程中不能針對(duì)水處理采取預(yù)防措施，那么長期混合在天然水中的雜質(zhì)會(huì)隨著工業(yè)水循環(huán)在熱交換面上沉積，在儀器設(shè)備上形成水垢，導(dǎo)致熱交換效率大幅降低，甚至為工業(yè)儀器設(shè)備帶來腐蝕的威脅，整個(gè)工業(yè)的生產(chǎn)安全性無法得到保障。因此，針對(duì)工業(yè)循環(huán)水的處理勢(shì)在必行。

4 工業(yè)循環(huán)水的處理方法

4.1 緩蝕劑

緩蝕劑是現(xiàn)階段工業(yè)水循環(huán)處理的一項(xiàng)有代表性的化學(xué)方法。但是，緩蝕劑的種類眾多，選取最有成效的難度較大。一方面，能用于工業(yè)循環(huán)水處理的緩蝕劑不僅要對(duì)各種金屬或者雜質(zhì)具有強(qiáng)效的緩蝕作用，而且還應(yīng)該立足于工業(yè)企業(yè)可持續(xù)發(fā)展的角度，具有生態(tài)性與環(huán)保性以及經(jīng)濟(jì)性特征。結(jié)合我國工業(yè)企業(yè)新階段循環(huán)水的處理方案，以下三類緩蝕劑的應(yīng)用比較普遍。

4.1.1 鉬酸鹽

鉬酸鹽屬于氧化模型的緩蝕劑，也可以算做陽極型緩蝕劑。其主要作用原理是在陽極產(chǎn)生一層氧化物鈍化膜，進(jìn)而對(duì)相關(guān)的一些設(shè)備起到一層保護(hù)作用。但是，采用這種緩蝕劑具有比較明顯的局限性，一方面在使用過程中需要的劑量相對(duì)較大，另一方面其綜合成本相對(duì)較高，所以工業(yè)企業(yè)在選取過程中應(yīng)酌情考慮。

4.1.2 磷酸鹽

磷酸鹽也屬于陽極緩蝕劑的一種，與鉬酸鹽緩蝕劑相比，磷酸鹽緩蝕劑的價(jià)格更低廉，且沒有毒性。但是，在處理工業(yè)循環(huán)用水的過程中，磷酸鹽緩蝕劑的應(yīng)用可能會(huì)導(dǎo)致磷酸鈣的出現(xiàn)，加劇儀器設(shè)備上水垢的形成。所以，工業(yè)企業(yè)在選用磷酸鹽緩蝕劑處理工業(yè)用水時(shí)，可能會(huì)考慮搭配能抑制磷酸鈣垢的阻垢劑同時(shí)使用。然而，這種搭配使用策略又極有可能促進(jìn)水中藻類生長，污染環(huán)境。

4.1.3 聚磷酸鹽

與上述兩種緩蝕劑相比，聚磷酸鹽在現(xiàn)階段工業(yè)循環(huán)水處理流程中的應(yīng)用更加廣泛。其成本更低、緩釋作用效果更好，而且同時(shí)具有一定程度的阻垢作用，在經(jīng)濟(jì)性和可行性方面更加滿足工業(yè)企業(yè)的需求。但是，聚磷酸鹽在水解后會(huì)立刻與正價(jià)鈣離子生成磷酸鈣垢，同樣會(huì)加快水中藻類植物的生長速度，對(duì)環(huán)境造成負(fù)面影響。所以，相比之下，絕大多數(shù)企業(yè)會(huì)選擇六偏磷酸鈉和三聚酸鈉等綜合效用較強(qiáng)的聚磷酸鹽。

4.2 阻垢劑

一般情況下，工業(yè)企業(yè)在處理工業(yè)循環(huán)水的過程中常用的阻垢劑有聚磷酸鹽、有機(jī)磷酸、有機(jī)磷酸酯、聚羧酸等。聚羧酸作為除垢劑主要是由于其與碳酸鈣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，除垢效果明顯，而有機(jī)磷酸酯主要作用是除去硫酸鈣垢，卻不能有效除去碳酸鈣垢。相比來說，有機(jī)磷酸無論是對(duì)于碳酸鈣垢還是硫酸鈣垢的作用效果都比較明顯。

5 結(jié)束語

綜上所述，工業(yè)水循環(huán)的處理問題決定著工業(yè)企業(yè)的長期發(fā)展。因此，要著重注意阻垢劑、緩蝕劑、殺生劑等在工業(yè)水循環(huán)處理中的選擇與搭配，深入貫徹落實(shí)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，推動(dòng)工業(yè)企業(yè)發(fā)展。