石化企業(yè)中循環(huán)水處理與藥劑對循環(huán)水質(zhì)的影響

王 闊

（陜西省延長石油油田氣化工科技公司，陜西 延安 717100）

石化企業(yè)在生產(chǎn)過程中對循環(huán)用水的需求量較大，同時也影響著企業(yè)的穩(wěn)定運行，為了保障循環(huán)水能夠全面發(fā)揮作用，就需要結(jié)合循環(huán)水處理技術(shù)以及循環(huán)水藥劑來保障水質(zhì)，避免在循環(huán)水應(yīng)用過程中，導(dǎo)致管道出現(xiàn)腐蝕與結(jié)垢等問題。循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的運行質(zhì)量，影響著后續(xù)生產(chǎn)的穩(wěn)定性與設(shè)備的安全性，而循環(huán)水系統(tǒng)占據(jù)石化企業(yè)較高的用水比例，這也就意味著水資源浪費問題時有發(fā)生。作為國內(nèi)的龍頭企業(yè)，石化企業(yè)更應(yīng)該意識到節(jié)水減排的重要性，積極承擔(dān)相關(guān)責(zé)任，優(yōu)化循環(huán)水處理技術(shù)，合理使用藥劑，保證最終的節(jié)水效果。

1 循環(huán)水處理現(xiàn)狀

1.1 嚴(yán)峻的節(jié)水形式

我國水資源危機形勢十分嚴(yán)峻，年缺水量高達(dá)3.0×1010～4.0×1010m3，工業(yè)部門缺水量則高達(dá)6.0×109m3?，F(xiàn)代經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展意味著工業(yè)用水需求只增不減，從全國用水量占比來看，工業(yè)用水占據(jù)20%，高達(dá)1.1×1011m3，可見，節(jié)約工業(yè)生產(chǎn)資源是當(dāng)前的主要問題，也是政府及各個部門提出的重要工作內(nèi)容。石化企業(yè)應(yīng)當(dāng)在政策的號召下，積極開發(fā)新型節(jié)水技術(shù)，加大節(jié)水技術(shù)的創(chuàng)新力度，使節(jié)水水平能夠得到有效提高[1]。近年來，國內(nèi)的節(jié)水技術(shù)得到了進(jìn)一步發(fā)展，并形成了諸多新工藝、新技術(shù)，使節(jié)水效果得到了顯著提高。比如，天津化工研究設(shè)計院研究了高濃縮倍率的水處理化學(xué)品自動監(jiān)控技術(shù)，使水的重復(fù)利用率得到有效提高，降低了污染量，使循環(huán)水的利用得到了有效解決。天津石化公司乙烯廠將此項技術(shù)應(yīng)用到循環(huán)冷卻水系統(tǒng)裝置中，不僅能夠在線與遠(yuǎn)程監(jiān)控冷卻水中阻垢分散劑量、電導(dǎo)率等，在幾年的穩(wěn)定運行下，各項指標(biāo)也得到了有效控制，且達(dá)到了石化行業(yè)的嚴(yán)格標(biāo)準(zhǔn)，與國際先進(jìn)水平相近，比如碳鋼腐蝕率＜0.03 mm/a、總硬+總堿達(dá)到1 600 mg/L、污垢黏附速率＜10 mcm。當(dāng)前此套技術(shù)已經(jīng)運用到多個公司中，在超過50套工業(yè)裝置中得到了有效應(yīng)用，達(dá)到了節(jié)水的目的，年節(jié)水量超過3.0×107m3，有效減少了污水的排放，實現(xiàn)了對生態(tài)環(huán)境的保護(hù)。

1.2 循環(huán)冷卻水處理

采用循環(huán)冷卻水處理的主要目的是解決水中生物污垢等問題，此項技術(shù)主要是針對水質(zhì)以及工況情況，將緩蝕劑、分散劑等組成配方，使循環(huán)水處理方案更加合理、高效，并相應(yīng)制定了工藝控制條件，完善清洗與預(yù)膜方案?？梢?，冷卻水處理技術(shù)的關(guān)鍵要點在于對緩蝕劑、阻垢劑等藥劑的應(yīng)用，并合成配方，選擇恰當(dāng)?shù)目刂茥l件，實現(xiàn)對循環(huán)水的有效處理。在應(yīng)用循環(huán)水處理技術(shù)時，由于循環(huán)水系統(tǒng)中懸浮物以及有機物數(shù)量的增加，導(dǎo)致系統(tǒng)水質(zhì)的危害因素數(shù)量增加，出現(xiàn)水質(zhì)腐蝕以及微生物危害等問題，嚴(yán)重影響了水處理效果，因此循環(huán)水系統(tǒng)始終處于亞穩(wěn)定狀態(tài)。如果不能合理利用高濃縮倍數(shù)以及水處理配套技術(shù)，就會直接影響水處理效果，不利于生產(chǎn)裝置的穩(wěn)定運行。

1.3 循環(huán)水處理方式

當(dāng)前國內(nèi)石化企業(yè)的循環(huán)水系統(tǒng)一般由藥劑廠家全承包，完成對循環(huán)水的處理。全承包模式主要是將循環(huán)水處理的相關(guān)費用支付給藥劑提供商，而提供商則負(fù)責(zé)每日對循環(huán)水進(jìn)行加藥處理，石化企業(yè)則負(fù)責(zé)對循環(huán)水的控制，每月監(jiān)控水質(zhì)的相關(guān)指標(biāo)，了解循環(huán)水處理液的最終效果。此種模式不僅能夠有效減輕石化企業(yè)的生產(chǎn)壓力與責(zé)任，同時也能夠控制循環(huán)水操作人員的數(shù)量，降低技術(shù)人員與分析人員的工作壓力[2]。當(dāng)然企業(yè)在采取全承包模式時，也要提出自己的要求，控制好處理成本；例如，遼陽石化循環(huán)水處理采取全承包模式，每噸水處理涉及到的成本大致在0.016元。

1.4 水體污染

在循環(huán)水處理過程中，需要考慮水體污染等問題。調(diào)查發(fā)現(xiàn)：在循環(huán)水處理時，存在介質(zhì)泄露的情況，極易引發(fā)水體污染，雖然石化企業(yè)對水資源的需求只增不減，但在循環(huán)水處理過程中卻沒有做好相應(yīng)處理，導(dǎo)致水體污染問題的發(fā)生，嚴(yán)重影響了循環(huán)水的質(zhì)量。因此石化企業(yè)要加強對水體污染處理的重視程度，了解循環(huán)系統(tǒng)的各項參數(shù)，合理設(shè)置濃縮倍數(shù)與熱負(fù)荷，避免水體中微生物的快速增長而影響水體質(zhì)量。水體質(zhì)量一旦下降，將難以滿足化工企業(yè)的生產(chǎn)需求，同時也會對周圍生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重影響。

1.5 濾網(wǎng)阻塞

在石化企業(yè)進(jìn)行循環(huán)水處理時，濾網(wǎng)面臨阻塞問題，如果濾網(wǎng)出現(xiàn)嚴(yán)重阻塞，就會影響后期生產(chǎn)運營工作的開展。為了提高循環(huán)水的處理效果，就應(yīng)當(dāng)采取其他方式，處理濾網(wǎng)過濾問題，比如通過安裝旁濾裝置，起到凈化水資源的效果，但也要注意不可讓其承受過長時間的水壓，反之則會直接影響裝置的運行，也會影響后期循環(huán)水處理工作的開展。

2 石化企業(yè)處理循環(huán)水的對策

2.1 多次檢測水體質(zhì)量

為了提高循環(huán)水的處理效果，應(yīng)加強對水體質(zhì)量的檢測，只有采取科學(xué)合理的測試方法，才能夠保證循環(huán)水處理的質(zhì)量，同時也能夠發(fā)現(xiàn)循環(huán)水處理中的各項問題，從而提高水資源處理效果，保障后期工作的穩(wěn)定開展，并提高運行效率。因此，石化企業(yè)應(yīng)當(dāng)結(jié)合自身的發(fā)展情況以及行業(yè)的需求，加強對水體質(zhì)量的檢測，并積極引進(jìn)專業(yè)技術(shù)人才，保障檢測的精準(zhǔn)性[3]。比如企業(yè)可以與高校合作，培養(yǎng)專業(yè)型人才，為高校學(xué)生提供就業(yè)崗位，實現(xiàn)共同進(jìn)步。此外，也要加強水體的監(jiān)督工作，確保水體檢測工作的穩(wěn)步開展，并結(jié)合最終數(shù)據(jù)制定報告，上報給上級部門。

2.2 清洗與堵漏技術(shù)

循環(huán)水處理工作中需要用到配套管與換熱器，并采取恰當(dāng)?shù)那逑醇夹g(shù)，保障設(shè)備的穩(wěn)定運行?；瘜W(xué)處理能夠提高清洗效果，實現(xiàn)對雜質(zhì)的全面清理。比如檸檬酸以及分散劑的應(yīng)用，能夠保障清洗效果，避免出現(xiàn)嚴(yán)重的腐蝕問題，從而保障循環(huán)水處理效果。

2.3 系統(tǒng)管網(wǎng)優(yōu)化

循環(huán)水處理工作的專業(yè)性較強，對系統(tǒng)管網(wǎng)進(jìn)行優(yōu)化，能夠有效提高循環(huán)水處理工作。另外，要綜合設(shè)計循環(huán)水閉式運行系統(tǒng)，做好充分的調(diào)查工作，了解生產(chǎn)要求以及管道壓力，以保障系統(tǒng)設(shè)計的合理性，優(yōu)化系統(tǒng)管網(wǎng)。同時可采取串聯(lián)的方式，提高管網(wǎng)的運行效果，使循環(huán)水的處理水平也隨之提升。

2.4 水體濃縮倍數(shù)確認(rèn)

循環(huán)水處理質(zhì)量會受到水體濃縮倍數(shù)的影響，如果能夠恰當(dāng)?shù)乜刂扑w濃縮倍數(shù)，可有效提高循環(huán)水處理指標(biāo)。因此，在循環(huán)水處理過程中，可在循環(huán)水中合理使用緩蝕劑，通過合理配比，避免腐蝕情況的發(fā)生。而在控制水體生物時，可選擇氧化殺菌劑達(dá)到對水體生物全面處理的目標(biāo)，控制其生長、繁殖，有效降低水體微生物對水體的污染。在開展循環(huán)水處理工作時，需要考慮到水體冷卻設(shè)備的使用狀態(tài)，如果設(shè)備老化則會造成水資源消耗量加大，引發(fā)嚴(yán)重的浪費問題[4]。因此要充分重視水體冷卻裝置的使用，及時更新與維修，加強對每一個生產(chǎn)環(huán)節(jié)的管理。

3 化學(xué)藥劑對循環(huán)水質(zhì)的影響

3.1 緩蝕劑與阻垢劑的影響

在運行循環(huán)裝置的過程中，水中的鈣離子、氯離子、鐵銹以及細(xì)菌會導(dǎo)致腐蝕與結(jié)垢現(xiàn)象，而微生物繁殖也會對腐蝕產(chǎn)生影響，比如，微生物粘泥會導(dǎo)致垢的腐蝕，而腐蝕物又會與其他物質(zhì)形成污垢，無法保障生產(chǎn)裝置的正常運行。應(yīng)用緩釋劑以及阻垢劑能夠為循環(huán)水管形成一道防腐膜，此膜的通透性較低，可有效控制磷酸鹽等物質(zhì)對金屬的腐蝕。將緩蝕劑OP8492應(yīng)用到結(jié)垢預(yù)防中，能夠?qū)崿F(xiàn)對難溶物質(zhì)起到良好的防聚合作用，在使用緩蝕劑與阻垢劑后，循環(huán)水中的腐蝕與污垢明顯減少，實現(xiàn)了對循環(huán)水的有效使用。

3.2 殺菌劑的影響

殺菌劑包括非氧化性殺菌劑以及氧化性殺菌劑，其中生物分散劑雖然沒有殺菌活性，但能夠作為輔助藥劑，使殺菌效果明顯提升，比如在殺菌劑使用環(huán)境受限制的時候，可選擇使用生物分散劑。非氧化性殺菌劑屬于復(fù)配殺生劑，專門應(yīng)用于工業(yè)水處理中，主要應(yīng)用于封閉式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中。此殺菌劑能夠達(dá)到控制微生物的良好效果，包括酵母菌、厭氧菌、好氧菌等多個微生物種群。如果在冷卻系統(tǒng)中，換熱設(shè)備出現(xiàn)生物污垢，則會使換熱效率明顯降低，導(dǎo)致停工，而維修需要花費大量時間，造成生產(chǎn)效率的降低。非氧化性殺菌劑的藥物效果良好，不僅能夠有效抑制抗藥性微生物的數(shù)量，同時也能夠維持產(chǎn)品的有效性。在使用非氧化性殺菌劑時，共同使用氯、溴等鹵素殺生劑，能夠有效增強殺菌效果，尤其是在發(fā)生有機物泄漏時，更能夠彰顯出抑制微生物生長的效果[5-6]，而且非氧化性殺菌劑危害性小，不含有金屬穩(wěn)定劑，與當(dāng)前的環(huán)保需求相符。氧化性殺菌劑屬于新型殺菌劑，是新一代的含溴液體殺生劑，在不同的pH值情況下，都能夠?qū)Ξ愌蹙鸬搅己玫臍⒕Ч?，而且對有機磷的分解率小，對緩蝕劑與阻垢劑的影響小，因而能夠達(dá)到防腐的要求。

3.3 其他藥劑的影響

次氯酸鈉主要用于對循環(huán)水中余氯含量的有效控制，與殺菌劑共同使用，能夠有效提高其殺菌效果，同時也可作為氧化性殺菌劑，與其他藥劑共同使用。濃硫酸的使用也較為常見，其主要應(yīng)用目的在于實現(xiàn)對循環(huán)水pH值的有效控制。由于循環(huán)水中添加的藥劑為堿性藥劑，如果長時間使用會導(dǎo)致循環(huán)水的堿性增強，無法充分發(fā)揮出阻垢劑等多項藥劑的效果，加入濃硫酸后，可對水質(zhì)起到有效地調(diào)節(jié)，并保障了緩蝕劑與阻垢劑的效果。

3.4 加藥方式的影響

在選擇殺菌藥劑時，主要是利用液氯的處理功能，但由于水質(zhì)會影響液氯的殺菌能力，在應(yīng)用過程中很容易形成氯離子，使水體遭到破壞，導(dǎo)致水質(zhì)惡化，易發(fā)生腐蝕等情況。在選擇加入循環(huán)水藥劑時，可采用連續(xù)投加法，并利用加藥裝置投入緩釋阻垢劑。在循環(huán)水流動過程中，藥劑的濃度也會隨之降低，因而水處理效果難以得到保障。

4 循環(huán)水藥劑的選擇與應(yīng)用

4.1 緩沖劑的選擇

為了使循環(huán)水的水質(zhì)達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，可將189C作為主要藥劑，并詳細(xì)觀察水質(zhì)的變化情況。在觀察期間，為了保證效果，可以控制好循環(huán)水的濃縮倍數(shù)，在3±0.3之間最佳；同時也要控制好pH值，在8±0.2之間最佳，在投放藥劑時速度控制在70 mg/L。為了有效控制與管理生產(chǎn)工藝，可進(jìn)行水與藥劑的補充，并觀察循環(huán)水的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。

4.2 殺菌滅藻處理藥劑的選擇

采取連續(xù)加入氧化性殺菌劑固體氯能夠起到殺菌的效果，同時也可以使用B250殺菌劑進(jìn)行交替殺菌，但在殺菌過程中，部分細(xì)菌會產(chǎn)生抗藥性，為了避免此種情況的發(fā)生，應(yīng)隔周使用不同的殺菌劑。具體投入方式為：單周使用0.125 t殺菌劑固體氯，雙周使用B250非氧化性殺菌劑0.1 t，每月可使用粘泥剝離劑739一次，避免生物粘泥沉積在管道壁上。

4.3 循環(huán)水藥劑工藝

通過添加藥劑對循環(huán)冷卻水進(jìn)行處理，經(jīng)過一段時間后，藥劑能夠在循環(huán)水內(nèi)流通，這時需要按照《實驗室緩釋評定實驗法旋轉(zhuǎn)掛片失重法》取水，綜合研究與分析循環(huán)水的質(zhì)量是否符合標(biāo)準(zhǔn)，并判斷藥劑的實際使用效果，為后續(xù)藥劑的使用提供有效的數(shù)據(jù)支持[7-8]。

4.4 現(xiàn)場管理

為了降低現(xiàn)場環(huán)境對藥劑使用的影響，應(yīng)加強現(xiàn)場管理[9-10]。首先，在中和循環(huán)水pH值時可加入液堿，避免酸度過高對管道造成腐蝕，pH值應(yīng)在7.0以上，并定期測量循環(huán)水的pH值，監(jiān)測循環(huán)水的氯根與堿度。其次，在加入循環(huán)水藥劑時，可選擇連續(xù)投加的方式，控制好鋅離子濃度，最佳為2～3 mg/L。最后，要加強對旁濾系統(tǒng)的管理，選用不銹鋼掛片箱材質(zhì)，保障污水的合理排放，降低污垢與腐蝕情況的發(fā)生。

5 結(jié)語

綜上所述，循環(huán)水處理技術(shù)與藥劑的使用能夠有效提高循環(huán)水質(zhì)，對于石化企業(yè)具有重要意義。為了保障循環(huán)水質(zhì)能夠達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，就需要對藥劑進(jìn)行合理使用，同時也要控制現(xiàn)場環(huán)境，合理選擇投藥方式，以最大限度地保障處理效果到。在加入循環(huán)水藥劑后，也需要跟蹤加入藥劑后的水質(zhì)變化情況，根據(jù)測定結(jié)果進(jìn)行綜合評定，并合理選擇藥劑，使循環(huán)水質(zhì)能夠得到有效提升。而在應(yīng)用循環(huán)水處理技術(shù)時，也需要綜合考慮各項影響因素，發(fā)揮出循環(huán)水處理技術(shù)的作用。