工业循环水的化学处理

贵州化2011年10月44Guizhou Chemicallndustry第36卷第5期工业循环水的化学处理王蓉(东风汽车股份公司汽车二公司,湖北襄阳441004)摘要:工业循环冷却水水质处理可以有很多种,主要介绍采用化学水处理的方式;根据在生产实践中再循环冷却水处理过程运用化学药剂达到的效果经验;以提高循环冷却水的水之源重复利用,达到抑制腐蚀结垢,提高热交换效率、节约能源、延长设备使用寿命关键词:工业循环水系统;化学水处理;效果;使用寿命中图分类号:TU991.2文献标识码:B文章编号:1008-9411(2011)05-0044-03工业循环水系统一般由制冷机组、空气处理组较好的协调作用;对系统中各种金属有较好的缓蚀机冷却塔、循环水系统(冷冻水系统和冷却水系统)作用。等部分组成。循环水一般采用天然水,如地表水或(1)铬酸缓蚀剂:常见的铬酸盐铬酸钠,它是一地下水。但是,在这些水中都含有不同程度的杂质,种氧性化缓蚀剂。铬酸盐能使钢铁表面生成一层连这些杂质概括起来有以下几种:(1)不溶性杂质,续而致密的含有V-Fe2O3和C2O3钝化膜。即悬浮杂质。如泥砂、粘土、腐植质、灰尘、草木垃圾(2)钼酸盐:钼酸盐与铬酸盐一样,也是阳极型等。(2)可溶性杂质,即溶解性固体,又称含盐量,或氧化膜型缓蚀剂,它在铁阳极上生成一层具有保它们是以离子或离子团的形式存在于水中的。如护膜作用的亚铁-高铁-钼氧化物的络合物的钝化Ca2、MG2、Na’、HCO3-、CO3、SO2、CI等。(3)膜。钼酸盐对碳钢、铜和铝均有缓蚀作用,尤其是和气态杂质:如氧气、二氧化碳、氨气、硫化氢等。其它药剂共用可大大地抑制点蚀的发生。使用钼酸随着循环水的水温变化和浓缩,水中各种离子盐作缓蚀剂剂量大,成本较高浓度超过其本身的浓度时,就会生成沉淀,形成水(3)锌盐:最常用的锌盐是硫酸锌。锌盐是一垢,而水中溶解氧的存在并不断富集,又为藻类和细种阴极性缓蚀剂。锌离子可与金属表面腐蚀微电池菌的滋生提供了充足的养分,形成生物粘泥。这些的阴极区,抑制过程的进行。锌盐是一种安全但低水垢、粘泥及腐蚀物给工业的安全运行带来严重的效的缓蚀剂。因此常与其它缓蚀剂联合使用。使用危害,同时大大降低了换热效率,使循环水量减少,锌盐成本低,能加速生成保护膜,但对水生物有毒缩短了设备的使用寿命等。通常采用化学水处理方性。因此,环保部门对锌盐的排放有严格规定。法,以提高循环冷却水的水重复利用,达到抑制腐蚀(4)磷酸盐:磷酸盐是一种阳极缓蚀剂,没有毒结垢,提高热交换效率、节约能源、延长设备使用寿性,价格便宜。但它易与水中的钙离子生成磷酸钙命垢因此常和对磷酸钙垢有抑制能力的共聚联合使1常用化学水处理药剂用。它易促进水中藻类的生长。(5)聚磷酸盐:聚磷酸盐是目前使用最广泛、最一般水质处理药剂分为3大类:缓蚀类、阻垢剂经济的缓蚀剂之一。常用的有三聚酸钠和六偏磷酸和杀生剂2钠。单独使用时,使用浓度不宜小于30mg/L,用量1.1缓蚀剂不足反而促进腐蚀。为提高缓蚀效果,聚磷酸盐通缓蚀剂种类很多,作为水质处理用的缓蚀剂需常与锌盐、有机磷酸盐等联合使用。聚磷盐缓蚀效要具备一定的条件:经济实用、符合环保要求;它与果较好,成本低,除缓蚀效果外,还兼有阻垢作用;没水中的各种物质(如Ca2、s02、CI、O2、CO3等)有毒性但易水解,水解后与水中钙离子生成磷酸钙以及加入的阻垢剂、分散剂和杀生剂是相容的,并有垢,易促进藻类生长;对铜及铜合金有腐蚀。收稿日期:2011-0-01;修返日期:2011-07-05作者简介:王蓉(1972-),女,高级工程师,东风汽车股份公司汽车二公司生产工艺循环水处理项目负责人011年10月第36卷第5期王蓉:工业循环水的化学处理45·(6)有杋多元膦酸:化学稳定性好,不易水解,有高效、广谱低毒、生物降解性能好等特点。使用能耐较高温度,能与水中的Ca2+、MG2·、Cu2、Fe3PH范围宽能与常用的水质稳定剂配伍,使用浓度等金属离子络合成络合物,抑制钙垢、镁垢形成,同低,投药方便。时,还具有缓蚀作用。常用的HEDP(羟基乙叉二膦在许多循环水系统,常常是氧化性杀生剂与非酸)和 EDTMP(乙二胺四叉膦酸)等。它们不易水氧化性杀生剂联合使用效果更好。解,单独使用时浓度常为16~20mg/L。2复合水处理剂37)MBT(巯基苯并噻唑)和BTA(笨并三唑):它们是一种阳极型缓蚀剂。在铜的表面组成多层防与单一水处理药剂相比,复合水处理药剂具有护膜,使铜的表面不起氧化还原反应,不发生氢气,很多特点:其中缓蚀剂与缓蚀剂缓蚀剂与阻垢剂之起到防蚀作用。对铝、铸铁、锌等金属材料也有同样间往往存在协同增效作用;可以同时控制多种金属的防蚀作用。用量少,但MBT对氯很敏感,易被氧材质的腐蚀及污垢的产生;可以简化加药的手续。化而破坏。BTA虽能耐氯和氧化,但价格较高。2.1典型的复合水处理剂1.2阻垢剂(1)铬系水处理药剂配方在水处理中常用的阻垢剂有聚磷酸盐、有机膦铬酸盐+Zn2+膦酸盐复合水处理剂可以提高水酸、膦羧酸、有机膦酸脂、聚羧酸等。中锌的稳定性,可使pH值范围扩展到9.0,可以减(1)聚磷酸盐:常用聚磷酸有三聚磷酸钠和六轻微生物引起的腐蚀和粘泥。此配方是目前我国应偏磷酸钠,在水中生成长链阴离子容易吸附在微小用最广泛技术最成熟、药源也丰富的配方。有六偏的碳酸钙晶粒上,同时这种阴离子易于和C03置磷酸钠+HEDP+Zn2‘;有六偏磷酸钠+HEDP+换,从而防止了碳酸钙的析出。PAA+Zm2;有三聚磷酸钠+HEDP+HPMA+Zmn2(2)有机膦酸:常用的有HEDP、 EDTMP对抑制等。磷系列要特别注意对微生物的控制。碳酸钙、水合氧化铁或硫酸钙的析出或沉淀有很好2)有机磷系水处理药剂配方的效果。有机膦系配方,在工业循环水化学处理中,效果(3)有机膦酸酯:有机膦酸酯抑制硫酸钙垢的很显著。国内药源丰富,药剂性能稳定。具有缓蚀效果较好,但抑制碳酸钙垢的效果较差。其毒性低,剂阻垢剂双重功效。国内药源丰富,药剂性能稳定。易水解。具有缓蚀剂和阻垢剂双重功效,又具有较高的温度、(4)聚羧酸:聚羧酸类化合物对碳酸钙水垢有抗氧化性好,不易水解等性能,使用也方便,可用于良好的阻垢作用,用量也极少。常用的有聚丙烯酸碱性水处理。配方有:HEDP+ATMP+Zn2+;HEMA和水解马来酸酐等。+HEDP+zmn2;HEDP+PAA+Zn2等。1.3杀生剂(3)钼系水处理药剂配方杀生剂是用来控制工业循环水系统中微生物的钼系配方低毒,无环境污染。钼系配方有:钼酸主要方法。通常杀生剂分两大类:氧化性杀生剂和钠+PAA+zn2+木质素磺酸盐+葡萄糖酸钠等。非氧化性杀生剂(1)氧化性杀生剂:常用的有二氧化氯、氯、次3应用效果氯酸盐、臭氧、溴及溴化物等。氯用于水处理中杀菌东风汽车股份轻型车有限公司模具冲压车间有消毒的历史悠久,它具有杀菌力强、价格低、来方便。两套工业循环冷却水系统,均采用开式循环冷却方二氧化氯是一种新型氧化性杀生剂,它具有杀菌力式强、无毒负作用、不宜产生致癌有机物,适合应用于系统一:循环水量150~200m3h,冷却塔冷却、生活饮用水处理。臭氧是一种氧化性很强但又不稳自来水补水,每天运行16h,全年运行工作,经计算定的气体,作为杀生剂不会增加水中的氯离子浓度,补充水量为3~5/h,排污水量为075~1.0/h排放时不会污染环境,臭氧在光合任用下分解生成系统二:循环水量100~150m3/h,冷却塔冷却氧。作为氯的替代品,溴的杀生速度非常快。在相自来水补水,每天运行16h,全年运行工作,经计算同条件下,溴在4min内可使细菌的存活率降低到补充水量为2~3t/h,排污水量为05~08h0.0001%。这两套工业循环冷却水系统遇到冷却水管中结(2)非氧化性杀生剂:常见的有洁而灭新洁而垢滋生的微生物以及生产过程中物料的泄漏所形灭等。它们在水溶液中离解成阳离子活性基因,具成的污垢等问题。州化2011年10月46第36卷第5期3.1水质分析表3冷冻水循环系统水样分析数据各系统的水质:水塔水样、工艺循环系统水样、分析项目补充水循环水冷冻水循环水样分析数据分别见表1、表2表3表1水塔水样分析数据钙硬度(mg/L)( as CaCO3计)分析项目补充水循环水总硬度(mgL)( as CaCO3计)7.4总碱度(mgL)( as CacO3计)8.5钙硬度(mg/L)( as CaCO3计)Fe( mg/L)87总硬度(mg/L)( as CaCO3计)总碱度(mg/L)( as CaCO3计)SO(mg/L)NO,(mg/L0.1Fe(mg/L)0.030.040.020.10.12So ( mg/L)CL,(mg/L)0.010.0.010.03表4冷却水系统水质结果pH值0-9.0表2工艺循环系统水样分析数据混浊度(FTU)(mg/L)分析项目补充水循环水总铁质增量(mg/L)0.2总铜质增量(mgL)<0.27.4<2500钙硬度(mg/L)( as CaCO3计)0.1总溶解固体(mg/L)总硬度(mg/L)( as CaCO3计)0.3细菌总数npml总碱度(mg/L)( as CaCO3计)二氧化硅(mg/L)Fe(mg/L)0.070.344结束语Cu(mg/L)0.030.02针对东风公司工业生产工艺用循环水系统的特NO, (mg/L)3.43.5点和实际情况,选择适宜的水处理药剂和摸索出PO(mg/L)0.070.14Cl(mg/L)0320条简便且适合现场情况的粗放式的管理模式具有十分重要的现实意义。它可以有效的控制设备的腐32化学处理蚀和结垢,延长设备的寿命,减少维修工作量,提高垢物质的碳酸盐超标,在长期运行中循环水的浓缩制冷效率满足工艺生产的需要。倍数增高以后在换热机组管壁上极易产生水垢和微参考文献生物的滋生,因此在襄樊昂通水处理技术研究所的1华东建筑设计研究院有限公司给排水设计手册第四册协助下,采用化学水处理的方式对循环水系统水质-工业给水处理[M]北京:中国建筑工业出版社做处理保养。2002,1-2在使用这一技术的一个周期后检测循环水系统[2周本省工业水处理技术[M北京:化学工业出版杜2002,41-166水质结果见表4。由表4看出:经过化学水质处理[3]何铁林水处理化学品手册[M].北京:化学工业出版社循环冷却水系统水质已经达到工业循环冷却水处理2005,191-270-280.设计规范GB50050-95水质标准。The chemical treatment of industry circulating waterWANG RongSecond Automobile Company, Dongfeng Automobile Co., Ltd, Xiangyang, Gubei 441004, China)Abstract: The treatment method of industry circulation cooling water was various, the chemical treatment of water was mainly introduced. According to production experience on treatment of re-cycle cooling water by chemicalagents, it can increase reutilization of circulating cooling water resource, inhibit corrosion and precipitation,im-prove efficiency of heat exchange, save energy resources, prolong service life of equipmentKey words: industry circulating water system; chemical treatment of water; effect; service life