净化厂循环水系统再生水回用的腐蚀控制

石油与天然气化工第44卷第5期CHEM ICAL ENGINEERING OF OIL & CAS121净化厂循环水系统再生水回用的腐蚀控制王月’李富元’雷字”何泓勇”黄刚华'陈维铭“毛汀'田源'1.中国石油西南油气田公司天然气研究院2.中 国石油西南油气田公司川中油气矿摘要某净化厂循环水系统引入再生水后,腐蚀严重,严重影响了设备的正常使用,给净化厂的正常生产造成了一定的影响。针对此情况,对其循环水体系现况进行了详细的分析研究,发现其主要问题在于对再生回用水的不正确使用。对此开展了阻垢、缓蚀、杀菌等实验研究工作,开发出适合于该厂的循环水系统稳定运行方案,为现场应用提供了技术支持。关键词循环冷却水 再生水阻垢缓蚀杀茵中图分类号:TE986文献标志码:ADOI: 10.3969/j .issn .1007-3426.2015 .05 .025Corrosion control of reclaimed water used in recyclecooling water system of purification plantWang Yue'，Li Fuyuan'，Lei Yu7 , He Hongyong , Huang Ganghua'Chen Weiming' , Mao Ting' , Tian Yuan'(1. Research Institute of Natural Gas Technology, PetroChina Southwest Oil & Gasfield Com pany，Chengdu 610213, China; 2. Central Sichuan Oil and Gas District, PetroChina SouthwvestOil & Gasfield Com pany, Suining 629000，China)Abstract: The reclaimed w ater used in recycle cooling w ater system of purification plant has causedsevere corrosion, seriously affected the normal use of equipment and the production of purificationplant . This article has carried on analysis and research of the circulating water system in detail, andfound that the main problem is the incorrect use of the reclaimed w ater . Researches such as scale inhi-bition, corrosion inhibition , and sterilization are carried out to propose a solution w hich could assurethe steady operation of the recycle cooling w ater system .Key words: recycle cooling w ater , reclaimed w ater , scale inhibition，corrosion inhibition , steriliza-tion我国是一个严重缺水的国家,被国际组织列为13用势在必行。个贫水国家之一.01。 进入21世纪,随着国民经济的发污水再生后回用于工业循环冷却水是解决我国水展和人口数量的增加,我国对水资源的需求与供给的资源短缺的有效途径之- _的。 但是,在再生水回用过矛盾将会进--步加剧,可以说水资源已经成为21世纪程中,由于对再生水的不正确认识,出现了一些问题。制约我国国民经济发展的重要因素(”1。因此,在我国某净化厂对污水进行了再生回用,再生水回用于淡水资源严重短缺.又严重污染的今天,如何采取措施循环水中国煤化工“循环水系统补充水来CNMH G.节约用水、控制水资源污染以及加大水资源的重复利源有31即力:故小11正石瓜提水、经RO反渗透装.作者简介:王月(1976- ),女,工程师。2002年毕业于四川大学精细化工专业。现任职于中国石油西南油气田公司天然气研究院腐蚀与防护所,主要从事水处理及腐蚀防护技术的研究工作。E-mail :yue_ w@ petrochina .com .cn122月等净化厂循环水系统再生水回用的腐蚀控制2015置处理后生成的再生水和新鲜水。反渗透水来源:锅该净化厂在2012年和2013年运行期间,循环水炉房排污废水+循环水系统排污废水。反渗透水处理冷换设备爆发性地出现大批损坏,循环水冷却设备腐工艺见图1。蚀窜漏故障18次,由于冷换设备多次出现窜漏现象，集气总站◆回注厂浓盐水RO反渗透t精细过滤t粗过滤l (100 m'/d)| 锅炉房排污废水浓盐水| 循环水系统排污精细过滤RO反渗透(250 m/d)| 废水(626 m'/d)循环水池.I (526 m/d)」图1反渗透水处理工艺Figure 1 Water treatment process of reverse osmosis装置被迫多次临时停运抢修设备,对装置连续运行带了良好的效果。来很大威胁;设备多次维修导致换热效果降低,最终报1腐 蚀原因分析废更换。因设备更换而被迫切换装置，对生产造成较大影响,因溶液泄漏至循环水造成大量溶液损失,多次1.1循环水 系统水质分析大量更换循环水,造成污水处理的巨大压力和新鲜水该循环水系统相关水质的分析结果见表1。水质分析结果表明:①经水质模拟计算,相关水的大量损失,带来较大经济损失。对此情况进行了分析并提出了解决方案,且获得体均为严重腐蚀性的水质;②铁细菌严重超标。表12013年 1月循环水系统水质情况Table 1 Water index analysis of circul ating-water system再生水汽提水新鲜水循环水参照标准p(Na+ )/(mg. Lh)34 .0743 .0242.9052 .80GB/T 11904 - . 1989pCa2+ )/(mg.L: )5.1029 .3012.14GB/T 11905 -1989ρMg+ )/(mg.L:')10.70pAs)/(mg●Ll)10.4616.9011.809.40SL 327 .1-2005 .pNi)/(mg. L')4.5923.1814.6810 .69 .GB 11912- 1989p(Pb)/(mg. L' )11.7320 .3212.519.76GB/T 7475-1987p(S2O5 )/(mg. L' )4.35HJ/T 200- 2005pCH:C00~ )/(mg. L' )3.13DL/T 954 -2005p(CI )/(mg. Ll)2.830.409.6646.78HJ/T 343 - -2007ρ(SO42←)/(mg●L" )10.3543 .3124 .45HJ/T 342- -2007总碱度/(mg. L')50.4520.17151.3410 .09SL 83 -1994(以碳酸钙计)pH值.8.147.92中国煤化工GB/T 6920- 1986硫酸盐还原菌/MHCNMH G .0SY /T 0523 - -2012(个●L-1)铁细菌数量/(个. L l). 1.1X10.7 .0X10'1.1X10°. 1.3X10*SY /T 0523 -2012异养菌数量/(个●L' )60.025.0. 7.0X10*2.5X10*SY/T 0523 - -2012稳定指数s12.687.8911.17石油与天然气化工第44卷第5期CHEM ICAL ENGINEERING OF OIL & GAS1231.2补充水补加情况2解决方案对该净化厂2009~ 2013 年的运行情况进行分析2.1调整水体控 制方案发现,2012~2013年期间反渗透再生水使用比例增根据该净化厂循环水系统的实际运行情况,调整大。净化厂循环水系统“钙+总碱”控制范围,将其控制在循环水系统补充水补加情况见表2。900 mg/L左右进行室内模拟实验。2.1.1静态缓垢 试验表2补 充水补加情况Table2 Supplement of the make-up water配制“钙+总碱”为900 mg/L的模拟循环水用以不同补充水补给比例新鲜水/汽提水/再生水/ 补充水综合电导/进行静态缓垢试验,试验结果见表4。从表4可看出，时间段(m°.d) (m°●) (m”●) (us.cm- )投产初期3852023缓蚀阻垢剂CT4-36质量浓度为60 mg/L时,即可达2012-06 前(冬)5240到100%的缓垢率。2012-06 前(夏)5024191 .8表4静态缓垢试验结果2012-06~190.9Table4 Test results of static scale-inhibition2012-10(夏)p(缓垢剂CT4-36 )/2012-10~空白l05(60700(mg●L" )2013-04(冬)_缓垢率/%.74.5 92.7 100.0 100.0注:试验温度为80 °C、 试验时间为16 h。1.3 腐蚀模拟试验1.3.1模拟评价方案依据的标准和规范2.1.2旋转挂片 腐蚀试验GB/T18175-2000《水处理剂缓蚀性能的测定配制“钙+总碱”为900 mg/L的模拟水,按GB/T旋转挂片法》,GB 50050 - 2007《工业循环冷却水处理18175--2000的方法进行旋转挂片缓蚀试验,通过试设计规范》。片失重来判断缓蚀效果,试验结果见表5。1.3.2 模拟不同补充水补给比例下的循环水水质,进表5缓蚀试验结果行腐蚀评价Table 5 Test results of corrosion inhibition分别模拟不同补充水补给比例下的循环水水质,d(缓垢剂CT4-36 )/空白5((mg. L' )进行旋转挂片缓蚀试验。通过试片失重来计算腐蚀速腐蚀速率/(mm. a1)) .830 0.014 0.012 0.014率,试验结果见表3。由表3可知,随着反渗透再生水注:温度60 °C、旋转速度70 r/min(0 .3 m/s).试验时间72h、试验材质20*碳钢试片面积28em2。加注比例的增加,增大了系统的腐蚀倾向。表3不同补充水补给 比例模拟循环水的腐蚀挂片试验结果由表5可知,对于“钙十总碱”为900 mg/L的模Table3 Corrosion rates of dfferent make-up proportions拟水,各质量浓度下的CT4-36对碳钢的缓蚀效果均模拟水时期腐蚀控制结果/(mm●al)投产初期.0.634 9较好,腐蚀速率均能控制在0.075 mm/a的行业标准2012-06~ 2012-10(夏)0.727 0之下。2012-10~2013-04(冬)1.7864.2.1.3水体控制方案注:温度60 C、旋转速度70 r/min(0.3 m/s)、 试验时间72h、试验材质20*碳钢、试片面积28cm2(1)控制再生水的回用比例,将循环水的“钙十总碱”控制大001.4腐蚀原因中国煤化工1-36的质量浓度在60IHCNMHG由上述分析可知,其循环水系统腐蚀的主要原因mg/L左石。为:①再生水加注比例的增大,导致水体腐蚀倾向增2.2调整杀菌方案大;②铁细菌失控,形成大量黏泥沉积物,加速了系统由于铁细菌失控,因此对杀菌剂进行优选,考察了腐蚀。12种不同类型的杀菌剂,并进行了模拟实验。124月等净化厂循环水系统再生水回用的腐蚀控制20152.2.1室内模拟评价结果表98*杀菌剂在不同浓度下的杀菌效果模拟现场水质,12种杀菌剂的室内模拟评价结果Table9 Sterilizing results of 8* different concentration见表6。由表6可知,氧化型杀菌剂2#、氧化型杀菌β8#药剂)/pH值腐生菌数量/铁细菌数量/硫酸盐还原菌数量/(mg. LI(个●L")(个.[")剂3*和非氧化型杀菌剂8*对铁细菌均有较好的杀菌0508.56 .25X 10'效果。758.512.5表6杀菌剂对铁细菌的杀菌效果Table6 Srilizing resuts of I0B2.2.3杀菌方案杀菌剂p(杀菌剂)/铁细菌数量 /根据上述实验结果,结合现场实际情况调整杀菌类型编号(mg. L') (个● mL' )方案:2*、3* .8*药剂交替使用。2*推荐使用质量浓空白110.0X10'氧化型(液体)100110.0X102度60 mg/L,3#推荐使用质量浓度20 mg/L,8# 推荐2°使用质量浓度75 mg/L。氧化型(固体)1(425 .0X10'3效果525.0X 10'61025.0X 102针对调整后的循环水水体,在净化厂进行了现场0.9X10'挂片监测。该方案自2014年运行1年多,平均腐蚀速8非氧化型(液体)970 .0X102率为0.005 7 mm/a ,远远低于0.075 mm/a的要求;黏10#非氧化型(固体)110.0附速率为8 mg/(cm2●月),达到≤15 mg/(cm’●月)11#110 .0X 10212#韭氧化型(液体)70.0X 102的要求。期间设备运行平衡,未再出现严重腐蚀现象,而且由于再生水的正确应用,循环水系统正常运行阶2.2.2 现场评价结果段趋近于零排污,对水资源进行了有效的利用。在净化厂现场回用过滤水池,模拟循环水循环状4结论态,进行杀菌模拟试验,模拟出杀菌剂使用质量浓度:净化厂再生水在循环水系统中的回用是切实可行推荐2# 60 mg/L ,推荐3* 20 mg/L ,推荐8# 75 mg/L。的,但在使用过程中要注意回用比例,不能盲目地增实验结果见表7~表9。大,否则会有造成腐蚀失控的风险,需要根据现场实际表72# 杀菌剂在不同浓度下的杀菌效果情况进行控制才能达到良好的回用效果。Table 7 Sterilizing results of 2# different concentration5建议腐生菌铁细菌硫酸 盐还原菌p(2#药剂)/(mg. L')pH值 数量/ 数量/数量/该净化厂不管是新鲜水、循环水还是再生水,铁细(个●L') (个●L:) (个.L')8.3725菌数量均较高。据现场了解后分析认为,是在原投产208.55.时,管道等未做好预处理造成贮水池沉积大量腐蚀产408.57物淤泥,对水体形成污染而造成的。建议大修时对贮_8 .59水池进行清空,彻底清理，并且在原水处理时加强对铁细菌的杀菌处理,减小循环水系统细菌处理的负荷。表8 3"杀菌剂在不同浓度 下的杀菌效果Table8 Sterilizing resuts of 3# different concentration中国煤化工.p(3#药剂)/[1]马强.MYHC N M H G&趋势[J].工业用水与废水，(mg●L')pH值 数量/2010, 41(2): 15-18(个●Ll) (个●Ll) (个●Ll)[2]周本省.工业水处理技术[M].北京:北京工业出版社，1997 .[3]李艳萍。城市中水用于电站循环冷却水的关键技术研究和应用8.2525X 10[D].山东:山东大学，2013.8.262:25X 10*8.50_25收稿日期:2015-05-04 ;编辑:钟国利