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化工企業涉及到人們生產和生活的諸多方面,對于促進社會經濟發展有著良好的推動和保障作用。相對來說,化工企業的綜合耗水量較大,工業生產中冷卻水用量比例較大,實行冷卻水循環利用綜合效益顯著。隨著現代工業環保意識的不斷提升,加強和優化工業循環冷卻水技術處理,實現節約用水成為化工企業改善環境影響,提高經濟效益的重要手段,促進化工企業可持續發展的必要途經。
1.工業循環冷卻水處理技術概述
工業循環冷卻水處理就是采用相關水質穩定劑基于工業冷卻水在系統設備內的污垢淤結、腐蝕和微生物繁殖等現象進行控制和處理。所謂冷卻水處理技術,是指針對循環水系統的水質、設備材質、工況條件選擇合適的緩蝕劑、阻垢劑、分散劑、殺生劑等水質穩定劑進行正確匹配組成水處理配方,在一定工藝控制條件下提供相應的清洗、預膜方案進行全過程控制的水處理技術。冷卻水處理中所用的化學水質穩定劑是現代工業循環水處理的必要前提條件和基礎。
2.工業循環冷卻水處理的技術原理
天然水是進行工業生產的主要水資源。天然水都不同程度的含有一些比重較小的泥土微粒、動植物腐物,鐵、鋁、硅等化合物以及各種礦物質離子等懸浮、膠體和溶解性雜質。循環水在工業生產系統中運行經常會遇到結垢腐蝕、微生物繁殖等相關問題,為了控制工業循環冷卻水系統結垢和腐蝕,保證設備的換熱效率和使用年限,應針對工業循環冷卻水進行技術處理。
工業循環冷卻水處理技術的實質就是針對循環冷卻水系統中的污垢、腐蝕及微生物進行控制和處理。工業循環冷卻水處理方法主要有磁處理、靜電處理、光化學處理、超聲波處理等適用于硬度較小水質的物理處理技術。相對于硬度較高的復雜水質來說,通常是向補充水中加入定量水質穩定劑,利用阻垢分散劑與結垢離子的螯合作用達到防垢目的,利用緩蝕劑抑制腐蝕反應的陽極過程、在金屬表面形成沉淀膜并覆蓋陰極表面、在金屬表面定向吸附并形成保護性的吸附膜阻止腐蝕過程,從而起到緩蝕作用。磷系配方技術在工業循環冷卻水處理中使用效果較好,但隨著含磷廢水排放的環保要求,磷系配方逐漸被環保型水處理劑代替。
3.化工企業循環冷卻水處理技術
3.1 循環冷卻水防垢處理技術
化工企業循環冷卻水防垢處理方法較多,采用緩蝕阻垢劑、聚丙烯酸類聚合物、含磺酸、膦酸和其它官能團的共聚物阻垢分散劑,都能有效降低結垢物質含量;離子交換法是目前使用較廣的循環冷卻水處理法,正確處理和控制能有效降低水中陽離子含量。使用時要做好節能減排處理,避免造成地下水鹽堿化環境污染。采用多種配方組成的無機和有機類復合藥劑處理技術屬于綠色處理方法。選用循環水防垢處理方法時應根據給水水質、水資源環境等因素合理選擇。
3.2 循環冷卻水中微生物控制
由于天然水體中含有多種藻類、細菌和真菌等微生物,冷卻水中的藻類在冷卻塔填料上生長會影響水分散和通風量,死亡后會形成懸浮物和沉淀物等污垢,;循環水中的細菌在代謝過程中能分泌黏液粘合固體懸浮物和無機沉淀物附著于換熱表層引起結生污垢和腐蝕,影響冷卻效果,因此必須交替采用氧化性殺生劑和非氧化性殺生劑進行定期殺滅相關微生物。常用的藥劑有次氯酸鹽、二氧化氯、季胺鹽、異噻唑啉酮、戊二醛等氯劑、溴劑和有機氮硫類藥劑。
3.3 循環冷卻水的補充處理及旁流處理
對于濁度較高的補充水質,可在復合水處理劑處理的同時加入適量聚氯化鋁等濁度處理劑以增強防垢效果。很多化工企業循環冷卻水的補充水中往往存在相關影響水處理效果的灰塵、粉類等懸浮物,會加重粘泥的附著性,因此需進行旁流過濾處理,通過旁流裝置從循環水中抽取部分循環水過濾去除相關懸浮物及沉淀物后再返回到循環水系統中,以提高循環水濃縮倍率,減少排污量。
4.化工企業循環冷卻節水措施
4.1 優化循環冷卻水處理配方
利用高效阻垢分散劑、緩蝕劑調整循環水處理配方,提高工業循環水系統濃縮倍率,在循環水水質監測和自動加藥系統穩定運行的基礎上減少操作波動,選用相應加酸設備,加強旁流處理和殺菌,降低循環水懸浮物、膠體和部分微生物,能有效提高工業用水重復利用率和減少排污量。
4.2 改善循環水補充水水質
特別在北方高堿、高硬水系地域的化工企業,采取對補充水進行預處理的辦法改善和提高循環水補充水水質,利于循環水系統濃縮倍數的提高。根據化工企業給水排水水質標準,若采用順流再生固定床技術對循環水補充水進行離子交換處理,可有效提高循環水濃縮倍數,降低補充水量,實現工業節約用水。
4.3 循環水分級濃縮串聯補水技術
將循環水分成兩級進行處理,原水進入第一級循環水系統低濃縮倍率運行并過濾循環污水并對弱酸離子交換樹脂脫堿軟化處理后作為第二級機組循環補給水進行高濃縮倍率運行,其廢水經澄清過濾和反滲透處理后作為循環水系統補給水,具有濃縮倍率高、廢水排放量較小、節水效果明顯的技術特點。
4.4 海水冷卻技術和空氣冷卻技術
工業生產利用海水替代天然淡水作為工業循環冷卻水具有水源充沛穩定、水溫適宜、動力消耗低的技術優勢,特別是沿海地區淡水資源不足的化工企業直接利用海水作為工業冷卻水綜合效益明顯。采用空氣冷卻方式進行循環水處理,能夠有效降低用水量和排污量,適用于水中氯離子含量高,缺水嚴重的地區。
結束語:
總之,作為國民經濟發展的重要基礎,化工企業是當前促進市場經濟可持續發展的重要基礎行業,加強化工企業的循環冷卻水處理技術及節水措施研究,有利于推動和提高社會經濟的綜合效益發展。
參考文獻:
[1] 董曉 《AEC水處理技術在循環冷卻水系統中的應用》油田節能 2003
[2] 張玉軒《磁化技術在煉化企業水處理中的應用》石油化工 2009