氯碱生产工业循环水处理技术的应用

氯碱生产工业循环水处理技术的应用

张宏鑫

新疆中泰集团 新疆乌鲁木齐 830000

摘要：工业循环水系统内微生物、溶解物含量较高，上述物质可在管内循环过程中逐步沉积，影响管道的通畅运行，甚至招致工业生产事故。因此，文章从物理处理技术、化学处理技术两个方面，介绍了工业循环水处理的常用技术，并对工业循环水物理处理技术、化学处理技术的改进措施进行了进一步分析。

关键词：工业循环水；物理处理；化学处理

引言

在工业循环水系统运行过程中，由于风吹损失、水分自行蒸发等因素影响，循环水的浓度会不断上升，导致阴阳离子增加、盐类超标、酸碱度骤变等水质恶化问题频现。而工业循环水质的恶化必然会导致微生物的大量繁殖。再加上工业循环冷却塔上的日光照射量较为充足，可以诱发藻类生长、结垢，影响工业生产的顺利进行。

1.工业循环水处理常用技术

1.1 物理处理技术

当前，应用概率较高的工业循环水物理处理方法主要为阴极保护法、膜处理法。前者是利用直流电流改变含离子保护介质流向，促使其积聚在需保护金属周边的一种方法。具体需要通过阳极、阴极的偶联，实现牺牲阳极的阴极保护；而后者则是通过特殊薄膜选择性地透过工业循环水特定成分的一种方法。膜处理法主要用装置为超滤、混床、反渗透装置，水处理系统主要从江边一级泵房取水，经二级泵房前的悬浮物沉淀、化学药物杀菌抑藻处理后到纯水站进行处理，工业系统中的循环水不再经过纯水站。一般来说，超滤膜是反渗透入水的预处理工具，可以有效将原水中胶体、大分子、微粒、蛋白质去除，达到增长反渗透膜运行年限的目的。而反渗透膜又可称之为RO，孔径在1 nm以下，可以对反渗透液体中特定组分进行分离。通过超滤膜初步处理后的循环水污染指数在5.0 mg/L以下。而经过反渗透处理的循环水可以达到国家标准要求的硬度小于或等于450 mg/L、TDS小于或等于1 000 mg/L，氯离子小于或等于250 mg/L。

1.2 化学处理技术

当前，在化学处理技术应用时，需要综合考虑锅炉循环流化床系统出水水质、工况条件、设备材质等因素，选择恰当的分散剂、缓蚀剂、杀生剂、阻垢剂，科学匹配，形成合理的水处理配方。随后结合工艺控制需求，进行清洗、预膜方案的合理设定。鉴于循环流化床锅炉系统中沉积物主要为腐蚀产物、淤泥、生物沉积物、水垢（天然水中硫酸盐、氯化物、碳酸盐、硅酸盐等盐类因受热而从水中析出）等物质，在阻垢剂选择时，可以根据不同药剂对应的水垢去除效果以及不同季节、不同水源间水质差异，通过水中盐类主要成分检测确定→主要成垢物质分析→阻垢剂选择的顺序，进行操作。同时由于循环流化床锅炉水中金属腐蚀表现为有氧电化学腐蚀，可以向工业循环水中投加缓蚀剂，以吸附膜、钝化膜、沉淀膜等不同方式覆盖于金属表面减缓腐蚀。除此之外，还可在循环水系统中设旁滤器，用以降低循环水的浊度。同时设置加药系统，投加缓蚀阻垢剂及杀菌灭藻剂，以保证循环水对换热设备不腐蚀、不结垢、不滋生真菌藻类。在这个基础上，设置氯气消毒系统，起到快速降低循环水系统中菌藻含量的作用，进而促使厂内自产的氯气通过管道进入加氯间，由水射器投加到冷水池与吸水池的进口处。

2.工业循环水处理技术的改进措施

2.1物理处理技术的改进

我公司的循环水回水温度≤42 ℃，降温控制出水温度≤32 ℃指标，三台水轮机冷水塔32 ℃左右的回水实际处理后，出水温度已经逼近32 ℃上限。上述现象出现的原因为：受上水管接点分压不足影响，水轮驱动的扇叶转速达不到额定150 r/min要求，总回水管压力在0.12～0.3 MPa，水轮机三台运行会造成流量分压驱动不足，进而致使转速不足，影响了散热效果。而系统循环水量为120～200 m3/h，不足以三台水冷塔同时运行，亦影响系统流量要求。面对上述情况，可以将水轮驱动改为电力驱动，强制达到额定转速。我公司就采用该办法：在南方地区夏季高温时期自然风冷效果不佳情况下，将其中两台冷水塔改造为减速机电机驱动，新增两台电机，电耗共400 kW·h。上述方式节能效果不是很理想，出水温度较改造前仅下降了2 ℃，且每年电耗按开满2个月会增加近30万元的费用。基于此，可增加一套加压泵组，加压后经上塔进水轮机再到布水系统。与此同时，改变扇叶角度来提高风量，选择适合扬程效率高的水泵，促使设计参数更趋于准确和经济，长期运行性价比较高。我公司引入的工业用循环水降温装置包括了水分布管道（多层散水片叠放）、水分布管道上的喷雾机构，后者主要由喷雾喷头以及短节所组成，两部件之间能够拆卸和连接，喷雾喷头包括了方向调节阀和喷头本体，喷头本体又包含了喷嘴壳体、内芯段、喷嘴入口段以及喷嘴出口段等。在热水流入到喷嘴本体之后，经内旋流片所发挥的内旋流作用，可使水以雾状或水柱状喷出，且水滴直径能够细化至Φ0.5～1.0 mm。这一装置的引入，相较于传统模式而言，可大大延长冷却水于散热片的停滞时间，并且降温效果显著提高。

在循环水处理技术持续发展进程中，基于数据的处理效果分析是物理处理技术至关重要的一环，直观检查只有设备维修阶段方可开展。这种情况下，由于数据分析误差的存在，将会在一定程度上致使设备维修时间间隔延滞，影响循环水系统运行情况的实时分析准确度。因此，可以在循环水系统内，设置腐蚀试片室，利用腐蚀试片的作用，判断循环水的水质是否良好。

2.2化学处理技术的改进

工业循环水化学处理过程中，需要优先开发、选择无毒或低毒、无磷或低磷的水处理剂。或者直接利用复合配方的阻垢剂与二氧化氯杀菌灭藻剂、臭氧杀菌剂，安全、高效、光谱且不受酸碱值影响、不与胺类物质反应、无废物排放及二次污染。在常规杀菌灭藻技术应用的基础上，鉴于液氯杀菌灭藻安全隐患大、实际效果差的特点，可以改为加片状三氯异氰尿酸或次氯酸钠，前者具有投加工作繁重、无法及时加余氯、杀菌灭藻效果突出的特点；后者具有投加便捷、可以及时加余氯、灭藻效果不突出的特点，可以根据具体需求，恰当选择。在工业循环水化学处理技术改进过程中，浓缩倍数的调整也发挥着显著的作用，直接影响了循环水处理质量、效率。在浓缩倍数选取时，技术人员应事先考察工业循环水质，综合考虑当前循环水处理方案、系统情况、管理情况。电化学处理技术也是一种有效的改进方法，比如：我公司和当地化工研究院共同合作并研发出一套循环水电化学处理工艺技术，应用于公司4 000 m3/h的循环水场当中。在投用电化学技术之后，此循环水系统保持着≥6.0的高浓缩倍数运行，同时补水率降至0.53%，每年节约19.8万t的新鲜水，大大减少了杀菌剂、阻垢剂、缓蚀剂等药剂用量，使公司年经济效益显著提高。

结语

综上所述，工业循环水处理不仅可以杀菌灭藻，而且可以防垢除垢、防腐蚀，为工业生产效益提供保障。因此，工业企业应根据循环水系统的运行特点，分析现行物理处理技术、化学处理技术的缺陷，并设置针对性改进方案，以便最大程度发挥超滤、反渗透、缓蚀剂等工业循环水处理技术的优势，为工业生产的顺利开展提供保障。

参考文献

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