试论工业循环水处理的机理与方法
循环水中腐蚀和管道结垢原因和处理方法
在现代的工业生产中,循环水含有的物质例如化学物质、金属物资等方面,工业循环水管道受到这些物质的影响,会产生结垢还有腐蚀等影响,如果处理不及时,就是妨碍到循环水管道的使用性能,继而降低工业生产效率,不能得到良好的经济效益。
所以,需要对工业循环水管道结垢产生的原因还有机理明确好,针对性的采取控制和解决措施,目的就是保证循环水管道使用的稳定性,提升工业生产的效率,实现比较好的经济效益。
1.结垢和腐蚀产生的机理和原因结垢和腐蚀可以说是影响工业循环水管道使用性能的重要原因,并且两者有直接的联系,通常情况下腐蚀就会产生结垢,结垢会产生腐蚀,时间长了就会影响管道的相关零件的使用性能,提升机泵运行的负荷,继而对设备、整体系统换热冷却等方面,不仅会影响到工业循环水管道的使用性能,还会使得工业生产效率还有经济效益,有所下降。
接下来就和大家针对于工业循环水管道结垢和腐蚀产生的机理和原因相关内容,展开分析和阐述。
1.1补充水由于在工业生产中,会消耗大量的是,因此为了保证生产的效率还有稳定性,需要定期进行补充,但是补充水在进入工业循环水管道之后,补充水中硬度、碱度还有PH值、浊度等方面,都会导致结垢。
如果补充水中的硬度和碱度越大,意味着结垢离子更多,并且受到温度的影响,补充水容易达到饱和的状态,增加了循环水管道腐蚀现象的产生。
此外,在工业循环水管道使用中,水质中的悬浮物会起到晶核的作用,这样浊度就会产生较多,悬浮物也会变多,这样如果不定期进行处理,也会导致悬浮物长期积累,增加工业循环水管道腐蚀和结垢现象的产生。
1.2温度导致工业循环水管道结垢和腐蚀的重要因素之一就是温度,主要是由于工业循环水管道在运行过程中,循环水中包含的硬度盐类会根据温度的变化,产生溶解的现象。
并且,在溶解的时候,假如溶解度相对较小,温度较高的话,容易导致结垢现象的产生。
此外,由于温度的不断提升,结垢也会有相应的变化,时间一长就会导致腐蚀现象的产生,影响工业循环水管道运行的稳定性,工业生产效率就会下降。
循环水处理药剂作用机理
某些药剂可能对皮肤产生刺激或过敏反应,如红肿、 瘙痒、疼痛等。
眼睛刺激
直接接触药剂可能导致眼睛红肿、流泪、疼痛等症状 。
药剂对人体健康的间接危害
环境激素
某些药剂可能具有环境激素特性,通过食物链进入人体,影响内 分泌系统,对生殖、发育等造成影响。
致癌风险
某些药剂被怀疑或确认为致癌物质,长期接触可能增加患癌症的 风险。
随着环保要求的提高,循环水处理药剂的应用 将更加普及,同时也需要不断改进和优化药剂 配方,以满足更高的环保标准。
循环水处理药剂的未来研究方向
未来研究应重点关注循环水处理药剂的作用机理和反 应动力学,深入了解药剂与微生物、腐蚀和结垢等因
素之间的相互作用机制。
针对新型药剂的研发,需要加强基础研究,探索新的 药剂合成方法、制备工艺和应用技术,以提高药剂的
毒性程度
不同药剂对水生物的急性毒性程度不同,需通过科 学实验测定其半致死浓度(LC50)等参数。
影响因素
药剂的溶解度、稳定性、酸碱度等理化性质 以及环境因素如温度、pH值等均会影响其 对水生物的急性毒性。
药剂对水生物的慢性毒性
慢性毒性
01
指药剂长时间对水生物产生的毒性作用,可能引起水生物生长
缓慢、繁殖力下降等长期影响。
降解
某些药剂在特定条件下可以自行降解或被微生物分解,这有助于减少药剂对环境的长期影响。了解药剂的降解机 理和条件对于循环水处理系统的优化至关重要。
03
CATALOGUE
药剂对水生物的影响机理
药剂对水生物的急性毒性
急性毒性
指药剂短时间内对水生物产生的毒性作用, 可能导致水生物立即死亡或产生严重生理反 应。
长期接触药剂可能对儿童的生长发育 产生不良影响,如智力发育迟缓、身 体发育畸形等。
工业循环水系统中结垢和腐蚀现象分析及控制方案
工业循环水系统中结垢和腐蚀现象分析及控制方案摘要:工业水处理是使用化学和物理方法去除水中杂质的过程。
电石生产的特点是很复杂的过程,生产环节与水密不可分。
电石炉是将电能转化为热能的设备,这就决定了它时刻处在高温环境状态下运行。
为了保证电石炉长周期安全运行,对设备各系统进行冷却必不可少。
循环冷却水的再利用尤其可以提高用水过程的效率,循环水的再利用将产生盐分积聚的问题,这些问题会污染并损坏热交换器,降低传热效率并增加设备成本和安全隐患。
关键词:工业循环水系统;结垢;腐蚀前言工业循环水系统中传热面上的结垢现象一直被人们关注,有效降低管线中的结垢速率,实现持续的稳产高产,已成为电石生产领域研究的热点之一。
为保持油藏压力,提高采收率。
为了节约水资源,多数企业目前采用循环冷却水代替普通工业用水,冷却水在对设备降温的同时,其自身温度也在不断上升,有时在夏季设备冷却水出口温度高达60℃以上,这样的工作温度极易形成水垢粘接在设备内壁,从而造成设备换热效果差,而且水垢还会局部脱落、堆积阻塞管路和阀门,导致水流阻力增加,设备壁厚被腐蚀减薄,另一方面会造成垢下腐蚀,甚至穿孔,必须每隔一段时间对结垢严重的管段进行酸洗或停产维修,增加了管线维护费用,严重影响了电石的正常生产和经济效益。
1产生结垢的原因1.1硬垢天然水中溶解有各种盐类物质,有重碳酸盐、硫酸盐、氯化物、硅酸盐等。
其中溶解的重碳酸盐为最多,也最不稳定,容易分解成碳酸盐。
在使用重碳酸盐含量较多的水作为冷却水时,当通过换热器传热面时会受热分解。
当循环水经过冷却塔冷却时,溶解在水中的CO2会逸出,水的PH会升高。
重碳酸盐在碱性条件下会发生以下反应。
Ca(HCO3)2+2OH-=CaCO3↓+2H2O+CO2-3当水中溶解有氯化钙时,还会产生置换反应。
CaCl2+CO2-3=CaCO3↓+2Cl-当水中溶解有磷酸盐时,磷酸根和钙离子还会生成磷酸钙。
3Ca2++2PO3-4=Ca3(PO4)2↓当循环水在冷却蒸发过程中,水分不断蒸发而浓缩,浓缩倍数提高,原来溶解于水中的盐类浓度会不断增加,当其浓度超过同等条件下的饱和溶解度时就会出现结晶析出,形成水垢。
工业循环冷却水处理知识
补充水量 M=蒸发损失 E+风吹损失D+渗漏损失 F+排污水量 B
Thanks
第二章 循环冷却水系统概况
(1)蒸发损失 E 冷却塔中,循环冷却水因蒸发而损失的水量E与气候和冷却幅度有关 ,通常以蒸发损失率a来表示,进入冷却塔的水量愈大,E也就愈多。 E=a(R-B ) a=e(t1-t2)
式中 a---蒸发损失率,%;
Thanks
的乘积超过其本身溶度积时,也会生成沉淀沉积在传热表面上。
以上所述的此类沉积物通称为水垢。因这些水垢都是由无机盐组成, 故又称为无机垢;由于这些水垢结晶致密,比较坚硬,故又称为硬垢。它
们通常牢固地附着在换热表面上,不易被水冲洗掉。
大多数情况下,换热器传热表面上形成的水垢是以碳酸垢为主的。
二、循环冷却水系统中沉积物的控制
Thanks
Fe 2+ +2e
2OH-
在阳极区
在阴极区
Fe
½ 02+H2O+2e
当亚铁离子和氢氧根离子在水中相遇时,就会生成Fe(OH)2沉淀:
Fe 2+ + 2OH- =Fe(OH)2
第二节 循环冷却水系统中金属的腐蚀及其控制
二、冷却水中金属腐蚀的形态
在冷却水系统的正常运行过程中以及化学清洗过程中,金属常常会
旺盛,如未经过处理直接进入循环水中会导致系统中大量的 微生物产生,加大杀菌药剂的用量。
Thanks
第二章 循环冷却水系统概况
在循环冷却水系统中,冷却水用过后不是立即排放,而是收回循环再 用。水的再冷却是通过冷却塔来进行的,因此冷却水在循环过程中要与 空气接触,部分水在通过冷却塔时会不断被蒸发损失掉,因而水中各种 矿物质和离子含量也不断被浓缩增加。为了维持各种矿物质和离子含量 稳定在某一个定值上,必须对系统补充一定量的冷却水(补充水);并 排出一定量的浓缩水(排污水)。其流程如图所示
工业循环水处理方案
旁滤技术
降低水中浊度的方法是排污和过滤。
。通常在循环水系统的管路上引出一部分水
进行过滤,过滤后的清水返回循环水系统, 截留的浊度组成物质排出循环水系统外,这 一过程称为旁滤技术。 根据运行的经验,旁滤水量与循环水量之比 (S:R)一般控制在2%~5%。
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金属的腐蚀和控制技术
由于金属和冷却水溶液的作用,使金属材料
转化成离子或化合物而遭受损害并且使其使 用性能恶化的现象称为冷却水对金属的腐蚀。 实质:是水中的悬浮物、胶体、溶解盐类及 溶解气体等杂质中氧化性的物质对金属发生 物理的、化学的和电化学作用的结果。
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金属的腐蚀
按反应的机理腐蚀分为化学腐蚀与电化学腐
蚀 化学腐蚀与电化学腐蚀的区别
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腐蚀的形式
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典型敞开式冷却循环系统
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风筒式冷却塔
风筒式自然通风冷却塔有很高很高的风筒,
因而对空气又很强的抽吸能力。 这种冷却塔常使用在冷却水流量很大的系统, 像发电厂的冷却水系统一般使用这种冷却水 塔。
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鼓风式冷却塔
鼓风式冷却塔是由安装在冷却塔底部的鼓风
机将气温状态的空气压入其中,与热水逆流 通过填料层进行传热和传质。 优点:风机的位置低,维护方便,风机的工 作不受湿热空气的影响,当水质较差或有腐 蚀时可避免风机的腐蚀,延长使用寿命。 缺点:要有很高的塔身,塔内空气处于正压 状态不利于蒸发。
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冷却水循环系统
冷却水系统可分为直流冷却和循环冷却(敞
开系统,密闭系统) 从节约用水,合理利用能源和环境保护出发 冷却水必须循环,在水处理理论的指导下实 现高浓缩倍率的安全运行。
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直流冷却
工业中间水处置方案
工业中间水处置方案首先,我们需要对中间水的成分进行分析,明确其所含有的污染物和浓度。
根据分析结果确定出适用的处理工艺,在这里我们采用生物处理和物理化学处理两个主要工艺。
生物处理主要是利用微生物对废水中的有机物进行降解和转化,其中最常用的是好氧和厌氧的活性污泥法。
再生水采用好氧活性污泥法进行处理,通过曝气和搅拌等设备将中间水与活性污泥充分接触,微生物降解和吸附有机污染物,在澄清池中将污泥分离,经二次沉淀后,上清液再经过砾石过滤和活性炭吸附等工艺,达到国家相关排放标准要求。
物理化学处理则是利用化学物质与废水中的污染物反应或吸附,进一步去除其中的有机和无机污染物。
常用的处理方法包括吸附、沉淀、电解、气浮等。
对于中间水中的重金属离子含量较高的情况,可以通过沉淀和吸附等化学反应去除重金属离子。
同时,对于中间水中的悬浮物和浮油等,可以通过气浮和过滤工艺进行去除。
除了以上的主要处理工艺,还可以结合实际情况采用一些辅助工艺来提高效果。
例如,中间水中的高温和浓度较高的情况下,可以使用蒸发和结晶工艺进行处理,将水分蒸发后得到浓缩物进行后续处理或者回收利用。
此外,为了确保整个处理过程的顺利进行,还需要加强中间水的监测和管理。
通过监测中间水的进出水质量,及时发现和解决问题。
同时,制定合理的中间水使用和排放政策,加强对污染源的管理和控制。
综上所述,工业中间水处理方案采用生物处理和物理化学处理两个主要工艺,结合辅助工艺和监测管理措施,可以有效地去除中间水中的污染物,达到国家相关排放标准要求。
这种处理方案不仅可以保护环境,还可以实现中间水的可循环利用,节约水资源,促进工业的可持续发展。
浅议工业循环冷却水处理技术
浅议工业循环冷却水处理技术【摘要】本文介绍了循环冷却水的物理处理方法和化学处理方法,并阐述了循环冷却水处理技术的作用及其重要性。
【关键词】循环冷却水循环水处理技术水是人类赖以生存的基础,是工业生产运行的命脉,也是我国经济安全和社会发展的“三大战略资源”之一。
随着我国工业、经济的迅速发展,工业用水需求快速增长,现有水资源供需矛盾愈显紧张。
在城市用水中,工业用水约占80%,冷却用水在我国工业用水中占了相当大的比重(三分之一以上),因此,节约冷却水的用量是节水的关键。
是我国目前和今后工业节水工作的重点,已引起了国家政府部门的高度重视。
围绕着提高工业循环冷却水的循环再利用率,实现废水深度处理后的回用,降低对水资源的污染,实现低排放和零排放,工业循环冷却水处理化学品也将面临着新的市场机遇和挑战。
1 循环冷却水的概念及原理1.1 循环冷却水的概念循环冷却水是指通过换热器交换热量或直接接触换热方式来交换介质热量并经冷却塔凉水后,循环使用,以节约水资源。
一般情况下,循环水是中性和弱碱性的,pH值控制在7-9.5之间;在与介质直接接触的循环冷却水的有酸性或碱性(pH值大于10.0)的情况,一般较少。
1.2 循环水的冷却原理循环水的冷却是通过水与空气接触,由蒸发散热、接触散热和辐射散热三个过程共同作用的结果。
(1)蒸发散热:水在冷却设备中形成大大小小的水滴或极薄的水膜,扩大其与空气的接触面积和延长接触时间加强水的蒸发,使水汽从水中带走气化所需的热量从而使水冷却;(2)接触散热:水与较低温度的空气接触,由于温差使热水中的热量传到空气中,水温得到降低;(3)辐射散热:不需要传热介质的作用,而是由一种电磁波的形式来p2.1 物理处理技术物理处理技术主要有静电处理、膜处理法、阴极保护等,物理处理技术具有操作简单、运行费用低、无毒无污染等优点。
此方法适用于硬度较小的水质,而对目前我国硬度较高的复杂水质的水处理效果并不令人满意。
工业水处理技术
工业水处理技术周本省主编冷却水系统(一)浓缩倍率:K = Cr / CmCr ; 循环水中某物质的浓度,Cm: 补充水中某物质的浓度。
用来计算浓缩倍率的物质,要求它们的浓度除了随浓缩过程而增加外,不受其他外界条件,如加热、沉淀、投加药剂等的干扰。
通常选用的物质有CL-、SIO2、K+等物质或总溶解固体。
M = E + D + B + FM: make up waterE: evaporate water lostD: wing water lostB: blow down water lost.F: leak water lostB = E / K – 1(四) 运行条件改变时系统中离子浓度的变化在循环冷却水系统改变浓缩倍数时,循环水的离子浓度随着运行时间的推移会发生变换,其变化的规律将根据补充水量和排污水量的大小而异,但最终会趋于一个定值。
[(M/B)*Cm ]水垢析出的判断在20度时,CaCL2 的溶解度是37700 mg/L, 在零度时,种碳酸钙的溶解度是2630 mg/L,硫酸钙的溶解度是1800mg/L,而碳酸钙的溶解度是20mg./L, 磷酸钙的溶解度更小,是0.1mg/L。
此外,碳酸钙和磷酸钙的溶解度与一般的盐类不同,他们不是随着温度的升高而升高,而是随着温度的升高而降低。
因此,在换热器的传热面上,这些微溶行盐很容易达到过饱和状态而从水中结晶析出。
当水流速度比较小或传热面比较粗糙时,这些结晶沉淀物就容易沉积在传热面上。
当防腐措施不当时,换热器的换热管表面经常会有锈瘤附着,其外壳坚硬,但内部疏松多孔,而且分布不均。
(一)碳酸钙垢析出L.S.I : Langerlier Saturated Index 朗格力尔饱和指数。
LSI = PH-PHs>0 结垢LSI = PH-PHs = 0 不腐蚀不结垢LSI = PH-PHs < 0 腐蚀PHs = ( 9.70 + A + B) – ( C + D)A: 总溶解固体系数B: 温度系数C: 钙硬度系数D: M-碱度系数M-碱度:以甲基橙为指示剂所测得的总碱度。
工业循环冷却水系统运行控制措施
向软水腐蚀,铁离子含量加速上升。
理论上本身钙离子过低并没有太大影响,反而对循环水的抑制结垢倾向控制更有利,但现在市面上药剂处理厂家的阻垢缓蚀剂中,有一些需要钙离子达到一定程度才能形成足够完整的膜,原理上主要是水钙离子偏低,无法形成胶溶状态的以聚磷酸钙为主的络合离子,进而无法与水中的亚铁离子结合成聚磷酸亚铁钙离子,无法再经腐蚀电流作用在金属表面形成致密的电沉积膜,因此软水有利于溶解氧向金属表面扩散,加速系统管线及换热器表面的均匀电化学腐蚀,表现为铁离子指标快速上升,同时水中的多孢泉发菌、赭色纤发菌和含铁嘉利翁氏菌等丝状铁细菌迅速滋生,吸收水中的亚铁盐并催化二价铁氧化成三价铁后促使系统金属表面更多的铁离子溶入水中,造成均匀腐蚀加剧。
1 项目背景某敞开式循环水系统保有水量10000m 3,由一个1500m 3/h 小凉水塔和三个5000m 3/h 凉水塔组成,合计设计循环量16500m 3/h , 目前循环量在13000m 3/h 。
送水和回水温度分别为≤28℃和≤38℃,实际运行温差5℃。
循环水冷却器的工艺物料的最高温度为180℃,绝大部分温度小于110℃。
循环水系统在旁滤投用时最大瞬时排污量200m 3/h ,受下游污水处理限制,旁滤长期关闭。
夏季正常排污量约30m 3/h ,冬季正常排污量约10m 3/h 。
补水由新水和凝液共同组成,原则上全部使用凝液后仍不够时补加新水,冬季补水凝液150m 3/h 且基本无新水,夏季补水凝液90m 3/h 且新水80m 3/h 。
2 水质控制循环水质在冬季运行时波动较大。
化工生产装置由于换热器加热的需求,往往会使用到蒸汽,加之冬季运行各易冻凝的管道设备增设蒸汽伴热线,因此在冬季运行期间会产生大量的富余凝液,很多化工生产装置考虑经济效益,会将富余的凝液代替新水作为循环水系统的补水,某循环水场各水质分析如下:该循环水场随着冬季的到来,凝液量增加,采用150m³/h 的凝液完全替代新水作为循环水系统的补水,循环水水质受到一定的影响,水质分析如表1所示。
工业水处理
第二章工业用水的预处理天然水中的杂质:悬浮物:砂石、腐殖物等,密度轻的上浮,密度大的下沉,形成各种悬浮状态。
胶体物:分子和离子的集合体,天然水中主要是腐殖质与铝、铁、硅等化合物。
溶解物:Ca2+离子:石灰石、石膏中溶解出来的,当水中含有CO2时,可以溶解更多的Ca2+离子,以重碳酸钙形式溶解下来。
Mg2+离子:溶解地岩中的白云石产生的。
HCO3-、Cl-、SO42—、K+、Fe和Mn离子、NO3-、以及H4SiO4等。
可溶性气体:CO2有机物分解产生;O2来自空气和水生植物的光合作用;H2S等。
杂质除去内容和方法内容:主要除去悬浮物和胶体物,为进一步软化和除盐打下基础。
预处理使悬浮物降到5mg/l 以下。
方法:混凝、沉淀、澄清和过滤等。
胶体的稳定性因素微粒的布朗运动微粒间的静电斥力微粒的水化作用胶体脱稳作用(混凝机理)反离子的压缩:静电斥力减弱或消除。
胶体吸附和混凝剂的架桥作用:沉淀作用。
沉淀物的卷扫(网捕)作用:加大混凝剂用量,使相互沉淀絮凝。
混凝的去除对象混凝可去除的颗粒大小是胶体及部分细小的悬浮物,是一种化学方法。
范围在:1nm~0.1μm (有时认为在1μm)混凝目的:投加混凝剂使胶体脱稳,相互凝聚生长成大矾花。
水处理中主要杂质:粘土(50nm-4 μm)细菌(0.2μm-80μm)病毒(10nm-300nm)蛋白质、腐殖酸(1nm-50nm)混凝过程涉及到三个方面的问题水中胶体的性质混凝剂在水中的水解与形态胶体与混凝剂的相互作用1637年我国开始使用明矾净水,1884年西方才开始使用。
混凝机理:水溶胶和双电层机理:图中看出,由胶核形成的胶体粒子,带有相同的电荷,相互不能靠近,保持稳定而不沉淀。
要破坏胶体的稳定,使之沉淀的作用——“混凝”向水中加入某种电解质(凝聚剂),使胶体的扩散层变薄,ζ电位降低甚至趋于零。
胶体容易相互靠拢而聚结成大的颗粒沉淀——“凝聚”向水中加入高分子的物质或高价金属盐(能水解生成高聚物,称为絮凝剂),由于吸附作用和高分子物质的架桥作用,破坏了胶体的稳定性,而沉淀——“絮凝”。
工业循环冷却水处理基础知识
工业循环冷却水处理基础知识工业循环冷却水处理基础知识第一部分循环水系统及循环水的冷却1、概述1.1. 自然界水的分布1.1.1.地球上有71% 的面积被水覆盖1.1.2 所有水中97.5% 的为海水1.1.3 淡水中有99.4% 在南极和北极以冰雪形式存在1.1.4 我国水质资源贫乏,南北差异大,南方多雨污染大,很多地方并不是没有水,相反水质不合格;北方少雨而缺水。
1.1.5 工业生产中有50~80% 的水用于介质冷却。
1.1.6我国为世界上13 个最贫水国家之一1.1.7 我国工业用水浪费惊人1.1.8 我国工业冷却水循环使用率不足60%1.1.9 发达国家工业冷却水循环使用率已达到80%1.2 水的特点1.2.1 水的热容量大,传热效果好;1.2.2 水的化学稳定性好,常温下呈液态,便于输送,使用方便;1.2.3 水是溶解能力很强的溶剂,多数物质在水中有很大的溶解度;1.2.4水的价格便宜,循环用水经济性优越,由于循环水主要是温度提高,水质变化不大,故采取降温即可循环使用。
1.3 水中的成分1.3.1 溶解物质(直径小于1nm)1.3.1.1各种离子1.3.1.1.1多种金属离子:Ca2+ 、Mg2+ 、k+、Na+、Fe3+等1.3.1.1.2 多种阴离子:Cl-、HCO3- 、CO32-、PO43- 、SO42- 、OH-、NO3-等1.3.1.2各种可溶性气体:CO2、O2,有时还含有H2S、SO2、N2、NH3等2、冷却水系统及其构筑物2.1 冷却水系统不同工业生产中,产热的过程各异,被冷却的对象差别较大,主要的冷却对象有冷凝器,热交换器,油(气或液体)冷却器,发电机组,压缩机组,高炉,炼钢,化学反应器等,这种用水来冷却工艺介质的系统称为冷却水系统,通常分两种:直流冷却水系统,循环冷却水系统。
2.1.1 直流冷却水系统在直流冷却水系统中,冷却水仅通过换热设备利用一次后就被排放掉,用水量很大,水温升高很少,水中各种矿物质和各种离子含量基本不变,对水质要求不高。
现代工业废水处理技术的论述
夏 明 珠 等采 用 正 交 实 验 研 究 了 P C O A的 阻 垢 分 散 性 , 并 与 H D E P与
远 远 优 于 聚 丙 烯 酸 , 这 与 其 主 链 中 插 入 氮 原 子 有 关 ; 此 外 , 它 还 具
有高 渗水 性 ,能有效 地 去除 生物 毒素 、蓝色 亚 甲基染 料等 有机 污染
物 ,还能抑 制 大肠 杆 菌等 微生 物 的生 长 。 但 由于 工业 废 水往 往 含 有酸 、碱 、 油等物 质 , 处理 条件 苛 刻 , 因 此 需 要 开 发 出 廉 价 、高 效 , 能 够 在 强 酸 、 强 碱 等 苛 刻 条 件 下 使 用
处理 领域具有 广泛 的应用 与广 阔的发展 前景 。
采 用 改 性 的 P C合 金 超 滤 膜 法 对 油 田采 出 水 进 行 深 度 处 理 , 其 处 V 理 水 水 质 达 到 特 低 渗 透 油 层 要 求 的 回注 水 水质 指标 。光 催 化 T 0 i 2膜 具
1 1 天 冬氨 酸 .聚
22磁 化 技 术 .
磁 场 水 处理 技 术 是 近 年 发 展 起 来 的 一 门新 兴 科 学 。 此 法 无 需 投 加 任 何 药 剂 ,无 毒 无 污 染 , 能 有 效 防 止 管 道 与 设 备 结 垢 , 且 投 资 少 ,
操 作 简 单 ,是 一 种 高 效 节 能 、 环 保 型 工 业 水 处 理 技 术 。
理 剂的研 究与应用 方面 。具体说 来 ,即从有毒 有公害 的药 剂向低 毒 、 无 毒 、 无 公 害 药 剂 方 向 发 展 , 由 不 易 生 物 降 解 药 剂 向 易 生 物 降解 方 向 发 展 ,由单一 的水处 理药剂 向复合 的多功 能药 剂方 向发 展 。
工业循环水处理的机理与方法
工业循环水处理的机理与方法摘要:化工企业循环水的处理效果直接影响化工企业的污水排放,因此有效解决化工企业循环水处理中存在的问题十分重要。
在化工企业的发展中,循环水处理是化工企业发展的关键因素。
大多数化工企业已经意识到循环水处理在企业运营中的重要性,并积极采用先进的新技术处理循环水,以减少循环水对化工企业造成的危害。
关键词:工业;循环水处理;机理与方法前言化学工业的废水处理没有得到有效改善。
与其他行业排放的废水相比,化工废水的成分复杂,含有重金属等有害物质,因此化工废水的排放一直是社会关注的焦点。
如果不加限制地排放,将对地表水和周围环境产生不可逆转的影响。
1化工企业循环水处理问题1.1工艺介质发生泄漏在化工生产过程中,在所用到的化工水循环装置中,设备的内部会有工艺介质,这些工艺介质存在泄漏的风险,工艺设备的泄漏会导致换热设备的表面形成一层油膜,这种物质的产生会给一些微生物提供生存的条件,尤其适应藻类的生存,如果不能够有效地对这一问题进行控制,那么将会给设备带来负面的影响,不利于设备的正常运行,甚至这些介质的泄漏还会对循环水造成污染,这对循环用水的出路也是非常不利的。
1.2浓缩倍数不够高现阶段的化学企业的生产运行过程中,需要利用大量的水资源,但在实际的循环冷却水系统中,主要存在的问题是热负荷不够高,但是循环水的保有量比循环水量高得多,这种按情况容易引发循环水的浓度系数不够高的现象,不能够降低水循环的腐蚀性的问题,导致水循环系统水质被污染。
想要有效地缓解这种现象,需要使用稳定剂对循环水的浑浊度进行控制,而这将会加大循环水成本的投入,同时也要保障水循环系统的正常运行不会受到影响,减少因为水循环系统中水质浑浊比较严重而导致滋生大量细菌的现象,大量的细菌滋生又会产生生物黏泥,这些黏泥会黏附在换热管道设备上,影响换热设备的运行功率,同时也会影响工作的运行。
2化工企业循环水污染的危害2.1腐蚀铁质设备循环水中存在有泄漏物,这些泄漏物会给一些细菌微生物提供良好的栖息环境,浑浊水中大量的营养物质使得微生物的生长迅速,那么会导致水质的黏泥量大量增长,发生出水口、吸收口堵塞的现象从而导致循环水工作受限,还会对铁质的管道等零件造成腐蚀,根据不同的现象要制定不同的解决处理方式,根据泄漏物的不同以及其化学性质的不同,可以制定针对性的解决方案。
循环水处理
钙、镁、钠离子的溶解度对照
化合物 32 F (0 C) 钙 - HCO3 CO32- SO42- 镁 HCO3- - CO32 2- SO4 钠 HCO3- CO32- ClOHSO421620 15 1290 37,100 101 170,000 38,700 61,400 225,000 370,000 33,600
循环冷却水的腐蚀及其控制
腐蚀的定义 腐蚀是金属转变成金属氧化物的过程
阳极:Fe Fe2++2e 阴极:2H2O+O2+4e 4OH金属在水中的腐蚀是电化学腐蚀
铁腐蚀微电 池
H2O Fe2+ O2 H2O
OHOH-
H2O
O2
FexOy
e阳极(金属流失)
e-
e阴极(氧减少)
循环冷却水处理
循环水系统类型 循环水系统中要解决的问题 循环水处理效果的评价 水处理方案的实施 纳尔科的水处理 循环水处理常见问题及处理
循环冷却水系统类型
一次冷却系统 闭路循环冷却水
冷冻水系统 热水系统
敞开式循环冷却水
循环冷却水系统中的问题
腐蚀
微生物
结垢 微生物
水质分析项目及含义
电导率 总碱(M碱度) pH 硬度 钙硬 浊度 总溶固
电导率
电阻率的倒数称为电导率,单位是s/cm2 电导率仅决定于水中离子的多少和性质 。代表了水中的含盐量,因此电导率越高 水中含盐量越高。 表示水中含盐量的另一单位是总溶解固 体(TDS),其单位是ppm 对普通水、炉水、冷却水在20oC 、 pH 中 性情况下,TDSppm~0.7×电导率s/cm
o o
ppm as CaCO3 212 oF (100 oC) 分解 13 1250 分解 75 356,000 分解 290,000 243,000 970,000 210,000
水环境中有机物的去除及其机理研究
水环境中有机物的去除及其机理研究随着人类工业和生活水平的不断提高,水环境污染日益严重。
尤其是有机物的污染问题,已经引起了世界各国政府和学术界的高度重视。
因为有机物不仅会对生态环境造成巨大的伤害,同时还会对人类的健康产生非常严重的危害。
因此,研究水环境中有机物的去除及其机理,成为了当前水环境治理和保护的重要研究领域之一。
一、有机物去除方法目前,水环境中主要有机物的污染控制方法主要包括物理、化学和生物等处理方法。
其中,物理处理方法主要包括沉淀法、离子交换法、超滤法和吸附法等。
沉淀法是利用物理原理,通过控制水的运动速度,使有机物自然沉淀到水底部,从而达到去除的目的。
这种方法适用于大量浊度较高的废水,如钢铁、纺织和造纸等行业的废水。
离子交换法主要是利用固体吸附剂,如离子交换树脂,将废水中的离子附着在吸附剂表面上,从而去除废水中的有机物质。
超滤法是利用微孔膜过滤,可有效去除废水中的颗粒物、细菌和高分子物质等,对于废水的净化和回收非常有效。
吸附法是将吸附剂与废水混合,吸附剂的粘附能力可有效地去除废水中的有机物质。
近年来,吸附剂材料的研究取得了很大的进展,使吸附法在废水处理中越来越受到重视。
化学处理方法主要包括氧化还原法、光催化法、自凝法和电化学法等。
氧化还原法是利用氧化还原反应将废水中的有机物质转化为易于分离的小分子,然后再通过沉淀、过滤等方法将其去除。
光催化法是利用光催化剂的催化作用,加速氧化还原反应的速度,使有机物质在短时间内被分解为小分子,从而达到废水净化的目的。
自凝法则是将废水中的有机物质通过聚合反应生成大分子物质,然后再通过沉淀、过滤等方法将其去除。
电化学法则是利用电化学原理,通过电解、电沉淀等方法将废水中的有机物质进行分离和去除。
生物处理方法主要包括活性污泥法、生物膜法、厌氧处理法和人工湿地处理法等。
活性污泥法是利用细菌和微生物的代谢作用,将废水中的有机物质分解为简单小分子,从而达到废水净化的目的。
探析循环水冷却水处理方法的研究进展
探析循环水冷却水处理方法的研究进展摘要:针对循环水冷却水处理方法的应用现状,进行全方位的分析,并简要介绍了循环水冷却水处理机理,提出循环水冷却水处理方法的研究进展,能够更好的提高水资源利用效率,减少水资源损耗,希望能够为相关工作人员提供一定的参考与帮助。
关键词:循环水;冷却水处理方法我国工业系统水资源利用率比较低,通过运用先进的循环水冷却水处理方法,能够保证水资源得到高效利用,节省大量的工业冷却水。
在现代社会迅猛发展的今天,水资源需求量日益增加,为了减少水资源的损耗,本文深入研究循环水冷却水处理方法应用要点。
1循环水冷却水处理机理分析工业循环冷却水处理方法,主要是结合循环水系统之中的水质与各类设备材质,选用性能较好的水处理剂,包括阻垢剂与缓蚀剂等等,提高水处理效率,进而保证工业循环冷却水系统的稳定运行。
在工业循环水处理的过程当中,相关操作人员需要选择性能优良的阻垢剂。
在冷却水系统当中,通过投入适量的阻垢剂,能够保证水处理剂“剂多效”功能得到更好发挥,故操作人员需要按照一定比例进行混合使用。
一般来讲,工业循环水给水属于天然水,天然水主要包括地表水与地下水,无论是地表水还是地下水,均含有一定杂质,比如悬浮物与藻类物质等等。
若不进行有效的处理,在循环水冷却水系统的热交换面上部会出现沉积现象,生成水垢,降低热交换率,降低工业生产水平。
2循环水冷却水处理方法的研究进展2.1循环冷却水系统运行现状冷却水能够在循环系统当中实现循环利用,但是,在具体运用的过程当中,由于设计不合理,会浪费大量水资源。
现阶段,循环冷却水系统运行环节,主要存在以下问题:第一,冷却水量出现显著变化。
由于季节不同,冷却水量会出现显著变化,亦或是热交换设备的负荷出现较大波动,冷却水量也会发生相应的变化。
若冷却水量出现波动,循环水泵仍然保持传统的运转方式,循环水系统的运行效率不断下降,会浪费大量资源。
所以,相关操作人员要结合冷却水量情况,有效的调节循环水泵。
工业循环水处理
讲义章节
一、名词术语及其注释 二、冷却水循环后产生的问题 三、冷却水在循环过程中水量的损失 四、循环冷却水的几种处理方法 五、磷系药剂缓蚀阻垢机理 六、工业循环水处理药剂处理技术的运用 与发展 七、工业水处理阻垢剂的研究现状与进展
第一节名词术语及其注释
※工业循环冷却水处理术语
3、全有机配方处理方法
该药剂是当前最为普遍采用的循环水处理方 法。药剂分子中含有羧酸基、酯基、磺酸基、膦 酸基等多种特效官能团,对分散在水中的CaCO3、
ห้องสมุดไป่ตู้
Ca3(PO4)2、CaSO4及氢氧化铁等溶性效果良好,
并且水溶性好,特别与锌盐复配更有其独到之处。
4、新一代麟系药剂处理方法
新一代膦系缓蚀阻垢剂是近些年来新开发的
冷却水的循环使用对换热器带来的腐蚀、结 垢和粘泥问题要比使用直流水严重得多。因此, 循环冷却水如果不加以处理,则以上问题的发生 将使换热设备的水流阻力加大,水泵的电耗增加, 传热效率降低,并使生产工艺条件处于不正常状 况。一些工厂,为了提高传热效率的需要,换热 器的管壁很薄,并且严格控制污垢的厚度,换热 器一旦发生腐蚀或结垢,尤其是局部腐蚀的发生, 后果相当严重!因此,换热系统必须综合解决腐 蚀、结垢和微生物粘泥三个问题。 冷却水的化学处理是用加入化学药品的方法 来防止循环冷却水系统腐蚀、结垢和粘泥等问题 的产生。常用的处理药剂有缓蚀剂、阻垢剂和杀 生剂等。
第三节冷却水在循环过程中水量的损失
共有四部分水量损失: 蒸发水量: 冷却过程中,从冷却水中蒸发逸入大气的水蒸汽 量。 风吹损失水量: 由于空气流,被空气带走部分水滴。 排污水量: 为了控制冷却水循环过程中因蒸发损失而引起的 浓缩过程,必须人为地排掉的水量。 渗漏损失: 在管道和贮水系统中因渗漏而损失的水量。
工业循环水处理的机理与方法
工业循环水处理的机理与方法摘要:随着我国社会不断进步,经济水平也在不断提高,促进工业生产规模的增大,水污染成为人们迫切需要解决的问题。
对于企业的管理者来说,在治理水污染时,应落实对污水的有效净化手段,并充分利用水循环,从而缓解严重的水污染问题。
运用科学合理的治理手段,使得循环水的处理问题得到解决,促进工业的健康可持续发展。
关键词:工业循环水处理;机理;方法1现阶段国内外循环水处理情况在当前,工业循环水冷却处理技术已经在国外得到了广泛应用以及良好的发展,但由于多方面重大因素的制约和限制,暴露出了诸多问题和缺陷。
自上世纪末期循环水冷却处理技术被引进到了我国之后,但经过漫长的发展历程之后才逐步成熟起来。
近几年,我国循环水冷却处理的效率相比以往有了较大的提升,并且处理的过程当中也逐步加入了处理剂,已经逐步发展出了更具规模化以及国际化的处理剂产品。
2工业循环水处理对策2.1化学处理方法当前工业循环水处理中主要采用阻垢剂和杀生剂等方式开展工作,意在延缓工业循环水的水垢形成时间,避免因为水垢问题引发设备腐蚀问题,是对循环水设备使用寿命进行延长的重要手段。
上文提出的处理方法被统一划分为化学处理方法。
在工业循环水工作中对化学处理法的正确应用,可以为工业发展提供更大效益优势。
2.1.1复合水处理剂化学处理方法中复合水处理剂可以充分发挥处理剂优势,能对多种金属腐蚀问题进行有效控制。
目前常见的复合水处理剂包含分散剂、缓蚀剂等多种物料,在多种处理剂联合应用过程中,能充分发挥元素优势的多样性特点。
在复合处理过程中,还涵盖了多种元素的处理配方,比如铬系配方的主要作用就是降低工业循环水中微生物的腐蚀影响,从而实现循环水中锌元素的稳定不受到影响。
铬系配方原材料来源比较丰富,配方的成熟性和稳定性更强,所以近年来也在循环水处理中得到了广泛应用。
在工厂水循环系统运行中适当增加缓蚀剂、氧化杀菌剂等专业制剂,可以有效发挥制剂优势,在相互作用和干预下,消除水垢,并有效预防和控制腐蚀问题的发生。
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试论工业循环水处理的机理与方法
作者:白杨
来源:《商品与质量·学术观察》2013年第03期
摘要:工业循环水通常应用在冷却水系统中,其目的是提高水的利用率。
在工业循环水中,包含有大量的沉淀物、胶体、悬浮物等杂质,这些物体的稳定性均较差。
近几年,工业循环水处理技术不断进步与发展,为提高工业循环水的利用率提供了技术保障。
本文主要对工业循环水处理的机理进行了深入分析,并详细介绍了工业循环水处理的化学方法与物理方法,以期为同行提供借鉴与帮助。
关键词:工业循环水处理机理方法
工业循环水实质就是循环冷却水。
一般而言,工业冷却水的用水量在工业用水中的所占比例超过90%。
冷却水主要是用来冷却产品及设备,以有效提高设备的生产效率,而所用工业循环水必须有较低的水温、较低的浊度、不易结垢、不易滋生细藻等特性。
对循环水进行处理,指的是选取正确的阻垢剂、缓蚀剂等处理剂对循环水进行相应的处理,以提高循环水的利用率。
1、关于工业循环水处理的机理分析
1.1缓蚀机理的相关分析
缓蚀机理的作用原理是选择合适的缓蚀剂以保证金属对循环水的缓蚀作用。
常用的缓蚀剂有钥酸盐、磷酸盐、锌盐、铬酸缓蚀剂、聚磷酸盐等,这些缓蚀剂都可以于钢铁表层较好地形成一种保护膜,起到缓蚀作用。
其中,锌盐的成本相对较低,但其毒性较强,所以工业部门及环保部门都对该缓蚀剂的使用做出了严格规定;钥酸盐与别的药剂一同使用时,能够有效地抑制点蚀,尤其是对钢、铜、铝的缓蚀作用均较好,但其药剂用量相对较大,且成本较高;聚磷酸盐与磷酸盐尽管会促进藻类生长,但其价格、毒性均较低,反而得到了较广泛的应用[1]。
1.2阻垢机理的相关分析
水垢一般指的是水中微溶性盐类在换热面上沉积而成的一种垢层,该种垢层在水循环中最为常见,同时其危害也是最为严重的。
阻垢剂是一种控制水垢的技术,一般情况下,添加阻垢剂之后,循环冷却水都能保持很高的至垢离子浓度,从而有效抑制水垢产生,并能将其浓缩的倍数大幅度提高,起到降低补水量与排污量的目的。
结晶、聚合、沉积是水垢形成的常规过程,因此阻垢剂的阻垢机理也极具复杂性,具体表现如下:①晶体品格发生畸变,水垢碳酸钙结晶的坚硬度与致密度均较高,使用阻垢剂后,会对水垢结晶形成一种干扰,此时晶体内部应力会相应加大,最终晶体渐渐发生畸变、破裂,阻止了水垢的形成;②络和增溶,指的是阻垢剂与水中钙镁离子所形成的稳定性较强的螯合物,既能增加钙镁盐的溶解度,又能有效阻止水
垢的形成;③凝聚与分散,阴离子型的阻垢剂,其阴离子能够与碳酸钙的微晶产生物理化学反应,在微晶表层所形成的双电层阻止了水垢的形成,除此之外,阻垢剂的阻垢机理还有再生解脱膜假说、双电层作用机理等,此处不一一赘述[2]。
2、工业循环水的物理处理方法
现阶段,在工业循环水的处理中,较常用的是化学处理方法,但由于其毒性与腐蚀性较高,因此其使用受到了较大的限制。
在物理处理方法中,尤以阴极保护与膜处理法发展速度较快。
2.1阴极保护的相关分析
阴极保护指的是利用直流电流,让含有离子的保护介质流至处于保护范围内的金属,而被保护的金属,其负电位能够在该种作用下移至保护的电位圈内,金属则不会被腐蚀。
阴极保护方法一般有两种:一种是外加电流的阴极保护,另一种是牺牲阳性的阴极保护,外加电流的阴极保护主要是靠施加外加电流来完成,牺牲阳性的阴极保护则是靠阴、阳两极的偶联来完成。
工业循环水的物理处理方法主要是利用循环水的物理特性,以保持工业循环水的特性为前提,实现循环水的净化、冷却利用,该方法的应用前景较为广泛。
相关技术人员应不断加大资金投入,并对此进行更深入的分析研究,尽量减少其缺陷,提高其技术性与专业性,使该方法在工业循环水的处理中得到更好的发展。
2.2膜处理法的相关分析
膜处理法指的是通过借助特殊的薄膜对循环水里的某些成分进行选择性的过滤,该方法具体包括了纳滤处理法与反渗透处理法。
纳滤处理法在现阶段的工业循环水处理技术中是最为常见、发展较快的一种,其渗透率较高,纳滤的工艺、技术也较为先进;反渗透处理法指的是给工业循环水施加一些压力,循环水由于受到压力作用,会进入到水分离的过程,在该过程中,就可提取出符合标准的工业循环水[3]。
反渗透处理法可以对工业循环水进行更深度的净化处理,有效加快水与多余物质的分离速度。
与化学处理法相比,膜处理法的毒性与刺激性虽然较低,但其所取得的效果却比不上化学处理法。
3、工业循环水的化学处理方法
工业循环水的化学处理方法指的是通过借助阻垢剂、缓蚀剂、杀生剂、复合水处理剂等处理剂来实现对工业水的冷却处理,使用化学处理方法可以将冷却水的利用率大大提高,可以很好地控制结垢腐蚀,并能有效节约能源、延长设备的使用期限。
由于上文已对阻垢剂与缓蚀剂作了相关介绍,以下着重对复合水处理剂与杀生剂进行相关研究。
3.1复合水处理剂的相关分析
和单一水处理剂比较,复合水处理剂有许多优点:缓蚀剂和阻垢剂、缓蚀剂和缓蚀剂之间通常会有协同增效的功效;能简化许多加药的手续;能同时实现对多种金属材质腐蚀、污垢产生的控制等。
较典型的复合水处理剂一般主要有以下几种配方,分别为:有机磷系水处理药剂配方、铬系水处理药剂配方及钥系水处理药剂配方[4]。
3.1.1有机磷系配方的相关分析
有机磷系配方是工业循环水的化学处理中效果较为显著的方法,该配方药源较丰富、药剂性能较稳定,同时具有缓蚀剂与阻垢剂的功效,且温度较高、抗氧化性也较好,使用方便、简捷,能用在碱性水处理中,最常见的配方为HEMA+HEDP+Zn2+。
3.1.2钥系配方的相关分析
该配方毒性较低且无污染,最常见的配方为钼酸钠+PAA+Zn2++木质素磺酸盐+葡萄糖酸钠。
3.1.3铬系配方的相关分析
铬系配方可以将工业循环水中锌的稳定性大大提高,起到减少由微生物造成的腐蚀与粘泥,被认为是当前国内药源最丰富、技术最成熟的配方,较常见的配方为六偏磷酸钠
+HEDP+PAA+Zn2+。
值得注意的是,要注重对微生物进行有效控制。
3.2杀生剂的相关分析
在控制工业循环水系统微生物的方法中,杀生剂是最主要的一种。
杀生剂一般主要有两种:氧化性杀生剂、非氧化性杀生剂。
3.2.1氧化性杀生剂的相关分析
在氧化性杀生剂中,较常见的有Cl、ClO2、O3等。
Cl一直有用于水中杀菌消毒的历史,其价格较低、杀菌力较强、操作方便;ClO2则是较新型的氧化性杀生剂,杀菌力强、不易产生致癌有机物,一般适用于生活饮用水的处理;O3的氧化性较强、稳定性较差,但不会使水中的氯离子浓度有所增加,排放时也不会对环境造成污染,且能在光合作用下分解出氧气。
Br2作为Cl的替代品,其杀生速度也十分快,在一样的环境下,Br2能在4分钟内使细菌的存活率下降到0.0001%。
3.2.2非氧化性杀生剂的相关分析
使用频率较高的非氧化性杀生剂主要有洁而灭与新洁而灭。
非氧化性杀生剂能在水溶液中分解出阳离子活性基因,高效、毒性低、生物降解性能好是其显著的特点,此外,非氧化性杀生剂的PH使用范围较广,且使用浓度较低,投药十分方便。
总而言之,在大多的循环水系统中,一般以氧化性杀生剂和非氧化性杀生剂的联合使用所取得的效果为佳。
4、小结
综上所述,工业循环水处理技术在近几年得到了较大的进步与发展,尤其是化学处理方法与物理处理方法,都凭借其独自的优势,有效抑制了水垢的产生,并使循环冷却水的重复使用率得到大大提高,延长了设备的使用期限。
在未来的发展中,相关技术人员还应加大资金投入,并加大研究力度,争取找出更多、更好的方法来净化工业循环水,为企业创造更多的效益。
参考文献:
[1]李建平.浅谈工业循环水处理的机理与方法的研究[J].中国石油和化工标准与质量.2012,33(10):94.
[2]王蓉.工业循环水的化学处理[J].贵州化工.2011,36(05):44-46.
[3]刘建芹.工业循环水系统的技术管理[J].内蒙古石油化工.2009,35(02):83.
[4]张鸿伟.浅谈循环冷却水处理的几项措施[J].黑龙江科技信息.2011(14):16.。