工業(yè)循環(huán)水處理基本知識(shí)

1、山西潤(rùn)潞碧水環(huán)?？萍脊煞萦邢薰?循環(huán)水處理技術(shù)培訓(xùn)系列之一,一.自然界水的分布,1.地球上有71%的面積被水覆蓋2.所有水中97.5%的為海水3.淡水中有99.8%在南極和北極以冰雪形式存在,,自然界水的分布,4.工業(yè)生產(chǎn)中有50-80%的水用于介質(zhì)冷卻5.年產(chǎn)30萬(wàn)噸的合成氨冷卻水量25000噸/小時(shí),10萬(wàn)千瓦的火電廠冷卻水量10000噸/小時(shí),一.自然界水的分布,1.人均淡水占有量為2300立方米,是世界平均值的1/4

2、2.我國(guó)為世界上13個(gè)最貧水國(guó)家之一3.我國(guó)工業(yè)用水浪費(fèi)驚人4.我國(guó)工業(yè)冷卻水循環(huán)使用率不足60%5.發(fā)達(dá)國(guó)家工業(yè)冷卻水循環(huán)使用率已達(dá)到80%,第一章 工業(yè)循環(huán)水概況,一.自然界水的分布二.冷卻水系統(tǒng)三.水中的雜質(zhì)四水中鹽類的溶解度五.微生物六.濃縮與補(bǔ)充七.腐蝕八.循環(huán)水的控制指標(biāo)與運(yùn)行準(zhǔn)備,二.水中的雜質(zhì),1.多種金屬離子：Ca2+ Mg2+ k+ Na+等2.多種陰離子：HCO3- CO32

3、- OH- PO43- HPO42- SO42- NO3-等,水中的雜質(zhì),3.金屬離子和陰離子達(dá)到一定的濃度后會(huì)產(chǎn)生沉淀（結(jié)垢）4.泥沙等懸浮物5.微生物等滋生,水鹽類的溶解度Mg/L,1.碳酸鈣CaCO3 溶解度<202.氫氧化鎂Mg(OH)2 溶解度< 63.硅酸鎂MgSiO3 4.磷酸鈣Ca3(PO4)2 5.硫酸鈣CaSO4,四.微生物,有陽(yáng)光，空氣，水

4、，溫度。適合微生物生長(zhǎng)1.藻類（綠藻，藍(lán)綠藻，硅藻）2.細(xì)菌（硫細(xì)菌，鐵細(xì)菌膠囊，型好氣菌，孢子型好氣菌）3.真菌（線型，酵母型，擔(dān)子型）,五.濃縮與補(bǔ)水,1.循環(huán)水在循環(huán)過程中會(huì)不斷蒸發(fā)濃縮2.水中離子濃度會(huì)不斷增加3.補(bǔ)充水量為排污水量、蒸發(fā)水量、風(fēng)吹和泄漏量之和4.循環(huán)水中離子濃度與補(bǔ)充水中離子濃度的比值為循環(huán)水的濃縮倍數(shù),循環(huán)水與補(bǔ)充水的區(qū)別,1.PH值升高2.硬度增加3.堿度增大,七.循環(huán)水的控制與運(yùn)行,1.設(shè)

5、備的清洗除去系統(tǒng)中的雜質(zhì)、泥土油脂 腐蝕產(chǎn)物等。先用水沖，再用化學(xué)藥劑清洗。2.設(shè)備的預(yù)膜在設(shè)備表面覆蓋一層保護(hù)膜，常用聚磷酸鹽-鋅鹽預(yù)膜，由掛片檢測(cè)是否完成3.PH值的控制,六.工業(yè)循環(huán)水的腐蝕,1.均勻腐蝕（mm/a）2.點(diǎn)蝕，穿透速度可達(dá)5 mm/a，使設(shè)備在3-6個(gè)月內(nèi)穿孔,第二章.阻垢劑及阻垢分散劑,一.污垢的危害二.碳酸鈣垢三.磷酸鈣垢四.硫酸鈣垢五.鎂垢六.常用的阻垢分散劑,一、污垢的危害,1.降低換熱

6、器的傳熱效率污垢的熱導(dǎo)率為碳鋼的數(shù)十分之一2.引起腐蝕造成氧濃度差，引起電化學(xué)腐蝕3.堵塞管道4.滋生微生物,二、碳酸鈣垢,1.水中的溶解度CaCO3在水中可以以Ca2+ 、CO32- 、HCO3-等幾種形式存在溶解度很小溶解度隨溫度的升高而降低以至于結(jié)晶,2.飽和指數(shù),1.L.S.I.=PH-PHS2.L.S.I0時(shí),鈣離子過飽和,為結(jié)垢性水質(zhì)4.L.S.I.=0時(shí),鈣離子和堿度在該溫度下保持平衡,水質(zhì)最穩(wěn)定,3

7、.穩(wěn)定指數(shù)R,1.穩(wěn)定指數(shù)R.S.I.=2(PHS)-PH2.R.S.I.=6時(shí),水中CaCO3 處于平衡狀態(tài),不結(jié)垢也不腐蝕3.R.S.I.7.5-8.0時(shí),出現(xiàn)腐蝕.R越大,腐蝕傾向越嚴(yán)重5.終合考慮L.S.I.和R.S.I. ,判斷水質(zhì)是否腐蝕結(jié)垢,三.磷酸鈣垢,1.多數(shù)為聚磷酸鹽水處理劑引起2.PH>9時(shí)形成鈣-羥基磷灰石,為細(xì)小晶?？呻S水流排出,不易結(jié)垢.3.PH為8時(shí),會(huì)夾帶泥沙成為污垢4.PH<7.

8、5時(shí),形成致密的磷灰石垢,四.硫酸鈣垢,硫酸鈣的溶解度較大,一般不會(huì)結(jié)垢,五.鎂垢,1. Mg(OH)2 的溶解度最小,鎂垢常以這種形態(tài)析出2.在冷卻水系統(tǒng),鎂和鈣的化合物以硅酸鹽等混合垢的形式析出,六.常用的阻垢分散劑,1.阻垢的原理消除結(jié)晶產(chǎn)生的條件防止和抑制晶粒的生長(zhǎng)減少和阻礙結(jié)垢晶體在傳熱面上的粘附,2.常用的辦法,1.循環(huán)水采用脫鹽水2.可將二氧化碳通入水中,使鈣離子沉淀3.加酸調(diào)節(jié)PH值,可增加鹽類溶解度4.

9、加入螯合劑,螯合封閉金屬離子5.加入阻垢劑,如膦化物,能抑制晶核生長(zhǎng)6.加入分散劑,如高分子物質(zhì)可吸附晶體7.使用磁化法,磁化水不易結(jié)垢,3.常用分散劑,1.聚磷酸鹽類2.膦酸鹽如ATMP,HEDP,EDTMP,DETDMP等3.高分子阻垢分散劑如聚丙烯酸,聚丙烯酰胺等4.天然阻垢物質(zhì),第三章 緩蝕劑,一、緩蝕劑的類型二、鉻酸鹽和重鉻酸鹽三、亞硝酸鹽四、硅酸鹽五、鋅鹽六、磷酸鹽和聚磷酸鹽七、鉬酸鹽,

10、緩蝕劑,八、鎢酸鹽九、有機(jī)膦酸鹽十、有機(jī)胺及衍生物十一、脂肪族羥基酸鹽十二、銅緩蝕劑十三、其他緩蝕劑,一、緩蝕劑的類型,按組成可分為無(wú)機(jī)緩蝕劑和有機(jī)緩蝕劑1.無(wú)機(jī)緩蝕劑鉻酸鹽，重鉻酸鹽 硝酸鹽，亞硝酸鹽磷酸鹽，聚磷酸鹽鉬酸鹽硅酸鹽其他,2.有機(jī)緩蝕劑,胺類醛類膦類硫化物雜環(huán)化合物其他,按成膜機(jī)理可分為以下三種,鈍化膜型緩蝕劑沉淀膜型緩蝕劑吸附膜型緩蝕劑,鈍化膜型緩蝕劑,簡(jiǎn)稱鈍化劑，為無(wú)機(jī)強(qiáng)氧化劑將

11、金屬表面氧化成一層耐腐蝕的膜鈍化劑的濃度要超過臨界鈍化濃度，否則會(huì)造成腐蝕要求濃度較高,沉淀膜型緩蝕劑,能與水中物質(zhì)反應(yīng)，形成一層膜，將金屬表面與腐蝕性環(huán)境分開厚度比鈍化膜厚可多種緩蝕劑同時(shí)使用，一種膜上再加另一種膜，增加效果如果失去控制則會(huì)結(jié)垢,吸附膜型緩蝕劑,多數(shù)為有機(jī)緩蝕劑，分子結(jié)構(gòu)中同時(shí)有親水基團(tuán)和親油基團(tuán)親水基團(tuán)吸附在金屬表面，親油基團(tuán)則起遮蔽作用，將金屬表面與腐蝕性環(huán)境分開,二、鉻酸鹽和重鉻酸鹽,包含鉻酸和重鉻酸

12、的可溶性鹽，分子結(jié)構(gòu)中的鉻為正六價(jià)強(qiáng)烈的氧化能力，使六價(jià)的鉻還原為三價(jià)的鉻。是強(qiáng)鈍化劑鈍化鋁和不銹鋼可得到1-10nm的膜與其他緩蝕劑配合使用，協(xié)同增效，可減少用量易被還原失效，毒性較大,三、亞硝酸鹽,亞硝酸鹽為鈍化劑，可在金屬表面形成氧化性保護(hù)膜，作用于碳鋼時(shí)形成致密的三氧化二鐵濃度為50ppm時(shí)效果較好，水中含鹽量增加時(shí)緩蝕效果下降亞硝酸鹽為硝化桿菌的養(yǎng)料，可使硝化桿菌大量繁殖，將亞硝酸鹽氧化為硝酸而導(dǎo)致設(shè)備嚴(yán)重腐蝕,四

13、、硅酸鹽,硅酸鹽離解出的硅酸根離子與金屬離子或腐蝕產(chǎn)物在金屬表面形成保護(hù)膜循環(huán)水中含有適量的鐵、鈣、鋅、鉛離子時(shí)，可加強(qiáng)對(duì)腐蝕的控制。但鎂離子較高時(shí)，會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的點(diǎn)蝕。能與鉛的腐蝕產(chǎn)物反應(yīng)，故用于城市飲用水的凈化,五、鋅鹽,可溶性鋅鹽在水中可形成氫氧化鋅陰極緩蝕膜成膜速度快，但不持久。常與聚磷酸鹽、鉻酸鹽、硅酸鹽和許多有機(jī)緩蝕劑復(fù)配使用環(huán)境為堿性時(shí)會(huì)產(chǎn)生氫氧化鋅絮狀沉淀而失效，對(duì)魚類有毒，排放標(biāo)準(zhǔn)為5ppm,六、磷酸鹽和聚磷酸鹽

14、,為優(yōu)良的緩蝕阻垢劑，按分子結(jié)構(gòu)可分為鏈狀聚磷酸鹽（如三聚磷酸鈉）和環(huán)狀聚磷酸鹽（六偏磷酸鈉）具有陽(yáng)極極化和陰極極化雙重緩蝕性能是一種表面活性劑，設(shè)備運(yùn)行初期可用于清洗金屬表面易水解形成磷酸鈣垢，易分解,七、鉬酸鹽,在中性或堿性水中與鐵形成鉬酸高鐵保護(hù)膜臨界鈍化濃度為750ppm在高溫、高PH值時(shí)緩蝕效果最好毒性比鉻酸鹽小1000倍,八、鎢酸鹽,氧化型鈍化劑 低毒，無(wú)污染 價(jià)格高 常在復(fù)配中使用,九、有機(jī)膦酸鹽,有機(jī)膦

15、酸鹽具有優(yōu)良的緩蝕和阻垢性能穩(wěn)定，不易水解ATMPHEDPHPAA,十、有機(jī)胺及衍生物,為吸附膜劑，氨基為親水基團(tuán)，吸附金屬表面，烷基為親油基團(tuán)?？孤取⒀跣Ч?，加氯殺菌劑不會(huì)有影響價(jià)格貴，處理費(fèi)用高,十一、脂肪族羥基酸鹽,無(wú)毒，不污染環(huán)境可復(fù)配緩蝕效果隨溫度升高而增加優(yōu)異的絡(luò)合性能常用的有葡萄糖酸鈉、檸檬酸鈉和酒石酸鈉,十二、銅緩蝕劑,銅離子會(huì)被還原而附在鐵或鋁的表面，與鐵或鋁形成原電池，加速腐蝕MBT，銅表面對(duì)

16、MBT有強(qiáng)烈的吸附作用，可使銅表面與腐蝕物分開1，2，3-苯并三唑，原理同上。1ppm即可，但價(jià)高硫酸亞鐵，水解產(chǎn)物會(huì)形成致密的保護(hù)膜,十三、其他緩蝕劑,膦化合物多元醇磷酸脂有機(jī)酸聚丙烯酰胺天然產(chǎn)物,殺菌滅藻劑,一、概述二、藻類三、真菌四、細(xì)菌五、殺菌滅藻劑,一、概 述,循環(huán)水系統(tǒng)存在微生物生存的條件：微生物的來(lái)源，陽(yáng)光，空氣，水，溫度繁殖速度快腐蝕設(shè)備死亡后尸體與灰塵、垢等形成淤泥，堵塞管道，極難除掉

17、,二、藻 類,低等植物，有葉綠素，有陽(yáng)光的地方才能生長(zhǎng)以細(xì)胞分裂或孢子的方式進(jìn)行繁殖堵塞管道，降低熱交換效率，腐敗后使水質(zhì)變壞藻類的生長(zhǎng)還可以導(dǎo)致差異充氣電池型的腐蝕,三、真 菌,具有絲狀營(yíng)養(yǎng)的菌絲的寄生物，以生產(chǎn)孢子進(jìn)行繁殖危害同上,四、細(xì) 菌,單細(xì)胞生物冷卻水中幾乎都是革蘭氏陰性菌主要有硫細(xì)菌、鐵細(xì)菌、硫酸鹽還原菌等,硫 細(xì) 菌,借助氧化硫磺、硫代硫酸鹽和硫化氫而獲得生命過程所需能量的一類化能自養(yǎng)菌

18、 硫細(xì)菌生長(zhǎng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生硫酸，在氧化硫桿菌大量繁殖的靜止角落硫酸濃度可達(dá)10%，強(qiáng)烈腐蝕設(shè)備,鐵 細(xì) 菌,較大的細(xì)菌，往往肉眼可以看見鐵細(xì)菌的生命過程是把可溶性的二價(jià)鐵變?yōu)椴蝗苄缘娜齼r(jià)鐵增加腐蝕，也直接從鐵表面攝取鐵多為點(diǎn)蝕或結(jié)節(jié)狀腐蝕，穿透速度快大量繁殖時(shí)冷卻水會(huì)出現(xiàn)紅水，PH值和色度增加，產(chǎn)生惡臭，污染冷卻水,硫酸鹽還原菌,為厭氣型細(xì)菌，生活在銹蝕物或垢下，進(jìn)行無(wú)氧呼吸，將硫酸鹽、亞硫酸鹽、硫代硫酸鹽還原為硫化氫硫酸鹽還原

19、菌主要侵蝕輸水管道和低溫?fù)Q熱器還可破壞緩蝕膜，使垢下缺氧環(huán)境惡化，加速電化學(xué)腐蝕,五、殺菌滅藻劑,無(wú)機(jī)殺菌滅藻劑：Cl2 、Br2、ClO2、O3、NaClO 有機(jī)殺菌滅藻劑：氯酚類，季銨鹽類，大蒜素類，氯胺類,氯氣 Cl2,氯和氯的化合物主要有：氯氣，次氯酸鈉，次氯酸鈣，漂白粉和氯氨丁氯的殺菌作用主要是氯在水中生成分子狀態(tài)的次氯酸，次氯酸可穿透微生物的細(xì)胞膜，和蛋白質(zhì)形成穩(wěn)定的N--Cl 鍵，使呼吸作用所須的還原酶失去活性

20、PH值為7時(shí)效果最佳,二氧化氯 ClO2,強(qiáng)氧化性殺菌劑，效果為氯氣的25倍不僅殺菌滅藻，還可以殺滅孢子和病毒不穩(wěn)定，易分解，現(xiàn)配制現(xiàn)使用無(wú)毒，對(duì)環(huán)境無(wú)污染濃度為1ppm 時(shí)對(duì)異氧菌的殺滅率仍為99.9%,氯酚類,為非氧化性殺菌滅藻劑這類化合物不宜分解，對(duì)水生物和動(dòng)物有毒害作用，使用時(shí)必須考慮環(huán)境污染,季銨鹽類,具有較強(qiáng)的殺菌滅藻作用有良好的滲透能力和分散能力能與大多數(shù)水處理化學(xué)藥劑相兼容能適應(yīng)較寬的PH值范圍對(duì)魚類