工業(yè)循環(huán)冷卻水處理節(jié)能重要性
我國是世界上水資源匱乏的國家之一。因此,節(jié)約用水,搞好水處理,提高工業(yè)用水的重復(fù)利用率至為重要。下文是由小編為大家分享工業(yè)循環(huán)冷卻水處理節(jié)能重要性,歡迎大家閱讀瀏覽。
一.前言
1工業(yè)循環(huán)水處理的重要性
我國是世界上水資源匱乏的國家之一。據(jù)報(bào)道,我國669個城市中有400個面臨供水不足。隨著經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展,人口的增長,缺水現(xiàn)象和水質(zhì)惡化問題越來越突出。因此,節(jié)約用水,搞好水處理,提高工業(yè)用水的重復(fù)利用率至為重要。
對工業(yè)循環(huán)水的處理,其核心問題就是要選擇采用優(yōu)質(zhì)安全的水處理藥劑。因而對水處理藥劑的研究和應(yīng)用一直是當(dāng)前水處理工作的熱點(diǎn)。全面認(rèn)識和用好水處理藥劑,也是電力、冶金、化工、食品等企業(yè)負(fù)責(zé)水處理的技術(shù)人員及操作人員最為關(guān)心的內(nèi)容。
2工業(yè)循環(huán)水處理的必要性
工業(yè)循環(huán)水給水為天然水,而天然水中不管是地表水(如河水、湖水、水庫水),還是地下水(如井水、泉水、自來水)都含有雜質(zhì),如懸浮物、藻類物質(zhì),如不采取預(yù)防措施(即水處理),就會在熱交換面上沉積,結(jié)生成水垢。一旦結(jié)垢,就會降低熱交換率,腐蝕設(shè)備和危及安全生產(chǎn)。因此對工業(yè)循環(huán)水進(jìn)行處理是很必要的,也是節(jié)能減排所必須的。
二.冷卻水處理的必要性
1天然水中的雜質(zhì)
天然水分為兩大類,一是地表水,如河水、湖水、水庫水等。此類水含泥沙、藻類、動植物殘骸及可溶性鹽類物質(zhì),水質(zhì)隨季節(jié)變化而波動。二是地下水,包括井水、泉水和自來水。地下水水質(zhì)一般比較穩(wěn)定,受季節(jié)變化影響較小,含雜質(zhì)種類及多寡與流經(jīng)地層有關(guān),灰?guī)r地層含Ca2+、Mg2+離子較高,即硬度較高,花崗巖地層含Ca2+、Mg2+離子較低,而含SiO3-2相對較高。
天然水不是純凈水,都含有雜質(zhì),這些雜質(zhì)分為三類:
其一,懸浮物質(zhì)。主要是一些比重小于1的細(xì)小微粒的泥土、動植物腐物,這些雜質(zhì)通過沉淀可除去;
其二,膠體物質(zhì)。膠體微粒粒度較小(直徑在1mm以下,10°以上),此類物質(zhì)不會自行沉淀,主要是一些腐植物,鐵、鋁、硅的化合物;
其三,溶解物質(zhì)。如各種礦物質(zhì)離子,如K+、Na+、Ca+2、Mg+2、NH4+、Fe+2、Mn+2等陽離子,HCO3-、Cl-、F-、SO4-2、SiO3-2、NO3-、NO2-等陰離子,在中性水中,陰陽離子總和是相等的。
天然水中還含有一些溶解的氣體,如O2、CO2等。
2水質(zhì)指標(biāo)
、艖腋∥(也稱濁度):單位mg/L,1mg/L稱一度,標(biāo)準(zhǔn)要求,給水濁度小于5mg/L。濁度高時水呈渾濁狀態(tài)。
、迫芙夤绦挝铮簡挝籱g/L,指水中溶解鹽類和有機(jī)物總和。水指標(biāo)要求小于2500~5000mg/L。
、怯捕龋簡挝籱mol/L,指水所含Ca+2、Mg+2離子的總量。
硬度的表示單位:
a.毫摩爾 mmol/L 1 mmol/L=50mg CaCO3
b.德國度 G° 1G°=10mg CaCO3
c.以碳酸鈣(CaCO3)表示,即ppm濃度。ppm是百萬分?jǐn)?shù)的符號。
1ppmCaCO3=1/50mmol/L
1ppm=1000ppb(微克)
例如:1公斤水中含5mgCaCO3,就可換算成5ppm。
以上三種硬度表示之間的關(guān)系為:
1mmol/L=2.804G°=50ppmCaCO3
、瓤倝A度:總堿度是指水中的OH-(氫氧根)、CO3-2(碳酸根)、HCO3-(碳酸氫根)的總含量。這些陰離子在水中都呈堿性。總堿度的表示單位與酸度相同。
總堿度是指用甲基橙作指示劑(pH=4.4)測得的堿度,也稱甲基橙堿度。
水中所含PO4-3、HSiO3-也有堿度,但由于含量甚微,故忽略不計(jì)。
堿度與硬度的關(guān)系:
a. 總堿度>總硬度 此時,永硬為0
總堿度-總硬度=負(fù)硬度 此時,水呈堿性(pH>7);
b. 總堿度=總硬度 此時,總堿度=暫時硬度;
c. 總堿度<總硬度 此時,總硬度-總堿度=永硬總堿度=暫硬;
⑸pH值:pH值是氫離子的負(fù)對數(shù),表示水的酸堿程度。
pH值與堿度的關(guān)系:
堿度相同的水(或溶液),其pH值不一定相同。反之,pH值相同的水(或溶液),其堿度也不一定相同。原因是pH值直接反映水中H+或OH-的含量,而堿度除包括OH-外,還包括CO3-2、HCO3-等堿性物質(zhì)的含量。
如:堿度0.1mmol/L的NaOH液,pH=13
堿度0.1mmol/L的NaHCO3液,pH=8.3
堿度0.1mmol/L的NH3-H2O液,pH=11
其他水質(zhì)指標(biāo),如相對堿度、含油量、溶解氧、磷酸根(PO4-3)、Cl-根、SO4-2根、亞硫酸根等,這里就不介紹了。
由于水中所含各種雜質(zhì),特別是懸浮物,硬度雜質(zhì)如不采取預(yù)防措施(即水處理),就會在熱交換面上沉積,形成水垢。
、仕傅奈:
設(shè)備的熱交換面上一旦結(jié)生水垢,就將產(chǎn)生以下危害:
第一,大大降低熱交換效率,降低冷卻效果,結(jié)水垢與不結(jié)水垢對鋼鐵材質(zhì)而言,其熱交換效率相差40倍以上。如焦化廠用于降低煤氣的熱交換器,一旦結(jié)生水垢后,其煤氣的溫度就會升高3~5℃,體積增大,嚴(yán)重影響生產(chǎn);
第二,腐蝕設(shè)備。結(jié)垢后會產(chǎn)生垢下電化學(xué)腐蝕,增加維修量,縮短設(shè)備使用壽命,造成人力、物力、財(cái)力的浪費(fèi);
第三,危及安全生產(chǎn)。結(jié)垢嚴(yán)重時會導(dǎo)致穿孔、泄漏,發(fā)生安全事故,影響生產(chǎn)正常進(jìn)行。
因此,對循環(huán)冷卻水,必須進(jìn)行處理,以防止結(jié)生水垢及藻類,這是非常必要的一項(xiàng)措施。
三.水處理技術(shù)方法概述
循環(huán)冷卻水防垢處理方法有多種,選用時應(yīng)根據(jù)給水水質(zhì)條件、水資源短缺情況及水價(jià)等因素,因地制宜地選擇有效、安全、經(jīng)濟(jì)、簡便的方法。
循環(huán)水防垢處理方法的作用分類為:
石灰處理
降低結(jié)垢物質(zhì)含量 離子交換法
酸化法
磷化(無機(jī)聚磷酸鹽)法
防垢處理方法 穩(wěn)定結(jié)垢物質(zhì)(硬度) 含有機(jī)穩(wěn)定處理法
復(fù)合(無機(jī)-有機(jī)藥劑處理)法
綜合處理 酸化磷化法
酸化-有機(jī)藥劑處理
離子交換法是目前使用較為廣泛的循環(huán)冷卻水處理方法,正確處理和控制下能有效降低水中的陽離子含量(所以該法也稱為陽離子交換法。陰離子處理費(fèi)用昂貴,一般的循環(huán)冷卻水不宜采用)。但隨著水處理技術(shù)的不斷發(fā)展和國家對環(huán)境問題重視的提高,該法所帶來的環(huán)保問題越來越引起重視。
使用該法過程中需要大量使用工業(yè)鹽作為交換介質(zhì)使樹脂再生,樹脂再生處理要排放廢鹽液,這會造成環(huán)境的永久性污染,使地下水鹽堿化。
國家出臺了一系列文件,要做好節(jié)能減排工作。我們必須認(rèn)真貫徹科學(xué)發(fā)展觀的戰(zhàn)略方針,在水處理工作上,采用綠色處理方法。
比較各種方法的優(yōu)缺點(diǎn)及對環(huán)保的影響,采用復(fù)合藥劑處理法為佳。復(fù)合藥劑主要是無機(jī)和有機(jī)藥劑,有多種配方,因而產(chǎn)品牌號也有多種。
四.對循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中微生物的控制
循環(huán)冷卻水處理不僅要防垢防腐,還要防微生物。微生物種類較多,在循環(huán)冷卻水中引發(fā)問題的主要有三類:藻類、細(xì)菌和真菌。它們一是從補(bǔ)給水中帶入,二是由空氣中帶入。
冷卻水中的`藻類主要有:藍(lán)藻、綠藻和硅藻。
藻類的危害:一是死亡的藻類成為水中的懸浮物和沉淀物,二是藻類在冷卻塔填料上的生長會影響水分散和通風(fēng)量,降低冷卻效果。
循環(huán)水中存在大量細(xì)菌,其在新陳代謝過程中能分泌黏液,把原來懸浮在水中的固體物和無機(jī)沉淀物粘合起來,附著于換熱表面上,引起結(jié)生污垢和腐蝕。冷卻中的細(xì)菌按其形狀分為球菌、桿菌和螺旋菌。
冷卻水中的真菌包括霉菌和酵母菌兩類。真菌往往生成在冷卻塔的木質(zhì)構(gòu)件上,水池壁上和換熱器中。真菌會破壞木材中的纖維素,使構(gòu)件腐朽,產(chǎn)生細(xì)菌狀粘泥,影響冷卻效果。
因此對這三類微生物,必須進(jìn)行殺滅、控制,通用的方法就是定期投放殺菌滅藻劑進(jìn)行殺滅。
常用的藥劑有氯劑、溴劑和有機(jī)氮硫類藥劑。
五.循環(huán)冷卻水的補(bǔ)充處理及旁流處理
、 對于給水濁度比較高的可以在加入復(fù)合水處理劑處理的同時,加入一定量的濁度處理劑,如聚氯化鋁等,以增強(qiáng)防垢效果。
⒉ 旁流處理:旁流處理就是抽取部分循環(huán)水,按要求進(jìn)行處理后再返回到循環(huán)水池中的處理方法。
1-蒸發(fā)損失;2-凝汽器;3-空氣;4-補(bǔ)給水;5-排污;6-旁流過濾器;7-冷卻塔
其二,為了提高循環(huán)水的濃縮倍率。通過旁流裝置從循環(huán)水中過濾除去懸浮物及沉淀物,有利于濃縮倍率的提高,減少排污量,有利于經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。
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