药剂水处理基础知识

前言水是自然界最宝贵的资源。我国是世界上水资源缺乏的国家。随着工业的飞速发展，用水量越来越大，很多地区由于水资源不足或水质太差，已严重制约着工业发展的进度。因此，最大限度合理利用水资源成为“跨世纪绿色工程规划”和“三三二一一污染防治工程”的重要举措。而工业水处理技术的提高成为工业生产中节水、节能的一项重要措施。我公司系中国化学工业水处理专业委员会团体会员单位。专业生产和销售各类工业水处理药剂，并针对用户水质进行配方筛选。由过去筛选高磷、高污染性的落后产品跨越为目前低磷、无磷等高效绿色环保型的水质稳定剂。为了使贵公司冷却循环水系统投加缓蚀阻垢剂、杀菌灭藻剂后，现场管理人员能够准确投药和监测，同时结合甲方提高的信息及我方对水质的了解，我们对补充水质进行了认真仔细的分析和研究，从上述水质情况可以看出，补充水水质属高硬度、高碱度、高氯根、高浊度水质，硬度太高极易导致换热器的结垢，碱度高易导致碱腐蚀，氯离子含量超高，极易导致不锈钢的晶间腐蚀，同时会导致电导率升高，电导率偏高会导致水中有害离子的不稳定性，加速设备的腐蚀，浊度太高，会在设备内部形成粘泥沉积，堵塞管道，降低换热效果，同时也会造成垢下腐蚀.总体上看原水水质较差，一经蒸发浓缩就有结垢和腐蚀趋势，需选用具有明显阻垢效果的阻垢剂和缓蚀剂。另外由于补水水质较差，为了降低循环水处理费用和设备的损坏建议贵公司对原水进行沉淀、过滤预处理。循环水水温适宜、光照强、氨氮含量高、营养充足，给各类微生物和藻类繁殖提供了有利条件，微生物的大量繁殖将产生生物粘泥沉积，堵塞输水管线，加速设备的腐蚀，需选择优良的杀菌灭藻药剂和粘泥剥离剂。1、循环水产生的危害1.1腐蚀危害腐蚀是指通过化学或电化学反应使金属被消耗破坏的现象。金属在循环水中由于有溶解氧的存在产生以下反应:阳极是铁的溶解过程Fe→Fe2++2e阴极是氧的还原O2+2H2O+4e→4OH-阴、阳极综合反应Fe2++2OH-→Fe(OH)2↓→Fe2O3.H2O(腐蚀产物)在循环水系统中，主要以溶解氧腐蚀为主，因为循环水中的溶解氧基本是饱和的，这种腐蚀除了会造成系统的输水管线、水冷设备损坏或使用寿命减少外，还会由于腐蚀造成水冷器穿孔而引起工艺介质泄漏造成计划外的停车事故等，另外由于腐蚀会产生锈镏，会引起换热效率下降或管线堵塞等危害，需选用有效地缓蚀剂减缓腐蚀。1.2结垢危害结垢是指水中溶解或悬浮的无机物，由于种种原因，而沉积在金属表面。敞开式循环冷却水系统的结垢主要成份有钙垢和腐蚀产物二种,由于缓蚀剂使用致使腐蚀产物大大减少，而以CaCO3垢,Ca3(PO4)2垢及硅垢为主要成份。恒标公司的补水是地下井水，在正常循环期间极易产生结垢，循环水系统中垢的产生会引起水冷设备换热效率下降，管线的阻力增大，导致循环水量减少或细管的堵塞，严重的甚至会引起受热换热不均匀导致的管道设备爆裂、爆炸等人身伤害，因此必须采用高效复合的阻垢剂。循环冷却水系统中影响结垢的主要因素有PH、Ca2+、总碱度、水温、换热器表面温度、表面状态等。1.3浊度高（粘泥）危害粘泥是指金属列管等内壁附着的粘质膜。生物粘泥主要由细菌及藻类等微生物的分泌产物粘附了水中悬浮杂质而形成。恒标公司补水为地下井水，主要是水中的的悬浮物和微生物等，这些微生物和粘泥的产生主要会导致传热效率下降、列管堵塞、增加局部腐蚀影响换热效率等危害，影响粘泥生成主要因素与水温、PH、溶解氧、营养源等有关。循环水的适宜条件导致微生物的大量繁殖和粘泥的产生，因此必须投加高效的杀菌灭藻剂和粘泥剥离剂。微生物生长及其控制循环冷却水系统要解决的第三大问题是水中微生物的生长。天然水，尤其是地表水（河水、湖水），含有大量的微生物。当天然水作为补充水进入循环水系统后，把大量的微生物带入到系统中。另外，冷却塔喷淋过程中又从空气中捕集了大量的微生物。再者，循环水的温度范围（通常为20～40℃）特别有利于微生物的生长。某些工厂（炼油厂、化肥厂）工艺介质泄漏入循环水系统，为其中的微生物提供了营养源，因此在循环水系统中，人们经常可以看到微生物大量生长的情景。微生物的大量生长，并与泥沙、尘土等混合形成附着的或堆积的微生物粘泥，这些微生物粘泥在循环水系统中会引起以下这些故障：1、粘泥附着在换热器通道表面上，降低换热效率；2、大量的粘泥将堵塞换热器通道，从而降低流量和冷却效果，增加泵压；3、粘泥集积在冷却塔填料的表面或填料间，堵塞了冷却水的通过，降低了冷却塔的冷却效果；4、粘泥覆盖在金属表面，形成差异电池，导致金属设备腐蚀。控制微生物生长的有效方法之一是添加杀生剂（杀菌灭藻剂）。另外，由于微生物对杀生剂具有适应性，长期使用同一种杀生剂会逐渐失去杀生效果，因此杀生剂宜选用多种并交替使用。1.4原水处理贵公司的以地下水作为补水，而地下水因为环境和地理的因素造成水体的硬度偏高，内层深度碱度存在增大的趋势，在未对原水预处理的情况下，水中的大量悬浮物以及微生物直接随水进入系统，导致大量的粘泥沉积，降低的换热器的换热效果和造成垢下腐蚀，同时增加了药剂和检修费用，建议贵公司在现有设备的基础上对原水进行预处理，降低水中的微生物，泥沙等悬浮物。预处理的具体方法是：在原水进入循环水系统前，先经过管道过滤器过滤，以过滤掉原水中的较大悬浮物。经过滤后的原水再进入沉淀池，在入水管道和沉淀池合理位置上安装一个加药口（聚合氯化铝和聚丙烯酰胺），利用加药泵和储药水箱，通过投加絮凝剂把水中剩余的悬浮物絮凝沉积，然后通过蓄水罐澄清沉淀，然后再通过石英砂过滤，把处理好的清水输入循环水系统。1.5其它离子的危害系统的金属管线还会因其它的离子如氯离子和硫酸根离子的存在而引起危害，Cl-和SO42-均属强腐蚀性离子，特别是氯离子由于其半径小，容易穿透钝化膜表面的细孔而产生点蚀现象。另外有污垢存在时，氯离子可依靠其穿透力进入垢下与Fe2+生成Fecl2，Fecl2进一步水解生成Fe(OH)2和HCl,导致腐蚀区溶液呈酸性，使金属的腐蚀速度加快，氯离子还是造成不锈钢点蚀及应力腐蚀的主要因素，所以冷却水中氯离子的允许浓度应根据设备的材质、结构而确定，地下井水中SO42-的存在有利于硫酸盐还原菌的滋生和繁殖，并还原生成硫化氢，促进冷却水系统金属的腐蚀。1.6电导率高的危害电导率代表水中离解成分的导电性能，与水中离解成分的总浓度.各离子价数等有关。电导率太高，易导致水的不稳定倾向，产生结垢或腐蚀，因此要使用高效缓蚀阻垢剂减缓水中离子对设备的损害。二、药剂简介运行中的循环冷却水系统主要是防结垢、防腐蚀和防止菌藻危害，俗称水处理的“三要素”。向系统内投加适合水质要求的缓蚀阻垢剂和杀菌灭藻剂是保障系统正常运行的根本措施。根据贵厂所提供一次水水质，以一次水作为试验水，经多次模拟试验，反复筛选配方决定采用HQ缓蚀阻垢剂作为系统防结垢、防腐蚀的主要药剂。☆HQ阻垢缓释剂☆此药剂为多种功能阻垢分散剂复配而成，是公司以科研院校以及在中石油中石化多年的现场实际经验的基础上开发而成的一系列产品，其特点如下：1、单体先进：复配所需的单体为机膦羧酸、聚羧酸、含磺酸盐共聚物、铜缓蚀剂、特殊界面活性剂等有效成分，利用有机膦酸盐在金属表面形成的保护膜起到缓蚀。其阻垢性能优良，在高硬度、高碱度、高浓缩运行情况下，仍能发挥其优良的阻垢性能。2、此药剂采用国内外领先的最普遍采用的膦系配方，其阻垢机理螯合、包裹、分子包围，防止晶格畸变，化学药剂物理性能等。在结垢成份还在离子状态时药剂就将其包围起来，紧紧抓住，限制其与带负电荷的离子碰撞、结合、使其不能增大体积；以达到不饱合、不析出；药剂的这种阻垢作用在循环水中是瞬间的分子电桥结构变化和分子间作用力的瞬间相互转化，最后随污水排出水系统。由于属低膦产品，其排污水对环保不会造成危害。3、缓蚀阻垢剂使用注意事项：（1）此药剂为复配产品，应存放于室内通风处，禁止露天存放，禁止日光直接照射。（2）本产品对皮肤无刺激，使用过程中，如不慎溅入眼中，立即用清水冲洗。（3）本药剂采用塑料桶包装，使用过程中不能践踏、摔、防止破裂。☆HQ系列杀菌剂和粘泥剥离剂☆HQ系列非氧化性杀菌灭藻剂由阳离子表面活性剂和增效剂复配而成。本产品能在水中离解成活性基因，在具有杀菌能力的同时也具有较强的缓蚀和剥离功能。HQ系列氧化性杀菌灭藻剂，其主剂为异噻唑啉酮衍生物IT和5-CI-IT。其特点为不氧化氨和不饱合物。即不与冷却水中氨或有机胺起反应，没有残留氯离子不会对循环水腐蚀不受PH值变化影响，适用的PH值范围广，不会从稀释液中挥发出来。此外还能分解菌藻残骸，控制粘泥生长。杀菌灭藻和粘泥剥离剂选用由于长期使用一种杀菌灭藻剂容易使细菌产生抗药性。为防止细菌的抗药性，加大灭藻和管道内粘泥的剥离力度，我们建议该系统粘泥剥离采用以氧化性附加粘泥剥离剂为主HQ系列粘泥剥离剂简介粘泥剥离剂是由高效生物净水剂、润湿剂、表面活性剂、渗透剂、分散剂等复合而成的新型高效粘泥剥离剂。该产品特别适用于工业循环水系统生物粘泥和油污较重时的清洗剥离，同时还具有很好的杀菌效果。该药剂主要特点：1、能快速将水中的有机物分解为二氧化碳、水和简单无机盐。建立良好的生态平衡，防止细菌的繁殖。2、含有有效的无害的生物湿化剂，能穿透油污表面的膜，能消除污水中的BOD、COD、油污和臭味，疏通排污水管道。