微生物严重污染的冷却水系统来说,是一种十分有效的措施。
清洗还可使清洗后剩下来的微生物直接暴露在外,从而为杀生剂直接达到微生物表面并杀死它们他创造有利的条件。
6、防止阳光照射
藻类的生长和繁殖需要阳光,故冷却水系统应避免阳光的直接照射。为此,水池上面
应加盖;冷却塔的进风口则可加装百页窗。
7、旁流过滤
在循环冷却水系统中,设计安装用砂子或无烟煤等为滤池过滤冷却水是一种控制微生物生长的有效措施。通过旁流过滤,可以在不影响冷却水系统正常运行的情况下除去水中大部分微生物。
8、混凝沉淀
在补充水的前处理或循环冷却水的旁流处理过程中,常使用铝盐、铁盐等混凝剂或高分
子絮凝剂(例如聚丙烯酰胺)。这些药剂能在絮凝沉淀过程中将水中的各种微生物随生成的絮凝体一起沉淀下来,从而把它们除去,但要注意防止带渣到循环水中。
用这种方法除去的微生物可占水体中微生物的80%左右。
9、噬菌体法
噬菌体(Bacteriophage)是一种能够吃掉细菌的微生物。有人称它们为细菌病毒。这细
菌病毒与动物病毒、植物病毒不同,它们只对细菌的细胞发生作用,故是一种很小的但非常有用的病毒。
噬菌体靠寄生在叫做“宿主”的细菌里进行繁殖。繁殖的结果是将“宿主”吃掉,这个过程叫做溶菌作用。利用细菌的天敌——噬菌体,防止和消除冷却水系统中的生物粘泥是种颇有前途的生物学方法。
噬菌体法的研究表时,该法对于防止电站的海水冷却水系统及造纸厂的工业水系统中粘泥的形成,十分有效。
10、添加杀生剂
控制冷却水系统中微生物生长最有效和最常用的方法之一是向冷却水系统中添加杀生剂。
杀生剂(Biocide)又称杀菌灭藻剂、杀微生物剂或杀菌剂等。我们把冷却水系统中使用的杀生剂简称为冷却水杀生剂。
人们对冷却水杀生剂的要求通常是控制冷却水中微生物的生长,从而控制冷却水系统中的微生物腐蚀和微生物粘泥,但并不一定要求它能杀灭冷却水系统中所有的微生物。
最后需要指出的是,一个良好的微生物控制方案往往是将几种方法联合使用。例如,先将冷却水系统进行剥离和清洗,然后再投加杀生剂的方案要比不进行剥离和清洗而只添加杀生剂的方案要有效得多。
第五章循环冷却水系统的日常运行
经过清洗和预膜以后,循环冷却水系统就可转入日常运行(正常运行)阶段。清洗、预膜和日常运行三者之间的程序关系可以表示为:清洗预膜日常运行。在这三个阶段中,日常运行是冷却水系统持续时间最长的一个阶段。
第一节运行过程中水质的变化
循环冷却水在其运行过程中,补充水不断进入冷却水系统。此时,补充水中的一部分水被蒸发进入大气,另一部分则留在冷却水中而被浓缩,并发生以下一系列的变化。
1、二氧化碳含量的降低
补充水进入循环冷却水系统后,在循环运行时在冷却塔内与大气充分接触,水中游离的和半结合的CO2逸入大气而散失,从而使冷却水中下列离子平衡向右侧移动,引起循环水的结垢:
CO2(aq) =CO2(atm)
2HCO3- = CO2-3+H2O+CO2(aq))
Ca2++CO2-3 = CaCO3
2、碱度的增加
随着循环冷却水被浓缩,冷却水的碱度会升高。当补充水被浓缩N倍时,循环冷却水的总碱度则相应增加为补充水总碱度的N倍,从而使冷却水的结垢倾向增大。
2.1 pH值的升高
补充水进入循环冷却水系统中后,水中游离的和半结合的酸性气体CO2在曝气过程中
逸入大气而散失,故冷却水的pH值逐渐上升,直到冷却水中的CO2与大气中的CO2达到平衡为止。此时的pH值称为冷却水的自然平衡pH值,通常在8.5~9.3之间。
3、浊度的增加
补充水进入循环冷却水中后,由于被不断蒸发浓缩,故水中的悬浮物和浊度升高。与此同时,循环水在冷却塔内反复与大量的工业大气相接触,把工业大气中的尘埃洗涤下来并带入循环水中。形成悬浮物。此外,冷却水系统中生成的腐蚀产物、微生物繁衍生成的粘泥都会成为悬浮物。这些生成的悬浮物约有4/5沉积在冷却塔集水池的底部,它们可以通过排污被带出冷却水系统,还有约1/5的悬浮物则悬浮在冷却水中,使水的浊度增加。悬浮物还会沉积在换热器或凝汽器中的换热管壁上,降低冷却的效果。
如果采用旁滤处理,则可使循环水的浊度控制在10~15mg/L左右。
4、溶解氧浓度的增大
补充水进入循环冷却水系统后,在冷却塔内的喷淋曝气过程中,空气中的氧大量进入水中,成为水中的溶解氧。由于冷却水与空气在循环过程中反复接触,水中的溶解氧达到接近该温度与压力下氧的饱和浓度,从而增加了冷却水的腐蚀性,因为冷却水中金属的腐蚀主要是属于氧去极化腐蚀。
5、含盐量的升高
补充水在循环过程中被蒸发,水中的无机盐等非挥发生物质则仍留在循环水中,故循环水由于蒸发而被浓缩,从而增大了循环水的结垢倾向和腐蚀倾向。
6、有害气体的进入
循环冷却水在冷却塔内与工业大气反复接触时,大气中的SO2、H2S和NH3等有害气体不断进入循环水中,使循环水对钢、铜和铜合金的腐蚀性增大。
7、工艺泄漏物的进入
循环冷却水在运行过程中,冷却水系统中的换热器可能发生泄漏,从而使工艺物质(例如炼油厂的油类、合成氨厂的氨等)进入循环水中,使水质恶化或水的pH值发生变化,增加循环水的腐蚀、结垢或微生物生长的倾向。
8、微生物的滋生
循环冷却水中的微生物既可能是由空气带入的,也可能是由补充水带入的。循环冷却水的水温通常在32~42℃左右,水中含有大量的溶解氧,又往往含有氮、磷等营养成分,这些条件都有利于微生物的生长。冷却水系统中日光照及的部位可以有大量的藻类生长繁殖;日光照不到的地方,则可以有大量的细菌和真菌繁殖,并生成粘泥覆盖在换热器中的金属表面上,降低换热器的冷却效果,引起垢下腐蚀和微生物腐蚀。
第二节循环水系统的介质泄漏及处理
从前的的章、节我们可以了解到,循环水处理实际上是一个动态的平衡处理,其各个参数(如温度、盐份、流速、湿度、菌群等)要在某一个点长期形成平衡是不可能的,仅随着季节的变化,其就会产生相应明显的变动,因此引发的水体腐蚀,结垢因子,也随着进行主次转化,但这一切如果在掌握了其规律后,其一般还是有章可循的,但介质的泄漏则不然,一般伴有突发性、复杂性、多重性并可因处理不及时,处理不当而产生相当严重的后果。下面就保险粉生产中可能产生的介质泄漏做分别处理介绍:
1.酸、碱的泄漏
严格的说循环水PH应控制在7.0~8.5为最佳,这样处理成本低、
效果好、但生产实践中达到此区间实在太难,就药剂可以产生的缓蚀、阻垢临界PH范围来讲,PH控制在6.5~9.0就已到极限,而超出此范围的任何酸碱的泄漏都是致命的,其主要表现在:
1.1沉积膜被完全碱坏
任何有机、无机磷沉积型保护膜其在PH6.0~9.0以外膜层均被溶
解破坏,对于这种自我修复型沉积膜由于PH区间不合适而无法得以完整及时修复,碳钢、铜及合金会迅速产生均匀腐蚀,如果泄漏点不及时查堵,则腐蚀点可能由局部剧烈腐蚀转移到整个水系,其中漏氨的局部PH可以达10.0以上,漏H2SO4局部PH可在1.0以下,泄漏的氨很快转化为NO-2、NO-3造成PH下降,这样就会形成水系PH低,局部PH高的难于处理的局面。
1.2 影响到水处理剂的应用效果
在6.0~9.0以外的PH不论是局部还是整个水系,均会破坏正常的离子平衡,并超出药剂应用效果以外,造成缓蚀、阻垢性能失效,从而引发新的腐蚀,及细菌粘泥滋生。
1.3 泄漏后的监测及处理
一般情况下无论是酸、碱泄漏,都会伴随着PH明显波动,水质发黄,浊度上升,电导率上升,这时应立即对可以产生泄漏的介质进行化验,随后对可疑设备进行大管 ——局 ——设备按序排查,发现与泄漏点,坚决堵漏,对于不能及时堵漏的,可考滤将局部水体排地,保护水系不受污染。并可适当向循环水中加入反向酸、碱物质以平衡PH值。
1、有机化合物油脂类化学品泄漏
可以肯定任何有机化合物、油脂都是细菌衍生的营养源,其泄漏或空气中吸收到循环水中会产生许多危害。
2.1 菌藻大量繁殖
在试验及实践中我们可以清楚的观察到,甲酸钠、甲醇对循环水的水质破坏都是极其严重的,首先。表现在菌藻开始大量繁殖,水中产生大量悬浮状粘附物,并进而阻塞管道,降低冷却器热效率,造成生产的负荷波动。同时悬浮物大量粘在凉水塔填料上,使得凉水塔冷却效果大幅下降,循环水冷却平衡被破坏,并由此要消耗大量的杀菌剂。
2.2 破坏保护膜层、诱发垢下腐蚀
由于粘泥的附着,使得保护膜的沉积——溶解——沉积平衡被阻断,药剂无法有效的接触到金属而起不到沉积保护的作用,至少降低了此作用,从而产生浓差腐蚀,并且腐蚀是以坑蚀、点蚀的形态出现,对降低设备使用寿命起到明显的作用。
2.3 泄漏后的监测及处理
一般情况下,有机物泄漏会出现循环水池产生大量白色泡沫,COD明显上升,凉水池壁青苔、粘附物增加,这时应立即分析水中可能泄漏介质,并尽可能大补、大排,查堵泄漏点,并加大杀菌剂使用剂量及频率,控制菌藻防止暴发大量粘泥淤堵事件。
2、在泄漏发生后处理过程中应该注意的几个问题:
3.1 漏酸、碱处理
在确认有酸、碱泄漏的(PH漂移1.0以上)应立即组织查堵,此时单靠补、排水是难以平衡水中PH,必须反向选用酸、碱平衡水中PH,碱宜选用Na2CO3,或NaHCO3,酸宜选用50%硫酸,投加时均匀、缓慢、试探性投加,15分钟为一个循环周期测量PH,调到PH7.0~8.0为宜。
当PH恢复后,应立即置换部分循环水以降低水中TFe含量,并增加缓蚀剂,如果PH漂移到5.5以下,9.0以上,则应考虑补膜或重新予膜。
3.2 有机物、油脂泄漏的处理
一般有机物的泄漏不会造成PH剧烈波动,很容易经人造成。水体可以承载的假象,但事实上是其会在粘泥滋生、堵塞管道,腐蚀材质问方面产生一种难以察觉的累积,到最后暴发而不可收拾,因此,决不可忽视甚至容忍有机物的进入。应经常分析水中COD含量,防止积重。
对于油脂的泄漏,其泄漏初始,我们较容易在凉水池中看到五色油污,但在水淋打之后,其很容易皂化,使水体看上去有些混浊,但其皂化的水在热态冷却器中很容易又破乳,使得油脂粘附于金属表面形成浓差腐蚀。一般水质变黄变浊,COD上升为漏油的特点,对于油污的泄漏应立即查堵漏点,并向凉水塔中投加破乳剂,采取溢流的方法将油污排出体外,并且在漏油没有完全清理期间应停开旁滤池,以防止无烟煤,石英沙中毒失效。
3、污染物排出问题
据统计,循环水系统所产生的生物粘泥,菌藻尸体,泄漏污染
物有70%通过旁滤器排出系统,而其余部分分别通过底部排污及面水溢流方式排出,但中成化工溢流口一直缺失,底部排水未能实现有效排污,可考虑进一步进行技改,因为污物大多浮于水面或沉于池底。