1 化工装置的循环水处理的重要性及工艺原理
1.1化工装置的循环水处理的重要性
化工企业通常需要大量的水用于生产和冷却等过程。通过循环水处理，能有效地回收和再利用水资源，减少对新鲜水的需求，实现节约水资源的目标。在化工生产过程中，所使用的水可能含有有机物、无机盐和重金属等污染物。如果这些污染物未经处理直接排放到环境中，将对水体和周围生态环境造成严重的污染和破坏。而通过循环水处理，能够有效地去除或降低这些污染物的浓度，使水排放符合环保要求。
化工企业循环水处理系统的建立和运行，能有效地控制循环水的质量和流量。合理的水质管理和循环水系统优化可提高设备运行的稳定性和效率，减少故障和停机时间，提高生产效率和产品质量。通过循环水处理，化工企业可以减少对新鲜水的采购和排放的处理成本，降低企业运行成本。
1.2化工装置的循环水系统工作原理
循环水系统由凉水塔、塔下水池、吸水池、循环水泵、旁滤器、补排水及闭路循环水系统管线组成。冷却塔位于塔下水池上方，属于半敞开式设施，其将循环水泵富余压力送回的循环水回水通过分布器和风机加速与空气流动接触，进行热量传递，将化工生产装置反应热和精馏冷凝热量通过水蒸汽传递至大气中，保障系统反应温度持续恒定。在冷却塔内，循环水回水与空气通过蒸发和接触的方式进行热量传递。所谓的蒸发散热，其利用的原理是当水的饱和蒸汽压＞空气中水蒸气分压时，水滴表面的水分子脱离原液态水分子，以气态的形式进入空气中，发生相变，通过潜热带走大部分热量，使原循环水回水温度降低，每蒸发1t水，要带走2.43×106kJ的热量。通过蒸发散热，带走循环水回水大部分热量，约80%左右。接触散热指的是热量从水传递至空气中（空气温度＜循环水回水温度），未发生相变，通过增加空气显热来降低循环水回水温度，其带走热量较低，约20%左右。为加速降温，确保循环水上水和回水的温差控制在10℃左右，夏季需要开启冷却塔顶部风机加速散热。离心式循环水泵是循环水系统热量传递的动力源，其主要由叶轮、泵壳、传动轴及驱动电机组成，是利用叶轮旋转而使循环水上水产生离心力来工作的。
2 循环水系统目前工况概述及危害分析
（1）醇类、N-甲基吡咯烷酮等工艺物料是一种有机物，有机物降解会消耗大量氧气，在循环水合适pH值和温度下导致产黏泥细菌、丝状细菌、丝状菌大量繁殖产生大量的黏泥、泡沫物质（菌藻繁殖分泌产生酶类、酯类等表面活性物质有起泡作用），在水流的冲击下黏泥会在流速较慢换热器等处发生沉积，造成沉积物下腐蚀，当沉积严重时会减少冷却水通道横截面积和冷却水通量，影响冷却水换热效能，同时产生的泡沫会导致空分装置分子筛再生频率加大进而影响分子筛纯化效能和空分装置正常运行。
（2）醇类等有机物料在转入厌氧分解过程中，会产生甲烷、氨等还原性物质，加剧水系统设备腐蚀速率，同时醇类物质在微观层面会降低循环水表面张力，在冷却水通过冷却塔曝气时更容易产生泡沫影响换热设备效能（泡沫隔温效能好）。
（3）醇类、N-甲基吡咯烷酮等有机物料是微生物的营养源，造成菌藻繁殖严重，菌藻分泌产生的油脂类、酶类或还原性物质会造成杀菌剂用量大，造成循环水杀菌药剂量大，增加循环水处理药剂成本。
（4）醇类等有机物料持续存于循环水系统，导致水质COD、异养菌等指标持续偏高，循环水系统在高COD、高异养菌等应力条件下会导致或促进换热设备腐蚀（微生物腐蚀）。
3改善化工装置循环水质量的建议措施及加药方案
3.1建议措施
在长期运行中，由于过滤介质的疏松、堵塞等问题，旁滤效率可能会逐渐降低，导致循环水中的杂质无法彻底去除，这些生物黏泥会黏附在管道、设备和过滤介质表面，影响循环水的流动和质量。因此需要改善化工装置循环水质量：具体应做好以下几点：（1）加强水系统异养菌控制力度。加大循环水系统异养菌、COD检测频率，根据异养菌总数及时进行系统杀菌处理，建议氧化性杀菌剂与非氧化性杀菌剂交替投加。氧化性杀菌剂为主，非氧化性杀菌剂为辅，继续通过杀菌降低异养菌总数、COD。（2）做好工艺物料泄漏处置过程各异常指标监控。继续做好工艺物料含量检测工作，根据工艺物料变化及时进行药剂投加或药剂量调整，降低工艺物料促进或导致的腐蚀，同时做好COD、浊度、总铁、硬度、碱度等指标监测，根据水质指标变化及时进行缓蚀阻垢剂调整。
3.2药剂投加方案
（1）阻垢分散剂(缓蚀阻垢剂A)投加方案。①使用方法。按技术方案计算每天所需的阻垢分散剂（缓蚀阻垢剂A）投加量，冲击加入冷却塔侧方集水池。目前循环水装置有配套加药计量泵，建议现场对加药计量泵和溶药罐进行维护，后续将阻垢分散剂（缓蚀阻垢剂A）倒入溶药箱内，通过加药计量泵将阻垢分散剂（缓蚀阻垢剂A）连续均匀加入循环冷却水系统。②包装与贮存。塑料桶包装：25kg/桶，贮存于阴凉干燥处，贮存期为12个月。③加药位置。冲击投加阻垢分散剂（缓蚀阻垢剂A）位置：冷却塔侧方集水池。通过加药计量泵连续投加阻垢分散剂（缓蚀阻垢剂A）位置：循环水泵房后吸水池。④阻垢分散剂（缓蚀阻垢剂A）加药量。阻垢分散剂（缓蚀阻垢剂A）加药量按下式计算：
m1=QM×24×103×c×10-6
式中：m1—每日阻垢分散剂（缓蚀阻垢剂A）加入量，kg/d；QM—循环冷却水系统补水量，m3/h；c—阻垢分散剂（缓蚀阻垢剂A）投加浓度，30mg/L。
（2）缓蚀剂(缓蚀阻垢剂B)投加方案。①使用方法。按技术方案计算每天所需的缓蚀剂（缓蚀阻垢剂B）投加量，冲击加入冷却塔侧方集水池。目前循环水装置有配套加药计量泵，建议现场对加药计量泵和溶药罐进行维护，后续将缓蚀剂（缓蚀阻垢剂B）倒入溶药箱内，通过加药计量泵将缓蚀剂（缓蚀阻垢剂B）连续均匀加入循环冷却水系统。②包装与贮存。塑料桶包装：25kg/桶，贮存于阴凉干燥处，贮存期为12个月。③加药位置。冲击投加缓蚀剂（缓蚀阻垢剂B）位置：冷却塔侧方集水池。通过加药计量泵连续投加缓蚀剂（缓蚀阻垢剂B）位置：循环水泵房后吸水池。④缓蚀剂（缓蚀阻垢剂B）加药量。缓蚀剂（缓蚀阻垢剂B）加药量按下式计算：
m1=QM×24×103×c×10-6
式中，m1—每日缓蚀剂（缓蚀阻垢剂B）加入量，kg/d；QM—循环冷却水系统补水量，m3/h；c—缓蚀剂（缓蚀阻垢剂B）投加浓度，30mg/L。
（3）氧化性杀菌剂(次氯酸钠)投加方案。氧化性杀菌剂(次氯酸钠)每次按循环水量50~100mg/L冲击加入冷却塔侧方集水池位置。工艺物料源头查出前建议每日冲击投加一次氧化性杀菌剂。氧化性杀菌剂(次氯酸钠)每次冲击投加后控制循环冷却水回水处余氯达到0.2~0.5mg/L1h（第一次冲击投加40min后检测回水余氯，第二次投加后30min检测余氯，若余氯低于0.2mg/L，依次按125-250kg每次补加，直至余氯达到0.2mg/L以上1h。）
（4）非氧化性杀菌剂投加方案。非氧化性杀菌剂每次按保有水量50-200mg/L冲击加入冷却塔侧方集水池位置。非氧化性杀菌剂冲击投加后控制24-48h不排污。为了保证循环冷却水系统杀菌效果，降低菌藻耐药性，建议现场采取氧化性杀菌剂（次氯酸钠）和非氧化性杀菌剂交替杀菌方式。
5结语
化工装置的循环水质量出现异常后，往往会造成换热器的热交换效果和效率，严重的情况下会造成检修或停车，生产中断，造成经济损失和污染风险，所以要在生产的过程中时刻观察循环水的变化，并对异常情况进行处理，以免造成损失。
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