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工业循环水处理技术改进研究

刘乘雨 杨丽莉 张治国

兰州石化分公司聚烯烃运行一部,730060

摘要: 随着工业的快速发展和人口的不断增长,水资源短缺已经成为全球性的问题。工业循环水是一种广泛应用于工业生产中的水资源,如冷却水、锅炉用水等。为了节约用水和减少废水排放,需要对工业循环水进行处理和回用。本文旨在介绍和分析国内外工业循环水处理技术的发展和现状,并对现有技术进行改进。
关键词: 工业循环;水处理技术;改进措施
DOI:10.12721/ccn.2023.157117
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一、处理技术

在管道加工过程中,水的沉积是由传热表面的盐沉积引起的。这是工业循环水处理中普遍存在的现象,可能会干扰循环水的运行秩序。大多数企业通过添加阻垢剂来促进除垢。例如,在冷却循环水时,可以添加阻垢剂以增加阻垢剂的浓度。随着水浓度的增加,水垢可以有效地减少。与阻垢类似,添加化学物质可以减少腐蚀。目前,缓蚀剂的缓蚀机理具有较强的实用性和环保性。目前市场上有磷酸、钼酸盐、聚磷酸盐等缓蚀剂。当这些缓蚀剂加入循环水中时,金属表面会形成一层保护膜。不同的缓蚀剂有不同的应用特点、优缺点。例如,虽然效果显著,但高剂量会导致高使用成本。锌盐便宜但有毒。磷酸盐和聚磷酸盐是工业生产中广泛使用的缓蚀剂。

二、工业循环水处理技术存在的问题

1长期漏油导致机器结垢

企业在实际生产中往往会尽可能地提升设备的利用率,但老旧设备运行也会带来一些问题,比如可能导致循环水处理系统出现漏油问题,如果对此不够重视,那么机器设备表面就会长期附着油膜,滋生微生物粘泥,进而导致机器设备结垢。这轻则影响循环水处理的质量,重则甚至可能造成整个处理系统瘫痪。

2系统的防结垢以及抗腐蚀效果差

工业废水中含有的残留化学成分更多,继而使得其腐蚀性就会变得更强,这就会对机器设备造成持续伤害。再考虑到很多传统机器设备的抗腐蚀性较差,所以会使得设备的使用寿命大打折扣。此外,一些企业虽然在循环水中添加了阻垢剂和缓蚀剂,但所加药剂的配方不够合理,缺乏合理的调整和优化,这样就会使得循环水处理系统中存在的问题长期得不到有效改善。

3循环水处理设备不完善,处理过程不规范

大型企业一般可以投入大量的资金、人力和技术资源来对循环水处理系统进行升级,但大量的中小型企业却并不具备这样的能力,一些小微企业甚至连循环水处理设备的拥有量都少之又少,进而就会导致循环水中出现污泥等杂质,影响水循环使用的正常进行。除了技术、资金没有充分到位的因素外,一些企业不能及时对水池进行清理也是导致循环水处理不到位的一个主要因素。

三、工业循环水处理方法

1物理处理法

物理处理法中,较为常见的便是阴极保护、膜处理法。前者借助直流电流,可保证介质流向得到改变,从而保护介质都聚集到金属周边,保证金属负电位处于保护范围中,如果金属长期处于上述条件下,便可有效避免腐蚀现象。膜处理法则主要借助薄膜特性进行处理,由于薄膜中包含特殊成分,可选择性透过某些物质,如反渗透法、纳滤处理法等膜处理技术。在水处理过程中,渗透达到一定数值后,渗透状态便会出现。这一状况下,会对浓度较低的溶液施加压力,浓度过高情况下,溶液在压力作用下便会向低浓度方向渗透,这种情况可称为“反渗透”现象。

2化学处理

化学处理法包括了杀生剂处理技术和复合水处理剂技术。杀生剂处理技术主要是为了杀死水中微生物。杀生剂一般分为氧化性杀生剂和非氧化性杀生剂。氧化性杀生剂内含有氯、溴、次氯酸盐等物质。在早期工业循环水处理技术中,采用的杀生剂为氯,该杀生剂成本投入低且杀菌效果显著。另外,臭氧也是较为常见的氧化性杀生剂,具有环保的特点,不会对环境造成严重的污染。而对于非氧化杀生剂而言,具有适用范围广、浓度低、降解能力强的特点,但在实际的使用过程中想要提高处理效果,需要与氧化性杀生剂配合使用。

复合水处理剂主要是通过阻垢剂、缓冲剂结合使用来达到循环水处理的目的。工业循环水处理中采用最多的复合水处理剂为有机磷系处理药剂,不仅能够有效预防金属腐蚀,也可以提高水处理整体稳定性。中钥系水处理药剂在实际的使用过程中,具有毒性小、污染物含量小的特点。上述两种药剂配方均具有操作简单的特点,是我国现阶段应用较为稳定的技术。

四、工业循环水处理技术改进措施

1循坏水水垢改进措施

工业循环水处理时,随着浓度的不断增加,pH值也会随之增加,从而导致循环水环境为碱性,在浓缩过程中会产生水垢问题。为了有效解决此类问题可以从以下几个方面进行优化、改进:1)做好水处理药剂配方管理,若出现水垢等水处理问题,则需要明确循环水质量相关影响因素,从而确保药剂使用的合理性、可行性,自动加药系统结构如图1所示。2)在工业循环水处理的过程中,应当严格把控各个处理环节,合理设置浓缩倍数,确保水浓度比例的科学性,满足实际的成产需求。3)利用现代化的信息技术,对工业循坏水的各项处理环节进行分析、监控,避免在处理后的使用过程中再次出现大量水垢的情况,降低水垢的不良影响。4)在处理期间实时关注循环水指标,包括温度、水流、水质等,采用现代化的监控、工艺手段来降低结垢发生率。

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图1循环水自动加药系统

2定期检查、清洁循环水处理设备

在工业循环水处理过程中,药物处理技术能够有效预防结垢的形成、缓解锈蚀。而长期的运行过程中,避免不了循环水处理系统出现老化的现象。若企业相关维护、保养人员没有认识到这一问题的重要性,会导致处理设备无法满足实际的处理需求,无法正常运转。因此,工业企业管理层应当提高循环水处理设备保养重视程度,安排专业的保养人员定期对机械设备进行全面检查、保养,提升循环水处理效果,也能够减少更换设备成本。

3合理设置浓缩倍数

在工业循环处理水过程中能够采用化学药剂来解决生产废水有害物质。在化学药剂浓缩倍数设置方面,需要进行优化、分析,才能保证浓缩倍数的合理性。在制定的过程中对技术人员的专业水平提出了更高的要求。相关技术人员在制定浓缩倍数时,应当结合实际循环水处理情况,采取采样分析的方式,从而可以配出针对性、可行性的药剂浓缩倍数。另外,技术人员应当分析水源补充的问题,结合工业循环水排放情况,及时检查系统设备效率,确保化学药剂起到显著的效果。

4优化工业循环水物理法处理技术

大多数的工业生产采用循环冷却水处理系统,如下页图2所示。在现有的物理法处理技术上对其进行改进,加大技术研发力度,可以显著提高工业循环冷却水处理的整体质量和效率。例如,在专注于纯物理法处理循环冷却水技术的某环保企业中,经过近6年的工程应用测试、技术研发、完善后,基于高压静电技术、生物抗性活滤料技术以及小分子技术的全程物理水处理方法,将各种物理技术集成到一个或多个处理设备当中,通过合理设置冷却水循环处理系统,代替了传统的化学处理技术,真正实现了循环冷却水系统零结垢、零药剂、零排放的发展目标。此项物理法处理技术在水泥余热发电系统、循环冷却水无磷无杀菌剂排放方面起到十分显著的效果,大大缩减了磷排放,对于环境保护工作起到了十分重要的意义。

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图2循环冷却水处理系统工艺流程

结论

工业循环水处理技术主要包括物理法、化学法和生物法。物理法包括过滤、沉淀、吸附等,可有效去除水中的悬浮物、胶体等杂质;化学法包括氧化、还原、沉淀、絮凝等,可去除水中的溶解性污染物;生物法包括生物接触氧化、生物滤池等,可去除水中的有机物和氨氮等物质。文章提出了技术改进方案,以提高工业循环水的处理效果和效率。

参考文献

[1]黄凯.工业循环水处理技术改进的几点思考[J].化工设计通讯,2021(12):145-146.

[2]王辉.高含盐工业废水处理技术研究新进展[J].环境与发展,2019,(2):109+111.