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1、工业循环水处理技术,工业循环水处理技术,一、概述二、工业循环水水质要求三、工业循环水的预处理四、工业循环水冷却系统五、金属腐蚀控制技术六、循环水污垢控制技术七、循环水微生物控制技术八、循环水运行管理技术九、中水回用技术十、循环水处理常见问题的判断和处理,中国石化仪征化纤股份有限公司,2022/12/15,一、概述：1、为什么要对冷却水进行循环处理,随着工业的发展和生活的需要，水的用量急剧增加。水资源短缺的问题，已经成为未来20年我国实现全面小康社会目标所面临的重大挑战。 采用循环冷却水是节约水资源的重要途径，而且采用高浓缩倍数运行的循环冷却水还可以减少对环境的污染。,中国石化仪征化纤股份有限公
2、司,2022/12/15,2、为什么要研究工业循环水,循环冷却水系统在运行过程中，容易滋生菌藻，并会产生结垢和腐蚀问题，以至影响设备的传热效率，威胁设备的使用寿命。因此需要对循环冷却水系统进行研究，以避免结垢、腐蚀问题的发生，或最大限度的减缓结垢、腐蚀问题发生的机率。,中国石化仪征化纤股份有限公司,2022/12/15,3、工业循环水的特点,（1）CO2含量的变化 （2）碱度的变化 （3）值的变化 （4）浊度的变化 （5）溶解氧的变化,（6）含盐量的升高 （7）有害气体的进入 （8）工艺泄漏物的进入 （9）微生物的滋长。,中国石化仪征化纤股份有限公司,2022/12/15,4、被用作工业循环水
3、的条件,水温在一定范围的内要尽可能的低；水的浊度要低；水质不易结垢；水质对金属设备不易产生腐蚀；水质不易滋生菌藻。,中国石化仪征化纤股份有限公司,2022/12/15,二、工业循环水水质要求,悬浮物：不稳定、流速低，静止时易沉淀、漂浮；胶体：是分子、离子的集合体；溶解性气体：氮、氧、二氧化碳、二氧化硫、硫化氢、氨等；离子：Al3+、Fe2+、Fe3+、Ca2+、 Mg2+ 、SO42-、 HCO3- 、 CO32-、 Cl-、 K+、Na + 、 Cu2+等。,中国石化仪征化纤股份有限公司,2022/12/15,三、工业循环水预处理,在给水和废水的预处理过程中需要要对水进行预处理。预处理的主要
4、目的： 1.减少后续处理和深度处理的负荷； 2.延长装置的使用寿命和减少药剂的投加量； 3.减低运行总费用和减低运行成本。在给水处理和废水处理过程中通常采用的预处理方法有：混凝技术、澄清技术、过滤技术和软化技术。,中国石化仪征化纤股份有限公司,2022/12/15,四、工业循环水冷却系统,冷却水系统可分为直流冷却和循环冷却（敞开系统，密闭系统）从节约用水、合理利用资源和环境保护的目的出发，冷却水必须循环。因此，有必要在循环水处理理论的指导下，实现系统高浓缩倍数的安全运行。,中国石化仪征化纤股份有限公司,2022/12/15,循环水的冷却原理,循环水的冷却就是通过水与空气接触，由蒸发散热、接触散
5、热和辐射散热三个过程共同作用的结果。,中国石化仪征化纤股份有限公司,2022/12/15,1、敞开式循环冷却水系统,敞开式循环冷却水系统的主要设备之一冷却塔。冷却塔的种类很多，按塔内空气流动的动力可分为自然通风和机械通风。自然通风最常见的是风筒式冷却塔。机械通风分为抽风式和鼓风式。,中国石化仪征化纤股份有限公司,2022/12/15,典型的敞开式冷却循环系统,中国石化仪征化纤股份有限公司,2022/12/15,2、密闭式循环水处理系统,中国石化仪征化纤股份有限公司,2022/12/15,3、风筒式冷却塔（自然通风）,自然通风冷却塔需要有很高的风筒，因而对空气产生较强的抽吸能力。自然通风冷却塔常
6、使用在冷却水流量很大的系统。像热电厂的冷却水系统一般使用这种冷却水塔。,中国石化仪征化纤股份有限公司,2022/12/15,4、鼓风式冷却塔,鼓风式冷却塔是由安装在冷却塔底部的鼓风机将常温状态的空气压入其中，与热水逆流通过填料层进行传热和传质。优点：风机的安装位置低，维护方便。风机的工作不受湿热空气的影响，当水质较差或有腐蚀时可避免风机的腐蚀，延长使用寿命。缺点：要有很高的塔身，塔内空气处于正压状态，不利于热量的蒸发。,中国石化仪征化纤股份有限公司,2022/12/15,鼓风式冷却塔示意图,中国石化仪征化纤股份有限公司,2022/12/15,5、抽风式冷却塔,应用最为普遍，风机安装在塔顶。根据
7、水与空气流动的方向可分为：逆流式、横流式和并流式。从热交换效率来说逆流式最为优越。优点：抽风时塔内空气处于负压有利于水的蒸发散热，传热效果好。缺点：风机的电耗较大。,中国石化仪征化纤股份有限公司,2022/12/15,抽风式冷却塔示意图,中国石化仪征化纤股份有限公司,2022/12/15,6、冷却水系统的热量平衡,冷却水系统的传热过程发生在冷却水的全过程，但主要过程发生在换热器和冷却塔。换热器：温差、腐蚀、结垢冷却塔：传导、对流,中国石化仪征化纤股份有限公司,2022/12/15,7、冷却水系统的水量平衡,蒸发损失：换热作用散失的水量风吹损失：飘散的水量排污量：冷却水浓缩后不得不外排的水量,中
8、国石化仪征化纤股份有限公司,2022/12/15,循环水量平衡示意图,中国石化仪征化纤股份有限公司,2022/12/15,8、循环冷却水的浓缩,在敞开式循环冷却水系统中，热量蒸发会使系统中的水量逐渐减少，而水中各种矿物质和离子含量就会不断被浓缩。为了使水中含盐量维持在一定的浓度，就必须不断补入新鲜水，并排出浓缩水。通常用浓缩倍数表示冷却水浓缩的程度。N=C浓C原 通常可以用冷却水中的离子 、 电导率 、 钙硬加碱度或总固体含量来计算。,中国石化仪征化纤股份有限公司,2022/12/15,9、循环水量的平衡,通常，一个循环冷却水系统的循环水量和冷却水温差设计确定后，控制系统运行的浓缩倍数就控制了
9、系统的补充水量、排污水量，也就实现了系统水量的基本平衡。,中国石化仪征化纤股份有限公司,2022/12/15,10、补充水及排污水量占循环水量的百分率,中国石化仪征化纤股份有限公司,2022/12/15,11、不同浓缩倍数补水量与排污水量对照表,中国石化仪征化纤股份有限公司,2022/12/15,12、系统加药,循环水加药的参照依据有：（1）根据一个周期内的补充水量，按配方浓度投加；（2）根据一个周期内的排污水量，按配方浓度投加；（3）根据水质药剂浓度分析值与配方设定值的差乘以系统水量的数值。加药方式：间歇加药、连续加药。,中国石化仪征化纤股份有限公司,2022/12/15,13、旁滤技术,降
10、低水中浊度的方法是排污和过滤。通常在循环水系统的管路上引出一部分水进行过滤，过滤后的清水返回循环水系统。截留的浊度组成物质排出循环水系统外，这一过程称为旁滤技术。根据运行经验，旁滤水量与循环水量之比（S:R）一般控制在35。,中国石化仪征化纤股份有限公司,2022/12/15,五、金属腐蚀和控制技术,由于金属和冷却水溶液的作用，金属材料转化成离子或化合物，使金属材料遭受损害并且使其使用性能恶化的现象称为冷却水对金属的腐蚀。实质：水中的悬浮物、胶体、溶解盐类及溶解气体等杂质中氧化性物质对金属发生物理的、化学的和电化学作用的结果。,中国石化仪征化纤股份有限公司,2022/12/15,1、金属的腐蚀
11、,按反应机理，腐蚀分为化学腐蚀与电化学腐蚀化学腐蚀与电化学腐蚀的区别,中国石化仪征化纤股份有限公司,2022/12/15,2、腐蚀的形式,（1）均匀腐蚀：在腐蚀介质作用下，金属表面发生的腐蚀破坏，基本上按相同的腐蚀速度进行。（2）局部腐蚀：局部腐蚀破坏主要集中在金属表面的一定区域，而其它部位几乎没有被破坏。（3）晶体腐蚀：发生置换反应，活泼的金属置换出不活泼的金属。两种金属的活泼性相差越大，晶体的腐蚀越厉害。,中国石化仪征化纤股份有限公司,2022/12/15,3、碳钢的腐蚀,冷却水对碳钢的腐蚀是一个电化学过程。由于碳钢组织和表面的不均一性，当它与水接触时，在其表面会形成许多微小的腐蚀电池。阳
12、极：FeFe2+2e-阴极：O2+2H2O+4e-4OH-水中反应： Fe2+ 2OH- Fe(OH)2,中国石化仪征化纤股份有限公司,2022/12/15,4、腐蚀的影响因素,PH值：常温4.310硬度：Ca2+ 、 Mg2+碱度溶解盐浓度：NaCl溶解气体：CO2 、 O2水温：反应、 O2水流速度： O2,中国石化仪征化纤股份有限公司,2022/12/15,碳钢腐蚀照片,中国石化仪征化纤股份有限公司,2022/12/15,5、微生物对碳钢的影响,除微生物排出的氨盐、硝酸盐、有机物、硫化物和碳酸盐等代谢物，使水质组成发生变化而引起腐蚀外。最主要的是由于铁细菌和厌氧的硫酸盐还原菌的存在所引起
13、的腐蚀。铁细菌存在时，有助于亚铁盐的接触氧化，促使在阳极附近形成氢氧化铁和铁锈的沉淀膜。当这种沉淀膜进一步增长时，将妨碍氧进入，所以沉淀膜的下方因缺氧而成为阳极，而沉淀膜周围的金属则变成阴极，形成氧的浓差电池，加剧了腐蚀。,中国石化仪征化纤股份有限公司,2022/12/15,6、腐蚀控制技术,选择适宜耐用金属材料表面防腐涂层化学电镀技术成膜处理钝化处理,电化学保护物理技术的应用臭氧保护技术缓蚀剂的使用介质处理,中国石化仪征化纤股份有限公司,2022/12/15,六、循环水污垢及其控制技术,循环冷却水系统在运行的过程中，会有各种物质沉积在换热器的传热管表面，这些物质统称为沉积物。它们主要是由水垢
14、、淤泥、腐蚀产物和生物沉积构成。通常，人们把它们统称为污垢。污垢的危害：阻隔传热、阻塞水流、阻碍生产。,中国石化仪征化纤股份有限公司,2022/12/15,1、水垢,冷却水中的水垢一般都是具有反常溶解度的难溶或微溶盐类。水垢的溶解度与一般的盐类不同，不是随着温度的升高而升高，而是随着温度的升高而降低。当水流速比较小或传热面比较粗糙时，这些结晶沉淀物就容易沉积在传热面上。水垢是具有固定晶形的无机物。按结晶的规律最容易在金属的传热面析出，很硬、厚实且致密，大部分呈白色或灰白色。,中国石化仪征化纤股份有限公司,2022/12/15,2、淤泥、腐蚀产物和生物沉积,一般由颗粒细小的泥沙、尘土、不溶性盐的
15、泥状物、胶状氢氧化物、杂物碎屑、腐蚀产物、油污、特别是藻类的尸体及其黏性分泌物等组成。由于污垢体积较大、质地疏松，故又称为软垢。他们是引起垢下腐蚀的主要原因。,中国石化仪征化纤股份有限公司,2022/12/15,3、污垢的危害, 污垢的沉积降低了传热效率 污垢的积聚会导致局部腐蚀 污垢在管内沉积降低了水流截面积，增大了水流阻力 增加了停车清洗时间，降低了连续运转周期 增加了清洗运行处理费用,中国石化仪征化纤股份有限公司,2022/12/15,4、污垢的控制技术,源头（1）补充水水质的控制（2）离子交换树脂（3）石灰软化法,过程（1）循环水水质控制（2）浓缩倍数（3）酸化处理（4）表面处理（5）
16、物理处理（6）加阻垢剂,中国石化仪征化纤股份有限公司,2022/12/15,PTA1 装置E103结垢照片,中国石化仪征化纤股份有限公司,2022/12/15,PTA1 装置E103结垢照片,中国石化仪征化纤股份有限公司,2022/12/15,PTA2装置 E1-118中冷器结垢,中国石化仪征化纤股份有限公司,2022/12/15,七、循环水微生物及其控制技术,循环冷却水系统是一个特殊的生态环境，很多种类的微生物都适宜在这一水系中快速生长和繁殖，其结果必然阻碍系统的正常运行， 造成污泥大量沉积、水力输送阻力增加、传热效率急剧下降、水质组成严重恶化、过水金属表面腐蚀加剧等一系列问题。,中国石化仪
17、征化纤股份有限公司,2022/12/15,1、循环水能为微生物提供良好的生长环境, 有适合于微生物生长繁殖的温度。 有适合的营养物质。 有充足的阳光及适合微生物生长的PH值范围。,中国石化仪征化纤股份有限公司,2022/12/15,2、循环水中的微生物种类,（1）细菌 是一种单细胞生物，与水质污垢处理有密切的关系。循环水系统中常见的细菌有硫氧化菌、铁细菌、硝化菌、其它好气异氧菌、硫酸盐还原菌、反硝化菌等。它们在冷却水系统中会形成严重的细菌粘泥，引起腐蚀，形成粘泥团沉积物。,中国石化仪征化纤股份有限公司,2022/12/15,循环水系统中的异养菌,（1）异养菌 是利用环境中的有机物进行氧化发酵而
18、得到细胞所需的营养物质的菌种。（2）在循环水中，以异养菌的生长繁殖速度最快，数量也最多。它基本上代表了水中的全部细菌的数量，所以一般测定时常以异养菌的数量代表水中细菌的总数。,中国石化仪征化纤股份有限公司,2022/12/15,(2)藻类,它是自养的无根茎叶分化的原植体植物，一般具有光合色素，能进行光合作用，制造氧气供生长需要。生殖器官单细胞构造。冷却水中常见的藻类有绿藻、蓝藻、硅藻。藻类进入冷却水系统后，从水和空气中取得CO2、水、磷酸盐和少量矿物质而得以生长。因而大量繁殖易形成粘泥，堵塞管道，降低传热效率，藻类生长还会形成氧浓差电池，造成垢下腐蚀。,中国石化仪征化纤股份有限公司,2022/
19、12/15,硅藻及生物黏泥照片,中国石化仪征化纤股份有限公司,2022/12/15,绿藻照片,中国石化仪征化纤股份有限公司,2022/12/15,(3)真菌,是具有丝状营养体的菌丝的寄生植物的总称。冷却水系统中常见的真菌一般属半知菌类，主要是霉菌和酵母菌。真菌在冷却水中常形成粘泥，堵塞管道，降低传热效率。有些真菌能利用木材的纤维素为碳源，破坏冷却塔中的木结构。另外真菌的生长和代谢还为细菌的滋生提供了条件和营养。,中国石化仪征化纤股份有限公司,2022/12/15,循生物粘泥堵塞吸水井滤网照片,中国石化仪征化纤股份有限公司,2022/12/15,生物粘泥完全堵塞集水井滤网,中国石化仪征化纤股份有
20、限公司,2022/12/15,人工清理循集水井过滤网,中国石化仪征化纤股份有限公司,2022/12/15,人工清理集水井滤网生物粘泥,中国石化仪征化纤股份有限公司,2022/12/15,循生物黏泥堵塞填料照片,中国石化仪征化纤股份有限公司,2022/12/15,2、常见微生物控制技术,防止循环系统流入营养源和悬浮物杀菌灭藻处理抑制微生物增殖处理防止附着处理剥离处理部分过滤处理,中国石化仪征化纤股份有限公司,2022/12/15,八、循环水管理与运行要点, 浓缩倍数的控制PH值的控制 加药（缓蚀阻垢剂）控制管理钙硬和碱度的控制微生物和藻类的控制浊度的控制 7. 循环冷却水的化学处理,中国石化仪征
21、化纤股份有限公司,2022/12/15, 浓缩倍数的控制,浓缩倍数是循环水系统日常运行中需要控制的一个重要的控制指标。只有把浓缩倍数控制在规定的工艺运行指标内，才能保证系统化学处理的效果，才能节约水和药剂，才能实现系统运行的最优化。,中国石化仪征化纤股份有限公司,2022/12/15,PH值的控制,PH值循环冷却水的一个重要的运行指标，因为PH值的变化会对腐蚀和结垢产生直接的影响，尤其是对低PH值的水稳剂配方。PH值更是一个十分敏感的参数。即使是采用自然PH值运行方案，也应注意监测PH值的变化。从PH值的异常发现水质的变化情况，找出并解决问题。,中国石化仪征化纤股份有限公司,2022/12/1
22、5, 加药（缓蚀阻垢剂）控制管理,间断加药：每班或每天12次，由人工向塔池倾倒或用输送泵定量间歇性加入系统。连续加药：将所用药剂配比成一定浓度的溶液，定量的连续地加入系统。自动控制加药：这种加药方式除了根据设定的加药量，将药剂准确、定量、比例式的投加外，还可以由感应系统本身发生某些特殊信号，对加药量的增减作出相应的调整，保证系统中药剂适量，降低药剂费用，一般平均节约用药30%左右。,中国石化仪征化纤股份有限公司,2022/12/15,（1）水质稳定技术及水质稳定剂, 水质稳定技术就是采用化学药剂来防止循环水中的腐蚀、结垢和微生物危害的控制技术； 水质稳定剂就是用来控制循环冷却水的腐蚀，结垢和微
23、生物的化学药剂的统称，一般分为缓蚀剂、阻垢剂、杀菌剂等。,中国石化仪征化纤股份有限公司,2022/12/15,（2）缓蚀剂的作用,缓蚀剂是在金属表面形成一层膜，隔离金属与水的接触而达到缓蚀目的。缓蚀剂的类型沉淀膜型、氧化膜型、吸附膜型。,中国石化仪征化纤股份有限公司,2022/12/15,（3）常用缓蚀剂,沉淀膜型 聚磷酸盐(六偏磷酸钠 三聚磷酸钠 ） 正磷酸盐 焦磷酸 有机磷酸盐 锌盐 硅酸盐氧化膜型 铬酸盐 钼酸盐 亚硝酸盐 钨酸盐金属离子沉淀膜型 苯并三氮唑 （BTA) 甲基苯并三唑 (TT) 巯基苯并噻唑(MBT),中国石化仪征化纤股份有限公司,2022/12/15,（4）结垢形成的机
24、理,离子浓度超饱和生成沉积物分子有结晶核可使结晶生成碰撞接触增多使结晶长大结晶长大后形成沉积，附着在金属的表面,中国石化仪征化纤股份有限公司,2022/12/15,（5）阻垢剂 作用原理,螯合作用：螯合水中的铁、钙、镁等金属离子，使其螯合物能够溶于水中，可以起到软化水硬度的作用。以免与循环水中的其它离子形成不溶于水的物质，如碳酸钙等。晶格畸变：破坏碳酸钙等晶体的生成规律，使晶格发生歪曲，形成无定型软垢。分散作用：离解的负离子与碳酸钙的微晶粒子带有相同负电荷，彼此排斥，不能结成大晶粒。,中国石化仪征化纤股份有限公司,2022/12/15,晶格畸变显微照片,中国石化仪征化纤股份有限公司,2022/
25、12/15,（6）系统化学清洗及预膜,化学清洗：通过在循环水中投加无机或有机酸，以清除系统中的杂物、油污及浮锈，为系统预膜作准备。预膜：在循环水系统运行初期或循环水系统停车大修后运行时，通过高剂量的投加缓蚀剂，使其在金属表面迅速形成一层牢固、均匀、连续、致密，且有一定厚度的保护膜，以减缓水对金属的腐蚀，这个过程就叫预膜。,中国石化仪征化纤股份有限公司,2022/12/15,（7）循环水水质的判断标准,（1）设备年腐蚀率：碳钢0.075mm/a；铜、不锈钢0.005 mm/a； （2）年附速率 15mcm；（3）不发生微生物破坏，异养菌1 105个/ml;（4）生物黏泥量4ml/m3。,中国石化
26、仪征化纤股份有限公司,2022/12/15,钙硬和碱度的控制,循环水中钙硬和碱度在很大程度上决定了循环水的结垢和腐蚀倾向。阻垢分散剂配方就是针对水中的钙硬和碱度研制的。但配方要求循环水中的钙硬和碱度必须控制在规定的目标管理范围内。 控制循环水中钙硬和碱度的浓度，主要是通过控制排污和补水来管理。降低碱度也可以通过加酸调节循环水的PH值来实现。,中国石化仪征化纤股份有限公司,2022/12/15,微生物和藻类的控制,目前，控制循环冷却水中的微生物（藻类）的主要和通用的手段是投加杀生剂。,中国石化仪征化纤股份有限公司,2022/12/15,氧化型和非氧化型杀菌剂,氧化型杀菌剂：是指以强烈的氧化作用杀
27、死微生物的杀菌药剂。通常是一种强氧化剂，对水中微生物的杀生作用很强。（氯气 、强氯精、二氧化氯等） 非氧化型杀菌剂：是指不以氧化作用杀死微生物，而是以致毒作用于微生物的特殊部位来杀死细菌的杀菌剂。（季铵盐、异噻唑啉酮、戊二醛等）,中国石化仪征化纤股份有限公司,2022/12/15,浊度的控制,(1)采用有效的旁滤处理，是日常管理的主要手段； (2)控制补水浊度； (3)在风沙大的地区，要采取防止风沙入侵的措施；(4)控制微生物的繁衍，防止粘泥的大量产生；(5)注意清除塔池积泥；(6)系统进行排污处理。,中国石化仪征化纤股份有限公司,2022/12/15,7、循环冷却水的化学处理,合适的缓蚀剂防
28、止腐蚀合适的阻垢剂防止结垢合适的分散剂防止粘泥垢合适的杀菌剂控制微生物生长,中国石化仪征化纤股份有限公司,2022/12/15,九、冷却水处理常见问题的判断和处理,1、腐蚀问题 现象 ：监测的腐蚀速率超标，挂片呈局部腐蚀或点蚀明显；水中总铁浓度持续升高；现场换热设备布满锈瘤、有泄漏；垢样分析表明氧化铁成分占7080。原因分析：检查水质指标合格情况；缓蚀剂浓度、碱度； Ca2+ 、Cl-、异养菌等指标是否不合格项增多等。解决措施：确认指标合格的情况下再考虑修改配方增加缓蚀剂用量；增加药剂中抗点蚀的成分；提高水的碱度指标；加强对微生物的杀灭。,中国石化仪征化纤股份有限公司,2022/12/15,2
29、、结垢问题,现象：监测的粘附速率超标；换热设备超温，结垢堵塞；循环水中Ca2 + 与其他离子比例失调；垢样分析表明CaO、P2O5 、CO2占百分比大。检查途径：检查循环水中 碱度Ca2+ 是否超标、粘泥量是否超标；加药是否及时或分散剂是否少加；工艺条件是否变化；进水阀门开度小，水量不足；浓缩倍数过高。解决措施：增加阻垢分散剂的量或更换高效的阻垢分散剂；调低循环水中 碱度Ca2+ 的控制指标；加酸降低PH和碱度；适当降低浓缩倍数。,中国石化仪征化纤股份有限公司,2022/12/15,3、微生物引起的问题,现象：监测的粘附速率超标，粘泥量超标、异养菌或铁细菌、硫酸盐还原菌超标；循环水发黑、臭，有
30、菌藻团；换热器管内有滑腻沉积物。检查途径：检查加氯（卤）合格率，每日加氯（卤）量是否足够；若使用非氧化杀生剂则检查加药间隔周期是否太长；工艺物料是否泄漏等。纠正措施：加强加氯（卤）管理，提高合格率；定期交替使用非氧化杀生剂；进行粘泥剥离强化处理。,中国石化仪征化纤股份有限公司,2022/12/15,十、中水回用技术,城市污水经处理设施深度净化处理后的水(包括污水处理厂经二级处理再进行深化处理后的水和大型建筑物、生活社区的洗浴水、洗菜水等集中经处理后的水)统称“中水”。其水质介于自来水(上水)与排入管道内污水(下水)之间，亦故名为“中水”，因此中水利用也称作污水回用。,中国石化仪征化纤股份有限公
31、司,2022/12/15,1、中水回用成本,中水回用是以经过处理后的、达标排放水作为水源，经进一步处理，达到国家污水再生利用工程设计规范（GB503352002），以再利用为目的；而并不需要将全部污水一次处理到中水回用标准，其处理的水量决定其回用的水量。目前，国内一般回用水量达到总排污水量的30%50%左右，国外先进国家已经达到80%以上；其项目投资一般为污水处理项目的30%40%，而实际中水回用费用约为0.71元/ m3,中国石化仪征化纤股份有限公司,2022/12/15,2、仪化中水回用研究,仪化公司水务生产中心生化处理装置负责公司生产和生活污水的处理任务，其中东区设计日处理污水78000
32、m3，现日处理污水为40000m3左右。经过场内生化处理后的外排污水水质较好，达到GB89781996国家综合一级排放标准。但部分水质指标尚不能满足循环水补水的水质控制要求，但如果充分利用水务中心现有设施，将达标外排污水适度处理回用于循环冷却水系统，具有设备投资少，运行费用低的特点。中水回用后将会给仪化公司带来较好的技术经济效益，更会产生巨大的社会效益。,中国石化仪征化纤股份有限公司,2022/12/15,3、仪化中水回用效益,从中水回用所取得的经济效益上来讲，目前水务中心的中水处理成本在0.60元/m3左右，生产低硅水的处理成本在1元/m3左右（含国家收取的水资源利用费0.24元/m3）。仅
33、从PTA生产中心来看，按一、二套循环水年试用中水300万m3计算，实行中水回用后，从节约水资源利用费及中水于生产水的处理成本上计算，每年就可为仪化公司带来经济效益200多万元。,中国石化仪征化纤股份有限公司,2022/12/15,4、中水回用后循环水运行控制要点,中国石化仪征化纤股份有限公司,2022/12/15,（1）加强对循环水结垢趋势的判断,一般情况下，如果循环水中的难溶性或微溶性盐达到过饱和程度，系统结垢的风险就会大大增加。此时，如果不对循环水水质指标进行有效控制，稍有不慎换热设备就会结垢。但循环水中的难溶性或微溶性盐并不是刚达到过饱和浓度就开始沉淀，而是要超过溶解度的许多倍之后才开始
34、沉积。刚达到饱和和开始沉积的浓度区域称为“过饱和区”或“介稳区”。因此，如果加强对系统中的难溶性或微溶性盐过饱和浓度的分析和研究，可以大大降低系统结垢的风险。,中国石化仪征化纤股份有限公司,2022/12/15,循环水的结垢趋势判断,中国石化仪征化纤股份有限公司,2022/12/15,（2）降低系统中碱度、钙硬及浓缩倍数运行,经过计算，中水回用中循环水的碱度加钙硬如果超过1000 mg/l，系统中的碱度加钙硬就已经达到过饱和状态，系统结垢的风险加大。因为，系统中碱度加钙硬是否达到过饱和浓度，与补充水中的碱度和钙硬的浓度，有着密切关系。补充水中的碱度和钙硬的浓度如果很高，系统中碱度和钙硬浓度达到
35、过饱和状态的数值要比低碱度和钙硬浓度的补充水要低得多。这也是北京石科院为什么将系统运行时钙硬及碱度指标规定分别为不大于450mg/l的一个原因。,中国石化仪征化纤股份有限公司,2022/12/15,（3）提高缓释阻垢剂的分散效能,阴离子型阻垢剂在水中所离解的负离子能够吸附碳酸钙的微晶粒子，首先使微晶粒形成双电层，并进而吸附在负离子的分子链上，使微晶粒带负电。由于分子链上的多个微晶粒带有相同电荷，彼此排斥，不能结成大晶粒，使碳酸钙难以在金属表面形成垢层。阴离子阻垢剂的负离子对微晶粒既有凝聚作用，又能将其分散到整个循环水系统中，使其呈平均分散的状况。这种凝聚力和分散作用使碳酸盐微晶粒稳定地悬浮在水
36、中，实际上减少了循环水中晶核数目，也减少了微晶粒碰撞长大析出的机会，使水中能容纳更多的碳酸盐。,中国石化仪征化纤股份有限公司,2022/12/15,（4）定期对系统进行剥离及化学清洗预膜,随着循环水系统连续运行时间的增加，系统中的碳酸钙和磷酸钙含量会逐渐达到过饱和浓度。循环水温度、PH值以及浓缩倍数的变化，都会使碳酸钙和磷酸钙产生微量结晶，形成微晶粒，沉积在换热设备或管道之中。如果定期对系统进行剥离和清洗预膜，就可以将晶核低于10m的结晶体通过系统剥离或化学清洗的方式清除出系统，以降低系统中的碳酸钙和磷酸钙的过饱和浓度，减少系统结垢的风险。,中国石化仪征化纤股份有限公司,2022/12/15,
37、（4）定期对系统进行剥离及化学清洗预膜,在碳酸钙和磷酸钙过饱和区，碳酸钙和磷酸钙在循环水中产生固相沉积时首先在金属表面上沉积出微小的结晶坯，并逐渐长大。当结晶坯的晶核未形成之前，是处于不稳定的平衡状态，是可以溶解的。一方面晶核不断形成，另一方面又不断地溶解，直至晶核长到10m以上，才结晶析出。,中国石化仪征化纤股份有限公司,2022/12/15,（4）定期对系统进行剥离及化学清洗预膜,定期对系统进行剥离和清洗预膜，可以将晶核低于10m的结晶体通过系统剥离或化学清洗的方式清除出系统，以降低系统中的碳酸钙和磷酸钙的过饱和浓度，减少系统结垢的风险。,中国石化仪征化纤股份有限公司,2022/12/15,（5）严格控制换热器的流速范围,循环水的流速直接影响换热器的对流传热系数，一般希望大一些，使流体处于湍流状态。但换热器的流速过大时，又会使流体阻力增大，所以也不可能太大。而流速过低则有可能造成碳酸钙和磷酸钙沉积结晶，影响换热器的换热效能。对于列管式换热器来说，管程换热器循环水流速要求0.9m/s以上；壳程换热器循环水流速要求0.3m/s以上。,中国石化仪征化纤股份有限公司,2022/12/15,谢 谢！,中国石化仪征化纤股份有限公司,2022/12/15,
