工业循环冷却水系统零排放技术初探和实践.doc

1、工业循环冷却水系统零排放技术初 探 和 实 践董兆祥1 赵长锁2 董升1(1.邯郸市奥博水处理有限公司,河北邯郸056002 2.河南宝舜化工科技有限公司，河南安阳415000）摘要本文阐述了工业循环冷却水系统从高浓缩倍率到零排放的实践历程，提出了工业循环冷却水系统零排放技术的可行性、必要性和实践性，为工业循环冷却水处理工作的发展提出了方向，对于落实节能减排政策，节约宝贵的水资源将产生深远的影响。关键词循环冷却水 零排放 实践1.前言长期以来，人们在废水零排放技术上做了大量的工作，取得了诸多经验，目前已有绝大多数企业实现了废水零排放。但是，就工业循环冷却水系统零排放技术方面，多年来，一直是国内

2、外水处理专家学者研究的热门话题。国内有专家预言，采用化学方法和物理方法相结合，是实现工业循环冷却水处理零排放的突破口。笔者正是在这一论点的指导下，历经多年的试验和探索，最终将这一难题攻克，使多年来的梦想变成了现实。2.循环水系统零排放技术的现状 在国内,循环水系统多有近零排放的报导,大多是将高浓缩倍率的循环水系统排污水经过膜法处理后,排掉浓水或浓水作为它用,处理水再返回循环水系统。在国外，已有循环水零排放的报导，是把循环水的排污水经过浓缩器和结晶器，把盐类分离出来，把浓缩和结晶过程中产生的蒸汽经冷却后，把冷凝水返回循环水系统。这一过程的投资费用和运行费用昂贵，很难在全世界的工业循环冷却水系统推

3、广和普及。3.循环水零排放技术的萌芽早在十多年前，我们就对阻垢剂品种中具有改变晶格能力的单体药剂非常感兴趣，之后，反反复复进行了上千次的筛选试验和配伍性试验，终于有一天发现了一种配方的试验效果很好，我们起名叫多功能阻垢缓蚀剂。此后，我们请权威机构进行了鉴定，结果发现在其处理过的高浓缩倍率的循环水中，超饱和的碳酸钙及其它盐类都改变了晶格，如图所示（图一）。这一奇特的现象引起了我们的深思。 在近几年的循环水处理工作中，我们偶然遇到了一些特殊的情况，使我们蒙生了循环水零排放的想法。比如：有一家钢格板制造厂，循环水系统的补充水为河水，我们根据其水质、系统水量等情况，确定了浓缩倍率2.53.0，日加药量

4、12.5，并拟定了水处理方案。在具体的循环水处理工作中，该厂工作人员并未按水处理方案的要求进行控制，直到半年后，循环水系统冷却效果差，才通知我们到现场处理。经检测循环水水质，Cl-倍率为15.6倍。当我们问起为什么没有控制循环水浓缩倍率时，用户回答说：循环水系统没有排污门，半年没有排污，也照样过来了。经我们对循环水系统的设施进行检查，没有结垢迹象，只是有大量的可流动性的水渣形成了淤积和沉淀。随后，我们使用了粘泥剥离剂，进行了系统处理，并让用户安装潜水泵进行了排污和换水，提高了循环水的冷却效果。此后，钢格板厂每年有停机机会时进行系统清淤换水，正常情况下只是补水加药，而且无排污。又比如：有一家余热

5、发电厂，全厂三台深井泵中突然坏了两台，仅有的一台深井泵供给锅炉用水。那么，循环水的补充水怎么办呢？厂家找来了两台公路撒水车，日夜拉水补进循环水系统，刚好维持循环水池满水位。在这样紧张的情况下，循环水排污门在连续一个半月没有排放一滴水，循环水的浊度很高，冷却塔填料和水泥柱上均已有大量水渣淤积，而发电量没有降低。待两台深井泵恢复运转后，进行了正常的补水和排污，一个月后，冷却塔填料和水泥柱上的沉积物没有了。后有机会停机时检查换热器，竟然没有结垢和腐蚀问题。再比如：有一家发电厂由于欠自来水公司的水费，自来水公司就实施了每日限量供水，在这种情况下，这家发电厂每日补给循环水的水量仅能满足蒸发需要，连续半个

6、月没有排污，循环水的浓缩倍率达到了12倍，也未发生系统结垢或腐蚀问题。类似这样的案例还有多期。这些案例启示我们，只要水处理剂配方得当，加药量合适，循环水流速有保证，在一定时间内实现循环水零排放是可行的。4.循环水零排放技术是经济社会发展的需要 近年来，环保政策的强制实施，使得许多企业的水资源得到了综合利用，实现了企业废水零排放。可是，有的企业没有废水综合利用的项目，只好把循环冷却水的排污水排出厂外来维持生产。但在有的地区，环保部门安排人员昼夜值班坚守，绝对不准许企业外排一滴水，否则就勒令限产或停产。在这样的形势下，有不少的企业提出了循环水系统零排放的强烈要求，苦苦地在寻找零排放的技术。 今年的

7、国发20123号文国务院关于实施最严格水资源管理制度的意见中，提出了三条“红线管理”控制，即：加强水资源开发利用控制红线管理，严格实行用水总量控制；加强用水效率控制红线管理，全面推进节水型社会建设；加强水功能区限制纳污红线管理，严格控制入河湖排污总量。认真地贯彻落实国务院要求，未来的企业在取水用水排水方面将受到三条红线的严格制约，特别是对工业循环冷却水的零排放技术会产生强烈的需求。5.循环水零排放技术的初探 去年的九月份，河南省安阳市的一家化工企业，由于循环水浓缩倍率高达5倍，补水又是深井水，所加阻垢剂又不适应，致使循环水系统多台换热器结垢严重，不得不停产清洗，有的管道结垢严重，不得不更换管道

8、。在这种情况下，企业提出了循环冷却水系统不停车清洗和零排放的诉求。 “想用户之所想，急用户之所急”，是我们水处理工作者多年来一直坚持的服务理念。我们根据用户的补充水水质和系统状况，以及各项技术参数，结合我们多年的实践经验和多功能阻垢缓蚀剂的性能特点，大胆地提出了运行中除垢和循环水系统零排放的方案。 循环水零排放的方案，主要的技术要点为：循环水系统安装旁滤器；旁滤器安装在冷却塔的出水管上；旁滤器滤料为石英砂和无烟煤；旁滤器过滤量为循环水量的10%；旁滤器过滤水的质量为浊度1mg/L；反洗过滤器的水为工业水；日加阻垢缓蚀剂量为补充水量的5080ppm；根据冷却塔上菌藻生长情况适时投加杀菌灭藻粘泥剥

9、离剂；循环水各项水质指标不控制；每月解列个别换热器，进行结垢或腐蚀状况与否的检查；反洗过滤器操作视出水量和压差而定；反洗水经沉淀池自然沉降后，上清水仍可补进循环水系统中。 循环水系统运行中除垢方案和零排放方案被用户单位批准后，九月的中下旬实施了循环水系统运行中除垢，维持了正常的生产，不再停产清洗。自十月二日旁滤器安装完毕投入运行，开始了史无前例的循环水系统零排放运行。6.循环水零排放技术的实践 零排放技术运行一个月后，个别换热器的换热效果下降，随后进行解列检查，发现水走壳程的换热器有阻塞现象，其原因是水的流速缓慢，管间距离狭窄，循环水中的水渣发生了沉积，造成了阻塞，引起换热效果降低。随后，对阻

10、塞的换热器进行了化学清洗，清洗后，将换热器的冷却水出入口和物料出入口进行了更换，全部换热器是水走管程，随后系统运行正常。 零排放技术运行六个月后，对个别的换热器进行解列检查，发现换热器的封头、管板及管道表面光滑无垢无锈瘤和锈斑，仅有薄薄一层软泥,用高压水冲洗了一遍就彻底干净了。这时的补充水和循环水的水质情况是： 指标项目碱度(mmol/l)硬度(mmol/l)Ca2+(mg/l)CI-(mg/l)浊度(mg/l)PH值补充水4.66.490240.57.83循环水14334002303647.78倍 率3.045.164.449.58728根据以上数据和换热器的外观情况,作出以下判断:已经检测

11、到的循环水浓缩倍率是9.58倍,与循环水的浊度倍率相比,相差甚远,说明循环水中的氯化物超饱和后也会发生结晶析出现象。循环水中的碱度在受热后，有一部分变成了CO2和H2O，有一部分和硬度结合形成了水渣，增长了循环水的浊度。循环水中的浊度虽然很高，但是水渣没有附着能力，因而没有影响换热效果。多功能阻垢缓蚀剂不仅有阻垢除垢能力，而且具有缓蚀预膜能力。零排放技术运行八个月后，再次对个别换热器进行检查，管板管道封头依然光滑无垢，无锈瘤锈斑，这时的补充水质和循环水水质与第六个月时的情况区别不大。7.结束语 运用化学处理和物理处理相结合的方法，是可以达到工业循环冷却水系统零排放目标的。零排放技术的关键在于阻垢缓蚀剂同时具有螯合能力分散能力改变晶格能力和缓蚀预膜能力。 循环冷却水零排放适应于水走管程的换热设备，在水在壳程的换热设备中容易发生水渣阻塞。 循环冷却水零排放，要求旁滤器的过滤能力不能小于循环水量的10%，否则浊度太高影响循环水流速。 循环水零排放技术节水显著，将成为工业循环冷却水处理未来发展的方向。 作者介绍 董兆祥（1948.5）邯郸市奥博水处理有限公司总经理，总工程师。长期从事循环冷却水处理技术的应用研究和新产品开发。联系电话：139310069825