大竹分厂旁流电解水处理技术（ECT）使用情况说明(1)

1、大竹分厂旁流电解水处理技术（ECT）使用情况说明1、 旁流电解水处理技术（ECT）介绍ECT系统是在一个受控的反应室中提供一个受控的电解过程，用以除去循环水系统的钙镁离子，从而阻止系统管线和设备结垢，并同时控制细菌和藻类的滋生。反应器内部的钛基氧化镍涂层电极为阳极，反应器壁为阴极，反应过程中，水中的钙镁离子在阴极发生反应形成软质水垢附着在反应器壁上，并定时启动内置刮刀刮去后排出反应器。反应器组成见图1。反应器通过旁路与循环水系统回水管线相连，循环水经ECT处理后再回到循环水池。图1 ECT装置刨面示意图反应室 电极 刮刀驱动马达 刮刀 出水阀 排污阀 电源柜 排气/进气阀（一）阴极电化学反应反

2、应室中维持的工作电流大概为直流1025安培。结果是，在阴极（反应室内壁）附近形成高浓度的氢氧根，这种升高的pH环境（pH高达14），让易结垢的矿物质预先结垢，并从水中析出。实际上阴极附近局部的高氢氧根浓度所形成的化学环境，和用石灰处理形成的冷石灰软化环境类似。2H2O(l) + 2e- H2(g) + 2OH-(aq)CO2(aq)+ OH-(aq) HCO3-(aq)HCO3-(aq) + OH- (aq) CO32-(aq) +H2O(l)Ca2+(aq) 钙离子可能形成氢氧化钙Ca(OH)2(垢)和碳酸钙CaCO3(垢)（二）阳极电化学反应在阳极，电流将一部分的氯离子转化成氯气，在冷却水

3、中形成持续杀菌效果的次氯酸。同时也产生臭氧、氧自由基、氢氧根自由基和双氧水。这一系列得产物提供了杀生效应，结合安培电流及局部高的和低的（阳极）pH区域，维持了ECT内部一个实时的消毒环境。生成氧气: 4HO- O2(g) + 2H2O + 4e-游离氯: Cl- e- Cl0氯气: 2Cl-(aq) Cl2(g) + 2e-臭氧: O2 + 2HO- 2e-O3(g) + H2OOH0自由基: OH- e- OH0过氧化氢: 2H2O 2 e- H2O2 + 2H+氧自由基: 2H2O 2 e- O0 + 2 H+（三）pH控制ECT处理冷却循环水时pH总体值控制范围在8.5到9.0之间，控制

4、方式为自动添加柠檬酸。如前文提到的，阴极附近会形成高浓度的氢氧根，从而在反应室内壁附近维持较高的碱性环境。相反，在阳极附近维持较低pH的酸性环境。由于循环水是切向进入和离开反应室，从而运行中能反复地将水中细菌置于低pH值区和高pH值区，使得细菌每次通过反应室时都经历了多次pH值环境的变化，起到一定杀菌作用。（四）其它ECT本身是一个碳钢制造的圆柱状的容器，直径大约为500毫米，深为900毫米。固定在碳钢盖子上有阳极和一组刮刀。阳极直伸到容器底部。电极用拥有专利的钛基镍氧化物制成，以便耐受局部低pH环境。刮刀用来定时刮掉内壁预沉淀出来的矿物质。清洗过程由刮垢与排污两部分组成。刮垢频率与排放频率可

5、视运行情况分别设置，排污时间也可调节。每次刮垢时，刮刀在马达的推动下在反应室内运动，刮掉内壁沉淀出来的水垢，待排污时和冲洗水一起从底部排出。实际生产过程中，可根据设备内部结垢的情况，改变刮垢、排污频率和排污时间。 二、运行情况（一）概况大竹分厂自2017年11月11日投用ECT装置，原有循环水处理装置旁滤器（F-3101A/B）不再使用，自循环水系统回水管线上分出一根管线进入ECT系统，控制循环水量的5%（约15-20m3/h）进入ECT处理，出口直接接入循环水池PT-3101。同时，除循环水系统检修后开产的预膜过程中需要投加化学药剂，日常生产中不再投加ClO2、CT4-36、CT4-42等药

6、剂。现装置总循环水流量约200m3/h，ECT系统流量约17 m3/h。根据厂家（北京银海洁水处理公司）的技术指导，并结合生产实际，ECT工作电流一般设置在15A，随着气温的升高，可逐渐调大电流以降低电导率，最高到20A。现循环水浓缩倍数适控制在3左右，并根据浓缩倍数，设定20min刮垢1次，4h排污1次。（二）控制指标情况投用ECT设备后，缓蚀缓垢剂及杀菌灭藻剂不再投加，因此不再对总磷、ClO2余量进行分析。为了保证循环水水质，参照工业循环冷却水处理设计规范GB50050相关规定确定 pH、浊度、总硬、总碱、电导、异养菌总数为控制指标，并调整了指标控制范围，具体见下表。 表1 ECT投用前后

7、循环水分析控制指标对比表PH浊度（度）总磷（mg/L）ClO2余量（mg/L）总硬+总碱（mg/L）电导（µs/cm）投用前6.5910470.21.085012502500投用后6.5910/11002500 （三）设备运行维护情况ECT装置2017年11月11日投用至今，厂家进行了一次拆检。2018年3月29日，第一次拆开检查：厂家对设备拆开检查发现ECT设备顶盖、内壁结垢严重，见图2、图3。此次共清理水垢约20Kg，为减少反应室内壁结垢，缩短刮垢间隔时间，由20min改为10min，排污时间不变。 图2 3月29日顶盖结垢情况 图3 3月29日内壁结垢情况从检查情况来看，打开设

8、备均发现其内部存在较多水垢，说明其具有一定的除垢能力。（四）投用前后运行参数对比分析工业循环水系统水质主要受蒸发量，补充水水质、水量，排污量，杀菌除垢设备或药剂使用等情况影响，补充水水质和水量可以反应循环水蒸发浓缩的情况，也可以反映整个循环水的水质情况，为了确保运行前后参数比较的准确性，因2017年3月与2018年3月水质情况与补水量大致相同，因此选取这两个时期内循环水质情况进行对比。下面对ECT设备投用前后循环水各项主要指标进行对比分析。1.循环水“总硬+总碱”：表2 大竹分厂2017年、2018年同期循环水总硬总碱化验数据统计2017年3月2018年3月项目时间总硬 mmol/L总碱 mm

9、ol/L总硬+总碱（mg/L）项目时间总硬 mmol/L总碱 mmol/L总硬+总碱（mg/L）2017.3.132.67.1639762018.3.17.645.8513492017.3.233.57.0740572018.3.27.675.6813352017.3.331.86.7938592018.3.510.66.0816682017.3.633.67.3740972018.3.610.6616602017.3.732.77.1139812018.3.710.56.0916592017.3.833.17.2140312018.3.810.26.0516252017.3.933.76.8

10、940592018.3.910.36.5716872017.3.1033.96.9740872018.3.1212.47.0819482017.3.1330.47.0337432018.3.1312.98.1921092017.3.1431.47.3138712018.3.1412.78.1220822017.3.1532.37.0739372018.3.1512.68.0720672017.3.16326.9338932018.3.1612.37.8720172017.3.1731.16.7837882018.3.1916.627.5324152017.3.2031.76.843854201

11、8.3.2016.27.4223622017.3.2131738002018.3.2114.16.9821082017.3.2230.86.9537752018.3.2212.86.8819682017.3.2331.57.0438542018.3.2313.96.920802017.3.2420.25.6625862018.3.26146.6520652017.3.27216.8527852018.3.2712.66.5619162017.3.2820.8626802018.3.2813.26.5419742017.3.2925.78.3334032018.3.298.725.4914212

12、017.3.3020.78.0328732018.3.308.55.7514252017.3.3126.958.963591平均29.67 7.10 3677 0.00 11.87 6.74 1861 7.1367711.876.741861 由上表可以得出，2017年3月，循环水“总硬+总碱”平均值为3677mg/L；2018年3月，循环水“总硬+总碱”平均值为1860mg/L。2018年数据对比2017年有明显下降，但仍然超过工艺卡片要求的1100mg/L。对比分析数据并结合ECT系统工作原理，循环水中“总硬”的下降是将指标控制在1100mg/L以下的关键，需要进一步调整ECT运行参数加以

13、控制。2.循环水pH值： 表3 大竹分厂2017年、2018年同期循环水pH值统计2017年3月2018年3月 项目时间PH 项目时间PH2017.3.18.372018.3.18.762017.3.28.472018.3.28.752017.3.38.342018.3.58.82017.3.68.122018.3.68.792017.3.78.212018.3.78.752017.3.88.182018.3.88.712017.3.98.12018.3.98.782017.3.108.132018.3.128.772017.3.138.162018.3.138.92017.3.148.220

14、18.3.148.42017.3.158.22018.3.158.352017.3.168.182018.3.168.362017.3.178.152018.3.198.322017.3.208.282018.3.208.292017.3.218.22018.3.218.32017.3.228.232018.3.228.182017.3.238.692018.3.238.32017.3.248.412018.3.268.332017.3.278.512018.3.278.32017.3.288.322018.3.288.242017.3.298.362018.3.298.342017.3.30

15、8.32018.3.308.352017.3.318.29平均8.278.50 由表3知，2017年3月，循环水平均pH值为8.27，2018年3月，循环水平均pH值为8.50。2018年循环水pH值相比于2017年同期总体趋势相差不大。ECT系统设置了柠檬酸加药装置用以控制循环水系统PH值，但就目前情况看来，分厂暂时不需要使用该加药装置，但在以后的使用过程中，可能需要使用。3.循环水电导：表4 大竹分厂2017年、2018年同期循环水电导值统计2017年3月2018年3月 项目时间电导s/cm 项目时间电导s/cm2017.3.143202018.3.116502017.3.25560201

16、8.3.216502017.3.355602018.3.516902017.3.656602018.3.615702017.3.743802018.3.718302017.3.842402018.3.817702017.3.936602018.3.918402017.3.1032802018.3.1221302017.3.1336402018.3.1321702017.3.1433702018.3.1421802017.3.1532402018.3.1521102017.3.1634702018.3.1635402017.3.1733102018.3.1928002017.3.20315020

17、18.3.2025402017.3.2131902018.3.2124102017.3.2230702018.3.2224502017.3.2331002018.3.2323202017.3.2434402018.3.2624002017.3.2735302018.3.2720302017.3.2834002018.3.2819202017.3.2936002018.3.2916602017.3.3034202018.3.3017302017.3.314410平均38262108 由上表4知，2017年3月循环水电导平均值为3826µs/cm。2018年循环水电导平均值为2108&#

18、181;s/cm。在浓缩倍数均大于3的情况下，2018年循环水电导较2017年同期有明显下降，结合前文描述了“总硬”下降明显的趋势，可以反映出ECT系统对于水中离子浓度有明显的抑制。4.循环水浊度： 表5 大竹分厂2017、2018年同期循环水浊度值统计2017年3月2018年3月 项目时间浊度NTU 项目时间浊度NTU2017.3.15.212018.3.18.272017.3.27.472018.3.25.182017.3.37.192018.3.54.862017.3.68.212018.3.63.422017.3.78.562018.3.74.12017.3.88.472018.3.8

19、4.712017.3.98.412018.3.93.022017.3.103.942018.3.122.982017.3.138.422018.3.132.992017.3.143.732018.3.146.362017.3.156.62018.3.153.632017.3.168.372018.3.164.722017.3.175.822018.3.193.712017.3.203.322018.3.203.492017.3.214.052018.3.212.812017.3.223.892018.3.223.032017.3.233.572018.3.233.542017.3.249.92

20、018.3.264.312017.3.278.992018.3.273.212017.3.287.22018.3.284.032017.3.296.482018.3.294.22017.3.306.012018.3.303.272017.3.316.41平均6.514.08由表5可以得出，2017年循环水浊度平均值为6.51。2018年循环水电导平均值为4.08。2018年循环水浊度较2017循环水浊度有明显下降，但均在工艺指标规定范围内（10），可以看出ECT系统在控制系统浊度方面有一定的作用。（五）检修后投用情况2018年4月，分厂停产检修，装置上冷换设备打开清洗前图片如下：图4 E-12

21、05酸气后冷器图5 E-1207凝结水后冷器图6 E-1207凝结水后冷器图7 E-1202MDEA贫液后冷器从图4至图7可以看出，分厂冷换设备花板上泥垢较多，尤其是酸气后冷器E-1205和TEG水冷器E-1301，凝结水后冷器E-1207花板上明显还有盐类沉淀附着，除此之外，冷换设备都存在明显锈蚀现象，这跟循环水浊度、“总硬+总碱”、pH指标控制有着直接关系。2017年11月分厂投运ECT，但2017年分厂并没有停产检修，因此，暂无法确定冷换设备存在的泥垢等污物是否在安装ECT后有所减少，需要做进一步观察。 2018年4月26日检修结束，装置开产，现将开产投用ECT后的分析数据统计如下，以2

22、018年5月分析数据为例。表6 大竹分厂2018年5月循环水总硬总碱化验数据统计2018年5月项目时间总硬 mmol/L总碱 mmol/L总硬+总碱（mg/L）PH电导s/cm浊度NTU2018.5.16.743.6210368.691310582018.5.27.513.6411158.65137041.162018.5.36.383.279658.53125019.652018.5.46.93.2410148.59130011.52018.5.56.53.039538.5711709.912018.5.67.213.3210538.7210408.252018.5.75.53.268768

23、.6411407.752018.5.84.782.827608.378546.62018.5.93.442.966408.748796.72018.5.104.863.057918.738797.612018.5.114.523.888408.859427.22018.5.144.153.587738.78646.712018.5.153.943.687628.7297910.362018.5.164.484.068548.7696110.812018.5.174.354.689038.896910.682018.5.183.693.337028.718007.672018.5.212.652

24、.835488.56055.762018.5.222.942.685628.65799.22018.5.232.52.264768.535755.082018.5.242.752.24958.546155.692018.5.252.92.265168.635807.762018.5.282.452.224678.565485.822018.5.292.352.084438.485285.372018.5.301.632.343978.487684.662018.5.311.92.424328.615504.23平均4.283.06734.928.63882.211.39从上表可以看出，2018年5月循环水“总硬+总碱”平均值为734.92mg/L、PH平均值为8.63，电导平均值为882.2s/cm，浊度平均值为11.39，浊度偏高的原因是5月初循环水系统处于投运初期且开展了预膜工作，后期通过调整排污时间及频次使得数据恢复正常。5月15日至17日浊度偏高是受汛期水质影响，分厂通过调整取水流量来控制浊度。五、下一步工作（一）定期检查从打开ECT设备来看