13宋爽英低磷水处理配方在金陵分公司循环水系统的应用

1、低磷水处理配方在金陵分公司循环水系统的应用 宋爽英金陵分公司质检中心缓蚀剂种类 缓蚀剂在整个水处理化学品中所占的分额最大 无机缓蚀剂：磷酸盐、锌盐、亚硝酸盐、钼酸盐、钨酸盐、铬酸盐等 有机缓蚀剂：有机膦酸盐类、有机羧酸类及含磷共聚物类等缓蚀剂的发展 从铬酸盐、聚磷酸盐到有机膦酸盐； 从高磷、含金属的配方到低磷、全有机配方； 从单一配方到复合配方；显示出水处理缓蚀剂正朝着多品种、高效率、低毒性等方向发展。 有机膦系缓蚀剂 有机膦酸类是阴极型缓蚀剂，是目前研究最多的一个系列；有机膦羧酸共聚物同时含有膦酰基和羧基，兼具有阻垢、分散、缓蚀性能，该系列已形成后期开发应用的水处理剂。 磷对天然水体的危害

2、水体中无机氮、总磷分别超过300mg/l和20mg/l就认为水体处于富营养化状态。促进各种水生生物的活性，刺激它们异常繁殖（主要是藻类）。疯长的藻类会在水面越长越厚, 最终有一部分被压在水面之下, 因难见阳光而死亡。湖底的细菌以死亡藻类作为营养, 迅速增殖。大量增殖的细菌消耗了水中的氧气, 使湖水变得缺氧。依赖氧气生存的鱼类死亡, 随后细菌也会因缺氧而死亡, 最终导致湖泊老化、死亡。 磷对水体危害的案例 震惊全国的太湖蓝藻事件就是湖泊富养化的典型例子。它的形成原因就是周边化工企业大量含磷、氮的污水的排放引起的。云南的滇池发生大面积的赤潮现象，水质恶化、生物种群锐减，破坏生态平衡 。磷系水处理剂

3、发展趋势欧美发达国家已开始禁磷、限磷，我国一些城市和地区也对磷的排放进行了限制。从长远发展趋势看，磷系水处理剂的生产和应用必将受到限制，而被无磷水处理剂所取代，因此，作为磷的来源之一的磷系配方将逐步向低磷和无磷化发展。为了节约用水，企业大幅提高浓缩倍数，系统杀菌问题就更加突出，目前还没有好的办法来解决夏天藻类的繁殖，这也是促进低磷、无磷产品发展的重要因素之一。 金陵分公司水处理现状 金陵分公司煤化工运行部有新、老两套循环水场，应用的均是常规磷系水处理配方，总磷控制在4-6mg/l，污水总排口含磷量为1.0mg/l（以p计）。金陵分公司决定率先在煤化工运行部应用低磷水处理配方，使污水总排口含磷量

4、降至0.5mg/l，达到国家污水综合排放一级标准。成功应用后，将陆续在炼油运行部循环水系统中应用低磷水处理配方。低磷水处理配方小试试验 老循环水系统选用的是南京某研究院的低磷水处理配方，其阻垢缓蚀剂为zh373-2njl，是该系统所用的原阻垢缓蚀剂zh373njl的升级换代产品，为全有机、低磷配方。新循环水系统选用了两种配方，一种是常州某水处理公司的低磷水处理配方，其阻垢缓蚀剂为wjp-401a；另一种是武汉某水处理公司的低磷水处理配方，其阻垢缓蚀剂为zh343run。 低磷阻垢缓蚀剂主要质量指标 项目zh373-2njl wjp-401a zh343run ph（1%水溶液） 4.5 4.5

5、 2.0 密度（20） g/cm3 1.12 1.12 1.10固含量 % 25.0 28.0 25.0 总磷酸盐含量（以po43-计）% 3.0 4.0 4.0 小试缓蚀性能结果 药剂名称 投加浓度mg/l 总磷控制指标mg/l 平均腐蚀率mm/a 挂片描述 空白 /0.5828表面呈块状腐蚀状态，腐蚀产物为红棕色。 zh373-2njl 1002.0-2.5 0.0336表面较干净，仅螺栓孔处有少量红棕色锈蚀，垢下平整。 wjp-401a 903.0-3.5 0.0365表面较干净，仅螺栓孔处有少量红棕色锈蚀，垢下平整。 zh343run 802.0-2.5 0.0081表面较干净，几乎没

6、有红棕色锈蚀，表面平整。 小试阻垢性能结果 药剂名称 投加浓度mg/l 总磷控制指标mg/l 极限碳酸盐碱度(钙硬+总碱)mg/l(以caco3计) zh373-2njl 1002.0-2.5 825wjp-401a 903.0-3.5 795zh343run 802.0-2.5 925阻垢缓蚀剂性能评定结果 药剂名称 极限碳酸盐碱度 mg/l评定等级平均腐蚀率 mm/a 评定等级综合评定等级zh373-2njl 825二级 0.0336二级 二级 wjp-401a 795二级 0.0365二级 二级 zh343run 925一级 0.0081一级 一级 老循环水系统工业应用 2009年7月，

7、老循环水系统投加以zh373-2njl为主的低磷复合水处理配方，此配方为系统原配方的升级换代产品，因此无需清洗预膜，用低磷配方逐步替代原配方即可完成两种药剂的过渡，总磷由8.0降至2.5mg/l即正常加药，药剂投加浓度100mg/l，总磷2-4mg/l，浓缩倍数4-6倍。 应用初期，由于换热器漏氨，ph低于7.0，导致水质合格率稍低。应用2个月后系统运行稳定，水质合格率较高，总磷控制在3.0mg/l左右，浊度小于10ntu，浓缩倍数大于4，总铁小于1.0mg/l，说明系统腐蚀及结垢得到有效控制。 监测换热器监测数据时间试管腐蚀速度试管沉积速度mm/amcm碳钢不锈钢碳钢不锈钢2009070.1

8、550.004514.511.462009080.1500.000814.540.832009090.0800.00118.651.282009100.0400.00476.963.802009110.0640.00075.752.43200912停用2010010.0570.00269.834.912010020.0220.002910.995.462010030.0210.001210.685.292010040.0760.000814.776.032010050.0800.003612.073.11碳钢试管腐蚀速度曲线 腐蚀与结垢控制 由于应用初期换热器漏氨，ph较低，且处于两种药剂的交

9、替过渡期，系统运行不够稳定，因此碳钢试管腐蚀速度较高，超过中石化化工板块0.075mm/a的合格指标，泄漏停止后，系统腐蚀速度基本达标。碳钢与不锈钢试管沉积速度稳定达标，均小于中石化化工板块15mcm的合格指标。 新循环水系统工业应用过程 第一阶段：投加以wjp-401a为主的低磷复合水处理配方，系统所用原配方也是该公司产品，因此无需清洗预膜，用低磷配方逐步替代原配方，总磷由6.5降至3.5mg/l即正常加药，药剂投加浓度90mg/l，总磷2-4mg/l，浓缩倍数4-6倍。 第二阶段：停止投加其它药剂，不进行清洗预膜，投加较高剂量以zh343run为主的低磷复合水处理配方，总磷由10.0降至3

10、.0mg/l正常加药，药剂投加浓度100mg/l，总磷2-4mg/l，浓缩倍数4-6倍。 第三阶段：装置停工检修后进行清洗预膜，投加以wjp-401a为主的低磷复合水处理配方，预膜结束后小流量边排边补，总磷由15自然下降到5mg/l时，停止换水，按冷态运行方案运行逐渐过渡至正常运行状态，总磷2-4mg/l，浓缩倍数4-6倍。新循环水系统工业应用结果 新循环水系统应用低磷复合水处理配方期间，运行较稳定，水质合格率较高，总磷基本控制在3.0mg/l左右，ph控制在7-9，浊度小于10ntu，浓缩倍数大于4.5，总铁小于1.0mg/l，说明系统腐蚀及结垢得到有效控制。 监测换热器监测数据时间试管腐蚀

11、速度 试管沉积速度 mm/a mcm 碳钢黄铜不锈钢碳钢黄铜不锈钢2009070.1370.02890.004914.282.840.732009080.0730.01740.004410.994.180.752009090.0750.01920.002513.637.682.812009100.0700.02360.00228.028.584.872009110.0370.02240.002213.9214.266.382009120.0480.00720.005013.9110.316.662010010.0450.00290.002311.6011.947.702010020.0860.

12、01400.000614.107.183.94201003停工检修201004清洗预膜2010050.0940.00220.004216.655.125.06碳钢试管腐蚀速度曲线 0.0000.0250.0500.0750.1000.1250.150200907200909200911201001201003201005时间腐蚀速度mm/a腐蚀与结垢控制 由于应用初期处于两种药剂的交替过渡期，系统运行不够稳定，因此碳钢试管腐蚀速度较高，运行1个月后，系统碳钢、不锈钢腐蚀速度基本达标，但黄铜试管腐蚀速度较高。水场清洗预膜期间，由于环保不允许大排大补，清洗物残留在系统中，浊度、总铁降低得很慢，因此

13、影响到预膜后的碳钢试管腐蚀速度，造成数值超标。试验期间，碳钢、黄铜与不锈钢试管沉积速度均稳定达标。 应用低磷水处理配方取得的效果 系统正常运行无泄漏时，两种低磷复合水处理配方，即zh373-2njl、wjp-401a都能较好地控制水质，系统运行平稳，腐蚀及结垢均能稳定达标。 循环水中总磷3.0mg/l左右，比原配方降低2.5mg/l，因此煤化工运行部污水总排口含磷量降至0.5mg/l以下，达到国家污水综合排放一级标准，解决了水质控制与环境保护之间的矛盾。应用低磷水处理配方存在的问题 如果系统出现泄漏，导致水体ph较低，监测管腐蚀速度很容易超标，因此低磷水处理配方在泄漏背景下对设备的腐蚀与阻垢保

14、护作用尚待加强。 黄铜监测管腐蚀速度超标较严重，能否对生产装置中黄铜换热设备起到有效的腐蚀保护作用，也是影响低磷水处理配方实际应用效果的因素之一。 水处理剂发展存在的问题 有机磷酸中磷的排放易产生富营养化，破坏生态平衡。 铬酸盐、亚硝酸盐等无机缓蚀剂具有较大的毒性。 在某些水处理剂制备过程中使用的原料（如氰化物等）含有毒性，对环境带来了新的污染。 在生产水处理剂过程中消耗大量能源。 目前水处理剂的发展中存在着两个主要问题，即二次污染和非清洁化生产。无磷水处理剂的发展 无磷水处理剂在钼酸盐、硅酸盐、钨酸盐、硼酸盐、聚丙烯酸、苯甲酸钠、葡萄糖酸钠、锌盐等方面进行了一系列研究，要么使用成本太高，要么缓蚀性能较差，实际应用很少，发展空间不大。通过化学合成