第六章工业循环水处理

1、第六章第六章 工业循环水工业循环水第一节第一节 工业用水的概念工业用水的概念第二节第二节 工业用水途径工业用水途径第三节第三节 工业用水量计算工业用水量计算第四节第四节 工业循环水水质稳定工业循环水水质稳定本章内容本章内容 第一节第一节 农业用水的概念农业用水的概念一、工业用水的定义一、工业用水的定义第一节第一节 工业用水的概念工业用水的概念 根据中华人民共和国城镇建设行业标准根据中华人民共和国城镇建设行业标准工业用水分类工业用水分类及定义及定义（CJ40-1999CJ40-1999），工业用水指工、矿企业的各部门，），工业用水指工、矿企业的各部门，在工业生产过程（或期间）中，制造、加工、冷却

2、、空调、在工业生产过程（或期间）中，制造、加工、冷却、空调、洗涤、锅炉等处使用的水及厂内职工生活用水的总称。洗涤、锅炉等处使用的水及厂内职工生活用水的总称。 水在工业生产中有多种用途，可作为传递热量的介质，水在工业生产中有多种用途，可作为传递热量的介质，也可以是工艺过程的溶剂、洗涤剂、吸收剂、萃取剂，还也可以是工艺过程的溶剂、洗涤剂、吸收剂、萃取剂，还可用作生产原料或反应物质的反应介质。因此，人们称谓可用作生产原料或反应物质的反应介质。因此，人们称谓“水是工业的血液水是工业的血液”。（1 1）用水量大）用水量大（2 2）大量工业废水直接排放是造成水污染的主要原因）大量工业废水直接排放是造成水污

3、染的主要原因（3 3）工业用水效率总体水平较低）工业用水效率总体水平较低（4 4）工业用水相对集中）工业用水相对集中三、我国工业用水的特点三、我国工业用水的特点第二节第二节 工业用水的途径工业用水的途径一、供水水源一、供水水源（一）河流取水（一）河流取水（二）水库（湖泊）取水（二）水库（湖泊）取水（三）海水取水（三）海水取水 海水作为工业用水时，需主要考虑的问题问题：海水作为工业用水时，需主要考虑的问题问题： (1) (1)取水条件根据取水地点周围的海水环境充分考虑取水条件根据取水地点周围的海水环境充分考虑取水设备的形式。取水设备的形式。 (2) (2)关于海水的温度问题。关于海水的温度问题。

4、 (3) (3)海水中存在的动物及微生物。海水中存在的动物及微生物。（四）地下水（四）地下水 工业供水系统包括取水工程、输水工程、水处理工程工业供水系统包括取水工程、输水工程、水处理工程和配水工程四个部分。和配水工程四个部分。 工业供水系统可以是单一的仅供工业使用的供水系统，工业供水系统可以是单一的仅供工业使用的供水系统，也可以是由混合供水系统分配给工业，形成工业供水也可以是由混合供水系统分配给工业，形成工业供水分支系统。另外，为了节水，工业供水常采用循环供分支系统。另外，为了节水，工业供水常采用循环供水方式。循环供水是将使用过的水经适当处理后，重水方式。循环供水是将使用过的水经适当处理后，重

5、新使用。新使用。 二、工业供水系统二、工业供水系统 密闭式循环冷却水系统的水质处理比较简单，维密闭式循环冷却水系统的水质处理比较简单，维护容易，而且补充水量极少，有利于水资源的节约。护容易，而且补充水量极少，有利于水资源的节约。但是冷却效率很低，循环系统的基建造价和能耗高，但是冷却效率很低，循环系统的基建造价和能耗高，一般用于发电机、内燃机或有特殊要求的单台换热设一般用于发电机、内燃机或有特殊要求的单台换热设备。备。 敞开式循环冷却水系统与直流冷却水系统相比，敞开式循环冷却水系统与直流冷却水系统相比，补充的新鲜水一般只是直流用水量的补充的新鲜水一般只是直流用水量的10%10%左右，可节约左右，

6、可节约大量冷却水，排污水量也相应减少，是目前应用最广大量冷却水，排污水量也相应减少，是目前应用最广泛的一种循环冷却水系统。根据循环水同被冷却物料、泛的一种循环冷却水系统。根据循环水同被冷却物料、工艺介质或装置是否有接触，可分为清循环、污循环工艺介质或装置是否有接触，可分为清循环、污循环和集尘循环三种类型。和集尘循环三种类型。 冷却构筑物是指用来降低水温的设施。对于敞开式冷却构筑物是指用来降低水温的设施。对于敞开式循环冷却水系统，冷却构筑物包括冷却池和冷却塔。循环冷却水系统，冷却构筑物包括冷却池和冷却塔。其中，冷却池又可分为天然冷却池和喷水冷却池两种。其中，冷却池又可分为天然冷却池和喷水冷却池两

7、种。 随着经济的发展，工业用水量日益增大。在用水日随着经济的发展，工业用水量日益增大。在用水日益紧张的形势下，使用循环水系统是必要的，也是节益紧张的形势下，使用循环水系统是必要的，也是节水型社会建设的需要。水型社会建设的需要。 据估计，工业生产中约为据估计，工业生产中约为70%80%的用水是冷却的用水是冷却水，实现冷却水的循环利用是工业循环水系统的重要水，实现冷却水的循环利用是工业循环水系统的重要工作。在冷却水循环系统中，可分为密闭式和敞开式工作。在冷却水循环系统中，可分为密闭式和敞开式两种。两种。三、工业循环水系统三、工业循环水系统第三节第三节 工业用水量计算工业用水量计算（一）工业用水水量

8、分类（一）工业用水水量分类 工业用水按不同的用途分为生产用水和生活用水。工业用水按不同的用途分为生产用水和生活用水。按用水方式划分，工业用水的水量可分为用水量（总按用水方式划分，工业用水的水量可分为用水量（总用水量）、循环水量、回用水量、重复利用水量、耗用水量）、循环水量、回用水量、重复利用水量、耗水量、排水量、取水量（或新水量）、漏失水量、补水量、排水量、取水量（或新水量）、漏失水量、补充水量等九种。单位通常为体积单位（充水量等九种。单位通常为体积单位（m3m3），考察的），考察的时段较短时，也可用流量单位表示，如时段较短时，也可用流量单位表示，如m3/sm3/s、m3/hm3/h或或m3/

9、dm3/d等。等。一、工业用水水量分类一、工业用水水量分类（二）各种水量间的关系（二）各种水量间的关系 工业用水量是工业用水系统在一定时段内用水过程工业用水量是工业用水系统在一定时段内用水过程中发生的水量。从上述各种用水量定义可见，它们之中发生的水量。从上述各种用水量定义可见，它们之间存在着必然的联系，同一用水系统各水量之间关系间存在着必然的联系，同一用水系统各水量之间关系如图所示。如图所示。 一、循环冷却水水质特点一、循环冷却水水质特点 二、循环冷却水水质指标二、循环冷却水水质指标 三、循环冷却水处理三、循环冷却水处理第四节第四节 工业循环水水质稳定工业循环水水质稳定一、循环冷却水水质特点一

10、、循环冷却水水质特点1.1.循环冷却水的浓缩作用循环冷却水的浓缩作用2.2.循环冷却水循环冷却水 COCO2 2的散失和的散失和0 02 2的增加的增加3.3.循环冷却水的水质污染循环冷却水的水质污染 结垢、沉积物、电化学腐蚀结垢、沉积物、电化学腐蚀4.4.循环冷却水的水温变化循环冷却水的水温变化特点：具有腐蚀性、产生沉积物（结垢污垢粘垢）、微生物繁殖特点：具有腐蚀性、产生沉积物（结垢污垢粘垢）、微生物繁殖项目项目要求条件要求条件允许值允许值浊浊度度（度）（度）1.1.年污垢热阻年污垢热阻9.59.51010-5-5m m2 2hh0 0C/kJC/kJ2.2.有油类粘性污染物时有油类粘性污染

11、物时, ,年污垢热阻年污垢热阻1.41.41010- -4 4m m2 2hh0 0C/kJC/kJ3.3.腐蚀率腐蚀率0.125mm/a0.125mm/a20201.1.年污垢热阻年污垢热阻1.41.41010-4-4m m2 2hh0 0C/kJC/kJ2. 2. 腐蚀率腐蚀率0.2mm/a0.2mm/a50501.1.年污垢热阻年污垢热阻1.41.41010-4-4m m2 2hh0 0C/kJC/kJ2. 2. 腐蚀率腐蚀率0.2mm/a0.2mm/a100100电导率（电导率（us/cmus/cm）采用缓蚀剂处理采用缓蚀剂处理30003000总碱度（总碱度（mmol/Lmmol/L）

12、 采用缓蚀剂处理采用缓蚀剂处理77PHPH值值6.59.06.59.0二、循环冷却水水质指标二、循环冷却水水质指标1敞开式循环冷却系统对水的浊度，电导度，总碱度，PH值等均有要求，详见表敞开式循环冷却系统冷却水主要水质指标敞开式循环冷却系统冷却水主要水质指标 2.2.定义定义 腐蚀率腐蚀率 一般以金属每年的平均腐蚀深度表示，一般以金属每年的平均腐蚀深度表示，mm/amm/a 可用失重法测定，即将金属材料试件挂于热交换器冷可用失重法测定，即将金属材料试件挂于热交换器冷却水中，经过一段时间，由实验前后挂片重量差计算却水中，经过一段时间，由实验前后挂片重量差计算出年平均腐蚀深度出年平均腐蚀深度 C

13、CL L=8.76(P=8.76(P0 0-P)/-P)/FtFt P P0 0P P前后挂片重量差，克；前后挂片重量差，克；F F挂片接触面积，挂片接触面积，m m2 2；t t腐蚀腐蚀作用时间，作用时间，h h 污垢热阻污垢热阻 传热系数的倒数，热交换器传热面由于沉传热系数的倒数，热交换器传热面由于沉积物沉积使传热系数下降，从而使热阻增加的量称为积物沉积使传热系数下降，从而使热阻增加的量称为污垢热阻污垢热阻 三、循环冷却水处理三、循环冷却水处理 1.1.腐蚀控制腐蚀控制 2.2.沉积物控制沉积物控制 3.3.微生物控制微生物控制 1 1、腐蚀控制、腐蚀控制 做预膜处理，加入某些药剂在金属表

14、面形成薄膜隔做预膜处理，加入某些药剂在金属表面形成薄膜隔绝腐蚀介质绝腐蚀介质, ,防止腐蚀。防止腐蚀。 预膜分氧化物膜、沉淀物膜和吸附膜预膜分氧化物膜、沉淀物膜和吸附膜（1 1）氧化膜型缓蚀剂）氧化膜型缓蚀剂 直接或间接产生金属的氧化物或氢氧化物，在金属直接或间接产生金属的氧化物或氢氧化物，在金属表面形成保护膜，如铬酸盐类缓蚀剂。表面形成保护膜，如铬酸盐类缓蚀剂。 防腐效果好，过量的缓蚀剂不会结垢防腐效果好，过量的缓蚀剂不会结垢 亚硝酸盐做阳极型缓蚀剂，长期用效果差（硝化细亚硝酸盐做阳极型缓蚀剂，长期用效果差（硝化细菌多了）菌多了） （2 2）水中离子沉淀膜型缓蚀剂）水中离子沉淀膜型缓蚀剂 缓

15、蚀剂与溶解水中的离子生产难溶盐或络合物，在缓蚀剂与溶解水中的离子生产难溶盐或络合物，在金属表面析出沉淀，形成防蚀薄膜。形成的膜多孔，金属表面析出沉淀，形成防蚀薄膜。形成的膜多孔，较厚，比较松散，多与基体金属的密合性较差，防氧较厚，比较松散，多与基体金属的密合性较差，防氧扩散不完全，另外药剂量多形成垢层加厚影响传热。扩散不完全，另外药剂量多形成垢层加厚影响传热。 聚磷酸盐聚磷酸盐 锌盐锌盐 （3 3）金属离子沉淀膜型缓蚀剂）金属离子沉淀膜型缓蚀剂 使金属活化溶解，在金属离子浓度高的部位与缓蚀使金属活化溶解，在金属离子浓度高的部位与缓蚀剂形成沉积，产生致密薄膜，而且缓蚀剂过量后薄膜剂形成沉积，产生

16、致密薄膜，而且缓蚀剂过量后薄膜停止增厚停止增厚, ,如如MBTMBT巯基苯并噻唑巯基苯并噻唑 （4 4）吸附膜型缓蚀剂）吸附膜型缓蚀剂 这种缓蚀剂具有亲水基和疏水基，吸附在金属表面这种缓蚀剂具有亲水基和疏水基，吸附在金属表面有效阻碍水和溶解氧向金属扩散有效阻碍水和溶解氧向金属扩散 分析复杂，难控制浓度，价格贵分析复杂，难控制浓度，价格贵 2.2.沉积物控制沉积物控制 （1 1）结垢控制）结垢控制 a a 去除水中产生结垢的成分。包括水的软化和除盐，去除水中产生结垢的成分。包括水的软化和除盐，只有在补充水水质很差或者需提高浓缩倍数时候采用。只有在补充水水质很差或者需提高浓缩倍数时候采用。 b b

17、酸化法酸化法 提高酸度，适合补充水碳酸盐硬度较大，浓提高酸度，适合补充水碳酸盐硬度较大，浓度大后注意防腐度大后注意防腐 C C向水中投加阻垢剂向水中投加阻垢剂 聚膦酸盐、聚丙稀酸盐聚膦酸盐、聚丙稀酸盐 （2 2）污垢控制）污垢控制 油类污染物采用表面活性剂油类污染物采用表面活性剂 悬浮物絮凝沉淀、过滤悬浮物絮凝沉淀、过滤 3 3、微生物控制、微生物控制 氧化性杀菌剂、非氧化性杀菌剂、表面活性杀菌剂氧化性杀菌剂、非氧化性杀菌剂、表面活性杀菌剂 液氯、二氧化氯、次氯酸钙、次氯酸钠液氯、二氧化氯、次氯酸钙、次氯酸钠 硫酸铜硫酸铜 季铵盐类（有泡沫）季铵盐类（有泡沫） 4 4复合缓蚀阻垢剂复合缓蚀阻垢剂 发挥不同药剂的增效作用，减少药剂用量；