新型RJ生物药剂在循环水中的应用与分析

1、神华宁夏煤业集团煤炭化学工业分公司甲醇厂论文论文题目：新型RJ生物药剂在循环水中的应用与分析作者：赵燕华车间、科室：空分车间岗位：工艺技术员日期：2015.7新型RJ生物药剂在循环水中的应用与分析神华宁夏集团煤炭化学工业分公司甲醇厂赵燕华【内容摘要】神华宁煤煤炭化学工业分公司甲醇厂一套循环水系统自2013年8月10日开始投加RJ生物药剂，迄今已经运行两年，现对使用新型RJ生物药剂进行分析讨论。该药剂投加期间循环水浊度、氯离子、总铁、腐蚀率、CODCr、和浓缩倍数等指标都达到了国家标准，并且使用该药剂加药量小，加药频次低，人工劳动量少，在节能及减排方面经济效益显著。【关键词】RJ生物药剂；循环水

2、；指标；国标要求；性能引言神华宁夏煤业集团煤炭化学工业分公司甲醇厂一套循环水系统在使用化学药剂期间，水质分析指标超标现象严重，并且碳钢、不锈钢、铜的腐蚀率等指标都超过国家标准，且化学药剂投加量大，为此研发中心联合甲醇厂对使用循环水新型RJ生物药剂的重庆万利来化工股份有限公司、中化涪陵化工有限公司、重庆三灵化肥股份有限公司、玖龙纸业（重庆）有限公司进行现场考察。上述企业循环水的氯离子、总铁、浊度、pH浓缩倍数、碱度、硬度和碳钢、不锈钢、铜的腐蚀率等指标都达到了国家标准，并且加药次数和加药量的减少，降低了人工劳动量。通过对上述企业生产运行管理考察、论证，拟定了甲醇厂一套循环水投运新型RJ生物药剂的

3、方案，并对开始投运至2015年8月10日止质检中心所提供的各项检测数据进行了收集、整理,并对使用情况进行分析讨论。一、一套甲醇循环水系统的基本情况项目类别一运行数据循环系统容积m312000循环水量m3/h22000-24000补充水量m3/h200-460排污水量m3/h50-200进出冷却塔水温C42-32浓缩倍数3-6换热器材质碳钢、铜合金、不锈钢冷却塔材质混凝土旁滤旁滤设备无阀滤器5组旁滤量5%底阀排污有加药装置有污染物或可能泄漏物无、补水水质及存在问题补水是经过滤沉淀预处理后的黄河水作为全厂补水。原水水质如下:（2013年8月-9月份分析数据）。项目单位补充水水质8月-9月平均值浊度

4、NTU0.71-1.331.04PH-7.96-8.368.11总硬度（以CaCO计）mg/L246-267254.00总碱度（以CaCO计）mg/L158-186171.75钙硬度（以Ca2+计）mg/L53-6356.75总铁mg/L0.02-0.100.23Cl-mg/L89-9190.25SO42-+Cl-mg/L150-208180.25硅酸（以SiO2计）mg/L0.07-2.311.70电导率s/cm547-640665.00NH-Nmg/L0-0.20.1CODcrmg/L5-107从补充水的水质计算，该补充水Langelier（饱和指数）指数为0.26（0有结垢趋势），Ryz

5、nar（雷兹纳稳定指数）指数为7.45（6有腐蚀趋势），表明该水源为结垢腐蚀性水质，因此控制该循环水结垢腐蚀是该循环水系统水质稳定运行的重要任务之一。三、实施过程根据使用RJ生物药剂技术要求，在大检修期间对循环水系统进行了如下改造:1 .在冷却塔塔池出水口周围设置300mm高围堰，以阻挡塔池沉积下来的生物粘泥进入循环水系统，影响换热设备的换热效率。2 .在冷却塔塔池出水口周围安装了12台生物模架（内置纤维球），作为生物菌群的“着床”的载体。3 .更改空分补水管线，确保在低温状态下，避免盐类（碳酸钙盐占90%）以及其它易结晶物的结晶，堵塞填料；4 .将低温甲醇洗装置水分离塔废水引至冷却塔塔池作为

6、菌群繁殖的营养源。5 .加药时间及频次：首次投加时第一月投加6吨，次月起每月投加1.2吨，每月分四次均量投加。6.加药地点及方式：循环水塔池处，人工投加。四、RJ生物药剂主要成分及作用基理新型RJ生物药剂（菌群）是采集于自然界，通过人工培养、驯化、筛选等方式优选出专门用于循环水稳定处理的微生物菌群。这种微生物菌群不仅可以以碳、氮、硫、磷等作为营养源，还可以吞噬其它微生物菌群、消解有机物、溶解垢层，具有广泛的食物链和营养源，主要由溶垢细菌、群体淬灭细菌、高效降解细菌、絮凝细菌等多种高效复合细菌组成。1）溶垢细菌：溶垢微生物在生长繁殖过程中，能够与钙镁离子形成稳定的可溶性螯合物，将更多的钙镁离子稳

7、定在水中，从而增大钙镁盐的溶解度，使得水体中的硬度升高，抑制垢的沉积，而且能够使已经形成的碳酸盐垢逐步溶解，阻止钙镁离子在金属表面形成碳酸盐垢，瓦解混合垢的沉积。2）群体淬灭细菌：通过群体淬灭细菌分泌的群体淬灭酶可降解细菌群体感应系统的信号分子，干扰细菌群体感应系统，阻碍细菌之间的信息交流，抑制细菌的生长繁殖，减少形成微生物粘泥的源头，以达到消减了细菌在金属管道上形成微生物垢的条件，进一步减少细菌对金属的腐蚀的可能，达到缓蚀阻垢的效果。3）高效降解细菌：高效降解细菌能够消耗循环水系统内部分溶氧，可使溶氧适度减少，改变氧化还原电位（ORP）;分解有机粘泥避免局部有机酸及电极电位引起的腐蚀，避免金

8、属被锈蚀；还能够分解消除循环水中的有机物及含氮物质，同时能对水体中比藻类高等的好氧微生物产生激活作用，改变水体环境与养分竞争机制，中断菌藻的养分供给链，使菌藻的滋生环境恶化，进而逐步抑制菌藻生长。RJ生物药剂作用微生物及机理作用效果作用微生物作用机理絮凝悬浮物、絮凝阴离子絮凝细菌微生物絮凝作用抑制硬垢产生溶垢细菌、高效降解细菌及其分泌的高效活性酶络合增溶Ca2+、Mg2+抑制腐蚀速率溶垢细菌、群体淬火细菌、局效降解细菌及其分泌的高效活性酶群体淬火、酶活性稳定或提高PH值溶垢细菌、群体淬火细菌络合增溶、群体淬火抑制菌藻滋生群体淬火细菌、局效降解细菌及其分泌的高效活性酶群体淬灭、微生物竞争五、改造

9、后水质指标评价依照工业循环冷却水处理设计规范（国家标准GB50050-2007）,主要是从PH、碱度、总硬度、浊度、氯离子、硫酸根离子、硅酸根离子、电导率、总铁、CODcr、浓缩倍数和腐蚀率等指标对我厂使用RJ生物药剂2年来（自2013年8月至2015年7月份）的水质指标进行分析讨论。1、PH值国标要求：6.89.5,运行期间PH值月平均值均保持在8.08.5之间,水质呈弱碱性，有效地避免了换热设备、管线在酸性环境下的腐蚀。喙收昌S收昌S收IONS收昌咚收昌S收昌S整m咚故SE咚年二旨咚年二旨叱E烛3川吗城3E叱9城3川呼匙目nr中tTON版城ION强tTONnrTtTON叱匚故1后共口I磐I

10、曷吗售曷此Da故匚-m2、碱度国标要求：钙硬+碱度W1100mg/L。运行期间月平均值均在200250mg/L左右，能有效的防止系统结垢及垢下腐蚀，提高浓缩倍数达到节水减排的效果。底8时巴0Z归班巴自叫9/ToeK皆S肯民二g巴aS售品叱I时巴总S昌底11肝可sm匿册一一sHbEg叱电目S黑城SZ一品叱lM-dsmST虻舄一一5恶肝冷昌oOOOOOOOO4035302520151053、钙硬度运行期间循环水钙硬度月平均值均保持在680嗯/L左右，运行平稳4、总硬度国标不做要求，运行期间月平均值最高值是1287mg/L,最低值是743mg/L。两年来，从现场换热器打开情况观察和监测换热器监测挂片

11、情况来看未见明显的结垢。oO20吗ftIm巴粒M吗SISS粒I0ZS技I芸喙世1总E杖E巴收S3吗扉苜Z巴smm5b昌叱E肝中8Z皿霹品叱此Em5时日103喝41曷底卅白sm吗t昼皿ltt曷sIt目Effirom3年8昌哆故IM吗故曷5、浊度国标要求：板换W10NTU,管换W20NTU。浊度是在换热设备换热面污垢沉积和软垢形成的主要原因之一，浊度严重超标，不仅影响换热效率，同时增加垢下腐蚀。运行期间月平均值最高值是6.2NTU,最低值是1.5NTU,远远优于国标标准要求。050CS1-一I1I5OC8时归总巴印巴耳or图E女寸肝巴与吗整3NCI什SIW女管时臼品OTS臂SEH这寸SE喙时寸房呼

12、时中M火9时WIW%卅寸曷哼卅WSE叱心肝寸I0Z畋川田Mom归时WEE火医曷巴1收曷哎。1时glow哆时glsnr限E6、总铁离子国标要求：1.0mg/L,运行期间月平均值最高值是0.26mg/L,月平均值最低值是0.007mg/L。铁离子是铁细菌的主要供献者，是反映循环水系统腐蚀的主要指标之一。一般对补充水总铁含量要求0.20.5mg/L。循环水中的总铁指标宜w0.5mg/L。6o.4o.2o.晋收IOZ映售0Z共9收昌胫gW咚做SM强喀S当收SG巴占总售IWOE叱01时寸IM哆生0m5生曷胫号言哎9卅寸Iom哎g算寸I旨皿中城IQZ无maiwm:m卅4Em巴8言gw-mlM共二好1曷共0

13、1技1曷崂.1曷哎b肝7、CODcr国标要求：wi00mg/L,两年累计投加甲醇废水112000吨，运行期间最高值是29mg/L,最低值是21mg/L100巴肯曷nrgw-gl*S售品吗卅整亮叱图目害整昌ra:麻舄叱ml什中10m5屏寸2z咚扉S品5时2品盟取舄E&SE叱9#色曷K冬曷欧中野ESS处三旨S叶2品咚眩曷叱二叶管曷巴氏I*咚氏舄K时ET03E收11曷8、浓缩倍数国标针对化学药剂处理的要求：不宜大于5（这主要是从经济方面考虑的。大于5药剂费用增大，节水费用就不明显了），不应小于3。月平均值最高值为5.53,月平均值最低值为4.18（前两月调试期除外），普遍维持在4.5-5.0之间。浓

14、缩倍数是循环水运行的一个综合指标，常视为循环水运行的经济指标。氏整层喝他目S杖目S整意女号巴品K攸舄咚枚昌sItM巴S寸目EItmgt曷S肚目S8SEKesES置曷5眩昌S8昌S也目K世昌SI收曷SI虻曷51故目/目E越忌9、腐蚀速率循环水中挂片腐蚀反应出系统总体腐蚀程度，详见下图:一套循环水系统2013年10月至2015年6月挂片腐蚀率1套循环水系统两年挂片腐过率碳钢腐饨率0,075（mm/a）一套循环水系统两年挂片腐蚀率铜合金腐蚀率0.005Cmm/a）套循环水系统两年挂片腐蚀率不锈钢腐蚀率0.005（mm/a）WONKII-T-寸ION工01寸ION匚whEIONImWOEWEWOEqL

15、oEqloe根据中国石油化工总公司对循环水系统现场监测评价指标，碳钢平均腐蚀率达到了“好”级；碳钢2年平均腐蚀率为0.0639mm/a,优于国标0.075mm/a的标准；铜合金、不锈钢的腐蚀速率优于国家标准，碳钢的腐蚀速率逐月降低，平均值已优于国家标准。循环水监测评价指标碳钢平均腐蚀率评价级别00.046mm/a很好0.0460.093mm/a好0.0930.116mm/a可以允许六、性能分析1、节水性能生产正常情况下本年与上年同期用水比较间项目2012年9月-2013年8月全厂总用水量（m）（化学药剂）2013年9月-2015年7月全厂总用水一3重（m）（生物菊剂）节水量（m3）总计（含脱硫

16、、检修）822658071514091075171备注2013年7月检修循环水从7月17日停7月27日开，全厂每天用水按11000m3计，10天少用水110000m32014年5月开始新增脱硫工段至，.一，一，32015年7月共用水136197m2、减排性能使用生物药剂后，含甲醇的工艺废水平均每月加入循环水塔池5040m3,循环水池的排污量也大幅降低，两年减少废水排放1300661m32013年9月至2015年7月甲醇废水投加量及排污量时间项2013年9月至2015年7月加入塔池含甲醇废水量（m3）2013年9月至2015年7月循环水减少排污量（m3）合计117432937032脱硫、检修24

17、6197废水总计13006613、降资性能使用RJ生物药剂不用再投加缓蚀阻垢剂、氧化性杀菌剂、非氧化性杀菌剂等化学药剂，不但节省了设备运行费用、设备检修备品备件费用，而且避免了加药系统的设备运行操作及检修，大大降低了操作及检修人员的劳动强度。使用该循环水处理生物药剂不仅省去了加药装置的设备维护费用，还降低了维护运行的人工费用。4、安全性能使用该循环水处理生物药剂，原加氯系统停运，不仅消除了危化品氯气的管控风险，而且消除了添加化学药剂对人的伤害和潜在的安全风险，同时还能清洁冷却塔周边环境，抑菌杀菌、防止呼吸道细菌散布一一可除灭冷却塔所孳生的病原菌，抑制散热过程因蒸发水气而散布病菌，防止如军团菌等

18、致病菌群引起的呼吸道疾病。5、经济效益：若工业水按2.8元/m3计算，减排的废水处理费按1.4元/m3,RJ生物药剂经过2年的运行节水减排共产生的经济价值为483.1万元。原一套循环水装置使用化学药剂，月平均药剂消耗费用约为14万元左右，两年的药剂费用约为336万元；现使用新型RJ生物药剂每月费用约为16.32万元，两年约为456.96万元（包含首次投加）。与原化学药剂相比，两年生物药剂共产生的经济价值为362.14万元。102013年9月至2015年7月节能减排经济效益项目节水(m3)节水经济效益（元）减排（m3）减排经济效益（元）合计经济效益（元）2013年9月-2015年7月10751713010478.813006611820925.44831404.2七、生物药剂缺点1、投加方案需充分考虑可能泄漏介质、周边环境；换热器泄漏物若是杀生剂不能使用；2、系统启动加药量大，且需要生物技术专业知识水平；3、活菌易附着于挂片或流速较低的管壁